Perpindahan kalor dalam anulus dengan spiral pengarah aliran

SIMANJUNTAK, Janter P, Ir. Purnomo, MSME.,PhD

2004 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh aliran udara berbentuk spiral di sekeliling silinder vertikal yang diletakkan dalam anulus terhadap koefisien perpindahan kalor dengan menggunakan analogi perpindahan kalor dan massa. Aliran spiral dibuat dengan cara membuat pengarah aliran pada sisi dalam tabung dan jarak antar pengarah dapat diubah-ubah. Bilangan Reynolds yang digunakan bervariasi dari 60000 s/d 155000 dan faktor tanpa dimensi L/d : 4.8 ; 6.24 ; 6.79 ; 7.33 ; 8.83 ; 10.37 ; 11.47 ; 13.48 D/d : 2.66 ; 3.77 ; 4.90 , dan p/d = 0.66 ; 0.82 ; 0.94 ; 1.01 ; 1.16 ; 1.22 ; 1.43 ; 1.52 ; 1.86 dimana L, D, d, dan p berturut-turut adalah panjang tabung dan silinder, diameter tabung, diameter silinder dan jarak antar pengarah aliran. Benda uji dibuat dari kapur barus, dilebur dan dicor berbentuk silinder. Pengurangan massa silinder setelah pengujian akan digunakan untuk menghitung koefisien perpindahan massa (hm) kemudian dihubungkan dengan koefisien perpindahan kalor (h). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai koefisien perpindahan kalor meningkat pada p/d yang semakin menurun, dan diperoleh hubungan Nu, Re dan geometri silinder-tabung, yaitu Nu = 0.489 Re0.438 (L/d)0.534 (D/d)0.95 (p/d)-0.45 dengan koefisien korelasi (R2) yang diperoleh adalah 0.9982.

The aim of this research is to investigate the influence of spiral airflow around cylinder on heat transfer coefficient by using mass transfer analogy. Spiral airflow is created by a spiral fin fitted outside of the inner tube. The Reynolds numbers were varied from 6 x 104 to 155 x 103, the dimensionless L / d that consist of 4.80 ; 6.24 ; 6.79 ; 7.33 ; 8.83 ; 10.37 ; 11.47 ; 13.48 D / d : 2.66 ; 3.77 ; 4.9 , and p / d = 0.66 ; 0.82 ; 1.01 ; 0.94 ; 1.16 ; 1.43 ; 1.22 ; 1.52 ; 1.86 where L, D, d, and p successively length of cylinder, tube inner diameter, cylinder diameter and distance between spiral. The specimens constructed from naphthalene with cylindrical shape. The weight reduction of the specimens were used to calculate the coefficient of mass transfer and the heat transfer coefficient was estimated from the mass transfer coefficient. The result of research indicate that heat transfer coefficient increase as p / d decreases and the relationship between Nu, Re and non dimensional factor are Nu = 0.489 Re0.438 (L/d)0.534 (D/d)0.95 (p/d)-0.45 with correlation coefficient is 0.9982.

Kata Kunci : Perpindahan Kalor,Koefisien,Aliran Udara, analogy, spiral, annulus, cylinder