PENGARUH BUTIRAN ALUMINA TERHADAP KARAKTERISTIK PENUKAR KALOR ALIRAN SILANG

Danar Susilo Wijayanto, Prof. Ir. Samsul Kamal, M.Sc., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Tesis ini menyajikan hasil penelitian karakteristik penukar kalor aliran silang. Bed chamber dibuat dari fiber glass dengan diameter dalam 105 mm dan panjang 220 mm. Pipa dan sirip radial dibuat dari tembaga dengan diameter luar pipa 12,7 mm dan tinggi sirip 6,35 mm. Pengujian dilakukan tanpa butiran alumina dan dengan butiran alumina. Telah diuji 6 buah pipa dengan variasi sebuah pipa polos dan 5 buah pipa bersirip radial dengan jarak antar sirip 1 mm, 5 mm, 10 mm, 15 mm, dan 20 mm sepanjang 105 mm. Pengujian dilakukan dengan mengalirkan udara ke dalam bed chamber, sedangkan di dalam pipa bersirip dialiri air. Laju aliran air divariasikan pada 0,6 gpm; 1,8 gpm; dan 3,0 gpm dengan setiap laju aliran air divariasikan pada laju udara 0,5 l/s; 1,5 l/s; 2,5 l/s; dan 3,5 l/s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bilangan Nusselt akan meningkat seiring dengan semakin rapat jarak antar sirip radial, bahkan bilangan Nusselt pada penukar kalor pada keseluruhan variasi pipa dengan butiran alumina lebih besar daripada penukar kalor tanpa butiran alumina. Penelitian juga menunjukkan bahwa baik pada alat penukar kalor aliran silang tanpa alumina maupun dengan alumina pada berbagai variasi pipa dan berbagai laju aliran air, peningkatan nisbah bilangan Nusselt/faktor gesekan seiring dengan peningkatan bilangan Reynolds.

This thesis presents an experimental investigation of the characteristic of a counter flow heat exchanger. Bed chamber is fabricated using fiber glass with 105 mm inner diameter and 220 mm long. A copper pipe and radial fin is fabricated from copper with 12,7 mm outer pipe diameter and 6,35 mm fin height. Experiment was investigated with and without alumina granular. Six pipes was investigated which varied as a bare pipe and five radial finned pipes (spaces between fins are 1 mm, 5 mm, 10 mm, 15 mm, dan 20 mm along 105 mm). Experiment was investigated by flow the air to bed chamber and flow the water in pipes. Water flow rate was varied at 0,6 gpm; 1,8 gpm dan 3,0 gpm with every water flow rate was varied at air flow rate 0,5 l/s; 1,5 l/s; 2,5 l/s dan 3,5 l/s. The result shows that Nusselt number increase with more closer spaces between fins, eventhough Nusselt number at every variated pipes with alumina granular are higher than without alumina granular. The result also shows that Nusselt number/friction factor ratio increase as increasing pumping power at the counter flow heat exchanger with and without alumina granular at every variated pipes and every variated water flow rate.

Kata Kunci : penukar kalor aliran silang, fluidisasi, pipa bersirip radial, bilangan Nusselt, daya pemompaan