PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN STRAIGHT DAN OBLIQUE DELTA
WINGLETTWISTED TAPE INSERT
Tri Istanto1), Wibawa Endra Juwana2)
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret 1,2)
Jalan. Ir. Sutami 36A, Surakarta 57126 Indonesia 1,2)
Phone: 0062-271-632163, Fax: 0062-271-6321631,2)
E-mail: triis_meuns2000@yahoo.com1), wibawa.ej@gmail.com2)
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk menguji karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor pipa konsentrik dengan penambahan straight delta winglet twisted tape (S-DWT) dan oblique delta winglet twisted tape (O-DWT) insert. Seksi uji berupa penukar kalor pipa konsentrik satu laluan dengan pipa dalam dan pipa luar terbuat dari aluminium. Aliran fluida di pipa dalam dan annulus berlawanan arah. Fluida kerja di pipa dalam adalah air panas dengan temperatur masukannya dipertahankan 60oC, sedangkan di annulus adalah air dingin dengan temperatur masukannya ± 28oC. S-DWT dan O-DWT dipasang di pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik. Untuk perbandingan, diuji pipa dalam tanpa twisted tape insert (plain tube) dan dengan penambahan classic twisted tape (CT) insert. CT, S-DWT dan O-DWT dibuat dari pita aluminium dengan twist ratio 4,0 dan panjang pitch 50,3 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan S-DWT dan O-DWT di pipa dalam menghasilkan bilangan Nusselt (Nu), penurunan tekanan (P), faktor gesekan (f) dan unjuk kerja termal () yang lebih besar daripada penambahan CT. Penambahan O-DWT menghasilkan Nu, P, f, dan yang lebih tinggi dibandingkan S-DWT. Pada bilangan Reynolds (Re) yang sama, penambahan CT, S-DWT dan O-DWT meningkatkan Nu rata-rata berturut-turut sebesar 46,7%, 68,2% dan 84,8% dibandingkan dengan plain tube. Pada daya pemompaan yang sama, penambahan CT, S-DWT dan O-DWT di pipa dalam meningkatkan Nu rata-rata berturut-turut sebesar 1,23%, 6,10% dan 14,2% dibandingkan dengan plain tube. Pada Re yang sama, penambahan CT, S-DWT dan O-DWT di pipa dalam menghasilkan f rata-rata berturut-turut sebesar 2,38; 3,45; dan 3,78 kali f plain tube. Pada daya pemompaan yang sama, penambahan CT, S-DWT dan O-DWT di pipa dalam menghasilkan f rata-rata berturut-turut sebesar 2,80; 4,03; dan 4,52 kali f plain tube.
Kata kunci: bilangan Nusselt, bilangan Reynolds, delta winglet twisted tape, faktor gesekan 1. PENDAHULUAN
Teknologi untuk meningkatkan perpindahan panas pada penukar kalor banyak dikembangkan dan digunakan pada beberapa aplikasi penukar kalor antara lain pada sistem pendingin, otomotif, proses industri, dan pemanas air tenaga surya. Peningkatan perpindahan panas pada penukar kalor dapat dicapai dengan banyak teknik, dan teknik-teknik ini dapat diklasifikasikan dalam 3 kelompok yaitu; teknik aktif, teknik pasif, dan teknik campuran. Dalam teknik aktif, peningkatan perpindahan panas dilakukan dengan mem- berikan tambahan energi aliran ke fluida. Dalam teknik pasif, peningkatan perpindahan panas diperoleh tanpa menyedia- kan tambahan energi aliran. Dalam teknik campuran, dua atau lebih dari teknik aktif dan pasif digunakan secara simultan untuk menghasilkan peningkatan perpindahan panas, dimana peningkatan perpindahan panas lebih tinggi daripada jika teknik-teknik peningkatan perpindahan panas dioperasikan secara terpisah.
Di antara berbagai teknik yang efektif untuk mening- katkan laju perpindahan panas di pipa penukar panas, penyisipan dengan pita terpilin (twistedtape) adalah salah satu teknik peningkatan perpindahan panas pasif yang paling populer karena biaya rendah, kemudahan instalasi, dan
pemeliharaan yang mudah. Twisted tape telah digunakan
secara luas sebagai pembangkit pusaran untuk meningkatkan laju perpindahan panas konveksi dalam menemukan cara untuk mengurangi berat, ukuran dan biaya penukar panas
dalam beberapa aplikasi industri seperti; proses teknik kimia, proses perolehan panas kembali, AC dan pendingin sistem, kimia reaktor, pembangkit listrik, dan reaktor nuklir. Pipa
dengan sisipan twisted tape juga merupakan kelompok
penting dari alat pemutar aliran kontinyu yang menghasilkan gerak aliran berputar melalui keseluruhan panjang aliran pipa pada koefisien perpindahan panas dan gesekan faktor yang konstan. Ada banyak peralatan yang digunakan untuk
menghasilkan aliran berputar dalam pipa, seperti helical
vanes, helical grooved tube, helical screw-tape, axial-radial guidevanes dan snail entry, sementara twisted tape adalah salah satu kelompok yang paling populer karena biaya rendah, perawatan yang rendah, kehilangan tekanan rendah dan kemudahan konstruksi.
Dalam beberapa dekade ini, modifikasi twisted tape
berupa winglet atau wing (delta winglet dan rectangular winglet) secara luas dipakai pada penukar kalor untuk
menciptakan aliran vorteks (vortex flow) longitudinal agar menciptakan laju perpindahan panas yang lebih tinggi. Aliran vorteks dapat menambah turbulensi aliran pada pipa penukar kalor yang dapat menyebabkan lapis batas termal menjadi lebih tipis dan akibatnya menghasilkan koefisien perpin- dahan panas konveksi yang tinggi. Aliran vorteks longi- tudinal dapat ditingkatkan dengan peningkatan aliran berputar dan turbulensi sehingga merusak lapis batas termal, meningkatkan kecepatan rata-rata, gradien temperatur, dan meningkatkan koefisien perpindahan panas pada penukar
menarik dalam beberapa aplikasi perpindahan panas seperti penukar kalor bersirip, pengkondisian udara, dan peralatan elektronik. Aliran vorteks dapat meningkatkan percampuran fluida pada keliling dan aliran inti dengan aliran berputar yang kedua.
Beberapa peneliti yang meneliti tentang peningkatan perpindahan panas pada pipa dan penukar kalor meng- gunakan modifikasi twisted tape insert dan straight tape insert. Eimsa-ard, S. et al 1 melakukan penelitian pengaruh
penggunaan delta winglet twisted tape insert terhadap
karakteristik perpindahan panas, penurunan tekanan, dan unjuk kerja termal pada sebuah penukar kalor. Hasil pengujian menunjukkan bahwa bilangan Nusselt dan
penurunan tekanan pada pipa uji menggunakan delta winglet
twisted tape lebih tinggi dari pipa dengan penambahan
classic twisted tape insert. Eiamsa-ard, S dan Promvonge, P.,
2 melakukan penelitian mengenai karakteristik perpindahan
panas konveksi dan gesekan aliran turbulen pada pipa dengan
penambahan double-sided delta wing tape insert. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa dengan menggunakan
double-sided delta wing tape insert terjadi peningkatan
bilangan Nusselt dan faktor gesekan di bandingkan plain
tube. Thianpong et al 3 melakukan penelitian karakteristik
perpindahan panas dan faktor gesekan aliran turbulen pada
pipa penukar kalor menggunakan perforated twisted tape
insert with parallel wings. Disimpulkan bahwa dengan
penambahan perforated twisted tape insert with parallel
wings pada bagian tengah dari pipa terjadi aliran aksial
sehingga penurunan tekanan dan faktor gesekan berkurang, sedangkan pada bagian dinding pipa terjadi aliran berputar
yang lebih baik karena adanya wings sehingga menghasilkan
efek turbulensi tambahan dan secara efisien mengganggu lapis batas termal. Peningkatan perpindahan yang dihasilkan
lebih tinggi dibandingkan dengan penambahan classic
twisted tape insert.
Oleh karena itu, penelitian mengenai peningkatan per- pindahan panas pada penukar kalor dengan modifikasi
twisted tape insert penting untuk dikembangkan. Penelitian ini akan menguji karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik
dengan penambahan straight delta winglet twisted tape
(S-DWT) insert dan oblique delta winglet twisted tape
(O-DWT) insert. 2. METODOLOGI
Skema alat pengujian karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor pipa konsentrik dengan
penambahan S-DWT dan O-DWT insert dapat dilihat pada
Gambar 1. Peralatan penelitian terdiri dari 3 sistem, yakni sistem pengukuran, sistem lintasan pipa dalam, dan sistem
lintasan annulus. Lintasan pipa dalam adalah sebuah lintasan
tertutup. Air panas yang berada dalam tangki air panas digerakkan oleh pompa air, mengalir melewati pipa dalam
dan kembali ke tangki air panas. Lintasan aliran pada annulus
adalah lintasan terbuka. Aliran air dingin menggunakan metode gravitasi, yaitu aliran air dingin berasal dari tandon
air yang dipasang diatas. Air dingin yang keluar dari annulus
langsung dibuang.
Skema seksi uji dapat dilihat pada Gambar 2. Penukar
kalor berupa pipa konsentrik satu laluan dengan arah aliran fluida di pipa dalam dan di annulus berlawanan arah (counter flow). Pipa dalam dan pipa luar terbuat dari aluminium, dengan panjang berturut-turut 2.500 mm dan 1.940 mm. Diameter dalam dan luar pipa dalam berturut-turut 15,8 mm dan 14,3 mm, sedangkan diameter dalam dan luar pipa luar
berturut-turut 25,4 mm dan 23,4 mm.Jarak pengukuran beda
tekanan di pipa dalam 2.240 mm. Pengujian dilakukan dengan arah penukar kalor mendatar. Fluida kerja di pipa dalam adalah air panas yang temperatur masukannya dijaga konstan 60oC, sedangkan fluida kerja di annulus adalah air
dingin dengan temperatur masukan ± 28oC.
Termokopel tipe K digunakan untuk mengukur tem- peratur air panas masuk dan keluar pipa dalam, dinding luar
pipa dalam, dan air dingin masuk dan keluar annulus.
Pengukuran temperatur dinding luar pipa dalam sebanyak 10 titik, seperti terlihat pada Gambar 3. Penelitian dilakukan dengan menvariasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam dengan menjaga temperatur masukannya konstan sebesar 60oC, sedangkan laju aliran volumetrik air dingin di
annulus dijaga konstan. Laju aliran volumetrik air panas di
pipa dalam diukur dengan flowmeter. Temperatur air panas masukan di pipa dalam konstan diperoleh dengan meng- gunakan pemanas air elektrik yang dikontrol dengan
thermocontroller. Pada pengujian penambahan S-DWT dan
O-DWT insert, untuk perbandingan diuji juga pipa dalam
tanpa twisted tape insert (plain tube) dan dengan penam- bahan classic twisted tape (CT) insert. Pengukuran beda tekanan di pipa dalam menggunakan manometer pipa U dengan fluida manometer adalah air. Data yang dipakai untuk analisa adalah data pada saat sistem mencapai kondisi tunak.
CT insert terbuat dari bahan aluminium strip dengan tebal 0,7 mm dan lebar (w) 12,6 mm yang dipuntir sedemikian
rupa sehingga berbentuk sebuah pilinan yang mempunyai panjang pitch (H) 50,3 mm sehingga rasio pilinan (twist ratio) (H/w) sebesar 4,0. Sedangkan S-DWT dan O-DWT
insert terbuat dari bahan dan ukuran yang sama dengan CT insert dengan panjang pitch 50,3 mm dan twist ratio 4,0.
Kedalaman pemotongan S-DWT dan O-DWT (d) 2,7 mm
dengan depth of wing cut ratio (d/w) 0,21. CT, S-DWT dan
O-DWT insert yang digunakan pada penelitian ini dapat
dilihat pada Gambar 4.
Untuk aliran-aliran fluida dalam sebuah penukar kalor pipa konsentrik, seperti terlihat pada Gambar 1, laju per- pindahan panas dari air panas di pipa dalam dapat dinyatakan sebagai:
Qh= 𝑚 ℎ.Cp,h .(Th,in – Th,out) (1)
Laju perpindahan panas dari air dingin di annulus
Qc = 𝑚 𝑐.Cp,c .(Tc,out – Tc,in) (2) Qc = ho. Ao. (𝑇 𝑤,𝑜– Tb,o) (3)
Perbedaan antara laju perpindahan panas dari persamaan (1) dan (2,3) menunjukkan kesalahan keseimbangan energi (heat balance error) dari penukar kalor. dimana dapat
diabaikan jika penukar kalor diisolasi dengan baik
Qloss= 𝑄ℎ− 𝑄𝑐 (4)
Dalam penelitian ini penukar kalor diisolasi dengan baik sehingga persentase Qloss 10%.
Seminar Nasional Teknik Mesin 7 21 Juni 2012, Surabaya, Indonesia
Gambar 4. Letak termokopel-termokopel di seksi uji Koefisien perpindahan panas rata-rata di annulus dapat ditentukan dari persamaan (2) dan (3) :
ho =
mc.Cp .(Tc,out– Tc,in)
Ao.(Tw ,o– Tb ,o) (5) Persamaan (1) dapat juga dinyatakan dengan parameter
koefisien perpindahan panas overall berdasarkan permukaan
dalam pipa dalam :
Qh = Ui.Ai. TLMTD (6)
Koefisien perpindahan panas overall, Ui , pada penukar
kalor konsentrik ini dinyatakan dengan :
Ui= 1 1 h i+ d i.ln d o di 2.k i + d i d o .h o (7) Dari persamaan (1) dan (6), maka nilai Ui dapat dihitung:
Ui =
mh.Cp .(Th ,in– Th ,out)
Ai.∆TLMTD (8) Dengan diperoleh nilai ho dari persamaan (5) dan Ui dari
persamaan (8), maka koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata di sisi pipa dalam, hi dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan : hi = 1 1 U i− d i.ln d o di 2.k i − d i d o .h o (9) Bilangan Nusselt rata-rata di sisi pipa dalam, Nui dapat
dihitung dengan persamaan : Nui = hi.di
ki (10) Bilangan Reynolds aliran air panas di pipa dalam, dihitung dengan persamaan :
Re = ρ.V.di
μ (11) Penurunan tekanan (P) yang terjadi pada aliran air di pipa dalam ditentukan dengan manometer pipa U. Faktor gesekan dihitung menggunakan persamaan :
f = L tΔP d i ρ
V 2 2
(12)
Jika P telah diketahui, maka daya pemompaan di pipa
dalam, dapat ditentukan dari :
𝑊 𝑝𝑢𝑚𝑝 =𝑉 ∆𝑃. (13)
Unjuk kerja termal didefinisikan sebagai perbandingan antara koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata dari
pipa dalam dengan twisted tape insert dengan koefisien
perpindahan panas konveksi rata-rata dari pipa dalam tanpa
twisted tape insert (plain tube) pada daya pemompaan yang sama.
= hs
hp pp (14)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Validasi karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan plain tube
Dilakukan validasi karakteristik perpindahan panas (Nu) dan faktor gesekan (f) plain tube dengan korelasi-korelasi
empirik untuk perpindahan panas dan faktor gesekan yang
ada. Karakteristik perpindahan panas plain tube dibanding-
kan dengan korelasi Gnielinski, Petukhov dan Dittus Boelter, sedangkan untuk karakteristik faktor gesekan dibandingkan dengan persamaan Blasius, Petukhov dan Colebrook.
Gambar 5. Grafik hubungan Nui dengan Re
Dari Gambar 5, rata-rata penyimpangan nilai aktual Nui
plain tube dengan korelasi Dittus-Boelter sebesar 18,99%,
Gnielinskisebesar 1,77 sedangkan dengan korelasi Petukhov
sebesar 2,35%. Rata-rata penyimpangan nilai Nui disban-
dingkan dengan korelasi Gnielinski dan Petukhov cukup kecil sehingga nilai Nui plain tube adalah valid. Korelasi
Dittus–Boelter mempunyai akurasi ± 25% 4,sehingga nilai aktual Nuiplain tube adalah valid.
Gambar 6. Grafik hubungan f dengan Re untuk plain tube
Dari Gambar 6, nilai aktual f plain tube rata-rata menyim-
pang sebesar 10,31% dari persamaan Blasius, 10,76% dari persamaan Petukhov dan 12,89% dari persamaan Colebrook. Rata-rata penyimpangan f pada Re < 10.000 cukup besar (15,4%), hal ini terjadi karena pada kisaran Re tersebut aliran dalam daerah transisi. Sedangkan pada daerah Re > 10.000 terjadi penyimpangan rata-rata cukup kecil (12,1%). Sehing- ga f aktual plain tube adalah valid.
b. Karakteristik perpindahan panas pada bilangan Reynolds yang sama
Karakteristik perpindahan panas pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik ini dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Grafik hubungan Nui dengan Re
Manglik dan Bergles 5,6 mengembangkan korelasi
untuk classic twisted tape insert di pipa bulat dalam daerah
turbulen dan valid untuk temperatur dinding konstan dan fluks kalor konstan. Dari hasil pengujian, perbedaan nilai
rata-rata Nui pipa dalam dengan persamaan Manglik-Bergles
adalah sebesar 7,32% untuk CT insert, 6,45% untuk S-DWT
insert dan 16,96 % untuk O-DWT insert. Perbedaan nilai Nui
dengan korelasi Manglik-Berges cukup kecil sehingga data nilai Nui pipa dalam dengan twisted tape insert adalah valid.
Fenomena ini serupa dengan penelitian Eimsa-Ard, S et al 1
yang membandingkan data penelitiannya dengan korelasi empirik Manglik-Berges, dan diperoleh penyimpangan se- besar ±20%.
Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa dengan semakin besar
Re, maka nilai Nui akan semakin naik. Kenaikan Nui berarti
terjadi kenaikan perpindahan panas di pipa dalam. Hal ini
terjadi untuk plain tube, pipa dalam dengan CT, S-DWT dan
O-DWT insert. Dengan penambahan twisted tape insert di
pipa dalam maka dapat digunakan untuk menghasilkan aliran berputar secara kontinyu dari sisi masuk sampai sisi keluar pipa dalam. Karena komponen kecepatan tangensial dan luas penampang aliran yang lebih rendah, percampuran fluida antara fluida di daerah dinding dan fluida di daerah inti (core region) yang ditimbulkan oleh gaya sentrifugal yang dihasilkan mempunyai kemampuan yang signifikan untuk meningkatkan laju perpindahan panas 2. Hal ini berfungsi untuk menambah panjang aliran dalam pipa penukar kalor, mengurangi lapis batas termal, menambah percampuran antara aliran inti dengan aliran dekat dinding.
Pada Re yang sama, pipa dalam dengan CT insert, Nui
meningkat rata-rata sebesar 46,7% dibandingkan dengan
plain tube, pipa dalam dengan S-DWT insert, Nui meningkat
rata-rata sebesar 14,7% dibandingkan pipa dalam dengan CT
insert dan 68,2% dibandingkan dengan plain tube. Pada Re
yang sama, pipa dalam dengan O-DWT insert, Nui
meningkat rata-rata 26,1% dibandingkan pipa dalam dengan CT insert dan 84,8% dibandingkan plain tube.Nui rata-rata
dengan penambahan S-DWT dan O-DWT insert lebih besar
dibandingkan dengan CT insert.
Berdasarkan penelitian-penelitian terdahulu 7,8,9 delta winglet tape diterapkan sebagai generator vorteks untuk
memperkuat intensitas turbulensi dan menghasilkan
aliran-aliran sekunder (secondary flows) dekat dinding pipa.
Oleh karena itu, laju perpindahan panas yang tinggi di pipa
dalam dengan S-DWT dan O-DWT insert ini dapat disebab-
kan oleh efek sinergi dari sirkulasi pusaran (vorteks) bersama dengan aliran sekunder yang dihasilkan oleh bagian delta winglet, dan aliran pusaran utama yang dihasilkan oleh
twisted tape. Pengaruh ini menghasilkan peningkatan per- pindahan panas lebih baik dari yang dihasilkan oleh CT
insert yang hanya menghasilkan aliran berputar.
Pipa dalam dengan penambahan S-DWT dan O-DWT
insert menghasilkan Nui yang lebih besar dibandingkan plain
tube dan pipa dalam dengan penambahan CT insert.
Penambahan O-DWT insert menghasilkan Nui tertinggi
dibandingkan dengan S-DWT insert dan CT insert. Hal ini
serupa dengan penelitian Eimsa-ard et al 1. Hal ini berhubungan secara langsung dengan geometri kedua jenis
tape. Pada kedalaman pemotongan sayap yang sama,
O-DWT dapat dipilin secara lebih efektif, sehingga O-DWT memiliki bagian menonjol yang lebih besar dari S-DWT. Konsekuensinya, laju perpindahan panas dan juga faktor
gesekan yang diperoleh lebih besar untuk O-DWT 1.
c. Karakteristik faktor gesekan pada bilangan Reynolds yang sama
Penambahan CT, S-DWT dan O-DWT insert di pipa
dalam memberikan tambahan tahanan aliran dari air yang mengalir. Hal ini akan menimbulkan penurunan tekanan (P) di pipa dalam yang lebih besar jika dibandingkan dengan plain tube.
Gambar 8. Grafik hubungan P dengan Re Dari Gambar 8 dapat dilihat bahwa dengan semakin besar
Re, maka semakin besar pula P di pipa dalam. Fenomena
ini terjadi pada pipa dalam dengan penambahan CT, S-DWT
dan O-DWT insert maupun pada plain tube. Pipa dalam
dengan penambahan CT, S-DWT dan O-DWT insert meng-
hasilkan P lebih tinggi dibandingkan plain tube. Penam-
bahan O-DWT insert di pipa dalam menghasilkan P paling
besar dibandingkan dengan penambahan S-DWT insert, CT
insert dan plain tube. Pada Re yang sama, nilai P di pipa
dalam dengan penambahan CT insert adalah 2,38 kali lebih
tinggi dari plain tube, sedangkan dengan penambahan
S-DWT dan O-DWT insert nilai P di pipa dalam
berturut-turut 3,45 dan 3,76 kali lebih tinggi dari plain tube.
Kenaikan P ini merupakan hal yang merugikan, karena
akan meningkatkan daya pemompaan untuk mempertahan- kan aliran dengan laju aliran volumetrik yang sama.
Karakteristik faktor gesekan (f) pipa dalam dari penukar
Seminar Nasional Teknik Mesin 7 21 Juni 2012, Surabaya, Indonesia
Gambar 9. Grafik hubungan f dengan Re
Dari Gambar 9 dapat dilihat bahwa dengan kenaikan Re, nilai f pipa dalam semakin berkurang. Hal ini terjadi untuk
plain tube maupun pipa dalam dengan penambahan CT,
S-DWT dan O-DWT insert. Hal ini disebabkan dengan
semakin tinggi Re, maka kecepatan aliran air di pipa dalam akan semakin tinggi, dimana nilai f berbanding terbalik dengan nilai kuadrat dari kecepatan aliran air di pipa dalam.
Nilai f pipa dalam dengan penambahan CT, S-DWT dan
O-DWT insert lebih besar dibanding plain tube. Pada Re
yang sama, penambahan CT insert menjadikan f rata-rata
pipa dalam 2,38 kali lebih tinggi dari f plain tube. Sedangkan
dengan penambahan S-DWT dan O-DWT insert, f rata-rata
pipa dalam berturut-turut 3,45 dan 3,76 kali lebih tinggi dari f plain tube.
d. Karakteristik perpindahan panas pada daya pemom- paan yang sama
Karakteristik perpindahan panas dari penukar kalor pipa konsentrik pada daya pemompaan yang sama dapat dilihat pada Gambar 10. Dari Gambar 10, dapat dilihat bahwa pada
daya pemompaan yang sama Nui dengan penambahan CT
insert naik rata-rata 10,69% dibanding plain tube, sedangkan
dengan penambahan S-DWT dan O-DWT insert, Nui naik
berturut-turut rata-rata sebesar 15,90% dan 24,67% diban-
dingkan plain tube. Penambahan S-DWT dan O-DWT insert
di pipa dalam menguntungkan dibandingkan dengan penam- bahan CT insert, karena dapat meningkatkan perpindahan
panas lebih besar pada daya pemompaan yang sama.
Gambar 10. Grafik hubungan Nui dan Re pada daya
pemompaan yang sama
e. Karakteristik faktor gesekan pada daya pemompaan yang sama
Karakteristik penurunan tekanan (P) di pipa dalam
dengan penambahan CT, S-DWT dan O-DWT insert pada
daya pemompaan dapat dilihat pada Gambar 11. Pada daya
pemompaan yang sama, nilai P dengan penambahan CT
insert adalah 0,57 kali lebih tinggi dari plain tube, sedangkan
dengan penambahan S-DWT dan O-DWT insert nilai P
berturut-turut adalah 0,73 dan 0,78 kali lebih tinggi dari plain tube.
Gambar 11. Grafik hubungan P dengan Re pada daya pemompaan yang sama
Gambar 12. Grafik hubungan f dengan Re pada daya pemompaan yang sama
Karakteristik faktor gesekan (f) pipa dalam dengan
penambahan CT, S-DWT dan O-DWT insert pada daya
pemompaan dapat dilihat pada Gambar 12. Pada daya
pemompaan yang sama, dengan penambahan CT insert f
rata-rata pipa dalam 2,80 kali lebih tinggi dari fplain tube.
Sedangkan dengan penambahan S-DWTdan O-DWT insert,
f rata-rata pipa dalam 4,03 dan 4,52 kali lebih tinggi dari f plain tube.
e. Karakteristik unjuk kerja termal ()
Karakteristik unjuk kerja termal () untuk pipa dalam
dengan penambahan CT, S-DWT dan O-DWT insert dapat
Gambar 13. Grafik hubungan dengan Re
Nilai rata-rata pipa dalam dengan penambahan CT
insert adalah 1,01. Sedangkan penambahan S-DWT dan
O-DWT insert di pipa dalam dapat meningkatkan rata-rata
berturut-turut sebesar 1,06 dan 1,14. Penambahan S-DWT
dan O-DWT insert di pipa dalam menghasilkan yang lebih