commit to user
PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR
GESEKANPADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIKDENGAN
V-CUTTWISTED TAPE INSERT
Disusun oleh :
Prasekky Hanung Permadi NIM. I0409040
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Indri Yaningsih, S.T., M.T. Tri Istanto, S.T., M.T. NIP. 198607042012122004 NIP. 197308202000121001
Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Kamis, tanggal 19 Maret2015
1. Eko Prasetya B., S.T., M.T. ………
NIP. 197109261999031002
2. Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. ………
NIP. 19701105200031001
Mengetahui:
Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir
commit to user
Just do it
commit to user
Alhamdulillah,
TerimakasihyaRabb,
akhirnyaakusampai dititikini, sebuahkaryakecil
yang
dikerjakankuranglebih
1
tahuninikupersembahkanteruntuk :
Allah SWT
karenaatasridho-Nyaskripsiinidapatterselesaikandenganbaik
Ibuku (HerniJuniasih) danBapakku (Suwarto)
yang selalumendidik,
menasehatisertamendoakandengansepenuhhat
i
Adikku (EdwikkoHanungYudhianto) yang
selalumembantudalamhalapapun.
NurulFajriRomadhona,
She offers me
protection,,,,, a lot of love and affection,
wherever I
’
m right or wrong.
MediscaRhoza, Helen Fransiska, Dian Palupi,
GuruhHidayat, JunianSinggih, Teguh, Hendik,
Nophik, Pak Budi dansemuateman yang
menemanikubermain nada.
Imam, Adit, Anjar, Azhar, Harry, Hendro,
Akmal, Rizza, Januar, Kresna, Budy, Joko,
Sabdono, Jaarsyhan, Dito, Arifad, Ariyo, Apip,
commit to user
Bersenangsenanglah
Karnahariiniakankitarindukandiharinanti
Sampaijumpakawanku,
Smogakitaselalumenjadisebuahkisahklasikuntukmasa
depan.
PengujianKarakteristikPerpindahanPanasdanFaktorGesekanPadaPenukar KalorKalorPipaKonsentrikDengan V-cut Twisted Tape Insert
PrasekkyHanungPermadi JurusanTeknikMesin
FakultasTeknikUniversitasSebelasMaret Surakarta, Indonesia
E-mail :prasekky_hanung@yahoo.com
Abstrak
PenelitianinidilakukanuntukmengujipengaruhV-cut tape depth ratio(de/W) dan
V-cut tape width ratio (w/W)
terhadapkarakteristikperpindahanpanasdanfaktorgesekanpadapenukarkalorpipakonsentrik denganV-cut twisted tape insert (VTT). Padapenelitianini, de/Wdanw/Wdivariasisebesar 0,32; 0,39 dan 0,48. VTT adalahmodifikasidaritypical twisted tape insert (TT) denganmemotongtepitapebagianatasdanbawahberbentukhuruf V secarasecaraselang-selingdenganvariasidimensikedalamandanlebarpotonganuntukmeningkatkanpercampuran fluida di dekatdindingpipa. Sebagaiperbandingan, padapenelitianinijugadiujipenukarkalortanpasisipan (plain tube) dandenganpenambahansisipan TT.Fluidakerja di pipadalamadalah air panasdan di
annulusadalah air dingin,
commit to user
VTT dengannilaide/W = 0,48 dannilaiw/W = 0,32 menghasilkanbilanganNusselt, penurunantekanan, faktorgesekan, effektivenesdanunjukkerjatermaltertinggi. BilanganNusselt rata-rata pipadalam (Nui) denganpenambahan VTT dengande/W= 0,32; 0,39 dan 0,48berturutturutmeningkatdalamkisaran46% 55%; 68% 72% dan86% -97% dibandingkandenganplain tubedanberturut-turutmeningkatdalamkisaran 13% - 15%; 26% - 30% dan 41% - 45% dibandingkandenganpenambahansisipan TT. BilanganNusselt rata-rata pipadalam (Nui) denganpenambahan VTT denganw/W = 0,32; 0,39 dan 0,48berturut-turutmeningkatdalamkisaran86% - 97%;70% - 79% dan 50% -62%dibandingkandenganplain tubedanberturut-turutmeningkatdalamkisaran 41% - 45%; 30% - 32% dan 14% - 19% dibandingkandenganpenambahansisipan TT. Faktorgesekan rata-rata pipadalamdenganpenambahanVTTdengande/W = 0,32; 0,39 dan 0,48berturut-turutmeningkat3,10; 3,26 dan 3,48 kali lebihbesardibandingkanfaktorgesekanplain tubedanberturut-turut 1,16; 1,21 dan 1,29 kali lebihbesardibandingkanfaktorgesekanpipadalamdengan TT. Faktorgesekan rata-rata di pipadalamdenganpenambahan VTT denganw/W = 0,32; 0,39 dan 0,48berturut-turutmeningkat3,48; 3,32 dan 3,19kali lebihbesardibandingkanfaktorgesekanplain tubedanberturut-turut 1,29; 1,23 dan 1,19 kali lebihbesardibandingkanfaktorgesekanpipadalamdengan
TT.Unjukkerjatermalpenukarkalordenganpenambahansisipan VTT dengande/W = 0,32; 0,39 dan 0,48 berturut-turutdalamkisaran 1,135-1,193; 1,252-1,262 dan 1,366-1,394. Sedangkanunjukkerjatermalpenukarkalordenganpenambahansisipan VTT dengan w/W = 0,32; 0,39 dan 0,48 berturut-turutdalamkisaran 1,366-1,394; 1,277-1,317 dan 1,154-1,221.
Kata kunci :bilanganNusselt, faktorgesekan, V-cut twisted tape insert, V-cut tape depth
ratio,V-cut tape width ratio
INVESTIGATION ON HEAT TRANSFER AND FRICTION FACTOR CHARACTERISTICS ON THE CONCENTRIC TUBE HEAT EXCHANGER FITTED WITH V-CUT TWISTED TAPE INSERT
PrasekkyHanungPermadi
This study was conducted to examine the effect of V-cut tape depth ratio (de/W) and V-cut tape width ratio (w/W) on the characteristics of heat transfer and friction factor in a concentric tube heat exchanger fitted with V-cut twisted tape insert (VTT). In this study,
commit to user
friction factor and thermal performance of the heat exchanger with the use of insert VTT increases with an increase in the value of the de/W and the decrease in the value ofw/W. The heat exchanger with the addition of the VTT with a value of de/W = 0.48 and the value of w/W = 0.32 produces the Nusselt number, pressure drop, friction factor, effectiveness and the highest thermal performance. The average Nusselt number in the inner tube (Nui) with the addition of the VTT with de/W = 0.32, 0.39 and 0.48 respectively increased in the range of 46% - 55%, 68% - 72% and 86% - 97% compared to the plain tube and increases in the range of 13 % - 15 %, 26 % - 30 % and 41 % - 45 % compared with the addition of inserts TT, respectively. The average Nusselt number in the inner tube (Nui) with the addition of the VTT with w/W = 0.32, 0.39 and 0.48 increased in the range of 86% - 97%, 70% - 79% and 50% - 62% compared to the plain tube and increases in the range of 41% - 45%; 30% - 32% and 14% - 19% compared with the addition of inserts TT, respectively. The average friction factor in the inner tube with the addition of the VTT withde/W= 0.32, 0.39 and 0.48 increased respectively 3.10, 3.26 and 3.48 times greater than the friction factor of plain tube and increased 1.16, 1.21 and 1.29 times greater than the friction factor of inner tube with TT, respetively. The average friction factor in the inner tube with the addition of the VTT w/W= 0.32, 0.39 and 0.48 increased respectively 3.48, 3.32 and 3.19times greater than the friction factor of plain tube and increased 1.29, 1.23 and 1.19 times greater than the friction factor of inner tube with TT, respetively. Thermal performance of the heat exchanger with the addition of the VTT withde/W= 0.32, 0.39 and 0.48 in the range of 1.135-1.193, 1.252-1.262 and 1.366-1.394, respectively. Thermal performance of the heat exchanger with the addition of the VTT withw/W= 0.32, 0.39 and 0.48 in the range of 1.366-1.394, 1.277-1.317 and 1.154-1.221.
commit to user KATA PENGANTAR
PujisyukurpenulispanjatkankepadaTuhan Yang
MahaEsaatasberkatnyapenulisdapatmenyelesaikanskripsiinisebagaisyaratmemper
olehgelarSarjanaTeknik di TeknikMesinFakultasTeknikUniversitasSebelasMaret
Surakarta.
Penulismengucapkanterimakasih yang sangatmendalamkepadasemuapihak
yang telahberpartisipasidalampenelitiandanpenulisanskripsiini, khususnyakepada:
1. Orangtuapenulis yang telahmendidikdanmemberikandukungan moral
danbiayaselama ini.
2. IbuIndri Yaningsih, S.T., M.T. serta Bapak Tri Istanto, S.T., M.T.
selakupembimbing I dan II yang
telahmemberikanbimbingandanarahandengansangatbaikselamapenelitiandan
penulisanskripsiini.
3. BapakEkoPrasetyaB., S.T., M.T. serta Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T.
Selakupenguji I dan II.
4. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membagikan ilmu selama
masa perkuliahan.
5. Teman-teman dari S-1 Reguler 2009 yang selama ini berjuang
bersama-sama untuk mendapat gelar S.T.
6. Teman seperjuangan dalam mengerjakan tugasakhir, Dito, Arifad, Novita,
Himawanyang telah memberikan bantuan, motivasi dan dorongan moril baik
secara langsung maupun tidak langsung.
7. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan
dorongan semangat serta doa, terima kasih.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Olehkarenaitubilaada saran, koreksi,dankritik demi
kesempurnaanskripsiini.
commit to user 1.1. Latar Belakang Masalah... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 3
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Dan Manfaat ... 3
1.5. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Dasar Teori ... 9
2.2.1. Dasar perpindahan panas ... 9
2.2.2. Aliran dalam sebuah pipa (internal flow in tube) ... 9
2.2.2.1. Kondisi aliran ... 9
2.2.2.2. Kecepatan rata-rata(mean velocity)... 11
2.2.2.3. Temperatur rata-rata ... 12
2.2.3. Lapis Batas (boundary layer) ... 12
2.2.3.1. Lapis Batas Kecepatan (velocity boundary layer) ...12
2.2.3.2. Lapis Batas Termal (thermal boundary layer) ... 15
2.2.4. Penukar Kalor... 18
2.2.5. Parameter Tanpa Dimensi ... 23
2.2.6. Teknik Peningkatan Perpindahan Panas Pada Penukar kalor... 24
2.2.7. Sisipan Pipa Terpilin (twisted tape insert) ... 28
2.2.8. Karakteristik Perpindahan Panas dan Faktor Gesekan ... 29
2.2.8.1.Korelasi perpindahan panas dan faktor gesekan di daerah aliran laminar dan turbulen melalui sebuah pipa bulat halus ... 29
commit to user
dengantypical twisted tape insert
di daerah aliran turbulen... 32
2.2.8.4 Karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada penukar kalor pipa konsentrik ... 32
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Tempat Penelitian... 42
3.2. Bahan Penelitian ... 42
3.3. Skema Alat Penelitian ... 44
3.4. Alat dan Instrumentasi Penelitian ... 44
3.5. Diagram Alir Penelitian ... 54
3.6. Prosedur Penelitian ... 55
3.6.1. Tahap persiapan ... 55
3.6.2. Pengujian penukar kalor tanpatwistedtape insert (plain tube)... 55
3.6.3. Pengujian penukar kalor dengantwistedtape insert. 56 3.7. Metode Analisis Data ... 58
BAB IV DATA DAN ANALISIS 4.1. Data Hasil Pengujian... 59
4.2. Perhitungan Data ... 59
4.3. Analisis Data ... 60
4.3.1. Validasi karakteristik perpindahan panasplain tube 60 4.3.2. Validasi karakteristik faktor gesekanplain tube... 61
4.3.3.Validasi karakteristik perpindahan panas pipa dalam dengantypical twisted tape insert(TT) ... 63
4.3.4. PengaruhV-cut tapedepth ratiodari VTT ... 64
4.3.4.1. Pengaruh V-cut tape depth ratio terhadap karakteristik perpindahan panas penukar kalor dengan penambahan VTT... 64
4.3.4.2. Pengaruh V-cut tape depth ratio terhadap karakteristik faktor gesekan penukar kalor dengan penambahan VTT ... 66
4.3.4.3. Pengaruh V-cut tape depth ratio terhadap karakteristik effektivenes penukar kalor dengan penambahan VTT ... 68
4.3.4.4. Pengaruh V-cut tape depth ratio terhadap karakteristik unjuk kerja termal penukar kalor dengan penambahan VTT... 69
commit to user
4.3.5.1. Pengaruh V-cut tape width ratio terhadap karakteristik perpindahan panas penukar
kalor dengan penambahan VTT... 71 4.3.5.2. Pengaruh V-cut tape width ratio terhadap
karakteristik faktor gesekan penukar kalor
dengan penambahan VTT ... 73 4.3.5.3. Pengaruh V-cut tape width ratio terhadap
karakteristik effektivenes penukar kalor
dengan penambahan VTT ... 75 4.3.5.4. Pengaruh V-cut tape width ratio terhadap
karakteristik unjuk kerja termal penukar
kalor dengan penambahan VTT... 76
BAB V PENUTUP
commit to user DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Ilustrasi jenis-jenis perpindahan panas ... 9
Gambar 2.2. Perkembangan profil kecepatan dan perubahan tekanan pada saluran masuk aliran pipa... 10
Gambar 2.3. Profil temperatur aktual dan rata–rata pada aliran dalam pipa ... 12
Gambar 2.4. Lapis batas kecepatan dan profil kecepatan laminar, transisi dan turbulen aliran fluida melewati plat datar ... 13
Gambar 2.5. Ketebalan lapis batas kecepatan ... 14
Gambar 2.6. Lapis batas termal di atas plat datar (permukaan plat lebih panas daripada fluida)... 16
Gambar 2.7. Lapis batas termal di atas plat datar (fluida lebih panas daripada permukaan plat datar) ... 16
Gambar 2.8. Fluk panas pada permukaan plat datar ... 17
Gambar2.9. Lapis batas termal fluida dingin melalui plat panas ... 18
Gambar 2.10. (a) arah aliran fluida, dan (b) perubahan temperatur fluida pada penukar kalor searah ... 19
Gambar 2.11. (a) arah aliran fluida, dan (b) perubahan temperatur fluida pada penukar kalor berlawanan arah ... 19
Gambar 2.12. Penukar kalor pipa konsentrik... 21
Gambar 2.13.Analogi listrik untuk perpindahan panas pada penukar kalor pipa konsentrik ... 22
Gambar 2.14.Konfigurasi geometri sebuahtwisted tape insert... 29
Gambar2.15.Efektivenes penukar kalor pipa ganda aliran berlawanan arah ... 39
Gambar 3.1. Skema pengujian penukar kalor pipa konsentrik dengan perforated twisted tape insert... 42
Gambar 3.2. Gambar alat penelitian... 43
Gambar 3.3. Skema pengukuran temperatur di penukar kalor ... 44
Gambar 3.4. Skema penukar kalor pipa konsentrik satu laluan dengan twisted tape insert... 46
Gambar 3.5. Penukar kalor pipa konsentrik satu laluan... 46
Gambar 3.6. NomenklaturV-cut twisted tape insert... 47
Gambar 3.7. Typical twisted tape insert ... 47
Gambar 3.8. V-cut twisted tape insert variasi depth-picth ratio (de/W) padaw/W= 0,32 dany/W= 3,97 ... 48
Gambar 3.9. V-cut twisted tape insert variasi width ratio (w/W) pada de/W = 0,48dany/W = 3,97... 48
commit to user
Gambar 3.11. Skema pemasangan termokopel untuk mengukur temperatur air masuk dan keluar di inner tube dan di
annulus... 50
Gambar 3.12. Skema pemasangan termokopel untuk mengukur temperatur dinding luar pipa dalam... 50
Gambar 3.13. Thermocouple reader... 50
Gambar 3.14. Temperature controller... 51
Gambar 3.15. Pemanas air elektrik ... 51
Gambar 3.16. Rotameter ... 52
Gambar 3.17. Penjebak air ... 52
Gambar 4.1. Grafik hubungan Nuidengan Re untukplain tube... 60
Gambar 4.2. Grafik hubunganfdengan Re untukplain tube... 61
Gambar 4.3. Perbandingan antara bilangan Nusselt hasil eksperimen dengan prediksi hasil korelasi untukplain tube... 62
Gambar 4.4. Perbandingan antara faktor gesekan hasil eksperimen dengan prediksi hasil korelasi untukplain tube... 62
Gambar 4.5. Grafik hubungan Nuidengan Re untuk TT ... 63
Gambar 4.6. Grafik hubungan Nuidengan Re untuk variaside/W... 64
Gambar 4.7. Grafik hubunganP dengan Re untuk variaside/W... 66
Gambar 4.8. Grafik hubunganfdengan Re untuk variaside/W... 67
Gambar 4.9. Grafik hubungandengan Re untuk variaside/W... 69
Gambar 4.10. Grafik hubungandengan Re untuk variaside/W... 70
Gambar 4.11. Grafik hubungan Nuidengan Re untuk variasiw/W... 71
Gambar 4.12. Grafik hubunganP dengan Re untuk variasiw/W... 73
Gambar 4.13. Grafik hubunganfdengan Re untuk variasiw/W... 74
Gambar 4.14. Grafik hubungandengan Re untuk variasi w/W... 76
Gambar 4.15. Grafik hubungandengan Re untuk variasiw/W... 77
Gambar 4.16. Perbandingan antara bilangan Nusselt hasil eksperimen dengan prediksi hasil korelasi ... 78
Gambar 4.17. Perbandingan antara faktor gesekan hasil eksperimen dengan prediksi hasil korelasi ... 79
commit to user DAFTAR PERSAMAAN
Halaman
Persamaan (2.1) Bilangan Reynolds untuk pipa bulat ... 10
Persamaan (2.2) Diameter hidrolik ... 11
Persamaan (2.3) Nilai bilangan Reynolds untuk aliran laminar... 11
Persamaan (2.4) Nilai bilangan Reynolds untuk aliran transisi ... 11
Persamaan (2.5) Nilai bilangan Reynolds untuk aliran turbulen... 11
Persamaan (2.6) Laju aliran massa... 12
Persamaan (2.7) Temperaturbulkrata-rata fluida ... 12
Persamaan (2.8) Tegangan geser... 13
Persamaan (2.9) Bilangan Reynolds ... 14
Persamaan (2.10) Hukum Fourier ... 17
Persamaan (2.11) Perpindahan panas konveksi ... 17
Persamaan (2.12) Tahanan termal total pada penukar kalor konsentrik . 17 Persamaan (2.13) Laju perpindahan panas antara dua fluida ... 17
Persamaan (2.14) Bilangan Nusselt... 18
Persamaan (2.15) Bilangan Nusselt... 18
Persamaan (2.16) Bilangan Nusselt... 18
Persamaan (2.17) Laju perpindahan panas diannulus... 20
Persamaan (2.18) laju perpindahan panas di dalam pipa dalam... 20
Persamaan (2.19) laju perpindahan panas ... 20
Persamaan (2.20) Beda temperatur rata-rata logaritmik (∆TLMTD) ... 20
Persamaan (2.21) Tahanan termal total ... 22
Persamaan (2.22) Laju perpindahan panas antara dua fluida ... 23
Persamaan (2.23) Koefisien perpindahan panasoverall... 23
Persamaan (2.24) Perbandingan kedua gaya ... 23
Persamaan (2.25) Bilangan Prandtl ... 24
Persamaan (2.26) Bilangan Nusselt... 24
Persamaan (2.27) Twist ratio... 29
Persamaan (2.28) Sudut heliks ... 29
Persamaan (2.29) Bilangan Nusselt aliran laminar ... 29
Persamaan (2.30) Faktor gesekan Darcy (Darcy friction factor) ... 29
Persamaan (2.31) Persamaan Petukhov pertama (first Petukhov equation)... 30
Persamaan (2.32) Korelasi Dittus-Boelter... 30
Persamaan (2.33) persamaan Petukhov kedua (second Petukhov equation)... 30
Persamaan (2.34) Persamaan Gnielinski ... 30
Persamaan (2.35) Persamaan Colebrook... 31
Persamaan (2.36) Persamaan Miller... 31
commit to user
Persamaan (2.38) Korelasi perpindahan panas daerah laminar... 31
Persamaan (2.39) Korelasi perpindahan panas Manglik bergles ... 32
Persamaan (2.40) Sudut ... 32
Persamaan (2.41) Laju perpindahan panas di dalam pipa dalam ... 32
Persamaan (2.42) Laju perpindahan panas diannulus... 33
Persamaan (2.43) Temperatur rata-rata dinding luar pipa dalam ... 33
Persamaan (2.44) Temperatur fluida rata-ratabulkdingin diannulus.... 33
Persamaan (2.45) Ketidaksetimbangan energi (heat balance error)... 34
Persamaan (2.46) Persentase ketidaksetimbangan energi (heat balance error)... 34
Persamaan (2.47) Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata... 34
Persamaan (2.48) Bilangan Nusselt rata-rata di sisiannulus... 34
Persamaan (2.49) Koefisien perpindahan panasoverall... 34
Persamaan (2.50) Beda temperatur rata-rata logaritmikberlawanan arah (counter-flow) ... 35
Persamaan (2.51) Koefisien perpindahan panasoverall... 35
Persamaan (2.52) Penjabaran dari persamaan (2.41), (2.49) dan (2.50) . 35 Persamaan (2.53) Penjabaran Koefisien perpindahan panasoveralldari persamaan (2.52) ... 35
Persamaan (2.54) Koefisien perpindahan panas rata-rata di sisi pipa dalam ... 35
Persamaan (2.55) Bilangan Nusselt rata-rata pada sisi pipa dalam... 35
Persamaan (2.56) Bilangan Reynolds (Re) aliran fluida di pipa dalam .. 35
Persamaan (2.57) Penjabaran dari persamaan (2.56) ... 35
Persamaan (2.58) Kapasitas panas (heat capacity rate) Ch... 36
Persamaan (2.59) Kapasitas panas (heat capacity rate) Cc... 36
Persamaan (2.60) Penjabaran persamaan ( 2.41 ) Qh... 36
Persamaan (2.61) Penjabaran persamaan ( 2.42 ) Qc... 36
Persamaan (2.62) Efektivenes penukar kalor ... 37
Persamaan (2.63) Laju perpindahan panas aktual ... 37
Persamaan (2.64) Perbedaan temperatur maksimum ... 37
Persamaan (2.65) Laju perpindahan panas maksimum ... 37
Persamaan (2.66) Nilai laju kapasitas panas yang lebih kecil... 37
Persamaan (2.67) Nilai laju kapasitas panas yang lebih kecil... 37
Persamaan (2.68) Laju perpindahan panas aktual ... 37
Persamaan (2.69) Korelasi efektivitas penukar kalor pipa konsentrik aliran berlawanan arah... 38
Persamaan (2.70) Number of transfer units... 38
Persamaan (2.71) Rasio kapasitas.. ... 38
Persamaan (2.72) Korelasi efektivitas penukar kalor pipa konsentrik aliran berlawanan arah... 38
commit to user
Persamaan (2.74) Penurunan tekanan ... 39
Persamaan (2.75) Faktor gesekan... 49
Persamaan (2.76) Daya pemompaan ... 40
Persamaan (2.77) Daya pemompaan konstan... 40
Persamaan (2.78) Hubungan faktor gesekan dengan bilangan Reynolds 40 Persamaan (2.79) Unjuk kerja termal... 40
Persamaan (4.1) Korelasi eksperimen untuk bilangan Nussel padaplain tube... 62
Persamaan (4.2) Korelasi eksperimen untuk faktor gesekan pada plain tube... 62
Persamaan (4.3) Korelasi eksperimen untuk bilangan Nussel pada VTT ... 75
commit to user DAFTAR NOTASI
Ac = Luas penampang melintang aliran (m2)
Ai = Luas permukaan dalam pipa dalam (m2)
Ao = Luas permukaan luar pipa dalam (m2)
As = Luas perpindahan panas (m2)
At,i = Luas penampang pipa dalam (m2)
Cp,c = Panas jenis fluida dingin diannulus (kJ/kg.oC) Cp,h = Panas jenis fluida panas di dalam pipa dalam (kJ/kg.oC)
de = KedalamanV-cut (mm)
di = Diameter dalam pipa dalam (m)
do = Diameter luar pipa dalam (m)
Dh = Diameter hidrolikannulus (m)
Di = Diameter dalam pipa luar (m)
Do = Diameter luar pipa luar (m)
Dh = Diameter hidrolikannulus (m)
f = Faktor gesekan
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
H = Panjangpitch twisted tape insert (m)
hi = Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata di pipa dalam (W/m2.oC) ho = Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata diannulus (W/m2.oC) hp = Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata tanpatwisted tape
insert (W/m2.oC)
hs = Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata dengantwisted tape
insert (W/m2.oC)
ki = Konduktivitas termal material dinding pipa dalam (W/m.oC)
ko = Konduktivitas termal rata-rata fluida dingin diannulus (W/m.oC).
L = Panjang pipa dalam (m)
Lt = Panjang jarak titik pengukuran beda tekanan di pipa dalam (m) = Laju aliran massa fluida dingin diannulus (kg/s) = Laju aliran massa fluida panas di dalam pipa dalam (kg/s) Nui = Bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam
Nuo = Bilangan Nusselt rata-rata di sisiannulus
p =Plain tube(pipa tanpatwisted tape insert)
pp = Daya pemompaan konstan Pr = Bilangan Prandtl
Q = Laju perpindahan panas (W)
Qc = Laju perpindahan panas diannulus (W)
Qh = Laju perpindahan panas di dalam pipa dalam (W)
Re = Bilangan Reynolds
Red = Bilangan Reynolds berdasarkan diameter dalam pipa
commit to user
Tc,i = Temperatur fluida dingin masukannulus (oC) Tc,o = Temperatur fluida dingin keluarannulus (oC) Th,i = Temperatur fluida panas masuk pipa dalam (oC) Th,o = Temperatur fluida panas keluar pipa dalam (oC) Tb,i = Temperaturbulkrata-rata fluida di dalam pipa dalam (oC) Tb,o = Temperaturbulkrata-rata fluida dingin diannulus (oC)
, = Temperatur rata-rata dinding dalam pipa dalam ( o
C)
, = Temperatur rata-rata dinding luar pipa dalam ( o
C) U = Koefisien perpindahan panas overall (W/m2.oC)
uc = Kecepatan aksial rata-rata fluida (m/s)
um = Kecepatan rata–rata fluida (m/s)
usw = Kecepatan pusaran (swirl velocity) (m/s)
Ui = Koefisien perpindahan panas overall berdasarkan permukaan dalam pipa
dalam (W/m2.oC)
ν = Viskositas kinematis fluida di pipa dalam (m2/s) V = Kecepatan rata-rata fluida di pipa dalam (m/s)
w = LebarV-cut (mm)
W = Lebartwist
= Laju aliran volumetrik fluida di pipa dalam (m3/s) y =Twist ratio
θ = Sudut heliks (o)
h = Beda ketinggian fluida manometer (m)
P = Penurunan tekanan di pipa dalam (Pa)
T1 = Perbedaan temperatur antara dua fluida pada sisiinletkalor (oC)
T2 = Perbedaan temperatur antara dua fluida pada sisioutletpenukar kalor (oC)
TLMTD = Beda temperatur rata-rata logaritmik (logaritmic mean temperature
different) (oC)
= Viskositas dinamik fluida (kg/m.s)
µi = Viskositas dinamik fluida di pipa dalam (kg/m.s)
o = Viskositas dinamik fluida diannulus (kg/m.s)
= Efisiensi peningkatan perpindahan panas
ρh = Densitas fluida di pipa dalam (kg/m3)
c = Densitas fluida diannulus (kg/m3)
