Studi Numerik Pengaruh Panjang Rectangular Obstacle Terhadap Perpindahan Panas Pada Staggered Tube Banks

• Main Authors: Hastama Arinta Fanny, Prabowo Prabowo
• Format: Article
• Language: Indonesian
• Published: Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (LP2M) 2014-09-01
• Series: Jurnal Teknik ITS
• Subjects: rectangular obstacle; reynolds number; staggered tube banks
• Online Access: http://ejurnal.its.ac.id/index.php/teknik/article/view/7253

Alat penukar panas merupakan komponen yang sangat penting dari banyak proses industri dan peralatan yang meliputi berbagai aplikasi teknik. Meningkatkan kesadaran untuk pemanfaatan sumber daya energi yang efektif, meminimalkan biaya operasional dan pemeliharaan operasi murah telah menyebabkan perkembangan dari alat penukar panas yang efisien seperti alat penukar panas kompak. Performa alat penukar panas kompak bergantung pada pola permukaan fin, yakni plain fins dan wavy fins Permukaan plain fin yang datar membuat aliran membutuhkan waktu yang relatif lebih lama untuk memaksimalkan perpindahan panas jika dibandingkan pada bentuk wavy fin yang bergelombang. Selain merubah pola permukaan fin, upaya lain untuk bisa memaksimalkan proses perpindahan panas pada plain fins juga dapat dibentuk dengan penambahan obstacle pada permukaannya. Performa alat penukar panas dengan obstacle dapat diketahui dengan menganalisa pola aliran dan perpindahan panas yang terjadi. Penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik dengan menggunakan bantuan software Fluent 6.3.26. Simulasi ini dikondisikan dengan menggunakan model 2D-steady flow, turbulensi k-ε RNG dan metode second-order upwind scheme. Pada penelitian ini yang divariasikan adalah panjang dari rectangular obstacle, yaitu 1,6mm, 2,5mm, 5mm yang terletak pada kemiringan 135o berdasarkan titik pusat tube, diukur dari stagnation point pada staggered tube bank. Fluida kerja yang digunakan adalah udara yang dimodelkan sebagai gas ideal yang mengalir melintas celah antara tube dengan temperatur inlet 310 K dan temperatur tubes konstan sebesar 347 K. Dari hasil simulasi ini didapatkan visualisasi kontur kecepatan, temperatur dan visualisasi pola aliran yang terbentuk serta pembuktian hipotesa bahwa dengan penambahan obstacle akan meningkatkan perpindahan panas. Dengan penambahan obstacle dapat mengakibatkan peningkatan pressure drop, sebesar 60-425%. Selain itu, model modified juga akan meningkatkan nilai nusselt number sebesar 10,3-31% terhadap model baseline (tanpa penambahan obstacle).