SIDANG TUGAS AKHIR
KONVERSI ENERGI
STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI
KECEPATAN UDARA TERHADAP PERFORMA
HEAT EXCHANGER JENIS COMPACT HEAT
EXCHANGER (RADIATOR) DENGAN SUSUNAN
TUBE INLINE SEBAGAI PEMANAS PADA
SISTEM PENGERINGAN
DOSEN PEMBIMBING:
Prof. Dr. Eng. Ir. PRABOWO, M. Eng.
IRVAN PARAMANANDA
2111105005
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2014
LATAR BELAKANG
Compact Heat Exchanger
Effectiveness
Desain Pembebanan (debit fluida panas
maupun dingin yang masuk) Tipe fin
Menggunakan compact heat exchanger sebagai
penghasil udara panas
LATAR BELAKANG
Dunia Industri
Sistem Pengeringan
PENDAHULUAN
Rumusan Masalah: 1. Bagaimana pengaruh variasi kecepatan udara pada radiator dalam menghasilkan udara
panas?
2. Mengetahui effectiveness dari radiator apabila kecepatan udara divariasikan dengan
kecepatan 1 m/s, 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s dan 5 m/s?
3. Apakah kecepatan udara yang maksimal merupakan kecepatan udara yang optimal dalam
proses pengeringan?
4. Bagaimana efisiensi fin yang terjadi pada compact heat exchanger?
Tujuan: 1. Mengetahui pengaruh variasi kecepatan udara pada radiator dalam menghasilkan udara
panas.
2. Mengetahui effectiveness dari radiator apabila kecepatan udara divariasikan dengan
kecepatan 1 m/s, 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s dan 5 m/s.
3. Mengetahui apakah kecepatan udara yang maksimal merupakan kecepatan udara yang
optimal dalam proses pengeringan.
4. Mengetahui efisiensi fin yang terjadi pada compact heat exchanger.
Kecepatan Udara divariasikan
(1m/s, 2m/s, 3m/s, 4m/s, 5m/s)
TINJAUAN PUSTAKA
1. Pada tube
Red = ρ. V. Dtube
μ
qcold = qhot
𝑚 𝑐Cpc ΔTc = 𝑚 ℎ Cph ΔTh
𝑁𝑢𝐷= 0.023 𝑅𝑒𝐷4/5𝑃𝑟0.3
ℎ =𝑁𝑢D x k
D
Tair in
Tair out
2. Pada fin
Re = (G Dh)
μ
G = ρ V Afr
Aff
Nu = 0.332 Pr1/3Re1/2
ƞf = 𝑞𝑓
ℎ𝐴𝑓 𝑇𝑏 − 𝑇~
St = Nu
PrRe
hcold = 𝑆𝑡 G cp
qf = ℎ𝐴𝑓 𝑇 − 𝑇~
TINJAUAN PUSTAKA
PENELITIAN TERDAHULU
1. Binsar T. Pardede (2011)
meneliti tentang optimasi laju
perpindahan kalor dan penurunan
tekanan akibat pengaruh laju aliran
udara pada alat penukar kalor jenis
radiator flat tube.
2. Didit Heryanto (2013)
meneliti tentang pengaruh variasi debit air dan jumlah radiator
dengan susunan tube aligned terhadap performa radiator
sebagai pemanas udara pada sistem pengeringan.
PENELITIAN TERDAHULU
PENELITIAN TERDAHULU
3. Akash Pandey (2011)
meneliti tentang performa dari radiator yaitu
effectiveness dengan variasi mass flow rate.
METODOLOGI
Model Alat Penelitian
METODOLOGI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
q hot = q cold = 𝑚 Cp (T in – T out)
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Re cold = GDh/µ Nu = C PrnRem St =
Nu
PrRe hcold = 𝑆𝑡 G cp
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
ɛ = 𝑞 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙
𝑞 𝑚𝑎𝑘𝑠
q maks = Cmin (Thi-Tci)
Cr = 𝐶 𝑚𝑖𝑛
𝐶 𝑚𝑎𝑘𝑠
Analisa Data dan Pembahasan
Analisa Data dan Pembahasan
𝑅𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑑 =𝐺 𝑥 𝐷ℎ𝜇
Nu = C PrnRem St = Nu
PrRe 𝐽ℎ = 𝑆𝑡 𝑃𝑟2/3
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
ƞf = 𝑞𝑓
ℎ𝐴𝑓(𝑇𝑏−𝑇~)
𝜀𝑓 =𝑞𝑓
𝑞𝑤𝑓=
𝑞𝑓
ℎ𝐴𝑤𝑓 𝑇𝑏−𝑇~
Awf=W x t
Tb
KESIMPULAN
1. Laju perpindahan panas aktual (qact) meningkat seiring bertambahnya debit air. Pada debit 2100L/h
dengan kecepatan udara 1 m/s, qact untuk penggunaan 1 radiator adalah 2289.47 W dan qact untuk
penggunaan 2 radiator adalah 5348.2 W. Pada debit 2100L/h dengan kecepatan udara 5 m/s, qact
untuk penggunaan 1 radiator adalah 20.948 KW dan qact untuk penggunaan 2 radiator adalah 29.447
KW.
4. Efisiensi fin (ƞf) pada compact heat exchanger ini pada kecepatan 1 m/s sebesar 0.99 dan pada
kecepatan 5 m/s sebesar 0.93 untuk penggunaan 1 maupun 2 radiator.
3. temperatur udara keluar untuk 2 radiator dengan kecepatan 5 m/s lebih besar yaitu sebesar 65.13oC
dibandingkan dengan temperatur udara keluar untuk 1 radiator yaitu sebesar 54oC jadi kecepatan
udara yang optimal untuk proses pengeringan yang dipakai pada alat pengering adalah sebesar 5
m/s.
2. Effectiveness (ɛ) meningkat seiring bertambahnya kecepatan udara. Pada kecepatan udara 1 m/s,
effectiveness 1 radiator adalah 0.24 dan penggunan 2 radiator adalah 0.58. Untuk penggunaan 2
radiator effectiveness sekitar 0.65 dibandingkan effectiveness pada penggunaan 1 radiator sebesar
0.45 untuk kecepatan udara 5 m/s.
Terima Kasih Mohon Kritik dan Saran
Demi Kesempurnaan Tugas Akhir Ini