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