Studi Analitik dan Numerik Perpindahan Panas pada Fin Trapesium (Studi Kasus pada Finned Tube Heat Exchanger)

Abstract

Penambahan fin pada pipa penukar kalor merupakan suatu upaya memperbesar perpindahan kalor konduksi dan konveksi, dengan cara memperluas bidang geometri. Pada penelitian ini dianalisa secara analitik dan numerik perpindahan kalor pada fin dengan profil longitudinal tidak seragam atau berubah terhadap jarak dari dasar fin, dengan memvariasikan ketebalan ujung fin. Hasil dari kedua studi ini tidak jauh berbeda, pada keduanya menjelaskan bahwa fin dengan ketebalan ujung 0,9 mm (fin trapesium terbalik) paling baik dari 5 variasi lainnya; serta perubahan temperatur paling besar terjadi pada sepertiga pertama dari panjang  fin, ini artinya pelepasan kalor terbesar terjadi pada daerah tersebut. Perbedaannya adalah pada persentase penurunan temperatur sepanjang  fin terhadap temperatur dasar fin, untuk ketebalan 0,9 mm pada studi analitik sebesar 91,92% dan pada studi numerik sebesar 91,78%. Hal ini berarti metode penyelesaian persamaan diferensial orde 2 dengan koefisien variabel dengan cara pembedahan koefisien variabel pada ODE, sudah benar dan valid. Namun bila ditinjau dari waktu yang diperlukan untuk komputasinya, studi analitik membutuhkan waktu lebih lama. Waktu yang diperlukan dalam komputasinya tergantung dari fungsi koefisien variabel.