Studi Numerik Perpindahan Panas Konveksi Paksa pada Pin Fin Berpenampang Circular dengan Susunan Aligned

Abstract

Perpindahan panas (heat transfer) adalah ilmu yang mempelajari tentang cara perpindahan energi berupa panas yang terjadi karena adanya perbedaan temperatur.Fenomena perpindahan panas gabungan antara konduksi dan konveksi dapat diaplikasikan melalui pin fin. Penambahan fin pada permukaan dimaksudkan untuk memperbesar area, sehingga meningkatkan laju perpindahan panas. Aplikasi pada fin diterapkan dalam perancangan alat praktikum perpindahan panas konveksi paksa melalu fin berpenampang circular susuanan aligned. Untuk mengamati fenomena karakteristik perpindahan panas dan karakteristik aliran diperlukan studi numerik menggunakan perangkat lunak CFD. Analisis menggunakan perangkat lunak ICEM ANSYS 18.0 untuk proses meshing dan FLUENT 18.0 sebagai solver untuk melakukan simulasi.Pin fin berpenampang circular disusun secara aligned yang diletakkan di dalam rectangular duct.Variasi yang dilakukan berupa diameter 10 mm dan 16 mm dengan ST=20mm SL=20mm konstan dan panjang fin 70 mm. Pemanasan pada circular fin dilakukan dengan menjaga temperatur pada base plate tetap konstan 50oC. Dilakukan 4 variasi kecepatan udara masuk 2.64m/s, 3.65m/s, 3.96m/s dan 4.20m/s. Hasil akan ditampilkan baik secara kualitatif berupa gambar kontur temperatur, kontur tekanan dan kontur streamline velocity maupun secara kuantitatif berupa grafik distribusi temperatur sepanjang pin fin,grafik pengaruh diameter terhadap koefisien konveksi rata-rata setiap baris, grafik nusselt number dan coefficient pressure. Hasil dari penelitian ini didapatkan hasil distribusi temperatur menurun di sepanjang pin fin. Temperatur tertinggi dicapai pada kecepatan udara masuk 2.64 m/s dan temperatur terendah dicapai pada kecepatan udara masuk 4.20 m/s. Pada kecepatan yang sama, pin fin berdiameter 10 mm memiliki koefisien konveksi yang lebih besar daripada pin fin berdiameter 16 mm. Dari hasil simulasi didapatkan nilai nusselt number dan coefficient pressure lokal pada pin fin baris pertama sampai baris keempat. Perpindahan panas terbaik terjadi pada titik stagnasi yang ditunjukkan dengan nilai nusselt number terbesar. Nilai nusselt number minimum terdapat pada titik separasi. Nilai pressure coefficient maksimum terjadi pada titik stagnasi sedangkan minimun pada titik separasi

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).