Studi Numerik Pengaruh Posisi Sudut Obstacle Berbentuk Rectangular Terhadap Perpindahan Panas pada Tube Banks Staggered

Abstract

Compact heat exchanger merupakan salah satu tipe dari alat penukar kalo (heat exchanger) yang memiliki luasan perpindahan panas per unit volume yang paling besar (≥ 400 m²/m³ for liquids dan ≥ 700 m²/m³ for gases) yang tersusun dari fin and tube. Dalam hal performa, compact heat exchanger bergantung pada pola permukaan fin, yakni continuous plate fins, wavy fins dan circular fins. Continuous plate fins memiliki pola permukaan fin yang datar dan hal tersebut mengakibatkan perpindahan panas yang terjadi relatif lebih lama dibandingkan tipe wavy fins dengan pola permukaan yang bergelombang. Selain merubah pola permukaan fin, upaya lain untuk bisa memaksimalkan proses perpindahan panas pada continuous plate fins juga dapat dibentuk dengan penambahan obstacle pada permukaannya. Penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik dengan menggunakan bantuan software Fluent 6.3.26. Simulasi ini dikondisikan dengan menggunakan model turbulensi k-epsilon RNG dan metode second-order upwind scheme. Pada penelitian ini yang divariasikan adalah posisi sudut dari obstacle berbentuk rectangular pada kemiringan 120^o, 135^o dan 150^o berdasarkan titik pusat tube yang diukur dari stagnation point, dengan ukuran panjang obstacle tetap sebesar 2,5 mm dan lebar sebesar 0,5 mm pada tube banks yang tersusun secara staggered. Fluida kerja yang digunakan adalah udara yang dimodelkan sebagai gas ideal yang mengalir melintas celah antara tube dengan temperatur inlet 310 K dan temperatur tube konstan sebesar 347 K. Dari hasil simulasi ini didapatkan visualisasi kontur kecepatan, temperatur dan visualisasi pola aliran yang terbentuk serta pembuktian hipotesa bahwa dengan adanya penambahan obstacle akan meningkatkan perpindahan panas. yakni nilai Nusselt number 8,9–40,6%  sebesar terhadap model baseline (tanpa penambahan obstacle).

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).