Studi Numerik Pengaruh Kecepatan Angin Terhadap Critical Radius dan Distribusi Temperatur Pada Pipa Uap

Abstract

Umumnya transmisi uap panas menggunakan pipa dengan diameter yang besar. Pada transmisi uap panas tersebut, kehilangan panas dan penurunan temperatur selalu terjadi. Penambahan insulasi pada pipa uap panas akan sangat menguntungkan, karena akan meminimalkan heat loss. Maka perlu dilakukan penelitian guna menentukan critical radius dan ketebalan optimum pada pipa uap panas. Pada penelitian ini, proses analisa dilakukan dengan menggunakan software gambit dan fluent. Pada gambit dilakukan pembuatan domain simulasi dan meshing untuk diameter luar pipa sebasar 168 mm dan diameter 30 mm. Kedua, dilakukan penentukan kondisi batas pada kedua ukuran pipa. Ketiga, dilakukan entry properties pada fluent, yaitu variasi kecepatan (1 m/s, 3 m/s, 5 m/s), temperatur uap panas (773 K), termperatur sekeliling (300 K), material  pipa dan insulasi serta nilai konduktivitas masing-masing. Hasil yang didapatkan pada penelitian ini adalah critical radius tidak terjadi pada pipa dengan diameter luar 168 mm. Sedangkan  pipa dengan diameter 30 mm, terjadi pada ketebalan insulasi 2 mm. Temperatur permukaan luar pipa tanpa insulasi terendah didapatkan pada kecepatan angin 5 m/s sebesar 755,3K. Heat loss terbesar terjadi pada pipa tanpa insulasi dengan kecepatan angin 5 m/s dan ketebalan insulasi 0 mm sebesar 11953,6W/m dan terkecil pada kecepatan angin 1 m/s dengan ketebalan insulasi 100 mm sebesar 264,38W/m. Sedangkan untuk hasil teori, heat loss terbesar pada pipa tanpa insulasi dengan kecepatan angin 5 m/s sebesar 11641,74W/m dan terkecil pada pipa dengan insulasi 100 mm dengan kecepatan angin 1 m/s sebesar 263,77W/m. Ketebalan optimum dari sumber panas batubara sebesar 38 mm, sumber panas fuel oil sebesar 100 mm dan sumber panas gas alam sebesar 43 mm.