STUDI NUMERIK ANALISA PENGARUH VARIASI LONGITUDINAL DAN TRANSVERSAL PITCH TERHADAP PERFORMA FIN AND TUBE HEAT EXCHANGER

Authors

  • Muhamad Safi'i Universitas Sains Al Qur'an Jawa Tengah di Wonosobo
  • Nazaruddin Sinaga Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.
  • Martha Khoirunnisa Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.
  • Muhammad Iqbal Farhan Putra Arya Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.
  • Agung Nugroho Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.
  • Tabah Priangkoso Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.
  • Susanto Susanto Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Politeknik Maritim Negeri Indonesia, Semarang.
  • Suheri Suheri Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Samudera, Langsa, Aceh.
  • Oktarina Heriyani Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Jakarta.
  • Yafid Effendi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang.

DOI:

https://doi.org/10.36499/jim.v20i2.11945

Keywords:

Kata kunci, Fin and Tube Heat Exchanger, Longitudinal Pitch, Transversal Pitch, Performa.

Abstract

Abstrak

Fin and tube heat exchanger banyak digunakan dalam sistem pendingin, petrokimia, dan aplikasi HVAC&R karena pembuatannya lebih mudah, konstruksinya sederhana, rendah biaya, dan relatif mudah dalam perawatan menjadikannya salah satu yang paling umum digunakan. Peningkatan kebaikan perpindahan panas pada fin and tube heat exchanger telah banyak di investigasi guna untuk meningkatkan performanya. Riset ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi rasio arah longitudinal dan transversal pitch pada fin and tube heat exchanger terhadap performa termalnya. Metode numerik menggunakan program komputer Computational Fluid Dynamics digunakan pada riset ini. 2 variasi rasio diajukan dalam riset ini yakni variasi untuk arah longitudinal pitch 18,05; 17,05; 16,05; 15,05; 14,05 (mm) sedangkan arah transversal pitch 11,7; 10,7; 9,7; 8,7; 7,7 (mm) dengan variasi kecepatan aliran fluida 0.5 m/s, 1 m/s, 1,5 m/s, 2 m/s, 2.5 m/s, 3 m/s, dan 3,5 m/s dengan heat flux konstan sebesar 100 W. Hasil terbaik penelitian ini di dapatkan pada variasi rasio arah longitudinal pitch 14,5 mm dengan nilai koefisien perpindahan panas sebesar 97,24 W/m²K, sedangkan rasio arah transversal pitch sebesar 11,7 mm dengan nilai koefisien perpindahan panas sebesar 107,82 W/m²K. Hasil tersebut mengkonfirmasi bahwa variasi rasio arah longitudinal pitch 14,5 mm dan rasio arah transversal pitch sebesar 11,7 mm dapat digunakan untuk aplikasi praktis dan dapat diterapkan secara langsung dilapangan.

 

 

Author Biographies

Muhamad Safi'i, Universitas Sains Al Qur'an Jawa Tengah di Wonosobo

A lecturer in Sains Al Qur'an University

Nazaruddin Sinaga, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.

Dosen Teknik Mesin

Martha Khoirunnisa, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.

Mahasiswa Teknik Mesin

Muhammad Iqbal Farhan Putra Arya, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.

Mahasiswa Teknik Mesin

Agung Nugroho, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.

Dosen Teknik Mesin

Tabah Priangkoso, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.

Dosen Teknik Mesin

Susanto Susanto, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Politeknik Maritim Negeri Indonesia, Semarang.

Dosen Teknik Mesin

Suheri Suheri, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Samudera, Langsa, Aceh.

Dosen Teknik Mesin

Oktarina Heriyani, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Jakarta.

Dosen Teknik Mesin

Yafid Effendi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang.

Dosen Teknik Mesin

References

A. A. Bhuiyan, A.K.M. S. Islam., (2016). “Thermal and Hydraulic Performance of Finned-Tube Heat Exchangers Under Different Flow Ranges: A Review on Modeling and Experimentâ€. International Journal of Heat and Mass Transfer, 101:38-59. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.05.022.

A. A. Bhuiyan, M. R. Amin, A. K. M. S. Islam, (2013). “Three-Dimensional Performance Analysis of Plain Fin Tube Heat Exchangers in Transitional Regimeâ€, Applied Thermal Engineering. Vol. 50. PP. 445-454. http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.07.034.

B. Cárdenas, S.D. Garvey, B. Kantharaj, M.C. Simpson, (2017). “Gas-to-gas Heat Exchanger Design for High Performance Thermal Energy Storageâ€. Journal of Energy Storage 101, Vol. 14:3 PP. 11-321. http://dx.doi.org/10.1016/j.est.2017.03.004.

B. Masoumpour, M. Ataeizadeh, H. Hajabdollahi, M. S. Dehaj, (2021). “Performance Evaluation of a Shell and Tube Heat Exchanger with Recovery of Mass Flow Rateâ€. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. Vol. 000. PP. 1-13. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2021.05.022.

H. Bayat, B. Hamidreza, L. A. Mirabdolah, M. Taher, (2014), “Experimental study of thermal–hydraulic performance of cam-shaped tube bundle with staggered arrangementâ€. Energy Conversion and Management, Vol. 85 No. 2. PP.470-476. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.06.009.

C. W. Lu, J. M. Huang, W.C. Nien, C. C. Wang. (2011). “A Numerical Investigation of The Geometric Effects on the Performance of Plate Finned-tube Heat Exchangerâ€, Energy Conversion and Management, Vol. 52: PP. 1638-1643. http://doi:10.1016/j.enconman.2010.10.026.

D. Taler, J. Taler, K. Wrona, (2021). “New Analytical Numerical Method for Modelling of Tube Cross Flow Heat Exchangers with Complex Flow Systemsâ€. Energy, Vol. 228 No. 120633. PP. 1-10 https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120633.

D. Sahel, H. Ameur, W. Boudaud, (2019). “A New Correlation for Predicting the Hydrothermal Characteristics Over Flat Tube Banksâ€. Journal of Mechanical and Energy Engineering, Vol. 3. No. (43):3. PP. 273.280. https://doi:10.30464/jmee.2019.3.3.273.

B. Hamidreza, L. A. Mirabdolah, M. Taher, (2014). “Experimental Study of Thermal Hydraulic Performance of Cam Shaped Tube Bundle With Staggered Arrangementâ€. Energy Conversion and Management, Vol. 85. PP. 470-476. http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2014.06.009.

G, M. Zhang, X. Leng, N. Zhou, Y. P. Shi, L. Li. (2015). “Flow and Heat Transfer Characteristics Around Egg-shaped Tubeâ€. Journal of Hydrodynamics, Vol. 27. No. (1) PP. 76-84. https://doi:10.1016/S1001-6058(15)60458-9.

H. Nemati, S. Samivand, (2015). “Performance optimization of annular elliptical ï¬n based on thermo-geometric parametersâ€. Alexandria Engineering Journal, Vol. 54. No. -. PP. 1037-1042. http://dx.doi.org/10.1016/j.aej.2015.09.016.

M. R. Salem, M.B. Eltoukhey, R.K. Ali, K.M. Elshazly, (2018). “Experimental investigation on the Hydrothermal Performance of a Doublepipe Heat Exchanger Using Helical Tape Insertâ€, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 124. No. 1. PP. 496-507. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2017.10.040.

M. H. Zaidan, A. A. R. Alkumait, T. K. Ibrahim, (2018) “Assessment of Heat Transfer and Fluid Flow Characteristics Within Finned Fat Tubeâ€, Case Studies in Thermal Engineering, Vol. 12. No. 124. PP. 557-562. https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.07.006.

M. A.M. Ali, W. M. El-Maghlany, Y. A. Eldrainy, A. Attia, (2018). “Heat Transfer Enhancement of Double Pipe Heat Exchanger Using Rotating of Variable Eccentricity Inner Pipeâ€, Alexandria Engineering Journal, Vol. 57. No. 1110. PP. 3709-3725. https://doi.org/10.1016/j.aej.2018.03.003.

Published

2024-10-05