Bismillah Proposal Tugas Akhir Sempro.docx

PROPOSAL TUGAS AKHIR “ANALISA PENGARUH JARAK DAN SUDUT LOUVER FIN TERHADAP KINERJA HEAT EXCHANGER MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS”

Disusun Oleh: Refina Helda K S NRP. 02311745000046

Dosen Pembimbing: Gunawan Nugroho S.T. M.T. P.hD

PROGRAM STUDI LINTAS JALUR S-1 DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2019

LEMBAR PENGESAHAN PROPOSAL TUGAS AKHIR DEPARTEMEN TEKIK FISIKA FTI-ITS Judul Bidang Studi 1. a. Nama b. NRP c. Jenis Kelamin 2. Jangka Waktu 3. Pembimbing 4. Usulan Proposal ke 5. Status

: Analisa Pengaruh Jarak dan Sudut Louver Fin Terhadap Kinerja Heat Exchanger Menggunakan Computational Fluid Dynamics : Rekayasa Energi : Refina Helda KhemalaSari : 02311745000046 : Perempuan : 4 bulan : Gunawan Nugroho S.T. M.T. P.hD : I : Baru Surabaya, 18 Maret 2019 Pengusul,

Refina Helda KhemalaSari NRP. 02311745000046 Menyetujui, Pembimbing

Gunawan Nugroho S.T. M.T. P.hD NIP. 19771127 200212 1 002

Mengetahui, Kepala Laboratorium Rekayasa Energi dan Pengkondisian Lingkungan

Gunawan Nugroho S.T. M.T. P.hD NIP. 19771127 200212 1 002

I.

II.

Judul “Analisa Pengaruh Jarak dan Sudut Louver Fin Terhadap Kinerja Heat Exchanger Menggunakan Computational Fluid Dynamics” Mata Kuliah Pilihan Bidang Minat Yang Diambil: 1. Ekonomi Energi 2. Manajemen Energi

III.

Pembimbing 1. Gunawan Nugroho S.T. M.T. P.hD

IV.

Latar Belakang Heat exchanger adalah alat yang umum digunakan sebagai media perpindahan panas antara dua fluida yang memiliki perbedaan temperatur dan dipisahkan oleh sebuah dinding padat. Heat Exchanger dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Dalam perkembangannya heat exchanger digunakan dalam teknik peningkatan perpindahan panas (heat transfer enhancement) pada berbagai bidang seperti pada heat recovery process, otomotif, sistem refrigerasi, dan proses produksi (Bergles,1999). Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara sekitar. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi perpindahan panas adalah dengan menambah luas permukaan perpindahan panas, yakni dengan menggunakan sirip atau fin. Menurut penelitian Yang dkk pada tahun 2007 membuktikan bahwa pengaturan geometri sirip louver memberikan peningkatan kinerja perpindahan panas sebesar 9.3% dan penurunan pressure drop sebesar 18.2% bila dibandingkan dengan pengaturan sirip louver yang asimetris(A.Vaisi,2011) Prinsip dasarnya, dengan adanya sirip atau fin ini maka permukaan kontak terjadinya perpindahan panas semakin luas sehingga meningkatkan efisiensi perpindahan panas pada fluida mengalir, dan dengan adanya sirip ini maka aliran fluida akan sedikit terhambat sehingga didapatkan waktu untuk transfer panas yang lebih lama dan efektif. Permukaan perpindahan panas pada compact heat exchanger yang mengunakan flat tube, louver fin sangat sering digunakan pada industri otomotif dimana cairan fluida dengan tekanan rendah harus didinginkan secara cepat. Menambah luas permukaan melalui sirip adalah metode umum untuk meningkatkan perpindahan panas dan penambahan fin atau sirip dapat meningkatkan luas area permukaan perpindahan panas sebanyak 5 hingga 12 kali (J. Dong, 2007). Dari berbagai penelitian oleh P. Karthik dkk, geometri fin louvered memberikan peningkatan yang lebih baik dibandingkan dengan jenis fin lainnya. dengan mengurangi hambatan termal pada gas sisi (udara) pada compact heat exchanger. Ini diperlukan untuk memilih bentuk dan ukuran optimal dari louvered sirip dalam desain efektif penukar panas kompak untuk lebih baik kinerja termo-hidrolik. Nuntaphan dkk menyimpulkan peningkatan kinerja perpindahan panas yang cukup besar pada kemiringan sudut 30-45 derajad, karena fenomena louver ducted di sisi udara dan diprediksi mempengaruhi sampai 71,4% dilihat dari percobaan. Leu et al. menganalisis kinerja penukar panas tabung secara numerik dan hasilnya menunjukkan penurunan tekanan sehubungan dengan peningkatan sudut louver. Efek dari Reynolds number, pitch sirip, ketebalan louver, dan sudut louver terhadap efisiensi sirip louvered dilaporkan oleh Zhang danTafti, hasilnya jelas menunjukkan efisiensi aliran sangat bergantung pada parameter geometris, terutama pada angka Reynolds rendah. Oleh karena itu, diperlukan penelitian untuk mengetahui pengaruh jarak dan sudut pada fin terhadap peningkatan perpindahan panas pada compact heat exchanger. Pada

penelitian ini akan dianalisis pengaruh jarak dan ketebalan fin bentuk multilouver dan susunan inline pada heat exchanger. Heat exchanger yang digunakan adalah tipe flat tube and louver fin heat exchanger. Selain itu, pengaruh sudut serang dan susunan fin bentuk multilouver terhadap peningkatan perpindahan panas pada heat exchanger. V.

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, permasalahan yang diangkat pada tugas akhir ini adalah: 1. Bagaimana pengaruh sudut dan jarak terhadap peningkatan efektifitas perpindahan panas pada compact heat exchanger? 2. Bagaimana pengaruh geometri louver fin terhadap koefisien perpindahan pada compact heat exchanger?

VI.

Tujuan Untuk menyelesaikan permasalahan diatas maka dilakukan tugas akhir dengan tujuan sebagai berikut: 1. Menganalisa pengaruh sudut dan jarak terhadap peningkatan efektifitas perpindahan panas pada compact heat exchanger . 2. Menganalisa pengaruh geometri louver fin terhadap koefisien perpindahan pada compact heat exchanger. Batasan Masalah Adapun batasan masalah pada tugas akhir ini adalah: 1. Heat exchanger yang digunakan adalah compact heat exchanger. 2. Fin bentuk multilouver dan susunan inline pada heat exchanger. 3. Asumsi hanya terjadi perpindahan panas konveksi. 4. Pemodelan geometri heat exchanger dilakukan dalam domain 3 dimensi. 5. Aliran pada heat exchanger adalah steady flow, incompressible flow dan uniform pada sisi inlet. 6. Kondisi batas pada sisi inlet berupa velocity inlet dan pada sisi outlet berupa outflow.

VII.

Tinjauan Pustaka Berikut merupakan beberapa penelitian terkait dengan tugas akhir mengenai pengaruh jarak dan sudut fin pada heat exchanger: [1] J. Dong, J. Chen, Z. Chen, W. Zhang, Y. Zhou, Heat transfer and pressure drop correlation for the multi-louvered fin heat exchanger, Energy Convers”. Jurnal ini meneliti tentang cara meningkatkan luas permukaan dengan menambahkan fin atau sirip karena metode ini dapat menaikkan nilai perpindahan panas dengan menambahkan fin dapat meningkatkan luas permukaan 5 sampai 12 kali. [2] P. Karthik, L.A. Sheik Ismail, N. Kulasekharan, R. Velraj, Experimental and numerical investigation of a louvered fin and tube heat exchanger. Jurnal ini meneliti tentang beberapa percobaan mengenai bentuk, ukuran, kedalaman pada fin louvered pada fin and tube heat exchanger. Peneliti menyimpulkan beberapa parameter geometry dapat mempengaruhi kinerja dari louvered fin pada jenis fin and tube heat exchanger yaitu fin pitch, louver pitch, louver angle, flow length dan inclination angle pada heat exchanger. [3] A. Vaisi , M. Esmaeilpour, H. Taherian , Experimental investigation of geometry effect on the performance of louvered heat exchanger”. Jurnal ini meneliti tentang pengaruh geometri atau design pada kinerja heat exchanger. Peneliti menyimpulkan pengaturan simetris dari sirip louvered memberikan peningkatan dalam kinerja perpindahan panas sebesar 9,3% dan penurunan penurunan tekanan sebesar 18,2% jika

dibandingkan dengan aras asimetris dari louvered fin karena tidak adanya daerah louvered antara dua tabung [4] A. Nuntaphan, S. Vithayasai, T, Kiatsiriroat, C. Wang, Effect of inclination angle on free convection thermal performance of louver finned heat exchanger. Penulis menyimpulkan peningkatan kinerja perpindahan panas yang cukup besar pada kemiringan sudut 30-45 derajad, karena fenomena louver ducted di sisi udara. mereka mengusulkan korelasi mempertimbangkan pengaruh sudut kemiringan dan korelasi ini diprediksi mempengaruhi sampai 71,4% dilihat dari percobaan.

VIII.

Teori Penunjang 9.1 Compact Heat Exchanger Compact Heat Exchanger merupakan alat penukar panas yang memiliki bidang perpindahan panas dengan kerapatan yang tinggi, dimana rasio antara luas permukaan bidang yang mengalami perpindahan panas terhadap volume heat exchanger. Compact heat exchanger memiliki rasio volume luas permukaan perpindahan panas sekitar 700 m2/m3(200ft2/ft3).

Gambar 9.1 Compact Heat Exchanger

Compact Heat Exchanger biasanya digunkan untuk radiator mobil(1000m2/m3), turbin gas penukar panas(6000m2/m3), regenerator dari mesin stirling(15.000 m2/m3). Compact heat exchanger digunakan pada penukar panas dari gas ke gas dan gas ke cair untuk melawan koefisien perpindahan panas yang rendah. Alat ini menggunakan udara sebagai fluida kerjanya membutuhkan luas permukaan yang lebih besar daripada penukar kalor yang memakai cairan sebagai fluidanya. Fin(sirip) merupakan ciri khusus dari compact heat exchanger. Pada umumnya fluida cair mengalir sepanjang pipa dan gas mengalir pada celah diantara fin. Untuk mendapatkan efisiensi fin yang tinggi perlu diperhatikan bahan dan geometri dari fin tersebut. Beberapa konfigurasi fin dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 9.2 Konfigurasi Fin

Keterangan : a. b. c. d. e. f. g. h. i.

Sirip longitudinal memanjang dengan profil siku empat Tabung silinder dengan sirip berprofil siku empat. Sirip longitudinal dengan profil trapezoida. Sirip longitudinal dengan profil parabola. Tabung silinder dengan sirip radial berprofil siku empat. Tabung silinder dengan sirip radial berprofil kerucut terpotong Duri berbentuk silinder. Duri berbentuk kerucut terpotong. Duri berbentuk parabola.

. 9.1.1 Klasifikasi Compact Heat Exchanger Compact heat exchanger dibedakan menjadi 2 jenis yaitu jenis pelat sirip (plate fin) dan pipa sirip (finned tube). 1. Plate Fin Heat Exchanger Salah satu bentuk compact heat exchanger yang terdiri dari blok lapisan sirip bergelombang dan pelat pemisah. Pada alat penukar kalor jenis plat sirip, sirip diapit oleh pelat secara paralel dan terkadang sirip digabungkan dengan pipa yang bentuknya telah disesuaikan. Pada umumnya jenis ini memiliki kerapatan sirip antara 120-700 sirip/m namun pada aplikasinya memungkinkan hingga 2100 sirip/m. Ketebalan sirip pada umumnya antara 0,05 sampai 0,25 mm. Ketinggian puncak sirip antara 2-20 mm.pada plate fin heat exchnager dengan luas permukaan perpindahan panas 1300m2/m3 mampu ditempati sirip dengan kerapatan 600 sirip/m.

Gambar 9.3 Plate Fin Heat Exchnager

Gambar 9.4 Macam Macam Fin pada Plate Fin Heat Exchanger

Plate fin heat exchanger menerima dua atau lebih aliran yang mungkin mengalir dalam arah paralel atau tegak lurus satu sama lain. Ketika arah arus sejajar, fluida dapat mengalir pada aliran yang sama atau berlawanan. Plate fin heat exchanger ini digunakan pada 3 konfigurasi yaitu: cross flow, counter flow, dan cross-counter flow. Untuk aliran cross flow biasanya hanya memiliki dua aliran sehingga menghilangkan faktor distribusi.

Gambar 9.5 Kofigurasi Aliran pada Plate Fin Heat Exchanger

2. Finned Tube Heat Exchanger Pada finned tube heat exchanger umumnya menggunakan pipa berpenampang lingkaran dan persegi panjang. Beberapa jenis sirip yang digunakan pada pipa sirip yaitu: a. Sirip kontinyu pada susunan pipa yang terbagi lagi dalam sirip sederhana dan sirip bergelombang. b. Sirip normal pada pipa tunggal atau pipa tunggal bersirip. c. Sirip longitudinal pada pipa tunggal. Khusus sirip kontinyu, ciri ciri untuk jenis ini memiliki kerapatan sirip antara 300-600 sirip/m, ketebalan sirip antara 0,1-0,25mm, panjang alir sirip antara 25-250 mm, kerapatan penukar panas pipa-sirip 725m2/m3 pada 400 sirip/m.

Gambar 9.6 Macam-macam Finned Tube Heat Exchanger

9.2 Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan Koefisien perpindahan panas keseluruhan merupakan koefisien perpindahan panas gabungan yang meliputi seluruh koefisien dari fluida dingin sampai fluida panas termasuk adanya factor kerak(fouling factor) yang mungkin terjadi setelah heat exchanger digunakan. Jika keduanya dipisahkan oleh dinding datar maka koefisien perpindahan panas keseluruhan adalah: hi

L

𝑈= k

1 1 𝐿 1 + + ℎ𝑖 𝑘 ℎ𝑜

ho

Jika kedua fluida dipisahkan oleh dinding silinder(pipa) maka:

𝑈𝑜 =

𝑈𝑖 =

1 1 𝑟𝑜 𝑟𝑜 𝑟𝑜 1 + ln + ℎ𝑜 𝑘 𝑟𝑖 𝑟𝑖 ℎ𝑖

1 1 𝑟𝑖 𝑟𝑜 𝑟𝑖 1 + ln + ℎ𝑖 𝑘 𝑟𝑖 𝑟𝑜 ℎ𝑜

berdasarkan luas permukaan luar pipa

berdasarkan luas permukaan dalam pipa

Jika memperhitungkan adanya fouling factor persamaan menjadi: 1 𝑈𝑜 = 1 𝑟 𝑟 𝑟 1 + 𝑅𝑓,𝑜 + 𝑜 ln 𝑟𝑜 + 𝑅𝑓,𝑖 + 𝑟𝑜 ℎ𝑜 𝑘 𝑖 𝑖 ℎ𝑖

1 1 𝑟 𝑟 𝑟 1 + 𝑅𝑓,𝑖 + 𝑖 ln 𝑟𝑜 + 𝑅𝑓,𝑜 + 𝑟𝑖 ℎ𝑖 𝑘 𝑖 𝑜 ℎ𝑜 Dimana harga representasi fouling factor adalah: Tabel Harga representasi fouling factor (Incropera) Fluid Rf (m2-K/W) Seawater and treated boiler feedwater (below 50C) 0.0001 Seawater and treated boiler feedwater (above 50 C) 0.0002 River water (below 50C) 0.0002-0.0001 Fuel Oil 0.0009 Refrigerating liquids 0.0002 Steam (non oil bearing) 0.0009 𝑈𝑖 =

Tabel Harga representasi koefisien perpindahan panas keseluruhan(Incropera) Kombinasi Fluida U(W/m2-K) Air ke minyak 850-1700 Air ke air 110-350 Kondensor uap (air dalam tube) 1000-6000 Kondensor amoniak (air dalam tube) 800-1400 Kondensor alcohol (air dalam tube) 250-700 Heat exchanger dengan fin (air dalam tube,aliran 25-50 silang) 9.3

Perpindahan Panas Secara Konveksi Perpindahan panas konveksi dikategorikan berdasarkan penyebab terjadinya aliran fluida. Jika aliran fluida yang terjadi disebabkan oleh factor eksternal seperti: pompa, fan/blower, atau juga angin pada udara atmosfer maka perpindahan panas konveksi yang terjadi disebut konveksi paksa(force convection). Jika aliran fluida dihasilkan oleh tarikan gaya buoyancy yang dihasilkan oleh adanya variasi massa jenis fluida( variasi massa jenis dihasilkan oleh adanya perbedaan temperature antara satu lokasi yang lain dalam satu wadah) maka disebut konveksi bebas(natural convection). Untuk menghitung fluks panas konveksi dapat menggunakan sebuah persamaan yang dikenal dengan nama NEWTON’S LAW OF COOLING. 𝑤 𝑞 ′′ = ℎ(𝑇𝑠 − 𝑇∞ )( 2 ) 𝑚 𝑞 = ℎ𝐴(𝑇𝑠 − 𝑇∞ )(𝑤𝑎𝑡𝑡) Perubahan boundary layer pada permukaan silinder mempengaruhi nilai bilangan Nusselt untuk aliran silang (cross flow). 9.4 Konveksi Aliran Internal Perpindahan panas konveksi pada aliran internal merupakan salah satu proses perpindahan panas yang dipengaruhi oleh banyak faktor. Koefisien perpindahan panas konveksi dipengaruhi oleh diameter, luas permukaan, bentuk objek, arah aliran terhadap objek, massa jenis fluida, viskosistas fluida dll. Faktor faktor tersebut dapat dicari dalam bilangan Nusselt, Reynolds, Prandtl dengan rumus sebagai berikut:  Bilangan Reynolds

𝑅𝑒 𝐷 =

𝜌𝑉𝐷 𝜇

untuk aliran tertutup pada saluran berpenampang bulat dan

untuk aliran melintang silinder.  Bilangan Nusselt ℎ𝐷 𝑁𝑢 𝐷 = 𝑘 untuk aliran tertutup pada saluran berpenampang bulat dan untuk aliran melintang silinder.  Bilangan Prandtl 𝑘 𝑃𝑟 = 𝜌𝐶 𝑝

Profil kecepatan pada aliran internal dan profil temperature dapat dilihat pada gambar dibawah :

Gambar 9.8 Profil Kecepatan pada aliran internal

Gambar 9.10 Profil Temperature pada aliran internal

Fluida masuk dengan kondisi 𝑇𝑟,0 < 𝑇𝑠 , maka terjadi perpindahan panas konveksi dan mulai terjadi pertumbuhan layer termal. Untuk aliran laminer thermal entry length: 𝑥𝑓𝑑,𝑡 ( 𝐷 ) ≈ 0.05 𝑅𝑒𝐷 𝑃𝑟 (termal) 𝑙𝑎𝑚

Untuk harga Pr > 1 pertumbuhan hydrodinamik boundary layer lebih cepat daripada pertumbuhan thermal boundary layer. Untuk aliran turbulen pengaruh Pr tidak berarti sehingga rumusnya: 𝑥𝑓𝑑,𝑡 ( ) = 10 𝐷

9.5 Computational Fluid Dynamics Computational Fluid Dynamics (CFD) merupakan metode yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang melibatkan aliran fluid, perpindahan panas dan proses fisik lain secara numerik. Aliran fluida pada daerah yang terbatas akan dimodelkan dengan persamaan-persamaan tertentu sesuai dengan kondisi batas pada daerah tersebut. Terdapat 3 tahapan dalam penggunaan CFD yaitu: a. Pre-Processing Tahap pre-processing merupakan tahap awal penyelesaian dari permasalahan dengan melakukan beberapa kegiatan seperti berikut.  Pendefinisian geometri dan domain komputasi.  Grid generation yaitu membagi domain komputasi menjadi lebih kecil (cell).  Pendefinisian karakteristik fluida.  Pendefinisian kondisi batas pada cell yang berbatasan dengan batas domain.

b. Solver Solusi numerik bisa didapatkan melalui beberapa metode seperti finite difference, finite element dan spectral method. Metode numerik yang menjadi dasar dari solver dalam menyelesaikan masalah adalah sebagai beriku:  Pendekatan terhadap variabel aliran yang tidak diketahui, dengan menggunakan fungsi sederhana.  Subtitusi dari pendekatan yang telah dilakukan ke dalam persamaan aliran.  Menyelesaikan persamaan dengan metode iterasi. c. Post Processing Post processing merupakan tahap akhir dalam CFD. Hasil pengerjaan dapat ditampilkan dalam bentuk grafik, kontur maupun animasi. Beberapa hasil yang dapat ditampilkan diantaranya adalah display grid, plot vector, plot kontur, particle tracking dan lain sebagainya.

IX.

Metodologi Penelitian Adapun langkah-langkah dalam pengerjaan tugas akhir ini ditampilkan pada gambar berikut.

Gambar 10. 1 Diagram Alir Penelitian.

1. Penentuan Parameter Geometri Geometri yang digunakan pada tugas akhir ini mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh P.Karthik, V. Kumaresan, R.Velraj (2015). Model yang digunakan adalah fin-and-tube heat exchanger dengan jarak antar fin 3 mm dengan susunan tube inline. Fin yang digunakan memiliki dimensi 51mm x 67,2 mm seperti pada gambar 10.2 berikut.

Gambar 10. 1 Geometri fin.

Diameter tube yang digunakan adalah 3,2 mm dengan jarak fin 3mm, transverse tube pitch 9,6 mm, longitudinal tube pitch 28 mm, louver angle 26°, louver pitch 1,2 mm Untuk jenis fin yang digunakan louver dengan flat tube compact heat exchanger.

Gambar 10. 2 Design louver fin.

Selain menggunakan sudut serang 26°, variasi sudut serang lain yang digunakan adalah 30° dan 45°. 2. Simulasi Desain Setelah geometri ditentukan, proses simulasi menggunakan Computational Fluid Dynamics dapat dimulai. Pada tahap pre-processing dilakukan pembuatan geometri, mesh dan penentuan kondisi batas serta karakteristik fluida. Pembuatan geometri dilakukan sesuai dengan referensi. Setelah geometri dibuat, gambar geometri diimport ke software untuk dilakukan proses meshing. Meshing adalah pembagian geometri yang sudah dibuat menjadi elemen-elemen kecil. Setelah meshing selesai, maka hal yang harus dilakukan selanjutnya adalah penetuan kondisi batas. Adapun kondisi batas pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut. Tabel 10. 1 Kondisi Batas Simulasi

Kondisi Batas

Keterangan Tipe Velocity Inlet Inlet Kecepatan Udara 1.8 m/s Temperatur 300 K Tipe Stationary Wall Dinding Tube Temperatur 330 K Outlet Tipe Outflow Model viskositas yang digunakan pada tugas akhir ini adalah K-espilon karena akurat dalam perhitungan aliran fluida yang melibatkan swirl flow, lapisan batas yang memiliki gradient tekanan besar, separasi, dan resirkulasi [10]. Persamaan model standard k-epsilon adalah sebagai berikut [11] Turbulence Kinetic Energy 𝜕𝑘

𝜕𝑘

𝜕𝑈

𝜕

𝜇

𝜕𝑘

𝜌 𝜕𝑡 + 𝜌𝑈𝑗 𝜕𝑥 = 𝜏𝑖𝑗 𝜕𝑥 𝑖 − 𝜌𝜖 + 𝜕𝑥 [(𝜇 + 𝜎𝑇 ) 𝜕𝑥 ] 𝑗

𝑗

𝑘

𝑗

(10.1)

𝑗

Dissipation Rate 𝜕𝜖

𝜕𝜖

𝜖

𝜕𝑈

𝜌 𝜕𝑡 + 𝜌𝑈𝑗 𝜕𝑥 = 𝐶𝜖1 𝑘 𝜏𝑖𝑗 𝜕𝑥 𝑖 − 𝐶𝜖2 𝜌 𝑗

𝑗

𝜖2 𝑘

𝜕

𝜇

𝜕𝜖

+ 𝜕𝑥 [(𝜇 + 𝜎𝑇 ) 𝜕𝑥 ] 𝑗

𝜖

𝑗

(10.2)

Viscosity 𝜇 𝑇 = 𝜌𝐶𝜇 𝑘 2 /𝜖

3.

4.

5. 6.

X.

(10.3) Dengan konstanta sebagai berikut 𝐶𝜖1 = 1.44 𝐶𝜖2 = 1.92 𝐶𝜇 = 0.09 𝜎𝑘 = 1 𝜎𝜖 = 1.3 Pengambilan Data Setelah simulasi selesai, data-data hasil simulasi seperti profil aliran, profil temperatur, profil tekanan pada heat exchanger, temperatur masukan dan keluaran udara akan diverifikasi sebelum diolah dan dianalisa lebih lanjut. Analisis Data Analisa data dilakukan setelah semua data hasil simulasi sudah selesai diverifikasi. Teori yang sudah dipelajari pada tahap studi literatur akan digunakan pada tahap ini. Tahap ini akan membahas karakteristik aliran pada heat exchanger, hubungan koefisien perpindahan panas dengan bilangan Reynolds dan resistansi termal, serta hubungan pressure drop dengan kecepatan fluida. Penarikan Kesimpulan Penarikan kesimpulan dilakukan sesuai dengan hasil analisa data yang telah dilakukan. Penyusunan Laporan Akhir Tahap ini merupakan tahap akhir dari pelaksanaan tugas akhir. Laporan ini memuat hasil penelitian yang telah dilaksanakan.

Jadwal Kegiatan Berikut ini adalah jadwal pelaksanaan tugas akhir yang akan dijalankan: Tabel 10.1 Jadwal Kegiatan Tugas Akhir

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Kegiatan Studi Literatur Penentuan Geometri Pembuatan Geometri Proses meshing Post-prosessing Analisis dan Hasil Kesimpulan Penyusunan Laporan Tugas Akhir Pembimbingan

I

II III IV 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

XI.

Daftar Pustaka

[1] Bergles, A.E. (1999).Enhanced heat transfer:Endles frontier, or mature and routine?

J.Enhnced Heat Transfer. [2] D. C. Wilcox, Turbulence Modeling for CFD, California, 1994. [3] F. P. Incropera, D. P. Dewitt, T. L. Bergman and A. S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer Seventh Edition, Canada: John Wiley and Sons, 2011.

[4] F. Tuakia, Dasar-Dasar CFD Menggunakan Fluent, Bandung: Informatika Bandung, 2008. [5] Incropera, F.P, Dewitt, D.P, Bergman, T.L, Lavine A.S. “Fundamental of Heat Mass Transfer, 6th Edition”, John Wiley & Sons, 2007 [6] J.-Y. Jang, M.-C. Wu and W.-J. Chang, "Numerical and experimental studies of three

dimensional plate-fin and tube heat exchangers," International Journal Heat Mass Transfer, vol. 39, pp. 3057-3066, 1996.

J. Leu, M. Liu, J. Liaw, C. Wang, A numerical investigation of Louvered fin and tube [7] heat exchanger having circular and oval tube configurations, Int. J. Heat Mass Transf. 44 (2001) 4235– 4243. [8] Kays, W. M., and A.L. London: Heat Transfer and Flow Friction Characteristicof some compact heat exchanger Surfaces-part I. ASME, vol.72,pp.1075-1085,1950. [9] http://ethesis.nitrkl.ac.in/297/1/DESIGN_OF_COMPACT_PLATE_FIN_HEAT_EXCH ANGER2.pdf [10] T. Välikangas, S. Singh, K. Sørensen and T. Condra, "Fin-and-tube heat exchanger enhancement with a combined," International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 118, pp. 602-616, 2017.

X. Zhang, D.K. Tafti, Flow efficiency in multi-louvered fins, Int. J. Heat Mass Transf. 46 [11] (2003) 1737–1750