PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN PENURUNAN TEKANAN DARI SIRIP-SIRIP PIN ELLIPS SUSUNAN SEGARIS DALAM SALURAN SEGIEMPAT

Transkripsi

1 150 PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN PENURUNAN TEKANAN DARI SIRIP-SIRIP PIN ELLIPS SUSUNAN SEGARIS DALAM SALURAN SEGIEMPAT Tri Itanto 1, Wibawa Endra J 1, Yutiiaji Deworo 1 Staf Pengajar - Juruan Teknik Mein - Fakulta Teknik UNS Alumni Juruan Teknik Mein - Fakulta Teknik UNS Keyword : Elliptical Pin Fin Reynold Number Nuelt Number Friction Factor Thermal Performance PENDAHULUAN Sirip ering digunakan pada alat penukar kalor untuk meningkatkan luaan perpindahan pana antara permukaan utama dengan fluida di ekitarnya. Idealnya, material irip haru memiliki konduktivita termal yang tinggi untuk meminimalkan perbedaan temperatur antara permukaan utama dengan permukaan yang diperlua (extended urface). Aplikai irip ering dijumpai pada item pendinginan ruangan, peralatan elektonik, item pembakaran dalam pada motor, trailing edge udu turbin ga, alat penukar kalor kompak (compact heat exchanger) dengan udara ebagai media perpindahan pananya. Ada berbagai tipe irip pada alat penukar kalor yang telah digunakan diantaranya mulai dari bentuk yang relatif ederhana eperti irip egiempat (rectangular), ilindri, annular, tiru (tapered) atau pin ampai dengan kombinai dari berbagai geometri yang berbeda dengan jarak yang teratur dalam uunan elang-eling (taggered) ataupun egari (inline). Hal ini menjadi ubjek dari uatu penelitian yang menarik dan lua karena perannya yang penting untuk berbagai aplikai dalam dunia keteknikan. Abtract : Thi reearch wa conducted to invetigate the characteritic of heat tranfer and preure drop a well a the thermal performance of inline elliptical pin fin array in the rectangular channel which air wa paed through it a coolant fluid. Dimenion of bae plate in which pin fin were attached wa 150 mm x 00 mm x 6.5 mm. The average temperature of bae plate urface wa kept contant at 60 o C. Pin fin were made of duralumin having the dimenion of 75 mm of height, major and minor axi length of pin fin 15 mm and 6 mm repectively. Equal circumference diameter pin fin ellip (D π ) 10.5 mm and the ditance inter-fin picth in the panwie direction wa kept contan at S x /D π = The parameter of thi reearch were Reynold number 3,131 37,797 baed on averaged inlet air velocity and hydraulic diameter of rectangular channel, and the ditance between the inter-fin pitch in the treamwie direction (S y /D π =,38 4,76). The reearch reult hown that increaing Reynold and decreaing the ditance S y /D π increaed Nuelt number, that mean increaed heat tranfer rate where it reach maximum at S y /D π =,38. The value of preure drop ( P) and friction factor (f) decreaed with increaing S y /D π. Thermal performance decreaed with increaing Reynold number. Value of the thermal performance (η) varied between For S y /D π =.86 at Re > 31,500 and S y /D π > 3.57 at Re > 5,00, the value of thermal performance (η) more than 1 and varied between At Sy/D π =.38 produced the highet of thermal performance for all of Reynold number. A net energy gain up to 39 % wa achieved for S y /D =.38 and Re = 3,131. Salah atu tipe irip dalam peralatan penukar kalor yang mempunyai banyak pemakaian dalam berbagai aplikai indutri adalah irip pin. Sirip pin adalah elemen berbentuk ilinder atau bentuk lainnya yang dipaang ecara tegak luru terhadap dinding alat penukar pana dengan fluida pendingin mengalir dalam arah aliran melintang (croflow) terhadap dinding alat penukar pana terebut (bagian permukaan yang terkena pana). Sirip-irip pin yang menonjol dari ebuah permukaan yang mengalami pemanaan dapat meningkatkan lua permukaan diipai atau pembuangan pana dan menyebabkan pencampuran aliran yang turbulen ehingga meningkatkan unjuk kerja diipai pana yang berdampak pada meningkatnya ketahanan (reliability) dan umur peralatan. Terdapat berbagai parameter yang menggolongkan irip pin, eperti bentuk pin, tinggi pin, diameter pin, perbandingan tinggi-diameter pin (H/D) dan ebagainya yang dapat diuun ecara egari (inline) ataupun ecara elang-eling (taggered) terhadap arah aliran fluida pendinginnya. Selain itu laju perpindahan pana dari uatu rakitan irip pin (pin fin aembly) ke lingkungan juga trii_meun000@yahoo.com

2 151 tergantung pada ditribui temperatur pada irip pin dan plat daar (bae plate), geometri irip pin, hroud clearance (jarak antara ujung irip pin dengan permukaan ata aluran udara), ifat-ifat fluida, laju aliran udara, jarak antara titik puat irip (inter-fit pitch), uunan irip pin dan orientai dari penukar pana (terutama untuk laju aliran udara yang rendah). Laju perpindahan pana pada plat daar dengan temperatur tertentu dapat ditingkatkan dengan menaikkan koefiien perpindahan pana rata-rata, menaikkan lua permukaan perpindahan pana atau kedua-duanya. Kenaikan perpindahan pana dapat dicapai dengan cara konveki paka (forced convection) atau mengubah konfigurai geometri dari alat penukar pana. Dalam praktiknya, cara-cara ini dibatai oleh penurunan tekanan makimum yang diijinkan melalui uunan irip pin terebut karena kenaikan perpindahan pana akan diertai penurunan tekanan. Energi yang hilang karena penurunan tekanan dapat melebihi energi yang didapatkan dari uaha peningkatan perpindahan pana terebut. METODOLOGI PENELITIAN Speimen terdiri ata plat daar (bae plate) dengan panjang 00 mm, lebar 150 mm, tebal 6,5 mm yang diberi ejumlah irip pin ellip jeni N fin dengan panjang umbu mayor (a) 15 mm dan panjang umbu minor (b) 6 mm. Plat daar dan irip-irip pin ellip terbuat dari bahan duralumin. Pengujian dilakukan dengan variai kecepatan aliran udara mauk antara 0,5 6 m/, dan jarak antar titik puat irip dalam arah aliran udara (treamwie direction, S y /D) yaitu ebear 5 mm, 30 mm, 37,5 mm dan 50 mm. Tabel 1 menunjukkan peifikai peimen penelitian yang diuji, dan Gambar. adalah contoh alah atu peimen penelitian. Skema alat penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3. Saluran udara egiempat dibuat menggunakan triplek berlapikan melamin dengan dengan rangka dari kayu, dengan peifikai dimeninya adalah 150 mm x 75 mm x 000 mm. Pemana elektrik (heater) dibuat dari lilitan pita nikelin dengan panjang 4 m, lebar 3 mm,dan tebal 1,3 mm yang dililitkan pada kerta mika tahan pana dengan dimeni panjang 00 mm, lebar 150 mm, dan tebal 1 mm. (a) (b) Gambar 1. (a) Dimeni irip pin ellip (b) Dimeni plat daar. Gambar. Contoh peimen penelitian.

3 15 Tabel 1. Speifikai peimen penelitian. Speimen S x S y N f S y /D π 1 37,5 mm 5 mm 8,38 37,5 mm 30 mm 4, ,5 mm 37,5 mm 0 3, ,5 mm 50 mm 16 4,76 5 Plat tanpa irip 0 0 Gambar 3. Skema dan gambar alat penelitian. Manometer tipe U digunakan untuk mengukur penurunan tekanan udara yang terjadi antara ii mauk dan ii keluar eki uji.termokopel terdiri dari 17 termokopel tipe T yang dipaang di tiap titik pengukuran berbeda, yaitu : 3 termokopel pada aluran udara mauk untuk mengukur temperatur udara mauk ebelum melewati eki uji, 5 termokopel pada aluran udara keluar etelah melewati eki uji untuk mengukur temperatur udara keluar eki uji, dan 9 termokopel dipaang pada permukaan ata pada plat daar untuk mengukur temperatur permukaan plat daar. Pengujian dilakukan pada temperatur udara mauk aluran egiempat yang kontan ebear 6 o C dan temperatur permukaan plat daar dijaga kontan ebear 60 o C. Pengujian dilakukan pada keadaan diam (tati). Sitem beroperai pada temperatur udara mauk yang kontan ebear 6 o C dan temperatur bae plate yang kontan ebear 60 o C. Alat penelitian haru dinetralkan terlebih dahulu eperti pada kondii pengujian ebelumnya (kondii awal) untuk periode pengujian elanjutnya. Pengambilan data penelitian berupa temperatur dilakukan hingga emua temperatur udara keluar eki uji mencapai kondii teady tate. Data-data temperatur dan beda tekanan pada keadaan teady tate inilah yang akan digunakan untuk analii data penelitian. Perhitungan Perpindahan Pana Keetimbangan energi kondii tunak (teady tate) untuk permukaan uji yang dipanakan ecara elektrik adalah ebagai berikut (Bilen, 001, 00) : Q = Q + Q (1) elect conv lo Input pana litrik dapat dihitung dari tegangan litrik dan aru litrik yang diuplai ke permukaan. Kehilangan pana (heat lo) dari item bia karena; (i) radiai dari permukaan dan (ii) konduki melalui dinding-dinding aluran ke atmofer. Sehingga Peramaan (1) dapat dituli menjadi : Q elect = Qconv + Qrad + Qcond () Pada penelitian yang erupa, Naik et al (1987) dan Hwang dan Liou (1995) melaporkan bahwa total heat lo radiai dari permukaan uji yang erupa ekitar 0,5% dari total input pana litrik, ehingga radiative heat lo diabaikan. Heat lo karena konduki dari ii dinding-dinding dapat diabaikan dibandingkan dari permukaan bawah dari eki uji, karena lua total ii plat yang dipanakan jauh lebih kecil dari lua permukaan bawah. Pada penelitian ini, permukaan bawah dari plat uji tidak dipapar ke aliran, dan diolai dengan kombinai lapian iolator dan lapian kayu, ehingga heat lo konduki dapat diabaikan. Analii data akan memuakan jika perentae total heat lo, (Q elect Q conv )/Q conv kurang dari 10% (Naphon, P., 007). Maka Peramaan () menjadi : Q = (3) elect Q conv Pana yang dipindahkan dari permukaan beririp dengan cara konveki adalah : T in + Tout Q conv = h. A. Tb. (4) Dari Peramaan (4), Q conv dapat juga dinyatakan dengan : Q = m&. C. T T (5) conv p ( ) out in Koefiien perpindahan pana konveki rata-rata (h) dapat dihitung dengan menggunakan kombinai Peramaan (4) dan (5), ehingga didapatkan bahwa :

4 m h = A. &. C p.( Tout Tin ) [ T ( T + T ) ) ] b out in (6) Dari Peramaan (6), laju aliran maa,, dapat dihitung dengan menggunakan peramaan : = ρ. A t. V (7) Gambar 4. Pin fin aembly dalam uatu aluran udara egiempat dengan clearence nol. Untuk kau dengan clearence nol eperti pada Gambar 4, maka A t dihitung dengan rumu : A = H. (8) W b A adalah lua eluruh permukaan yang kontak dengan udara dari irip-irip pin ellip uunan egari atau lua permukaan total dari permukaan plat daar (bae plate) dan fin, dapat dihitung dengan menggunakan peramaan : π. d. N f A = Wb. L + π. d. H. N f (9) 4 d A = Wb. L + π. d. N f. H (10) 4 Nilai-nilai T b, T in dan T out diukur dari percobaan yang dilakukan menggunakan termokopel. Sedangkan ifat termofiik dari udara, C p dihitung berdaarkan temperatur udara rata-rata, T f = (T in + T out )/ menggunakan peramaan ebagai berikut : C p = [9, ,7 x 10-4 (T in + T out )/] x 10 - J/kg (11) Peramaan (11) berlaku untuk udara pada tekanan T in + T atmofer dan 50 K out 400 K Parameter tanpa dimeni (dimenionle) yang digunakan dalam perhitungan perpindahan pana untuk permukaan beririp dihitung ebagai berikut : a. Bilangan Reynold (Re) Duct Reynold number dihitung berdaarkan kecepatan rata-rata (V) dalam aluran MEKANIKA halu (mooth duct) dan diameter hidrolik dari aluran (D h ) dan dinyatakan dengan : V. D Re = h (1) ν ρ. V. Dh Re = (13) µ b. Bilangan Nuelt (Nu) Bilangan Nuelt rata-rata dinyatakan dengan duct Nuelt number, dimana dinyatakan dengan peramaan : h. Dh Nu = (14) k Untuk aluran udara egiempat, diameter hidrolik, D h, dihitung dengan peramaan : 4. A 4. H. Wb Dh = = (15) P H + W ( ) b Propertie udara, µ dan k dihitung berdaarkan temperatur udara rata-rata, T f = (T in + T out )/ menggunakan peramaan ebagai berikut : µ= [4, ,483 x 10 - (T in + T out /)] x 10 6 kg/m. (16) k= [3, ,495 x 10 - (T in + T out /)] x 10 3 W/m.K (17) Peramaan (16) dan (17) berlaku untuk udara T in + T pada tekanan atmofer dan 50 K out 400 K Perhitungan Faktor Geekan (Friction Factor) Penelitian penurunan tekanan (preure drop) epanjang eki uji dalam aluran beririp diukur dibawah kondii aliran pana. Pengukuran ini dikonveri ke faktor geekan (friction factor), f. Faktor geekan ditentukan dari nilai pengukuran penurunan tekanan, P, epanjang eki uji menggunakan peramaan P f = L t ρ Dh V (18) Perhitungan Unjuk Kerja Termal Pin Fin Aembly Peningkatan perpindahan pana dicapai dengan mengorbankan penurunan tekanan. Banyak aplikai prakti hal terebut dibolehkan, ehingga perlu untuk menentukan keuntungan ekonomi karena peningkatan perpindahan pana dan pengaruh iripirip pin dan uunannya terhadap unjuk kerja energi overall dari item perpindahan pana ekarang melalui ebuah analii unjuk kerja termal. 153

5 154 Untuk ebuah daya pemompaan yang kontan, adalah berguna untuk menentukan effektivene peningkatan perpindahan kalor dari promotor perpindahan pana dibandingkan dengan permukaan halu, edemikian ehingga : V &. P = V&. P (19) Dimana a a V & dan V & a berturut-turut adalah laju aliran volumetrik diata plat tanpa halangan (block) dan dengan halangan, edangkan P dan Pa berturut-turut adalah penurunan tekanan tanpa dan dengan halangan. Mengunakan peramaan Darcy untuk penurunan tekanan dan bilangan Reynold untuk maing-maing geometri, dari hubungan antara permukaan dengan irip dan permukaan halu untuk daya pemompaan yang ama, peramaan (19) dapat dituli ulang menjadi : 3 a 3 a f. Re = f. Re (0) Efiieni peningkatan perpindahan pana untuk uatu daya pemompaan yang kontan dapat dinyatakan ebagai berikut : η = (h a /h ) P (1) Jika nilai η 1, teknik yang dipakai untuk menaikkan laju perpindahan pana adalah menguntungkan dari udut pandang energi. Jika η 1, energi yang telah digunakan untuk menaikkan laju perpindahan pana lebih bear daripada yang diperoleh. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Pengaruh Bilangan Reynold dan Jarak Antar Titik Puat Sirip Dalam Arah Streamwie Terhadap Karakteritik Perpindahan Pana Sirip-irip dipaang ecara vertikal pada permukaan bae plate uji ehingga memberikan nilai nilai S y /D π ebear,38,,86, 3,57, dan 4,76, edangkan nilai S x /D π kontan ebear 3,57. Pengaruh bilangan Reynold terhadap karakteritik perpindahan pana pada irip-irip pin ellip uunan egari dapat dilihat pada Gambar 5. Karakteritik perpindahan pana pada irip-irip pin ellip uunan egari dapat dilihat pada hubungan antara koefiien perpindahan pana konveki (h) dan duct Reynold number. Gambar 5 menunjukkan kelakuan koefiien perpindahan pana konveki rata rata terhadap bilangan Reynold pada jarak antar titik puat irip dalam arah treamwie yang berbeda-beda. Dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa dengan kenaikan bilangan Reynold, maka nilai koefiien perpindahan pana konveki rata-rata (h) emakin bear. Hal ini terjadi pada keeluruhan nilai S y /D π, dimana nilai koefiien perpindahan pana konveki emakin tinggi untuk nilai S y /D π yang emakin kecil, atau untuk jumlah irip pin ellip yang emakin banyak. Semakin bear nilai koefiien perpindahan pana konveki rata-rata, maka emakin bear laju perpindahan pana konveki yang terjadi. Gambar 5. Grafik pengaruh bilangan Reynold terhadap koefiien perpindahan pana konveki rata-rata pada S x /D π = 3,57. Karakteritik perpindahan pana pada irip-irip pin ellip uunan egari juga dapat dilihat pada hubungan antara duct Nuelt number dan duct Reynold number. Gambar 6 menunjukkan kelakuan bilangan Nuelt rata-rata terhadap bilangan Reynold pada jarak antar titik puat irip dalam arah treamwie yang berbeda beda untuk uunan irip egari. Gambar 6. Grafik pengaruh bilangan Reynold terhadap bilangan Nuelt pada S x /D π = 3,57. Dari Gambar 6 dapat dilihat bahwa bilangan Nuelt meningkat dengan kenaikan bilangan Reynold. Hal ini terjadi pada keeluruhan nilai S y /D π, dimana nilai bilangan Nuelt emakin tinggi untuk nilai Sy/D π yang emakin kecil. Ini berarti bahwa dengan emakin kecil jarak antar titik puat irip dalam arah treamwie (Sy), maka emakin bear nilai bilangan Nuelt yang terjadi. Fenomena ini juga terjadi pada penelitian yang dilakukan oleh Tanda (001). Dengan emakin kecil nilai Sy/D π maka jumlah irip pin ellip emakin banyak untuk luaan bae plate yang ama. Faktor penambahan luaan permukaan perpindahan pana yang beraal dari luaan permukaan perpindahan pana irip pin ellip memberikan kontribui nyata terhadap peningkatan laju perpindahan pana konveki pada

6 155 irip-irip pin ellip uunan egari terebut. Dari gambar 5 dan 6 terlihat bahwa bilangan Reynold berpengaruh kuat pada laju perpindahan pana. Hal ini diebabkan dengan kenaikan laju aliran udara (kenaikan bilangan Reynold), maka akan menurunkan ketebalan lapi bata (boundary layer) (Bilen, 00). Gambar 8. Grafik pengaruh bilangan Reynold terhadap penurunan tekanan pada S x /D π = 3,57. Gambar 7. Grafik pengaruh nilai S y /D π terhadap bilangan Nuelt pada S x /D π = 3,57. Gambar 7 menunjukkan kelakuan bilangan Nuelt rata-rata terhadap S y /D π pada bilangan Reynold yang berbeda-beda untuk irip-irip pin ellip uunan egari. Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa bahwa nilai S y /D π mempunyai pengaruh yang edang (moderate effect) terhadap perpindahan pana (Nu). Dari data data penelitian ini dapat diperoleh korelai matemati untuk karakteritik perpindahan pana dari irip-irip pin ellip uunan egari. Korelai antara bilangan Nuelt (Nu) dengan bilangan Reynold (Re), jarak antar titik puat irip (S y ) dan panjang peimen uji (L) adalah ebagai ebagai berikut : Nu = 0,48Re 0,568 (S y /L) -0,377 () Korelai perpindahan pana pada peramaan () berlaku valid untuk range bilangan Reynold Re , L/D h = dan,38 S y /D π 4,76. b. Pengaruh Bilangan Reynold dan Jarak Antar Titik Puat Sirip Dalam Arah Streamwie Terhadap Karakteritik Penurunan Tekanan Pengaruh bilangan Reynold dan jarak antar titik puat irip dalam arah treamwie terhadap penurunan tekanan (preure drop) dan faktor geekan dari irip-irip pin ellip uunan egari berturut-turut dapat dilihat pada Gambar 8 dan 9. Kelakuan penurunan tekanan ( P) terhadap bilangan Reynold (Re) erupa dengan hail penelitian yang dilakukan oleh Yang et al (007). Dari Gambar 8 dapat dilihat bahwa penambahan irip irip pin ellip uunan egari, menyebabkan penurunan tekanan yang ignifikan dibandingkan dengan permukaan tanpa irip irip pin (mooth urface). Kelakuan faktor geekan terhadap bilangan Reynold pada Gambar 9 erupa dengan hail penelitian yang dilakukan oleh Kakac et al (1987). Nilai penurunan tekanan ( P) dan faktor geekan (f), emakin menurun dengan kenaikan nilai S y /D π. Hal ini diebabkan dengan emakin bear nilai S y /D π, maka jumlah irip-irip pin ellip akan emakin berkurang, ehingga tahanan terhadap aliran udara (reitance to flow) akan emakin berkurang (Bilen, 00). Dari Gambar 9 dapat dilihat bahwa nilai S y /D π lebih berpengaruh dibandingkan bilangan Reynold terhadap nilai faktor geekan (f). Hal ini menunjukkan bahwa kenaikan faktor geekan (f) eiring dengan berkurangnya nilai S y /D π pada daarnya diebabkan karena meningkatnya lua permukaan halangan dan efek halangan (blockage effect) akibat kenaikan jumlah irip-irip pin ellip. Gambar 9. Grafik pengaruh bilangan Reynold terhadap faktor geekan pada S x /D π = 3,57. Dari data data penelitian dapat dibuat korelai matemati antara faktor geekan (f) yang dihailkan oleh irip-irip pin ellip uunan egari dengan bilangan Reynold (Re), jarak antar titik puat irip (S y ) dan panjang peimen uji (L) ebagai berikut : f = 4415Re -1,09 (S y /L) -0,957 (3) Korelai faktor geekan pada peramaan (3) berlaku valid untuk range bilangan Reynold

7 Re , L/D h = dan,38 S y /D π 4,76. c. Pengaruh Bilangan Reynold dan Jarak Antar Titik Puat Sirip Dalam Arah Streamwie Terhadap Unjuk Kerja Termal Dari data penelitian dapat diambil keimpulan mengenai pengaruh bilangan Reynold dan jarak antar titik puat irip dalam arah treamwie terhadap unjuk kerja umum dari item dan dapat dievaluai perolehan energi netto karena penambahan iripirip. Peningkatan perpindahan pana diertai oleh kenaikan penurunan tekanan yang ignifikan, dimana dapat mengeliminai perolehan energi karena peningkatan laju perpindahan pana. Untuk tujuan aplikai prakti, analii unjuk kerja termal menjadi ebuah pemikiran yang berguna untuk menentukan perolehan energi netto karena adanya penambahan irip irip. Gambar 10. Grafik pengaruh bilangan Reynold terhadap unjuk kerja termal pada S x /D π = 3,57. Gambar 10 menunjukkan hubungan antara unjuk kerja termal (η) dengan dengan bilangan Reynold (Re) pada jarak antar titik puat irip dalam arah treamwie yang berbeda beda untuk uunan irip egari. Perlu ditekankan lagi diini bahwa untuk perolehan energi netto yaitu untuk perpindahan pana yang efektif, nilai η haru lebih bear dari 1 (bata ambang perolehan energi). Dari Gambar 10 dapat dilihat bahwa nilai η menurun dengan kenaikan bilangan Reynold (Re), dan nilai η bervariai antara 0,76 dan 1,39 untuk eluruh S y /D π yang diteliti. Untuk S y /D π =,86 pada Re > erta S y /D π > 3,57 pada Re > 5.00, nilai η lebih kecil dari 1 dan bervariai antara 0,76 dan 0,97. Ini berarti bahwa pemakaian irip-irip ellip uunan egari dengan S y /D π =,86 pada Re > erta S y /D π > 3,57 pada Re > 5.00 akan menyebabkan kehilangan energi daripada perolehan energi. Nilai η lebih bear dari 1 hanya untuk S y /D π =,86 pada Re < erta S y /D π > 3,57 pada Re < Sehingga direkomendaikan untuk memperbaiki efiieni dari uatu item dengan menggunakan irip-irip pin ellip uunan egari dibatai pada peifikai S y /D π =,86 pada Re < erta S y /D π > 3,57 pada Re < Dari Gambar 10 dapat dilihat bahwa pada S y /D π =,38 menghailkan unjuk kerja termal yang paling tinggi untuk keeluruhan Re, ehingga direkomendaikan penggunaan irip-irip pin ellip uunan egari dengan nilai S y /D π =,38 untuk memperbaiki efiieni uatu item. Perolehan energi netto dapat dicapai hingga 39 % untuk nilai S y /D π =,38 pada Re = KESIMPULAN Berdaarkan analii data dan pembahaan, dapat diambil keimpulan mengenai pengujian karakteritik perpindahan pana dan penurunan tekanan erta unjuk kerja termal dari irip-irip pin ellip uunan egari dalam aluran egiempat ebagai berikut : 1. Sirip irip pin ellip uunan egari meningkatkan perpindahan pana dari permukaan bae plate ebagai hail dari kenaikan luaan permukaan perpindahan pana, tetapi diertai dengan adanya penurunan tekanan yang lebih bear dalam aluran egiempat.. Kenaikan bilangan Reynold (Re) meningkatkan laju perpindahan pana, tetapi menurunkan unjuk kerja termal (η) untuk keeluruhan nilai S y /D π. 3. Faktor geekan (f) meningkat eiring dengan berkurangnya nilai S y /D π. 4. Unjuk kerja termal meningkat dengan penurunan S y /D π. 5. Sirip-irip pin ellip uunan egari dapat mencapai perolehan energi netto hingga 39 % untuk nilai S y /D π =,38 pada Re = Daftar Notai A = lua penampang aluran udara (m ) A = lua eluruh permukaan yang kontak dengan udara dari uunan irip pin (m ) C p = pana jeni udara (J/kg.K) D, d = diameter irip pin (m) D h = diameter hidrolik dari aluran udara (m) D π = equal circumference diameter (m) f = faktor geekan h = koefiien perpindahan pana konveki rata-rata (W/m.K) h a = koefiien perpindahan pana konveki peimen dengan irip (W/m.K) h = koefiien perpindahan pana konveki peimen tanpa irip (W/m.K) H = tinggi aluran udara atau irip pin (m) k = konduktivita termal udara (W/m.K) L = panjang plat daar untuk uunan irip pin (m) L t = panjang eki uji (m) = laju aliran maa udara (kg/) m&

8 157 Nu = duct Nuelt number Nu D = pin Nuelt number N f = jumlah total irip pin dalam uunan irip pin P = perbedaan tekanan tatik (N/m ) Q = laju perpindahan pana (Watt) Q elect = laju aliran pana dari litrik (W) Q conv = laju perpindahan pana konveki (W) Q lo = laju aliran pana yang hilang dari item (heat lo) (W) Q rad = laju perpindahan pana radiai (W) Q cond = laju perpindahan pana konduki (W) Re = duct Reynold number T = temperatur inlet dari aliran udara (K) in T out = temperatur outlet dari aliran udara (K) T = temperatur bae plate (K) b V = kecepatan rata-rata udara dalam aluran udara (m/) W b = lebar plat daar untuk uunan irip pin (m) η = unjuk kerja termal (%) µ = vikoita dinamik udara (kg/m.) ν = vikoita kinematik udara (m /) ρ = maa jeni udara (kg/m 3 ) Naphon P., and Sookkaem A., 007, Invetigation on Heat Tranfer Characteritic of Tapered Cylinder Pin Fin Heat Sink, Energy Converion and Management, Vol. 48, pp Tanda, G., 001, Heat Tranfer and Preure Drop in A Rectangular Channel with Diamond-Shaped Element, International Jurnal of Heat and Ma Tranfer, Vol. 44, pp Yang Kai-Shing, Chu Wei-Hin, Chen Ing-yong, 007, A Comparative Study of The Airide Performance of Heat Sink Having Pin Fin Configuration, International Journal of Heat and Ma Tranfer, Vol. 50, pp DAFTAR PUSTAKA Bilen K., Akyol U., Yapici S., 001, Heat Tranfer and Friction Correlation and Thermal Performance Analyi for A Finned Surface, Energy Converion & Management, Vol. 4, pp Bilen K., Akyol, U., and Yapici, S., 00, Thermal Performance Analyi of A Tube Finned Surface, International Journal of Energy Reearch, Vol. 6, pp Hwang, J.J., Liou, C.C., 1999, Detailed Heat Tranfer Characteritic Comparion in Straight and 90-Deg Turned Trapezoidal Duct with Pin - Fin Array, Journal of Heat and Ma Tranfer, Vol. 4, pp Kakac, S., Shah, R.K., and Aung, W., 1987, Handbook of Single Phae Convective Heat Tranfer, John Wiley and Son, New York. Naik.S., Propert, SD, Shilton, MJ, 1987, Forced Convective Steady State Heat Tranfer from Shrouded Vertically Fin Array, Aligned Paralel to An Unditurbed Air Stream, Applied Energy, Vol. 6, pp