KAJIAN EXPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI DENGAN NANOFLUIDA Al2SO4 PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTER FLOW

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "KAJIAN EXPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI DENGAN NANOFLUIDA Al2SO4 PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTER FLOW"

Widyawati Verawati Darmadi
6 tahun lalu
Tontonan:

EXCHANGER TIPE COUNTER FLOW Disusun Oleh : Nama

1 KAJIAN EXPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI DENGAN NANOFLUIDA Al2SO4 PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTER FLOW Disusun Oleh : Nama : David Erikson N P M : Jurusan : Teknik Mesin Pembimbing : 1. Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT. 2. Prof. Dr.Eng, Ir. Yanuar, Msc., M.Eng.

2 Latar Belakang Heat Exchanger merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan panas dari fluida yang bertemperatur lebih tinggi menuju temperatur lebih rendah. Salah satu tipe alat penukar kalor yaitu double pipe atau koaksial. Double pipe banyak digunakan karena konstruksinya yang sederhana. Pada alat penukar kalor ini fluida kerja yang digunakan adalah air panas yang ada dipipa dalam dan air pendingin pada pipa anulus. Pada aliran didalam alat penukar kalor bilangan Re akan diketahui untuk menghitung nilai Nusselt number. Koefisien perpindahan panas (h) akan diketahui pada aliran pipa dalam dan anulus dan total koefisien perpindahan panas.

3 Tujuan Penelitian Membuat dan merancang sebuah alat konduktifitas panas berupa heat exchanger, serta dapat dapat memahami cara kerjanya Menganalisa nilai koefisien perpindahan panas konveksi dengan suatu rumus perhitungan dan pengambilan data sehingga dapat mengetahui performa pendinginan air panas dengan media pendingin nanofluida Al 2 SO 4 ( alumunium sulfat ). Mengetahui pengaruh konsentrasi nanofluida Al 2 SO 4 1%, 3%, dan 5% terhadap nilai koefisien perpindahan panas konveksi pada heat exchanger tipe counter flow.

4 Gambar rancangan alat penukar kalor

5 Alat penukar kalor

6 Peralatan pendukung Heat exchanger tipe koaksial 2 Pompa sentrifugal 2 tangki air Valve Pipa penyalur Pressure tap

7 Instrumen ukur Termometer alkohol Gelas ukur Stopwatch Timbangan digital

8 Heat exchanger tipe counter flow

9 Rumus-rumus yang digunakan untuk mendapatkan koefisien perpindahan panas

10 Diagram alir pengambilan data Persiapan pengujian Proses pengujian DATA PENGUJIAN: Temperatur (T) Ketinggian (h) Massa (m) Volume (V) Waktu (t) C A B

11 C A Proses pengolahan B PENGOLAHAN DATA: Laju Aliran Massa Debit (Q) Velocity (v) Perbedaan Temperatur (ΔT) analisis Tidak C Ya A

12 C A HASIL PENGOLAHAN: Energi (W) Bilangan Reynodl Nusselt Number Koefisien Konveksi Tidak analisis Ya Kesimpulan selesai

13 Grafik hubungan hi-thi hi (Wm2K) air murni AL2SO4 1% AL2SO4 3% AL2SO4 5% Th in hi : koefisien konveksi pada aliran air panas T : temperatur air panas

14 Kesimpulan Grafik h-thi Dari grafik hubungan koefisien konveksi dan temperatur pada gambar (4.13) menunjukkan adanya kenaikan nilai koefisien konveksi yang bersamaan dengan kenaikan temperatur. Akan tetapi kenaikan nilai koefisien konveksi juga dipengaruhi oleh temperatur perpindahan panas konveksi yang terjadi di permukaan dan temperatur aliran.pada percobaan yang dilakukan denganair pendingin nanofluidaal 2 SO 4 1% menunjukan kenaikan nilaikoefisien konveksi sebesar 74,52%, kemudian pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 3% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi sebesar 79,41%, dan padaair pendingin nanofluida Al 2 SO 4 5% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi sebesar 83,11%.

15 h o (W.m 2.K) Grafik hubungan ho-tci air murni Al2SO4 1% Al2SO4 3% Al2SO4 5% ho : koefisien konveksi pada aliran air pendingin T : temperatur air pendingin T ci

16 Kesimpulan Grafik ho-tho Dari grafik hubungan koefisien konveksi dan temperatur pada gambar (4.17) menunjukkan adanya kenaikan nilai koefisien konveksi yang bersamaan dengan kenaikan temperatur. Akan tetapi kenaikan nilai koefisien konveksi juga dipengaruhi oleh temperatur perpindahan panas konveksi yang terjadi di permukaan dan temperatur aliran.pada percobaan yang dilakukan dengan air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 1% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi sebesar 94,54%, kemudian padaair pendingin nanofluida Al 2 SO 4 3% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi sebesar 113,49%, dan pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 5% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi sebesar 103,34%

17 Nu Grafik hubungan Nu-Thi air murni Al2SO4 1% Al2SO4 3% Al2SO4 5% Nu :Bilangan Nusselt pada aliran air panas T : temperatur air panas Th in o C

18 Kesimpulan Grafik Nu-Thi Berdasarkan grafik hubungan bilangan nusselt dan temperatur pada gambar (4.5) di atas, dapat dilihat bahwa kenaikan temperatur pada air panas akan mengakibatkan kenaikan bilangan nusselt, karena bilangan nusselt merupakan ukuran perpindahan panas konveksi yang terjadi di permukaan dan temperatur aliran. Pada air panas dengan air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 1% mengalami kenaikan bilangan nusselt dan koefisien konveksi sebesar 75,15% dan 74,52%, kemudian padaair panas dengan air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 3% mengalami kenaikan bilangan nusselt sebesar 79,08% dan 79,41, padaair panas dengan air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 5% mengalami kenaikan bilangan nusselt sebesar 83,67% dan 83,11%

19 Nu Grafik hubungan Nu-Tci 140 air murni 120 Al2SO4 1% Al2SO4 3% 100 Al2SO4 5% o C Nu :Bilangan Nusselt pada aliran air panas T : temperatur air panas TC in

20 Kesimpulan Grafik Nu-Tho Pada gambar (4.8), berdasarkan grafik hubungan bilangan nusselt dan temperatur, dapat dilihat bahwa kenaikan temperatur pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 juga mengakibatkan kenaikan bilangan nusselt, walaupun tidak sebesar kenaikan bilangan nusselt pada air panas. Bilangan nusselt merupakan ukuran perpindahan panas konveksi yang terjadi di permukaan yang dipengaruhi dengan temperatur aliran. Pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 1% mengalami kenaikan bilangan nusselt sebesar 93,20% dan 94,54%, kemudian pada air pendingin nanofluidaal 2 SO 4 3% mengalami kenaikan bilangan nusselt sebesar 107,32% dan 113,49%, dan padaair pendingin nanofluida Al 2 SO 4 5% mengalami kenaikan bilangan nusselt sebesar 102,46% dan 103,34%

21 h i (Wm2K) Grafik hubungan Re-Thi 9000 air murni Al2SO4 1% Al2SO4 3% Al2SO4 5% o C Re-T hi Re : Bilangan Reynold pada aliran air panas T : temperatur air panas

22 Kesimpulan Grafik Re-Thi Berdasarkan grafik hubungan koefisien konveksi dan bilangan reynold pada gambar (4.21) menunjukkan adanya kenaikan nilai koefisien konveksi yang bersamaan dengan nilai bilangan reynold.pada percobaan yang dilakukan pada air panas denganair pendingin nanofluida Al 2 SO 4 1% menunjukan peningkatan nilai koefisien konveksi dan bilangan reynold yaitu sebesar 74,52% dan 128,4%, kemudian air panas denganair pendingin nanofluida Al 2 SO 4 3% menunjukan peningkatan nilai koefisien konveksi dan bilangan reynold yaitu sebesar 79,41 dan 136,22%, lalu air panas dengan air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 5% menunjukan peningkatan nilai koefisien konveksi dan bilangan reynold yaitu sebesar 83,11%dan 144,60%.

23 ho(w.m2.k) Grafik hubungan Re-Tho air murni Al2SO4 1% Al2SO4 3% Al2SO4 5% o C Re- ho Re : Bilangan Reynold pada aliran air panas T : temperatur air panas

24 Kesimpulan Grafik Re-Tho Dari grafik hubungan koefisien konveksi dan temperatur pada gambar (4.25) menunjukkan juga adanya kenaikan nilai koefisien konveksi yang bersamaan dengan kenaikan bilangan reynold. Namun kenaikannya tidak sebesar pada air panas. Pada percobaan yang dilakukan pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 1% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi dan bilangan reynold yaitu sebesar 94,54% dan 136,94%, kemudian pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 3% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi dan bilangan reynold yaitu sebesar 113,49% dan 161,27%, dan pada air pendingin nanofluida Al 2 SO 4 5% menunjukan kenaikan nilai koefisien konveksi dan bilangan reynold sebesar 103,34% dan 146,69%.

25 Kesimpulan Dari hasil penelitian Heat Exchanger tipe counter flow ( perpindahan panas ), didapatkan: Nilai koefisien perpindahan panas konveksi dipengaruhi oleh perubahan temperatur dan debit aliran

dokumen-dokumen yang mirip

Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015

Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015 UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI ANALISIS SISTEM PENURUNAN TEMPERATUR JUS BUAH DENGAN COIL HEAT EXCHANGER Nama Disusun Oleh : : Alrasyid Muhammad Harun Npm : 20411527 Jurusan : Teknik