Hasil Perhitungan Radiator PERANGKAT LUNAK UNTUK PERANCANGAN PENUKAR KALOR JENIS COMPACT - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

17

6. Hasil Perhitungan Radiator

Hasil perhitungan yang ditampilkan dalam tugas akhir ini diperoleh dari beberapa kondisi masukan yang terdiri dari seri penukar kalor jenis Radiator, tinggi penukar kalor, laju aliran massa Air, temperatur Air masuk, temperatur Air keluar, dan temperatur udara masuk. Pada perhitungan desain penukar kalor jenis Radiator terdiri dari dua bagian saluran yaitu saluran dalam pipa flat dan saluran luar pipa flat. Untuk saluran dalam pipa diisi oleh fluida panas berupa Air, sedangkan saluran luar pipa bagian sir ip bengkok diisi oleh fluida dingin berupa udara lingkungan. Penukar kalor ini mempunyai beberapa seri plat bengkok yang dipopulerkan oleh Kays dan London, tiga diantaranya yaitu 12.00T, 11.1, dan 14.7 dengan masing- masing karakteristik rancangannya. Angka 12.00, 11.1, dan 14.7 menunjukkan banyaknya sirip tiap inci. Sedangkan huruf T menunjukkan permukaan yang dilalui fluida Triangular . Hasil perhitungan perancangan penukar kalor jenis Radiator diberikan pada Tabel 1 variasi m air , Tabel 2 variasi T air,out , dan Tabel 3 variasi L1 Tabel 1 Hasil perancangan Radiator variasi laju aliran massa Air Masukan input Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2 Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7 Panjang penukar kalor, L1 mm 300 300 300 Laju aliran massa Air kgjam 800 900 1000 18 Temperatur udara masuk ˚C 30 30 30 Temperatur Air keluar ˚C 68 68 68 Temperatur Air masuk ˚C 84 84 84 Hasil output Panjang penukar kalor, L1 mm 300 300 300 Lebar penukar kalor, L2 mm 22 22 22 Tinggi penukar kalor, L3 mm 369 381 400 Jarak antar plat pemisah sisi udara, b udara mm 8.38 8.38 8.38 Panjang pipa flat mm 22.10 22.10 22.10 Lebar pipa flat mm 3.05 3.05 3.05 Tebal sirip sisi udara mm 0.152 0.152 0.152 Tebal Pipa flat sisi Air mm 0.254 0.254 0.254 Jumlah laluan udara 32 34 35 Jumlah laluan Air 31 33 34 Luas frontal sisi udara m 2 0.1088 0.157 0.1191 Luas frontal sisi Air m 2 0.0080 0.0085 0.0088 Luas aliran bebas sisi udara m 2 0.0709 0.0754 0.0776 Luas aliran bebas sisi Air m 2 0.0017 0.0018 0.0019 Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 214 222 233 Panjang plat tiap laluan sisi udara mm 1831 1899 1993 Lebar plat tiap laluan sisi udara mm 22 22 22 Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air mm 300 300 300 Luas perpindahan panas sisi udara m 2 40.51 44.52 48.10 19 Luas perpindahan panas sisi Air m 2 7.66 8.42 9.10 Temperatur udara masuk ˚C 30 30 30 Temperatur udara keluar ˚C 82 82 82 Temperatur Air masuk ˚C 84 84 84 Temperatur Air keluar ˚C 68 68 68 Laju perpindahan panas Watt 16309 18348 20386 Laju aliran massa udara kgjam 1040 1170 1300 Laju aliran massa Air kgjam 800 900 1000 Kecepatan udara masuk ms 3.82 4.05 4.37 Kecepatan Air masuk ms 0.13 0.14 0.15 Koefisien perpindahan panas total Wm 2 .K 37.25 38.12 39.21 Beda temperatur rata-rata logaritmik ˚C 13.51 13.51 13.51 Efektivitas penukar kalor 94.8 94.8 94.8 P ressure drop sisi udara Nm 2 15.25 16.54 18.42 P ressure drop sisi Air Nm 2 4.85 5.34 6.08 20 Tabel 2 Hasil perancangan Radiator variasi Temperatur Air keluar Masukan input Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2 Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7 Panjang penukar kalor, L1 mm 300 300 300 Laju aliran massa Air kgjam 1000 1000 1000 Temperatur udara masuk ˚C 30 30 30 Temperatur Air keluar ˚C 55 60 65 Temperatur Air masuk ˚C 84 84 84 Hasil output Panjang penukar kalor, L1 mm 300 300 300 Lebar penukar kalor, L2 mm 22 22 22 Tinggi penukar kalor, L3 mm 617 466 428 Jarak antar plat pemisah sisi udara, b udara mm 8.38 8.38 8.38 Panjang pipa flat mm 22.10 22.10 22.10 Lebar pipa flat mm 3.05 3.05 3.05 Tebal sirip sisi udara mm 0.152 0.152 0.152 Tebal Pipa flat sisi Air mm 0.254 0.254 0.254 Jumlah laluan udara 54 41 38 Jumlah laluan Air 53 40 37 Luas frontal sisi udara m 2 0.1842 0.1397 0.1294 Luas frontal sisi Air m 2 0.0136 0.0103 0.0095 Luas aliran bebas sisi udara m 2 0.1200 0.0910 0.0843 Luas aliran bebas sisi Air m 2 0.0136 0.0022 0.0021 Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 359 271 249 Panjang plat tiap laluan sisi udara mm 3071 2318 2130 21 Lebar plat tiap laluan sisi udara mm 22 22 22 Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air mm 300 300 300 Luas perpindahan panas sisi udara m 2 114.85 65.81 55.98 Luas perpindahan panas sisi Air m 2 21.73 12.45 10.59 Temperatur udara masuk ˚C 30 30 30 Temperatur udara keluar ˚C 81 82 83 Temperatur Air masuk ˚C 84 84 84 Temperatur Air keluar ˚C 55 60 65 Laju perpindahan panas Watt 33541 32874 24231 Laju aliran massa udara kgjam 2338 2079 1560 Laju aliran massa Air kgjam 1000 1000 1000 Kecepatan udara masuk ms 5.08 5.92 4.82 Kecepatan Air masuk ms 0.10 0.13 0.14 Koefisien perpindahan panas total Wm 2 .K 37.58 41.85 40.14 Beda temperatur rata-rata logaritmik ˚C 9.71 14.92 13.48 Efektivitas penukar kalor 95.45 88.87 93.81 P ressure drop sisi udara Nm 2 22.86 29.31 21.44 P ressure drop sisi Air Nm 2 2.95 4.68 5.31 22 Tabel 3 Hasil perancangan Radiator variasi Panjang penukar kalor, L1 Masukan input Seri pipa flat sisi Air A2 A2 A2 Seri plat sisi udara 14.7 14.7 14.7 Panjang penukar kalor, L1 mm 250 300 350 Laju aliran massa Air kgjam 1000 1000 1000 Temperatur udara masuk ˚C 30 30 30 Temperatur Air keluar ˚C 68 68 68 Temperatur Air masuk ˚C 84 84 84 Hasil output Panjang penukar kalor, L1 mm 250 300 350 Lebar penukar kalor, L2 mm 22 22 22 Tinggi penukar kalor, L3 mm 430 400 369 Jarak antar plat pemisah sisi udara, b udara mm 8.38 8.38 8.38 Panjang pipa flat mm 22.10 22.10 22.10 Lebar pipa flat mm 3.05 3.05 3.05 Tebal sirip sisi udara mm 0.152 0.152 0.152 Tebal Pipa flat sisi Air mm 0.254 0.254 0.254 Jumlah laluan udara 38 35 33 Jumlah laluan Air 37 34 32 Luas frontal sisi udara m 2 0.1078 0.1191 0.1309 Luas frontal sisi Air m 2 0.0095 0.0088 0.0083 Luas aliran bebas sisi udara m 2 0.0702 0.0776 0.0853 Luas aliran bebas sisi Air m 2 0.0021 0.0019 0.0018 Material plat sisi udara Aluminium Aluminium Aluminium Material pipa flat sisi Air Aluminium Aluminium Aluminium Jumlah sirip tiap laluan sisi udara 250 233 214 Panjang plat tiap laluan sisi udara mm 2139 1993 1831 23 Lebar plat tiap laluan sisi udara mm 22 22 22 Panjang pipa flat tiap laluan sisi Air mm 250 300 350 Luas perpindahan panas sisi udara m 2 46.86 48.10 48.79 Luas perpindahan panas sisi Air m 2 8.87 9.10 9.23 Temperatur udara masuk ˚C 30 30 30 Temperatur udara keluar ˚C 82 82 82 Temperatur Air masuk ˚C 84 84 84 Temperatur Air keluar ˚C 68 68 68 Laju perpindahan panas Watt 20386 20386 20386 Laju aliran massa udara kgjam 1300 1300 1300 Laju aliran massa Air kgjam 1000 1000 1000 Kecepatan udara masuk ms 4.82 4.37 3.97 Kecepatan Air masuk ms 0.14 0.15 0.16 Koefisien perpindahan panas total Wm 2 .K 40.25 39.21 38.66 Beda temperatur rata-rata logaritmik ˚C 13.51 13.51 13.51 Efektivitas penukar kalor 94.80 94.80 94.80 P ressure drop sisi udara Nm 2 12.49 18.42 16.11 P ressure drop sisi Air Nm 2 4.40 6.08 7.83 24

7. Validasi