commit to user
39
BAB IV DATA DAN ANALISA
Pada bab ini akan dianalisis mengenai pengaruh bilangan Reynolds dan jarak antar titik pusat sirip dalam arah aliran udara streamwise direction
terhadap karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta unjuk kerja termal dari sirip pin segiempat yang disusun selang-seling staggered dalam
saluran segiempat. Pengujian dilakukan dengan variasi kecepatan aliran udara masuk antara 0,5
ms – 6 ms, dan jarak antar titik pusat sirip dalam arah aliran udara yaitu sebesar 25 mm, 30 mm, 37,5 mm dan 50 mm. Data yang diperoleh dalam pengujian ini,
yaitu kecepatan aliran udara masuk, temperatur udara masuk seksi uji, temperatur udara keluar seksi uji, temperatur permukaan plat dasar, penurunan tekanan serta
tegangan listrik dan arus listrik yang disuplai ke heater dan fan hisap. Sistem dijalankan sampai didapatkan temperatur pada kondisi tunak steady state pada
tiap variasi pengujian. Proses pengambilan data adalah setiap 10 menit hingga tercapai kondisi tunak.
4.1 Data Hasil Pengujian
Pengujian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas dan Termodinamika Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta. Dari hasil pengamatan temperatur udara masuk seksi uji, temperatur udara
keluar seksi uji, temperatur permukaan plat dasar, penurunan tekanan, kecepatan aliran udara masuk serta tegangan listrik dan arus listrik yang disuplai ke heater
dan fan hisap saat pengujian pada kondisi tunak, diperoleh data seperti pada tabel 4.1 – 4.8 di bawah ini :
Gambar 4.1 Posisi titik pengukuran temperatur udara
commit to user
1. Spesimen 1
Tabel 4.1. Data hasil pengujian spesimen 1 S
x
D = 2,95; S
y
D = 1,97 Kecepatan aliran udara ms
0,5 1
2 3
4 5
5,5 6
Tegangan heater V 31
51 65
78 88
93 96
97 Arus heater
A 2,14
2,9 4,2
4,7 5,1
5,49 5,5
5,65 Tegangan fan V
102 114
135 152
174 192
210 240
Arus fan A
1,2 1,25
1,47 1,7
1,8 1,88
2,08 2,2
Beda tinggi fluida manometer mm
1,2 1,6
2,8 4
5,3 6,6
7,3 7,9
T
in
,1
o
C 26,1
26,0 26,1
26,1 26,1
26,0 26,1
26,0 T
in
,2
o
C 26,2
26,0 26,1
26,0 25,9
26,0 25,9
26,1 T
in
,3
o
C 26,1
26,0 26,1
26,0 26,0
26,0 26,0
26,1 T
in,rata-rata o
C 26,1
26,0 26,1
26,0 26,0
26,0 26,0
26,1 T
base
,1
o
C 57,6
56,7 55,6
55,4 56,2
56,2 56,2
56,1 T
base
,2
o
C 56,3
55,8 55,4
55,5 57,6
57,6 57,4
57,0 T
base
,3
o
C 57,2
56,1 56,2
56,1 57,8
56,6 56,6
57,1 T
base
,4
o
C 59,1
60,4 58,2
59,7 59,2
58,2 57,4
57,3 T
base
,5
o
C 59,2
59,7 60,0
60,1 58,5
59,6 59,3
59,3 T
base
,6
o
C 59,3
58,9 57,8
59,2 58,1
58,4 58,2
58,6 T
base
,7
o
C 64,4
65,2 66,6
65,6 65,4
65,6 65,7
65,4 T
base
,8
o
C 63,4
63,8 65,6
64,8 64,7
64,8 64,5
64,3 T
base
,9
o
C 64,5
64,8 65,4
65,1 65,0
65,1 65,4
65,5 T
base, rata-rata o
C 60,1
60,2 60,1
60,2 60,3
60,2 60,1
60,1 T
out
,1
o
C 35,9
34,7 34,7
33,6 33,5
32,5 31,8
31,6 T
out
,2
o
C 35,7
34,6 32,5
32,8 32,4
31,6 31,9
31,2 T
out
,3
o
C 35,9
35,6 32,7
32,5 32,5
31,6 31,3
31,5 T
out
,4
o
C 34,9
34,5 34,8
33,5 32,3
31,9 31,2
31,5 T
out
,5
o
C 35,2
34,7 34,5
33,9 33,4
32,5 32,3
31,4 T
out, rata-rata o
C 35,5
34,8 33,8
33,3 32,8
32,0 32,7
31,4
commit to user
2. Spesimen 2
Tabel 4.2. Data hasil pengujian spesimen 2 S
x
D = 2,95; S
y
D = 2,36
Kecepatan aliran udara ms
0,5 1
2 3
4 5
5,5 6
Tegangan heater V
36 54
62 75
84 90
93 96
Arus heater A
2,24 2,67
4,12 4,49
5 5,2
5,3 5,4
Tegangan fan V
92 100
110 140
162 180
200 225
Arus fan A
1,1 1,2
1,4 1,6
1,75 1,86
1,95 2,15
Beda tinggi fluida manometer mm
0,9 1,5
2,4 3,6
4,4 5,6
6 6,6
T
in
,1
o
C
25,9 26,1
26,1 26,1
26,1 26,2
26,1 26,1
T
in
,2
o
C
25,8 26,0
26,1 26,0
26,0 26,1
26,1 26,0
T
in
,3
o
C
25,8 26,0
26,1 26,1
26,0 26,1
26,2 26,1
T
in,rata-rata o
C
25,8 26,0
26,1 26,1
26,0 26,1
26,2 26,2
T
base
,1
o
C
56,8 58,3
57,6 57,8
56,6 60,4
56,2 56,2
T
base
,2
o
C
56,9 56,4
56,8 57,4
57,0 56,6
55,4 55,6
T
base
,3
o
C
57,2 57,2
58,1 58,0
56,7 64,3
57,2 57,4
T
base
,4
o
C
59,6 58,6
59,2 59,4
59,1 59
58,1 58,3
T
base
,5
o
C
59,4 58,0
60,1 60,1
60,2 59,5
59,3 59,5
T
base
,6
o
C
59,6 58,8
58,3 58,8
58,0 57,1
58,1 58,1
T
base
,7
o
C
64,2 65,2
64,6 64,6
65,6 62,4
65,7 65,3
T
base
,8
o
C
63,6 63,7
62,3 62,7
63,7 57,8
64,1 63,8
T
base
,9
o
C
64,6 64,6
64,1 63,4
65,4 63,3
65,5 65,7
T
base, rata-rata o
C
60,2 60,1
60,1 60,2
60,3 60,0
60,0 60,0
T
out
,1
o
C
34,9 34,3
33,6 32,7
32,6 33,8
31,5 31,3
T
out
,2
o
C
33,6 34,2
33,4 32,9
31,9 30
31,2 31,2
T
out
,3
o
C
33,8 34,3
32,6 31,8
30,4 30,6
30,8 30,8
T
out
,4
o
C
36,6 34,4
33,4 33,4
32,6 32,1
31,5 31,2
T
out
,5
o
C
36,3 34,3
34,2 33,4
33,6 34
32,3 31,2
T
out, rata-rata o
C
35,0 34,3
33,4 32,8
32,2 32,1
31,5 31,1
commit to user
3. Spesimen 3
Tabel 4.3. Data hasil pengujian spesimen 3 S
x
D = 2,95; S
y
D = 2,95
Kecepatan aliran udara ms
0,5 1
2 3
4 5
5,5 6
Tegangan heater V
35 53
62 72
82 84
88 90
Arus heater A
2,16 2,6
3,9 4,5
4,8 5,1
5,15 5,25
Tegangan fan V
88 92
110 120
135 155
190 220
Arus fan A
1,1 1,15
1,4 1,5
1,65 1,7
1,8 1,96
Beda tinggi fluida manometer mm
0,8 1,3
2 2,9
3,8 4,8
5,3 5,6
T
in
,1
o
C
25,9 26,2
26,2 26,2
26,3 26,3
26,3 26,3
T
in
,2
o
C
25,8 26,1
26,2 26,2
26,2 26,2
26,3 26,3
T
in
,3
o
C
25,8 26,2
26,3 26,2
26,3 26,3
26,3 26,3
T
in,rata-rata o
C
25,8 26,2
26,2 26,2
26,3 26,3
26,3 26,3
T
base
,1
o
C
59,5 59,0
58,9 58,9
58,0 57,6
57,6 57,3
T
base
,2
o
C
56,6 58,8
57,8 57,4
57,8 57,4
57,2 57,1
T
base
,3
o
C
59,2 59,2
58,0 58,2
57,8 57,7
56,9 57,5
T
base
,4
o
C
59,9 59,9
60,2 59,8
59,6 58,2
58,3 57,4
T
base
,5
o
C
60,1 59,6
60,8 60,2
60,2 58,4
58,5 58,2
T
base
,6
o
C
59,8 59,5
60,0 59,2
59,6 57,8
56,6 57,6
T
base
,7
o
C
61,6 61,6
61,6 62,7
62,6 64,5
65,4 65,0
T
base
,8
o
C
62,9 62,4
62,8 63,5
63,1 65,1
65,1 65,5
T
base
,9
o
C
61,7 61,5
62,2 62,0
62,2 64,3
65,2 65,1
T
base, rata-rata o
C
60,1 60,2
60,3 60,2
60,1 60,1
60,1 60,1
T
out
,1
o
C
34,1 34,1
33,5 31,8
31,6 31,8
31,7 31,2
T
out
,2
o
C
34,4 33,3
33,5 30,9
31,5 30,4
29,4 29,8
T
out
,3
o
C
34,6 34,2
33,6 31,4
30,8 30,1
30,2 29,4
T
out
,4
o
C
34,9 34,3
33,4 33,4
32,5 32,2
32,4 31,8
T
out
,5
o
C
35,4 34,2
32,5 34,7
33,2 32,6
32,3 32,6
T
out, rata-rata o
C
34,7 34,0
33,3 32,4
31,9 31,4
31,2 31,0
commit to user
4. Spesimen 4
Tabel 4.4. Data hasil pengujian spesimen 4 S
x
D = 2,95; S
y
D = 3,94
Kecepatan aliran udara ms
0,5 1
2 3
4 5
5,5 6
Tegangan heater V 26
37 53
60 70
75 78
80 Arus heater
A 1,9
2,5 3,2
4,12 4,25
4,5 4,6
4,65 Tegangan fan V
80 90
104 119
138 155
185 210
Arus fan A
1 1,1
1,25 1,4
1,55 1,65
1,8 1,9
Beda tinggi fluida manometer mm
0,7 0,9
1,6 2,3
3,2 3,9
4,3 4,6
T
in
,1
o
C 26,2
26,2 26,2
26,2 26,2
26,2 26,2
26,1 T
in
,2
o
C 26,1
26,1 26,1
26,2 26,1
26,2 26,2
26,0 T
in
,3
o
C 26,1
26,2 26,2
26,2 26,2
26,2 26,1
26,1 T
in,rata-rata o
C 26,1
26,2 26,2
26,2 26,2
26,2 26,2
26,1 T
base
,1
o
C 59,1
58,9 59,1
59,3 58,1
58,5 57,0
56,9 T
base
,2
o
C 59,6
59,3 58,5
57,4 56,7
57,0 55,8
56,6 T
base
,3
o
C 58,7
59,0 59,2
59,2 58,8
58,7 58,4
57,3 T
base
,4
o
C 59,4
59,8 58,3
57,2 56,9
57,4 56,4
58,2 T
base
,5
o
C 60,1
60,0 59,4
58,8 58,7
59,0 58,2
57,9 T
base
,6
o
C 59,5
59,4 58,9
57,4 57,9
58,0 58,1
58,6 T
base
,7
o
C 61,6
61,8 63,2
64,0 65,6
66,7 66,8
66,4 T
base
,8
o
C 60,4
60,9 61,9
63,0 63,7
62,2 65,1
64,1 T
base
,9
o
C 62,1
62,3 63,6
64,4 65,4
64,6 65,9
65,3 T
base, rata-rata o
C 60,1
60,2 60,2
60,1 60,2
60,2 60,2
60,1 T
out
,1
o
C 31,7
31,4 30,8
30,3 29,7
29,8 29,6
29,5 T
out
,2
o
C 31,6
31,6 30,2
30,9 29,1
29,2 28,4
28,6 T
out
,3
o
C 31,6
31,4 31,3
29,6 29,7
29,1 28,6
28,8 T
out
,4
o
C 31,8
32,2 31,5
31,9 31,4
31,2 31,2
30,3 T
out
,5
o
C 32,6
31,3 32,2
32,3 32,3
31,5 31,6
30,4 T
out, rata-rata o
C 31,9
31,6 31,2
31,0 30,4
30,2 29,9
29,5
commit to user
5. Spesimen 5
Tabel 4.5 Data hasil pengujian spesimen 5 plat tanpa sirip pada daya pemompaan yang sama dengan spesimen 1
Kecepatan aliran udara ms
0,68 1,57
2,67 3,76
4,8 5,6
6,14 6,7
Tegangan heater V 19
26 32
40 45
48 50
52 Arus heater
A 0,76
1,3 1,85
2,1 2,35
2,5 2,55
2,6 Tegangan fan V
102 114
135 152
174 192
212 240
Arus fan A
1,2 1,25
1,47 1,7
1,8 1,88
2,08 2,2
Beda tingi fluida manometer mm
0,4 0,6
0,7 0,8
1 1,3
1,5 1,7
T
in
,1
o
C 26,0
26,1 26,0
26,0 25,9
25,9 26,0
25,9 T
in
,2
o
C 25,9
26,0 26,0
25,9 25,8
25,9 25,9
25,9 T
in
,3
o
C 25,9
26,1 26,0
25,9 25,9
25,9 25,9
25,9 T
in,rata-rata o
C 25,9
26,1 26,0
25,9 25,9
25,9 25,9
25,9 T
base
,1
o
C 58,1
58,2 58,0
57,9 58,2
57,4 57,9
58,2 T
base
,2
o
C 58,8
57,9 58,5
57,8 57,9
58,4 59,1
58,7 T
base
,3
o
C 59,2
59,2 59,3
59,1 59,6
59,6 60,1
59,8 T
base
,4
o
C 61,2
61,8 62,1
61,4 61,3
62,0 59,0
60,7 T
base
,5
o
C 60,2
59,8 59,3
59,8 59,3
59,1 59,7
59,3 T
base
,6
o
C 60,2
59,6 59,1
59,4 59,1
58,3 59,2
57,8 T
base
,7
o
C 62,5
62,6 62,1
62,6 62,7
64,0 63,8
62,9 T
base
,8
o
C 60,4
60,1 60,4
61,9 61,2
60,5 61,0
60,7 T
base
,9
o
C 62,1
62,6 62,2
61,5 62,1
61,7 62,3
62,8 T
base, rata-rata o
C 60,3
60,2 60,1
60,2 60,2
60,1 60,2
60,1 T
out
,1
o
C 28,0
28,0 27,9
27,9 27,9
27,6 27,5
27,5 T
out
,2
o
C 26,4
26,4 26,4
26,4 26,4
26,6 26,5
26,5 T
out
,3
o
C 26,3
26,3 26,4
26,4 26,4
26,5 26,5
26,4 T
out
,4
o
C 28,4
27,8 27,5
27,4 27,1
27,2 27,4
27,3 T
out
,5
o
C 28,4
27,9 28,0
28,0 28,0
27,8 27,8
27,6 T
out, rata-rata o
C 27,4
27,3 27,2
27,2 27,2
27,1 27,1
27,1
commit to user
6. Spesimen 5
Tabel 4.6. Data hasil pengujian spesimen 5 plat tanpa sirip pada daya pemompaan yang sama dengan spesimen 2
Kecepatan aliran udara ms
0,82 1,31
2,32 3,35
4,46 5,5
6,12 6,5
Tegangan heater V 20
26 33
39 44
48 50
52 Arus heater
A 0,9
1,3 1,85
2,15 2,35
2,5 2,55
2,6 Tegangan fan V
92 100
110 140
162 180
200 225
Arus fan A
1,1 1,2
1,4 1,6
1,75 1,86
1,95 2,15
Beda tingi fluida manometer mm
0,3 0,4
0,5 0,6
0,9 1
1,4 1,6
T
in
,1
o
C 26,2
25,9 25,9
25,8 25,9
25,9 25,9
25,8 T
in
,2
o
C 26,1
25,9 25,8
25,8 25,8
25,8 25,8
25,8 T
in
,3
o
C 26,1
25,9 25,8
25,8 25,8
25,8 25,8
25,8 T
in,rata-rata o
C 26,1
25,9 25,8
25,8 25,8
25,8 25,8
25,8 T
base
,1
o
C 58,6
58,4 57,1
57,0 57,2
57,2 57,3
57,4 T
base
,2
o
C 58,0
57,9 57,8
57,1 57,8
57,9 57,8
57,7 T
base
,3
o
C 58,8
58,8 59,4
59,4 58,9
59,1 59,0
58,9 T
base
,4
o
C 61,9
61,9 62,1
61,5 61,5
61,7 61,8
61,7 T
base
,5
o
C 59,8
59,7 59,9
59,6 59,4
59,4 59,2
58,9 T
base
,6
o
C 57,8
57,6 58,1
58,2 58,2
58,1 58,3
58,4 T
base
,7
o
C 63,1
63,6 63,6
63,7 63,4
63,6 63,9
63,9 T
base
,8
o
C 60,6
60,3 60,3
61,9 61,6
61,8 61,7
61,5 T
base
,9
o
C 62,6
62,7 63,1
63,4 63,2
63,2 63,1
62,9 T
base, rata-rata o
C 60,1
60,1 60,2
60,2 60,1
60,2 60,2
60,1 T
out
,1
o
C 27,9
28,0 27,8
27,8 27,8
27,8 27,8
27,6 T
out
,2
o
C 26,6
26,5 26,7
26,6 26,6
26,6 26,6
26,6 T
out
,3
o
C 26,5
26,5 26,6
26,6 26,6
26,5 26,5
26,5 T
out
,4
o
C 28,2
27,8 27,6
27,4 27,2
27,1 26,8
26,7 T
out
,5
o
C 27,9
28,1 28,0
28,0 27,8
27,6 27,6
27,7 T
out, rata-rata o
C 27,4
27,4 27,3
27,3 27,2
27,1 27,1
27,0
commit to user
7. Spesimen 5
Tabel 4.7. Data hasil pengujian spesimen 5 plat tanpa sirip pada daya pemompaan yang sama dengan spesimen 3
Kecepatan aliran udara ms
0,8 1,3
2,30 3,30
4,32 5,28
6,06 6,4
Tegangan heater V 21
26 34
38 44
48 50
51 Arus heater
A 0,9
1,3 1,8
2,2 2,35
2,5 2,63
2,65 Tegangan fan V
88 92
110 120
135 155
190 220
Arus fan A
1,1 1,15
1,4 1,5
1,65 1,7
1,8 1,96
Beda tingi fluida manometer mm
0,2 0,4
0,5 0,7
1
1,1 1,2
1,4 T
in
,1
o
C 26,1
25,9 25,8
25,9 25,9
25,9 25,9
25,9 T
in
,2
o
C 26,0
25,9 25,8
25,8 25,8
25,8 25,8
25,8 T
in
,3
o
C 26,1
25,9 25,8
25,8 25,8
25,8 25,9
25,9 T
in,rata-rata o
C 26,1
25,9 25,8
25,8 25,8
25,8 25,9
25,9 T
base
,1
o
C 57,4
57,7 57,4
57,6 57,0
56,8 56,7
56,6 T
base
,2
o
C 59,0
58,8 58,6
58,5 58,2
58,1 57,9
57,7 T
base
,3
o
C 58,9
58,9 59,2
59,0 59,2
59,5 59,5
59,5 T
base
,4
o
C 61,4
61,2 62
61,1 61,2
61,5 61,6
61,4 T
base
,5
o
C 60,4
59,5 59,5
59,6 59,4
59,2 59,0
58,8 T
base
,6
o
C 57,9
58,1 58,1
58,6 58,4
58,2 58,0
58,0 T
base
,7
o
C 63,2
63,5 63,1
63,5 63,3
63,4 64,2
64,2 T
base
,8
o
C 60,1
60,2 60,3
60,2 60,4
60,4 61,3
61,2 T
base
,9
o
C 62,6
62,8 62,3
62,8 62,8
62,9 63,3
63,2 T
base, rata-rata o
C 60,1
60,1 60,1
60,1 60,0
60,0 60,2
60,1 T
out
,1
o
C 28,0
27,6 27,5
27,5 27,4
27,3 27,5
27,2 T
out
,2
o
C 26,5
26,5 26,6
26,6 26,6
26,6 26,5
26,6 T
out
,3
o
C 26,3
26,4 26,5
26,5 26,5
26,4 26,4
26,4 T
out
,4
o
C 28,0
28,2 28
27,7 27,2
27,0 26,7
26,8 T
out
,5
o
C 28,4
28,4 28,2
28,2 28,5
28,5 28,5
28,6 T
out, rata-rata o
C 27,4
27,4 27,4
27,3 27,2
27,2 27,1
27,1
commit to user
8. Spesimen 5
Tabel 4.8. Data hasil pengujian spesimen 5 plat tanpa sirip pada daya pemompaan yang sama dengan spesimen 4
Kecepatan aliran udara ms
0,58 1,15
2,30 3,47
4,36 5,40
5,85 6,34
Tegangan heater V 18
26 32
38 42
46 48
49 Arus heater
A 0,9
1,20 1,75
2,15 2,4
2,5 2,6
2,65 Tegangan fan V
80 90
104 119
138 155
185 210
Arus fan A
1 1,1
1,25 1,4
1,55 1,65
1,8 1,9
Beda tingi fluida manometer mm
0,2 0,3
0,4 0,6
0,9 1,1
1,2 1,3
T
in
,1
o
C 25,9
25,9 25,9
25,9 25,9
25,9 25,9
25,9 T
in
,2
o
C 25,9
25,8 25,8
25,8 25,8
25,8 25,8
25,8 T
in
,3
o
C 25,9
25,9 25,9
25,8 25,9
25,9 25,8
25,8 T
in,rata-rata o
C 25,9
25,9 25,9
25,8 25,8
25,9 25,8
25,8 T
base
,1
o
C 57,9
58,6 58,4
57,7 57,3
57,3 57,2
57,1 T
base
,2
o
C 59,0
58,9 58,4
57,9 57,8
57,6 57,4
57,2 T
base
,3
o
C 59,5
59,1 59,2
59,3 59,4
59,4 59,4
59,3 T
base
,4
o
C 61,5
61,9 61,8
61,1 61,4
61,5 61,5
61,5 T
base
,5
o
C 59,8
59,9 59,2
59,4 59,5
59,2 59,1
58,9 T
base
,6
o
C 58,2
58,0 58,1
58,8 58,6
58,3 58,1
58,0 T
base
,7
o
C 63,1
63,1 63,2
63,2 63,4
63,8 64,2
64,2 T
base
,8
o
C 60,2
60,5 60,2
60,3 60,4
60,4 61,5
61,4 T
base
,9
o
C 62,6
62,6 62,9
63,0 62,6
63,4 63,4
63,3 T
base, rata-rata o
C 60,2
60,3 60,2
60,1 60,0
60,1 60,2
60,1 T
out
,1
o
C 28,3
28,2 27,9
27,8 27,5
27,3 27,4
27,1 T
out
,2
o
C 26,6
26,6 26,5
26,6 26,6
26,5 26,5
26,6 T
out
,3
o
C 26,5
26,5 26,5
26,5 26,5
26,5 26,4
26,4 T
out
,4
o
C 27,6
27,4 27,4
27,3 27,2
27,1 26,8
26,4 T
out
,5
o
C 28,4
28,3 28,2
28,0 28,2
28,3 28,3
28,6 T
out, rata-rata o
C 27,5
27,4 27,3
27,2 27,2
27,1 27,1
27,0
commit to user
4.2. Perhitungan Data
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