Gambar 4.5. Hubungan antara faktor gesekan aliran dengan perbedaan temperatur air dalam anulus sempit.
4.3.4 Pengaruh Ketidakpastian Bilangan Reynolds Terhadap Ketidakpastian
Faktor Gesekan
Pada variasi tanpa pertukaran kalor, variasi bilangan Reynolds berkisar antara 89,215 – 9.418,905 dan pada variasi
dengan pertukaran kalor, variasi bilangan Reynolds berkisar antara 261,063 – 6.131,705. Dari Tabel 4.9 terlihat bahwa
ketidakpastian perhitungan bilangan Reynolds pada variasi tanpa pertukaran kalor antara 0,17 – 0,51, sedangkan ketidakpastian
perhitungan faktor gesekan bervariasi dari 0,37 – 31,89. Ketidakpastian perhitungan bilangan Reynolds pada variasi
dengan pertukaran kalor terlihat pada Tabel 4.10 dengan nilai antara 0,17 – 0,42, sedangkan ketidakpastian perhitungan
faktor gesekan bervariasi dari 0,41 – 7,93. Ketidakpastian dalam perhitungan kecepatan aliran air dalam anulus sempit V
merupakan faktor dominan dalam ketidakpastian bilangan Reynolds.
Dari Gambar 4.6 dan 4.7 terlihat bahwa pada bilangan Reynolds rendah, ketidakpastian perhitungan faktor gesekan
sangat besar
dan menjadi
berkurang seiring
dengan meningkatnya bilangan Reynolds. Hasil serupa juga didapat oleh
Hegab, dkk 2002. Pada daerah dengan bilangan Reynolds rendah, ketidakpastian dalam perhitungan
frictional pressure drop
ρg∆z-∆P merupakan faktor dominan dalam analisis ketidakpastian faktor gesekan. Sedangkan pada daerah aliran
turbulen, ketidakpastian dalam perhitungan kecepatan aliran air dalam anulus sempit V merupakan faktor dominan dalam
analisis ketidakpastian faktor gesekan. Pada daerah dengan bilangan Reynolds rendah, ketidakpastian perhitungan faktor
gesekan pada variasi tanpa pertukaran kalor lebih besar bila dibanding pada variasi dengan pertukaran kalor. Hal ini terjadi
karena faktor gesekan yang terjadi pada aliran dengan pertukaran kalor lebih besar bila dibanding aliran tanpa
pertukaran kalor, sehingga nilai pembagi dalam perhitungan ketidakpastian faktor gesekan aliran dengan pertukaran kalor
lebih besar.
Tabel 4.9. Kontribusi ketidakpastian pada variasi tanpa pertukaran kalor.
Keterangan Ketidakpastian
Kontribusi terhadap Re
Kontribusi terhadap
f
aktual
Kontribusi terhadap Po
Diameter hidrolik D
h
0,148 8,4–66,77
0,002–16,22 –
Panjang pengukuran pressure drop
l 0,024
– 0,0001–0,429
– Kecepatan aliran air
dalam anulus sempit
V 0,081–0,489
23,02–91,60 93,7–0,07
– Frictional pressure
drop ρ g ∆z - ∆P
0,06–31,8 –
1,05–99,92 –
Faktor gesekan f
aktual
0,37–31,89 –
– 73,36–99,99
Bilangan Reynolds Re
0,17–0,51 –
– 0,01–26,64
Bilangan Poiseuille Po
0,43–31,89 –
– –
Tabel 4.10. Kontribusi ketidakpastian pada variasi dengan pertukaran kalor.
Keterangan Ketidakpastian
Kontribusi terhadap Re
Kontribusi terhadap
f
aktual
Kontribusi terhadap Po
Diameter hidrolik D
h
0,148 10,44–80,21
0,03–13 –
Panjang pengukuran pressure drop
l 0,024
– 0,0009–0,4
– Kecepatan aliran air
dalam anulus sempit
V 0,074–0,389
19,79–89,56 0,02–82,37
–