commit to user
17
kuatnya gaya inersia dari aliran fluida di sekitar sirip pin, aliran tidak dapat melekat pada permukaan sirip bagian belakang downstream dari sudut yang
tajam. Selain itu, perubahan lintasan aliran secara tiba-tiba di sekeliling sirip pin kubus menyebabkan pemisahan aliran dan daerah pusaran turbulen turbulent
vortex shedding, yang dapat menambah perpindahan panas dalam susunan sirip pin tersebut.
2.2.4. Aplikasi Sirip pin
Perpindahan panas dari susunan sirip pin merupakan subjek yang sangat penting dengan banyak aplikasi keteknikan. Aplikasi tersebut mulai dari alat
penukar panas ringkas, boiler untuk turbin uap dan pendinginan internal secara
konveksi dari air foils turbin gas. Seperti pada gambar 2.10., sirip pin biasanya
dimasukkan dalam ruang pendinginan dalam internal cooling dekat trailing edge dari sudu turbin untuk meningkatkan perpindahan panas. Hal ini
memungkinkan sudu beroperasi dalam temperatur tinggi tanpa mengalami kerusakan, sehingga meningkatkan efisiensi termal dan daya output.
Gambar 2.10. Potongan melintang sudu turbin dengan pendinginan dalam internal
cooled
Oleh karena pertimbangan aerodinamis, seperti pada gambar 2.10. trailing
edge dari sudu menuntut profil yang semakin mengecil. Untuk itu, ruang
commit to user
18
pendinginan dalam daerah ini harus dengan bentuk penampang trapesium. Pendingin dari pangkal sudu blade base bergerak memutar ke samping
kemudian dikeluarkan dari slot ujung sudu, atau melalui saluran sirip pin kemudian keluar dari slot sepanjang trailing edge sudu. Namun, kebanyakan
penelitian yang dilakukan adalah untuk sirip pin yang menggunakan saluran segiempat dengan aliran keluar yang lurus.
2.2.5. Perpindahan Panas
Perpindahan panas adalah ilmu yang mempelajari tentang cara untuk meramalkan perpindahan distribusi energi berupa panas yang terjadi karena
adanya perbedaan temperatur di antara benda atau material. Perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu :
Perpindahan panas secara konduksi adalah distribusi energi berupa panas yang terjadi pada benda atau medium yang diam padat bertemperatur tinggi ke
bagian benda yang bertemperatur rendah atau terdapat gradien temperatur pada benda tersebut. Rumus dasar perpindahan panas secara konduksi adalah :
x T
A k
Q D
=
2.1 dimana:
Q = laju perpindahan panas Watt k = konduktivitas panas Wm.
o
C A = luasan perpindahan panas arah normal Q m
2
∆T = beda temperatur
o
C x
= ketebalan bahan m Perpindahan panas konveksi adalah distribusi energi berupa panas yang
terjadi karena terdapat aliran fluida. Persamaan dasar perpindahan panas konveksi adalah :
¥
- =
T T
A h
Q
w
. .
2.2 dimana:
Q = laju perpindahan panas Watt
commit to user
19
h = koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2 o
C A = luasan perpindahan panas arah normal Q m
2
T
w
= temperatur permukaan benda
o
C T
¥
= temperatur fluida
o
C Perpindahan panas radiasi adalah distribusi energi berupa panas yang
terjadi melalui pancaran gelombang cahaya dari suatu zat ke zat yang lain tanpa zat perantara. Untuk menghitung besarnya panas yang dipancarkan yaitu
menggunakan rumus :
s e
4
T A
Q =
2.3 dimana:
Q = panas yang dipancarkan Watt ε = emisivitas permukaan benda 0 s.d. 1
A = luas perpindahan panas m
2
T = temperatur permukaan benda K σ = konstanta Stefan Boltzmann Wm
2
.K
4
Untuk benda hitam sempurna nilai emisivitasnya ε adalah 1 dan besar nilai σ =
5,67.10
-8
Wm
2
.K
4
2.2.6. Parameter Tanpa Dimensi