f. Jadi efiktifitas dari sirip dapat dirumuskan sebagai berikut :
nf tot
f tot
overall f
q q
, ,
,
=
ε
744 ,
83 06751
, 193
=
= 2,305 = Efektif
5.2 Pembahasan
a. Pengaruh Bilangan Reynolds Fluida Dingin Terhadap Kapasitas Aliran Fluida Panas.
Grafik hubungan Re dengan mh
0,0015 0,002
0,0025 0,003
0,0035
2.000 4.000
6.000 8.000
10.000 12.000
Re mh
K g
me ni
t
Gambar 26. Hubungan Kapasitas Aliran Fluida Panas terhadap Bilangan Reynolds Fluida Dingin.
Gambar 26, menunjukan bahwa bilangan Reynolds fluida dingin semakin besar maka kapasitas aliran fluida panas akan semakin besar.
Peningkatan kapasitas aliran fluida panas disebabkan karena semakin besar bilangan Reynolds maka koefisien perpindahan panas menyeluruh juga akan
semakin besar, sehingga menyebabkan proses perpindahan kalor dari fluida
panas ke fluida dingin berlangsung dengan cepat. Selain itu peningkatan kapasitas kondensat disebabkan karena semakin berkurangnya debit air yang
berada di dalam bejana akibat dari pemanasan yang berlangsung, sehingga menyebabkan produksi uap yang dihasilkan semakin bertambah.
Dari hasil eksperimen dengan bilangan Reynolds fluida dingin 2760 besarnya kapasitas aliran fluida panas adalah
3
10 3004
, 2
−
× kgs, begitu juga
dengan bilangan Reynolds 4.755, 6.833, 9.018, dan 11.051. terjadi peningkatan kapasitas aliran fluida panas. Sehingga kapasitas aliran fluida
panasnya menjadi
3
10 2948
, 2
−
× ;
3
10 449
, 2
−
× ;
3
10 468
, 2
−
× ; dan
3
10 5742
, 2
−
× kgs. Dimana kapasitas kondensat di ambil dari nilai rata-rata
hasil kapasitas aliran fluida panas.
b. Pengaruh Bilangan Reynolds Fluida Dingin Terhadap Pelepasan Kalor Ke Lingkungan.
Grafik hubungan Re dengan qL
5,84 5,88
5,92 5,96
6
2.000 4.000
6.000 8.000
10.000 12.000
Re q
L W
a tt
Gambar 27. Hubungan Pelepasan Kalor ke Lingkungan terhadap Bilangan Reynolds Fluida Dingin.
Dari gambar 27, hubungan bilangan Reynolds fluida dingin dengan pelepasan kalor ke lingkungan terlihat, bahwa semakin besar bilangan
Reynolds fluida dingin maka harga kalor yang lepas ke lingkungan juga akan semakin besar. Pelepasan kalor ke lingkungan disebabkan karena pada
dinding luar shell tidak dilapisi oleh bahan isolasi sehingga menyebabkan kalor dari fluida dingin yang digunakan untuk mendinginkan kalor fluida
panas sebagian besar ada kalor dari fluida dingin yang terlepas ke lingkungan. Dimana kalor yang lepas ke lingkungan untuk bilangan
Reynolds fluida dingin 2760, 4.755, 6.833, 9.018 dan 11.051, adalah sebesar 5858,668; 5.892,722; 5.867,494; 5.941,006; dan 5.964,27 W. Besarnya
kalor yang lepas ke lingkungan di ambil dari harga rata-rata eksperimen. Di lain pihak, kalor yang lepas ke lingkungan juga sangat
menguntungkan, hal ini dapat dilihat dari perubahan temperatur fluida dingin yang masuk dan keluar kondensor tidak mengalami perubahan yang
signifikan. Keuntungan ini disebabkan karena secara tidak langsung, tanpa adanya isolasi maka udara luar juga berfungsi sebagai pendingin dari fluida
dingin yang telah terpengaruh oleh temperatur fluida panas. Dimana besarnya temperatur yang masuk dan keluar kondensor untuk bilangan
Reynolds 2760, 4.755, 6.833, 9.018 dan 11.051 adalah sebagai berikut: untuk temperatur fluida dingin yang masuk ke kondensor sebesar 31,56;
35,24; 34,80; 35,82; dan 35,69
o
C. Untuk temperatur fluida dingin yang keluar dari kondensor adalah sebesar 32,39; 36,09; 35,41; 36,44; dan 36,56
o
C.
c. Pengaruh Bilangan Reynolds Fluida Dingin Terhadap Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh.
Grafik hubugan Re dengan Uo
20 24
28 32
36 40
2.000 4.000
6.000 8.000
10.000 12.000
Re U
o W
a tt
Gambar 28. Hubungan Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh terhadap Bilangan Reynolds Fluida Dingin.
Dari gambar 28, terlihat bahwa semakin besar bilangan Reynolds fluida dingin maka besarnya koefisien perpindahan panas menyeluruh akan
semakin meningkat. Peningkatan harga koefisien perpindahan panas menyeluruh terjadi karena semakin besar bilangan Reynolds maka bentuk
aliran yang terjadi di dalam shell akan semakin tak beraturan, sehingga proses perpindahan kalor dari fluida dingin yang menyerap kalor fluida
panas akan semakin cepat dengan gerakan aliran yang semakin tidak seragam.
Dari hasil perhitungan untuk bilangan Reynolds 2.760, 4.755, 6.833, 9.018 dan 11.051, besarnya harga koefisien perpindahan panas menyeluruh
adalah 29,788; 28,859; 30,831;35,811; dan 37,393 Wm
2
K. Dimana harga
koefisien perpindahan panas menyeluruh di ambil dari nilai rata-rata eksperimen.
d. Pengaruh Bilangan Reynolds Fluida Dingin Terhadap Daya Pompa.
Grafik hubungan Re dengan Daya Pompa
2,8 2,84
2,88 2,92
2,96
2.000 4.000
6.000 8.000
10.000 12.000
Re P W
a tt
Gambar 29. Hubungan Daya Pompa terhadap Bilangan Reynolds Fluida Dingin.
Gambar 29, menunjukan hubungan antara bilangan Reynolds fluida dingin dengan daya pompa, dimana semakin besar bilangan Reynolds fluida
dingin maka daya pompa yang dibutuhkan untuk mengalirkan fluida dingin juga semakin besar. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa dengan
bilangan Reynolds fluida dingin 2.760 daya pompa yang dibutuhkan sebasar 2,8488 W, begitu juga dengan bilangan Reynolds fluida dingin 4.755, 6.833,
9.018 dan 11.051, besarnya daya pompa yang dibutuhkan sebesar 2,8617; 2,8405; 2,8904; dan 2,9362 W.
e. Pengaruh Temperatur Masukan Fluida Dingin Terhadap Kapasitas Aliran Fluida Panas Pada Bilangan Reynolds Fluida Dingin 2.760, 4.755, 6.833,
9.018 dan 11.051.
Grafik hubungan Tc,i dengan mh
0,0015 0,0017
0,0019 0,0021
0,0023 0,0025
0,0027 0,0029
29,5 30 30,5 31 31,5 32 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 36,5 37
Tc,i C mh
k g
men it
Re 2,760 Re 4,755
Re 6,833 Re 9,018
Re 11,051
Gambar 30. Hubungan Kapasitas Aliran Fluida Panas terhadap Temperatur Masukan Fluida Dingin.
Pada bilangan Reynolds fluida dingin 2.760 dan 6.833, menunjukan bahwa semakin tinggi temperatur masukan fluida dingin maka akan
menyebabkan hasil kapasitas kondensat mengalami kenaikan. Peningkatan kapasitas kondensat ini disebabkan karena pembakaran yang terjadi pada
bejana atau ketel tidak selalu dalam keadaan konstan sehingga produksi uap yang dihasilkan tidak stabil, maka dengan tidak stabilnya pembakaran
sehingga dapat mempengaruhi hasil kapasitas kondensat walaupun temperatur masukan fluida dingin mengalami perubahan temperatur.
Dari gambar 30, terlihat bahwa pada bilangan Reynold 2.760 dan 6.833 dengan semakin tingginya temperatur masukan fluida dingin maka
kapasitas kondensat cenderung turun. Tetapi pada bilangan Reynold 4.755, 9.018, dan 11.051 dengan semakin tingginya temperatur masukan fluida
dingin, maka kapasitas kondensat cenderung turun. Pada dasarnya dari gambar grafik 30, seiring dengan semakin meningkatnya temperatur
masukan fluida dingin maka terjadi kecenderungan hasil kondensatnya cenderung turun. Sehingga dapat di ambil suatu kesimpulan bahwa semakin
tinggi temperatur masukan fluida dingin yang digunakan untuk mendinginkan fluida panas, maka hasil dari kapasitas kondensat yang di
dapat akan cenderung menurun.
f. Pengaruh Temperatur Masukan Fluida Dingin terhadap Daya Pompa pada Bilangan Reynolds Fluida Dingin 2.760, 4.823, 6.977, 9.455 dan 11.488.
Grafik Hubungan Tci dengan Daya Pompa
2,82 2,84
2,86 2,88
2,9 2,92
2,94 2,96
29 30
31 32
33 34
35 36
37 38
Tci C P
Watt
Gambar 31. Hubungan Daya Pompa terhadap Temperatur Masukan Fluida Dingin
Dari gambar 31, yaitu pada bilangan Reynold 2.760, 6.833, dan 9.018 menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur masukan fluida
dingin maka daya pompanya semakin meningkat. Dimana untuk bilangan Reynold 2.760 pada temperatur 31,56
C daya pompanya sebesar 2,848 W, dan bilangan Reynolds 4.755 pada temperatur 35,24
C daya pompa mengalami peningkatan menjadi 2,86176 W. Pada bilangan Reynolds 6.833
pada temperatur 34,8
o
C daya pompa sebesar 2,8405 W. Daya pompa pada bilangan Reynold 9.018 terjadi pada temperatur 35,82
C sebesar 2,8904 W dan daya pompa pada bilangan Reynold 11.051 terjadi pada temperatur
35,69 C sebesar 2,9362 W.
g. Pengaruh Daya Pompa Terhadap Kapasitas Aliran Fluida Panas.
Grafik hubungan Daya Pompa dengan mh
0,001 0,0015
0,002 0,0025
0,003 0,0035
2,84 2,86
2,88 2,9
2,92 2,94
2,96
P Watt mh
k g
m
Gambar 32. Hubungan Daya Pompa terhadap Kapasitas Aliran Fluida Panas.
Dari gambar 32, hubungan daya pompa terhadap kapasitas aliran fluida panas terlihat bahwa semakin besar daya pompa maka kapasitas aliran
fluida panas yang dihasilkan juga semakin banyak. Hal ini berhubungan dengan unjuk kerja pompa, dimana seiring dengan peningkatan daya pompa
unjuk kerja pompapun juga meningkat sehingga berpengaruh pada peningkatan kapasitas aliran fluida panas.
Dari hasil analisis perhitungan didapatkan pada daya pompa 2,8488 W menghasilkan kapasitas aliran fluida panas sebanyak 0,0023004
kgmenit; pada daya 2,8617 W menghasilkan 0,002294 kgmenit; pada daya 2,8405 W menghasilkan 0,002449 kgmenit; pada daya 2,8904 W
menghasilkan 0,002468 kgmenit; dan pada daya 2,9362 W menghasilkan kapasitas aliran fluida panas sebesar 0,002574 kgmenit. Dimana harga daya
pompa dan kapasitas aliran fluida panas diambil dari nilai rata-rata eksperimen.
h. Pengaruh Bilangan Reynolds terhadap Kapasitas Aliran Fluida Panas dan Daya Pompa.
Gambar 33. Hubungan Bilangan Reynolds dengan Kapasitas Aliran Fluida Panas dan Daya Pompa.
Dari gambar 33, hubungan bilangan Reynolds terhadap kapasitas aliran fluida panas dan daya pompa terlihat bahwa ada dua garis dimana
untuk garis yang berwarna merah menandai kapasitas aliran fluida panas dan yang berwarna hijau menandai daya pompa. Semakin besar bilangan
Reynolds maka kapasitas aliran dan daya pompa juga akan semakin besar, dan dengan adanya peningkatan daya pompa akan mengakibatkan energi
Grafik hubungan Re, mh, Daya pompa
1 2
3 4
5 6
7 8
2.760 4.823
6.977 9.455
11.488
Re mh
kgme nit
0,0005 0,001
0,0015 0,002
0,0025 0,003
0,0035 0,004
Daya Pompa
Watt
Daya Pompa
Kapasitas kondensat
Poly. Daya Pompa
Poly. Kapasitas
kondensat
yang dibutuhkan pompa akan semakin besar sehingga perlu dilakukan pengoptimalisasian dari suatu alat penukar kalor.
Dari gambar 33, terlihat bahwa ada dua garis yang saling bersinggungan, dimana titik pertemuan kedua garis tersebut menandai
optimalisasi dari alat penukar kalor untuk bilangan Reynolds, kapasitas aliran fluida panas dan daya pompa. Sehingga optimalisasi dari suatu alat
penukar kalor terjadi pada bilangan Reynolds sebesar kurang lebih 11.051, sedangkan untuk kapasitas aliran sebesar 0,0025742 kgs, dan untuk daya
pompa sebesar2,93628 W.
BAB VI PENUTUP
