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68
BAB IV DATA DAN ANALISA
Pada bab ini akan dilakukan analisis mengenai pengaruh variasi bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam inner tube dan pengaruh penambahan twisted
tape insert dengan twist ratio divariasi sebesar 4, 6, dan 8 di pipa dalam dari
penukar kalor pipa konsentrik saluran annular terhadap karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekannya
Pengujian dilakukan dengan variasi bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam dengan variasi debit 2-10 LPM untuk pipa dalam tanpa twisted tape insert
plain tube, sedangkan untuk pipa dalam dengan twisted tape insert variasi bilangan Reynolds diatur pada variasi debit 2-7 LPM. Pengujian dilakukan
dengan aliran air panas masuk ke pipa dalam dijaga konstan sebesar ± 60
o
C. Sedangkan aliran air dingin masuk ke annulus sebesar ± 27
o
C. Data yang diperoleh dalam pengujian ini, yaitu temperatur air masuk dan keluar pipa dalam,
temperatur air masuk dan keluar annulus, temperatur dinding luar pipa dalam, laju aliran massa air di pipa dalam dan annulus, dan penurunan tekanan pressure
drop di pipa dalam. Tiap variasi pengujian, data diambil setiap 10 menit hingga
diperoleh kondisi tunak steady state. Data-data pada kondisi tunak ini yang digunakan dalam perhitungan dan analisa data penelitian.
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 laju aliran massa air di annulus
dan penurunan tekanan pressure drop di pipa dalam
∆P, temperatur air panas masuk T
h,i
dan keluar T
h,o
pipa dalam, dan air dingin masuk T
c,i
dan keluar T
c,o
annulus, serta temperatur dinding luar pipa dalam T
,w
saat pengujian pada kondisi tunak, diperoleh data seperti pada Tabel 4.1, 4.2, 4,3 dan 4.4 sebagai berikut :
p e
rp u
st a
ka a
n .u
n s.
a c.
id
d ig
ilib .u
n s.
a c.
id c
o m
m it
t o
u ser
69
Tabel 4.1. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam pada variasi tanpa twisted tapeinsert plain tube.
No
h
V
. •
LPM kgs
∆h mm
T
w,1 o
C T
w,2 o
C T
w,3 o
C T
w,4 o
C T
w,5 o
C T
w,6 o
C T
w,7 o
C T
w,8 o
C T
w,9 o
C T
w,10 o
C T
h,i o
C T
h,o o
C T
c,i o
C T
c,o o
C
1 2
0,0730 22,0 35,4 37,7 38,0 39,1 38,4 38,7 39,0 41,2 41,7 46,9 60,1 45,5 28,0 35,1 2
2,5 0,0730
25,0 35,7
39,0 39,3
40,0 40,0
40,3 40,6
42,0 42,8
47,4 60,2
46,3 28,5
36,9 3
3 0,0730
28,0 39,7
40,1 40,4
41,4 41,5
41,8 42,1
42,8 44,3
48,0 60,4
47,2 27,8
37,5 4 3,5 0,0730 31,0 41,5 41,9 42,2 43,1 43,3 43,6 43,9 44,2 45,6 49,3 60,3 48,3 28,3 38,6
5 4,0 0,0730 35,0 41,8 42,5 42,8 44,4 44,9 45,2 45,5 46,4 47,2 50,2 60,3 49,0 28,4 39,6 6
4,5 0,0730
46,0 43,4
43,0 43,3
44,8 45,3
45,6 45,9
46,7 47,4
50,4 60,3
49,5 28,1
40,1 7
5 0,0730
52,0 44,0
44,4 44,7
45,2 46,0
46,3 46,7
47,3 47,9
50,8 60,2
50,2 28,3
40,7 8 5,5 0,0730 69,0 44,4 44,9 45,2 45,6 46,6 46,9 47,5 48,0 48,4 51,1 60,4 50,6 27,8 41,2
9 6
0,0730 71,0 44,8 45,2 45,5 46,3 47,1 47,4 47,7 48,3 48,9 51,5 60,1 50,9 27,8 41,6 10
6,5 0,0730
80,0 45,5
45,9 46,2
46,9 47,9
48,2 48,5
49,0 49,4
51,8 60,3
51,5 27,7
41,9 11
7 0,0730
93,0 46,1
46,5 46,8
47,7 48,8
49,1 49,4
49,8 50,1
52,5 60,3
52,1 28,2
42,3 12 7,5 0,0730 109,0 47,3 47,7 49,1 48,5 50,3 50,6 51,0 52,0 50,9 52,9 60,2 52,6 28,3 42,6
13 8 0,0730 125,0 47,9 48,3 49,0 49,3 50,9 51,2 51,3 52,0 52,6 53,6 60,4 53,0 28,1 43,1
14 8,5 0,0730 142,0 48,3 48,7 49,5 50,0 51,4 51,5 51,7 52,4 53,0 54,0 60,3 53,2 28,1 43,5 15
9 0,0730
160,0 49,1
49,3 50,7
51,0 52,0
52,1 52,3
53,3 54,3
54,9 60,4
53,8 28,5
43,7 16 9,5 0,0730 171,0 49,3 49,4 51,1 51,4 52,1 52,3 53,2 54,2 55,1 54,9 60,4 54,0 28,5 44,2
17 10 0,0730 192,0 49,2 49,6 51,8 52,1 52,4 52,6 53,7 54,7 55,7 55,5 60,5 54,3 28,6 44,6
p e
rp u
st a
ka a
n .u
n s.
a c.
id
d ig
ilib .u
n s.
a c.
id c
o m
m it
t o
u ser
70
Tabel 4.2. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam pada variasi penambahan twisted tape insert dengan twist ratio y = 4
No
. •
V
h
LPM kgs
∆h mm
T
w,1 o
C T
w,2 o
C T
w,3 o
C T
w,4 o
C T
w,5 o
C T
w,6 o
C T
w,7 o
C T
w,8 o
C T
w,9 o
C T
w,10 o
C T
h,i o
C T
h,o o
C T
c,i o
C T
c,o o
C
1 2,0 0,073 84,0 39,1 37,9 38,5 40,3 41,4 41,9 42,2 42,1 45,2 47,5 60,2 42,4 27,8 36,4
2 2,5 0,073 89,0 39,7 39,7 40,2 42,1 43,5 43,8 44,2 44,7 46,2 48,4 60,1 44,2 27,9 37,2
3 3
0,073 106,0 40,3 40,9 41,8 42,7 43,9 44,5 45,1 45,4 47,2 49,6 60,3 45,0 28,1 38,8 4 3,5
0,073 123,0 40,9 43,1 43,8 44,4 46,1 46,4 45,5 45,9 48,3 50,5 60,3 46,6 28,3 39,4 5
4 0,073 144,0 41,5 43,9 44,7 45,7 47,1 46,3 46,2 46,2 49,4 51,5 60,1 47,6 28,6 40,2
6 4,5 0,073 168,0 42,1 44,6 45,5 46,7 47,8 46,4 47,5 47,4 50,1 51,9 60,2 47,9 28,1 41,5
7 5
0,073 202,0 42,7 44,9 44,9 47,2 48,2 47,2 47,9 47,7 50,4 52,3 60,1 48,3 28,1 42,4 8 5,5
0,073 218,0 43,0 45,2 45,5 47,5 48,8 47,8 48,1 48,0 50,2 51,8 60,2 48,4 27,0 43,0 9
6 0,073 237,0 44,3 46,8 46,4 48,8 50,0 48,9 49,2 48,6 50,6 51,2 60,4 49,3 27,0 43,4
10 6,5 0,073 303,0 45,6 47,5 46,8 49,3 50,4 49,2 49,5 48,8 51,4 53,4 60,0 49,8 27,6 44,1
11 7 0,073 339,0 46,8 49,2 49,7 50,6 51,4 50,1 50,4 49,6 52,6 54,3 60,0 50,8 28,0 44,3
p e
rp u
st a
ka a
n .u
n s.
a c.
id
d ig
ilib .u
n s.
a c.
id c
o m
m it
t o
u ser
71
Tabel 4.3. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam pada variasi penambahan twisted tape insert dengantwist ratio y = 6
No
. •
V
h
LPM kgs
∆h mm
T
w,1 o
C T
w,2 o
C T
w,3 o
C T
w,4 o
C T
w,5 o
C T
w,6 o
C T
w,7 o
C T
w,8 o
C T
w,9 o
C T
w,10 o
C T
h,i o
C T
h,o o
C T
c,i o
C T
c,o o
C
1 2
0,073 79,0 39,2 40,2 41,0 41,5 42,2 42,5 42,7 43,3 44,2 47,2 60,1 44,3 27,4 35,0 2 2,5 0,073 85,0 39,9 41,1 41,9 42,4 43,1 43,4 43,6 44,2 45,1 48,1 60,0 45,3 27,5 36,1
3 3,0 0,073 100,0 40,9 42,0 42,9 43,5 44,1 44,5 44,8 45,6 46,4 48,9 60,0 46,1 27,3 37,1 4 3,5 0,073 114,0 42,2 43,3 44,1 44,6 45,0 45,1 45,5 45,8 47,4 49,8 60,0 47,3 27,5 38,0
5 4,0 0,073 120,0 43,2 44,6 45,1 45,5 46,0 46,2 46,5 47,6 48,3 50,6 60,1 48,3 27,6 39,0 6 4,5 0,073 156,0 44,4 45,3 45,8 46,2 46,6 47,0 47,3 48,3 48,8 51,0 60,2 49,0 27,6 39,7
7 5,0 0,073 179,0 45,1 46,8 47,0 47,4 48,0 48,3 48,6 49,2 49,8 51,8 60,1 49,7 27,6 40,5 8 5,5 0,073 196,0 45,7 47,9 48,1 48,4 48,7 49,0 49,3 50,3 50,7 52,7 60,0 50,2 27,4 41,1
9 6,0 0,073 217,0 46,3 48,5 48,8 49,1 49,3 46,6 49,7 50,5 51,2 53,1 60,2 50,9 27,8 41,7 10 6,5 0,073 269,0 46,8 49,4 49,6 49,9 50,0 50,3 50,5 51,1 51,5 53,6 60,2 51,2 27,4 42,3
11 7,0 0,073 311,0 48,1 50,3 50,5 50,5 50,7 51,0 51,2 51,7 52,1 54,0 60,2 51,8 27,5 42,4
p e
rp u
st a
ka a
n .u
n s.
a c.
id
d ig
ilib .u
n s.
a c.
id c
o m
m it
t o
u ser
72
Tabel 4.4. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam pada variasi penambahan twisted tape insert dengan twist ratioy = 8
No
. •
V
h
LPM kgs
∆h mm
T
w,1 o
C T
w,2 o
C T
w,3 o
C T
w,4 o
C T
w,5 o
C T
w,6 o
C T
w,7 o
C T
w,8 o
C T
w,9 o
C T
w,10 o
C T
h,i o
C T
h,o o
C T
c,i o
C T
c,o o
C
1 2
0,073 64,0 39,1 39,6 40,0 40,5 41,1 42,4 42,8 43,5 45,2 47,5 60,2 45,1 27,6 35,0 2 2,5
0,073 76,0 40,2 40,3 40,5 41,9 43,1 43,5 43,4 43,9 46,3 48,7 60,0 46,4 28,0 35,9 3 3,0
0,073 84,0 41,4 42,6 43,1 44,0 45,0 45,4 45,7 46,9 47,9 50,1 60,0 47,7 28,2 37,0 4 3,5
0,073 96,0 42,6 44,0 45,5 46,0 47,0 47,3 47,8 48,2 49,3 51,2 60,1 48,6 28,4 38,6 5 4,0
0,073 100,0 43,1 44,8 45,6 46,6 47,8 48,0 48,4 49,0 50,0 51,9 60,1 49,5 28,3 38,7 6 4,5
0,073 132,0 43,6 45,8 46,1 46,7 47,2 47,4 47,8 48,7 49,7 51,7 60,1 49,8 27,8 39,4 7 5,0
0,073 166,0 44,3 46,7 47,2 47,9 48,8 49,1 49,6 49,8 50,6 52,3 60,0 50,5 28,3 40,0 8 5,5
0,073 182,0 45,2 47,3 47,6 48,2 49,2 49,5 50,0 50,3 51,1 52,8 60,1 50,8 27,6 40,6 9 6,0
0,073 204,0 46,0 47,7 47,7 48,7 49,5 50,0 50,3 50,5 51,3 53,0 60,1 51,2 28,2 41,7 10 6,5
0,073 255,0 46,3 48,5 47,3 49,3 50,1 50,6 50,9 50,6 51,7 53,3 59,9 51,4 28,0 42,2 11 7,0
0,073 294,0 46,6 48,8 49,6 49,8 50,5 50,9 51,4 51,6 52,0 53,5 60,0 51,9 27,8 42,3
commit to user
73
4.2 Perhitungan Data
Kategori