64
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Penentuan Koefisien Perpindahan Panas Konveksi Pada Pipa
Dalam pengujian alat penukar panas ini aliran yang terjadi merupakan aliran laminar dan profil temperatur telah berkembang penuh dengan fluks panas
konstan, sehingga dalam penentuan nilai koefisien perpindahan panas konveksi pada pipa diperoleh melalui interpolasi Tabel 2.2, dengan asumsi yang dilakukan
adalah : 1.
Tidak adanya perpindahan panas dari kawat tembaga dalam pipa dengan ukuran diameter 6,35 mm atau pada persamaan 2.3b, nilai q
i
” sama dengan nol dan persamaan 2.3a dianggap sama dengan nol.
2. Tidak adanya perpindahan panas dari sisi luar pada pipa luar diameter 12,7
mm karena pipa luar diisolasi secara sempurna atau dianggap dinding mengalami adiabatik, sehingga proses perpindahan panas benar-benar terjadi
pada ketiga pipa tersebut. 3.
Perpindahan panas pada pipa tengah diameter 9,53 mm, perbedaan temperatur antara sisi luar dan dalam dianggap sama pada titik z = 0,
sehingga perbandingan q
i
” q
o
” adalah perbandingan h
i
h
o.
Dari asumsi-asumsi diatas menghasilkan nilai-nilai sebagai berikut : Dengan menginterpoolasi pada Tabel 2.2 atau grafik pada Gambar 2.23 maka di
peroleh nilai Nu
oo
dan Nu
ii
berikut r = r
3
r
4
= 0,329 maka, Nu
oo
= 4,933 r = r
1
r
2
= 0,872 maka, Nu
ii
= 5,53 Dengan memperhatikan asumsi-asumsi pada point 1 dan 2 maka dengan
persamaan 2.3a dan 2.3b diperoleh Nu
o
= Nu
oo
= 4,933 Nu
i
= Nu
ii
= 5,5
Universitas Sumatera Utara
65
Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata pada pipa dalam Ch
3
dan luar Ch
2
, adalah h
2i
= 2318.05 Wm
2 o
K h
30
= 884,655 Wm
2 o
K Bilangan nusselt pada sisi dalam Nu
ii
dan sisi luar Nu
oo
pada pipa tembaga yang berada di tengan channel 1 diasumsikan masing-masing dinding dalam
Ch
3
dan luar dipanaskan atau didinginkan secara terpisah adalah D
1i
= 0,00806 m D
1o
= 0,00935 m Maka perbandingan D
1i
D
1o
= 0,856, kemudian kita peroleh nilai Nu
ii
dan Nu
oo
dengan cara menginterpolasi pada Tabel 2.2 atau grafik pada Gambar 2.23 maka kita peroleh, hasil interpolasi sebagai berikut :
Nu
ii
= 5,7 dan Nu
oo
= 5,2 Koefisien yang berpengaruh influnce coefficient
Ɵ
i
dan Ɵ
o
Ɵ
i
= 0,4 dan Ɵ
o
= 0,31 Perbandingan antara fluks panas pada sisi luar dengan sisi dalam maupun
sebaliknya, dapat diperoleh denggan persamaan 2.1a dan 2.1b, maka diperoleh q
o
” q
i
” dan q
i
” q
o
”, yaitu : q
o
” q
i
” = 2,598 dan q
i
” q
o
” = 0,384917 Bilangan Nusselt untuk masing-masing sisi diperoleh dari Persamaan 2.3a
dan 2.3b, sebagai berikut : Nu
o
= 5,87886 dan Nu
i
= -142,86 Untuk bilangan Nusselt di dalam Nu
i
diperoleh negatif hanya karena perhitungan matematis dimana q
o
” q
i
” Ɵ
i
lebih besar dari pada 1, sedangkan pada implementasinya dalam penentuaan koefisien perpindahan panas konveksi
dianggap sama. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata pada sisi dalam dan luar
sebagai berikut : h
i
= 27436, 6 Wm
2
. K dan h
o
= 2614, 283 Wm
2
. K
Universitas Sumatera Utara
66
Kemudian hasil perhitungan koefisien perhitungan panas konveksi diatas digunakan dalam penentuan nilai koefisien perpindahan panas menyeluruh pada
masing-masing sisi saluran. Koefisien perpindahan panas menyeluruh, U ditentukan dari persamaan
berikut :
1 U
=
1 hi
+
Dout 2k
ln �
Dout Din
� +
1 ho
�
Dout Din
�
4.1 Di mana :
k = konduktifitas pipa, Wm
o
K D
out
= Diameter luar pipa, m D
in
= Diameter dalam pipa, m h
i
= koefisien perpindahan panas konveksi bagian dalam dinding pipa, Wm
2 o
K h
o
= koefisien perpindahan panas konveksi pada bagian luar dinding pipa, Wm
2 o
K Maka diperoleh nilai koefisien perpindahan panas untuk masing-maisng pada pipa
tengah saluran 2, sebagai berikut : U
12
P
12
L = 39,8 W
o
K U
13
P
13
L = 15,264 W
o
K
4.2 Pengolahan Data dan Analisa Hasil Ekperimen dan Perhitungan Teoritis
Kategori