o o Perhitungan Data

77 Tabel 4.3. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam pada variasi dengan half length twisted tape insert. Ṽ h LPM ṁ c kgs Δh mm T w1 o C T w2 o C T w3 o C T w4 o C T w5 o C T w6 o C T w7 o C T w8 o C T w9 o C T w10 o C T

h,i o

C T

h,o o

C T

c,i o

C T

c,o o

C 2,0 0,073 58 38,2 38,4 38,9 39,7 41,8 42,1 43,0 44,7 45,4 48,5 60,2 44,0 28,5 36,2 2,5 0,073 63 39,7 39,6 41,7 41,2 43,1 43,9 44,8 46,0 46,5 49,4 60,1 45,2 28,2 36,8 3,0 0,073 75 40,5 41,1 42,6 42,7 44,5 45,2 45,5 46,2 47,1 50,3 60,2 46,0 28,2 38,2 3,5 0,073 94 42,1 42,9 44,1 45,0 45,5 45,7 46,2 47,1 47,9 50,8 60,4 47,3 28,4 39,0 4,0 0,073 111 43,5 44,1 45,6 46,1 47,5 46,2 47,4 47,9 48,8 51,9 60,5 48,3 27,9 39,5 4,5 0,073 127 43,5 44,6 45,6 46,9 47,8 48,2 48,5 48,8 50,1 52,3 60,2 48,7 28,1 40,8 72 78 5 0,073 150 44,0 44,9 45,8 47,5 47,9 48,8 49,5 49,8 50,4 52,3 60,3 49,1 27,7 41,6 5,5 0,073 156 44,8 45,3 46,7 47,9 48,4 49,3 49,7 50,0 50,4 53,0 60,4 49,5 27,3 42,1 6 0,073 169 45,1 46,4 48,1 48,6 49,0 49,6 50,1 50,5 50,9 53,3 60,3 50,1 27,7 42,7 6,5 0,073 222 46,2 47,1 48,4 49,3 49,9 50,6 50,3 50,8 51,5 53,7 60,3 50,8 28,2 43,1 7 0,073 250 46,5 47,6 48,9 49,4 51,2 51,4 51,4 51,7 52,0 54,0 60,2 51,2 28,2 43,8 commit to user

4.2 Perhitungan Data

Data seksi uji penukar kalor pipa konsentrik saluran annular : Diameter dalam pipa dalamd i : 0,01434 m Diameter luar pipa dalamd o : 0,01584 Luas permukaan dalam pipa dalam A i : 0,0901 m 2 Luas permukaan luar pipa dalam A o : 0,0995 m 2 Luas penampang pipa dalam A t : 0,000162 m 2 Diameter dalam pipa luarD i : 0,02067 m Diameter luar pipa luar D o : 0,02187 m Diameter hidrolik D h : 0,00483m Massa jenis fluida manometer ρ m : 995,75 kgm 3 Panjang pipa dalam L : 2 m Panjang antar pressure tap L t : 2,01 m 4.2.1 Contoh perhitungan untuk data pengujian dengan laju aliran volumetrik 4 LPM pada variasi tanpa twisted tapeinsertplain tube. Data hasil pengujian : - Temperatur air masuk pipa dalam T h,i : 60,3 o C - Temperatur air keluar pipa dalam T h,o : 49 o C - Temperatur air masuk annulus T c,i : 28,4 o C - Temperatur air keluar annulus T c,o : 39,6 o C - Beda ketinggian air pada manometer ∆h : 35 mm - Debit air panas masuk pipa dalam : 4 LPM - Laju aliran massa air masuk annulus : 0,073 kgs a. Sifat-sifat air di pipa dalam dan di annulus Temperatur bulk rata-rata air di pipa dalam T b,i : T b,i = K , C , , T T o h, i h, 7 327 7 54 2 49 3 60 2 = = + = + o Sifat-sifat air di pipa dalam pada T b,i Tabel A.6, Frank P. Incropera : r h = 985,622 kgm 3 73 commit to user 74 C p,h = 4183,06 Jkg. o C k i = 0,64765 Wm. o C m i = 0,00051 kgm.s P r = 3,2769 Temperatur bulk rata-rata air di annulusT b,o : T b,o = K 307 C 34 2 6 39 4 28 2 , , T T o c, i c, = = + = + o Sifat-sifat air di annuluspada T b,o Tabel A.6, Frank P. Incropera : r c = 994,234 kgm 3 C p,c = 4178 Jkg. o C k o = 0,6232 Wm. o C m o = 0,00074 kgm.s b. Laju aliran massa air di pipa dalam, : · · = h h h V m . r = 985,622 kgm 3 . ÷ ÷ ø ö ç ç è æ 3 m .1000 60s LPM 4 = 0,0657 kgs c. Laju perpindahan panas di pipa dalam Q h dan di annulus Q c : Q h = h m · .C p,h .T h,i – T h,o = 0,0657 kgs . 4183,06 Jkg. o C . 60,3-49 o C = 3105,55 W Q c = c m · .C p,c .T c,o – T c,i = 0,073 kgs . 4178 Jkg. o C . 39,6-28,4 o C = 3415,93 W d. Heat balance error : commit to user 75 Heat balance error= Q Q c h - = 93 , 3415 55 , 3105 - W = 310,38 W Heat balance error = 100 x Q error balance Heat h = 100 W 3105,55 W 310,38 x =9,99 e. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata sisi annulus, h o : 10 50,2 47,2 46,4 45,5 45,2 44,9 44,4 42,8 42,5 41,8 n T T o w, o , w + + + + + + + + + = S = - = 45,1 o C . , , o b o w o c o T T A Q h - = - C m W C m W o . 88 , 3092 34 1 , 45 . 0995 , 93 , 3415 2 2 = - = o f. Bilangan Nusselt rata-rata di sisi annulus, Nu o : 97 , 23 C . 6232 , ,00483 . C 88 , 3092 k . h o 2 o o = = = o m W m m W D Nu h o g. Koefisien perpindahan panas overall berdasarkan permukaan dalam pipa dalam, U i : Q h = h m · .C p,h .T h,i – T h,o = U i .A i . DT LMTD U i = LMTD i h LMTD i o h, i h, h p, h T . A Q T . A T - T . .C m D = D · commit to user 76 U i = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - T - T T - lnT T - T T - T L . d . Q i c, o h, o c, i h, i c, o h, o c, i h, i h p U i = C , - , - , ln , - , - , m m . , . , W , o ÷÷ ø ö çç è æ - 4 28 49 6 39 3 60 4 28 49 6 39 3 60 2 01434 14 3 55 3105 U i = 1669,98 Wm 2 . o C h. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata di pipa dalam, h i : h i = o o i m i o i i h . d d k . d d ln . d U 1 1 - - 2 = ú ú û ù ê ê ë é - - , . m , m , C . Wm . , , ln . m , , C Wm C . Wm o o 2 2 88 3092 01584 01434 237 2 01434 01584 01434 98 1669 1 1 o =3299,3 Wm 2 . o C i. Koefisien perpindahan panas overallberdasarkan permukaan luar pipa dalam,U o : o m i o o i i o o h k . d d ln . d d . h d 1 U 1 2 + + = C . m W , C . m W . , , .ln m , m , . C . m W , m , 1 U o o o o 2 2 88 3092 1 237 2 01434 01584 01584 01434 3 3299 01584 + + = U o = 1511,84Wm 2 . o C j. Bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam, N u,i : commit to user 77 05 73 64765 01434 3 3299 2 , C . m W , m , . C m W , k d . h Nu o o i i i i = = = k. Bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam, Re : Kecepatan rata-rata aliran air di pipa dalam, V : ms 0,413 1000 3 1 . 60 1 m 01434 , . . 4 1 , 4 . . 4 1 2 2 . . = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ ÷÷ ø ö çç è æ = = = L m s menit LPM d V A V V i i p p i i h d . V . Re m r = 62 , 11445 s . m kg 00051 , m 01434 , . s m 413 , . 3 m kg 622 , 985 = = l. Validasi bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam untuk plain tubeNu i : · Menggunakan persamaanDittus-Boelter1930 Nu = 0,023 . Re 0,8 . Pr 0,3 = 0,023 . 11445,62 0,8 . 3,2769 0,3 = 57,98 99 , 25 100 98 , 57 98 , 57 05 73 100 = = = - - - x - , x Nu -Nu Nu error Boelter i,Dittus Boelter i,Dittus Boelter i,Dittus · Menggunakan persamaanGnielinski 1976: commit to user 78 0303 64 1 62 11445 79 64 1 79 2 2 , , , ln . , , Re ln . , f = - = - = - - Pr . f . , Pr . Re . f Nu Gneliensk i i, 1 8 7 12 1 1000 8 3 2 2 1 - + - = 73 66 1 2769 3 8 0303 7 12 1 2769 3 1000 62 11445 8 0303 3 2 2 1 , , . , . , , . , . , Nu Gnelienski i, = - + - = 47 9 100 73 66 73 66 05 73 100 , x , , - , x Nu -Nu Nu error Gnielinski i, Gnielinski i, tube plain i, = = = · Menggunakan persamaan Petukhov: 0303 64 1 62 11445 79 64 1 79 2 2 , , , ln . , , Re ln . , f = - = - = - - 58 70 1 2769 3 8 0303 7 12 07 1 2769 3 62 11445 8 0302 1 8 7 12 07 1 8 3 2 2 1 3 2 2 1 , , . , . , , , . , . , Pr . f . , , Pr . Re . f Nu Petuk hov i, = - + = - + = , x , , - , error x Petukhov i, Nu Petukhov i, Nu - tube plain i, Nu error 5 3 100 58 70 58 70 05 73 100 = = = m. Penurunan tekanan dalam pipa, ΔP: DP = r m .g. Dh = 995,75 kgm 3 . 9,81 ms 2 . 0,035 m ÷ ø ö ç è æ ÷÷ ø ö çç è æ 2 2 1 1 1 m N Pa . s m . Kg N = 341,89 Pa n. Faktor gesekan, f : commit to user 79 ÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ = 2 V d L P f 2 i t r D ÷÷ ø ö çç è æ ÷ ø ö ç è æ = 2 s m m kg m 0,01434 m Pa 341,89 2 413 , 622 , 985 01 , 2 3 = 0,029 o. Validasi faktor gesekan menggunakan persamaan Blasius: f = 0,3164.Re -0,25 = 0,3164. 11445,62 -0,25 = 0,0306 error faktor gesekan f dengan persamaan Blasius: 23 , 5 100 0306 0306 029 100 = = = x , , - , x f f - f error blasius , blasius , tube plain , p. Efektivenes penukar kalor e C h = m h . c p,h = 0,0657 kgs . 4183,06 Jkg o C = 274,83Js o C C c = m c . c p,c = 0,073 kgs . 4178 Jkg o C = 304,99 Js o C C h C c , C min = C h = 274,83Js o C ; C maks = C c = 304,99 Js o C 35 4 28 3 60 83 274 55 3105 , C , , C. Js , W , T T . C Q Q Q o o i , c i , h min h mak s h = - = - = = e commit to user 80 55 86 274 0901 98 1669 2 2 , C Js , m , C . . Wm , C A . U NTU o o min i i = = = Menggunakan persamaan 2.64 dan 2.65 untuk menghitung NTU : c = C min C maks = 0,9 [ ] [ ] [ ] [ ] , , - , - exp . , - , - , - exp - -c -NTU exp -c . -c -NTU exp - 36 9 1 55 9 1 9 1 55 1 1 1 1 1 = = = e 55 1 9 36 1 36 1 9 1 1 1 1 1 , - , . , , ln - , ε . c - ε ln c - NTU = ÷ ø ö ç è æ - = ÷ ø ö ç è æ - = 4.2.2 Contoh perhitungan untuk data pengujian dengan laju aliran volumetrik 2 LPM pada variasi full length twisted tape insert Data hasil pengujian : - Temperatur air masuk pipa dalam T h,i : 60,2 o C - Temperatur air keluar pipa dalam T h,o : 42,4 o C - Temperatur air masuk annulus T c,i : 27,8 o C - Temperatur air keluar annulus T c,o : 36,4 o C - Beda ketinggian air pada manometer ∆h : 76 mm - Debit air masuk pipa dalam h . V · : 2,0 LPM - Laju aliran massa air masuk annulus c m · : 0,073 kgs commit to user 81 a. Sifat-sifat air di pipa dalam dan di annulus Temperatur bulk rata-rata air di pipa dalam : T b,i = K , C , , , T T o h, i h, 3 324 3 51 2 4 42 2 60 2 = = + = + o Sifat-sifat air di pipa dalam pada T b,i Tabel A.6, Frank P. Incropera : r h = 987,44 kgm 3 C p,h = 4181,72 Jkg.K k i = 0,64435 Wm.K m i = 0,00053 kgm.s P r = 3,469 Temperatur bulk rata-rata air di annulus : T b,o = K , C , , , T T o o c, i c, 1 305 1 32 2 4 36 8 27 2 = = + = + Sifat-sifat air di annuluspada T b,o Tabel A.6, Frank P. Incropera : r c = 994,985 kgm 3 C p,c = 4177,98 Jkg. o C k o = 0,62014 Wm. o C m o = 0,00077 kgm.s b. Laju aliran massa air di pipa dalam, h m · : · · = V . m h h r = 987,44 kgm 3 . ÷ ø ö ç è æ 3 1000 60 2 m s. LPM , = 0,0329 kgs c. Laju perpindahan panas di pipa dalam Q h dan di annulus Q c : Q h = h m · .C p,h .T h,i – T h,o commit to user 82 = 0,0329 kgs . 4181,72 Jkg. o C . 60,2-42,4 o C = 2448,9 W Q c = h m · .C p,c .T c,o – T c,i = 0,073 kgs . 4177,98 Jkg. o C . 36,4-27,8 o C = 2622,94 W d. Heat balance error: Heat balance error= Q Q c h - = 94 , 2622 9 , 2448 - = 174,04 W Heat balance error = 100 x Q error balance heat h = x100 W 2448,9 W 174,04 = 7,1 e. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata sisi annulus,h o : C , , , , , , , , , , , n ΣT T o w,o w,o 6 41 10 5 47 2 45 1 42 2 42 9 41 4 41 3 40 5 38 9 37 1 39 = + + + + + + + + + = = - . , , o b o w o c o T T A Q h - = - C m W C m W o 2 2 86 , 2774 1 , 32 6 , 41 . 0995 , 94 , 2622 = - = o f. Bilangan Nusselt rata-rata di sisi annulus, Nu o : 61 21 62014 00483 86 2774 2 , C Wm. , m , C . Wm , k . D h Nu o o o h o o = = = commit to user 83 g. Koefisien perpindahan panas overall berdasarkan permukaan dalam pipa dalam U i : Q h = h m · .C p,h .T h,i – T h,o = U i .A i . DT LMTD U i = LMTD h LMTD o h, i h, h p, h T . Ai Q T . Ai T - T . .C m D = D · U i = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - T - T T - lnT T - T T - T L. . di . Q i c, o h, o c, i h, i c, o h, o c, i h, h p U i = C , - , , - , ln , - , , - , m . m . , . , W , o ÷÷ ø ö çç è æ - 8 27 4 42 4 36 2 60 8 27 4 42 4 36 2 60 2 01434 14 3 9 2448 U i = 1444,39Wm 2 . o C h. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata di pipa dalam, h i : h i = o o i m i o i i h . d d k . d d ln . d U 1 1 - - 2 ú û ù ê ë é - - = C . Wm , m . , m , C Wm. . , , m . , C . Wm , o o o 2 2 86 2774 01584 01434 237 2 01434 01584 ln 01434 39 1444 1 1 =2754,27 Wm 2 . o C i. Koefisien perpindahan panas overallberdasarkan permukaan luar pipa dalam,U o : o m i o o i i o o h k . d d ln . d d . h d 1 U 1 2 + + = C . Wm , C Wm. . , , ln m . , m , C . . Wm , m , U o o o o 2 2 86 2774 1 237 2 01434 01584 01584 01434 27 2754 01584 1 + + = C . m W , U o o 2 61 1307 = j. Bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam, N u,i : commit to user 84 3 61 64435 01434 27 2754 2 , C . m W , m , . C . m W , k d . h Nu o o i i i i = = = k. Bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam, Re : Kecepatan rata-rata aliran air di pipa dalam, V : 2 4 1 i d . . V Ai V V p · · = = ms , L m x s. menit x m , . π. π LPM , 2065 1000 1 60 1 01434 4 1 2 3 2 = = 01 5517 00053 01434 2065 44 987 3 , s . m kg , m , . s m , . m kg , di . V . Re h = = = m r l. Validasi bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam dengan persamaan Manglik- Bergles. x , , - error m , m , . - , m , m , . - , . m , m , . - , , , . , . , td π- td - π td π - π H d . . . , Nu , , , , i i , i i , , i 89 , 2 100 3 61 3 61 14 , 63 14 , 63 01434 00076 4 14 3 01434 00076 2 2 14 3 01434 00076 4 14 3 14 3 05035 , 01434 , . 2 . 769 , 1 469 3 01 5517 023 4 2 2 4 2 . 769 , 1 Pr Re 023 2 8 , 4 8 2 8 4 8 = = = ÷ ø ö ç è æ + ÷ ø ö ç è æ ú û ù ê ë é + = ÷÷ ø ö çç è æ + ÷÷ ø ö çç è æ ú û ù ê ë é + = m. Penurunan tekanan dalam pipa ΔP: DP = r m .g. Dh = 995,75 kgm 3 . 9,81 ms 2 . 0,076 m ÷ ø ö ç è æ ÷÷ ø ö çç è æ 2 2 1 1 1 m N Pa . s m . Kg N commit to user 85 = 742,39 Pa n. Faktor gesekan, f : 252 2 2065 44 987 01434 01 2 39 , 742 2 3 , ms , kgm , m , m , Pa 2 V d L P f 2 i t = ÷÷ ø ö çç è æ ÷ ø ö ç è æ = ÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ = r D o. Efektivenes penukar kalor, e: C h = m h . c p,h = 0,0329kgs . 4181,72 Jkg o C = 137,58Js o C C c = m c . c p,c = 0,073 kgs . 4177,98 Jkg o C = 304,99 Js o C C h C c , C min = C h = 137,58Js o C;C maks =304,99Js o C 55 , 8 27 2 60 58 137 9 , 2448 . Q Q , , min maks h = - = - = = C , , C . Js , W T T C Q o o i c i h h e 95 , 58 137 0901 39 1444 C A . U 2 2 min i i = = = C Js . , m , C . . Wm , NTU o o Menggunakan persamaan 2.64 dan 2.65 untuk menghitung NTU : c = C min C maks = 0,45 [ ] [ ] [ ] [ ] 56 45 1 95 exp 45 1 45 1 95 exp 1 1 exp 1 1 exp 1 , , - , - . , - , - , - - -c -NTU -c . -c -NTU - ε = = = 96 1 45 56 1 56 ln 1 45 1 1 1 ln 1 1 , - , . , , - , ε . c - ε c - NTU = ÷ ø ö ç è æ - = ÷ ø ö ç è æ - = commit to user 86 4.2.3Contoh perhitungan untuk data pengujian dengan laju aliran volumetrik 2 LPM pada variasi half lengthtwisted tapeinsert Data hasil pengujian : - Temperatur air masuk pipa dalam T h,i : 60,2 o C - Temperatur air keluar pipa dalam T h,o : 44 o C - Temperatur air masuk annulus T c,i : 28,5 o C - Temperatur air keluar annulus T c,o : 36,2 o C - Beda ketinggian air pada manometer ∆h : 58 mm - Debit air masuk pipa dalam h . V · : 2,0 LPM - Laju aliran massa air masuk annulus c m · : 0,073 kgs a. Sifat-sifat air di pipa dalam dan di annulus Temperatur bulk rata-rata air di pipa dalam : T b,i = K , C , , T T o h, i h, 1 325 1 52 2 44 2 60 2 = = + = + o Sifat-sifat air di pipa dalam pada T b,i Tabel A.6, Frank P. Incropera : r h = 987,138 kgm 3 C p,h = 4182,03 Jkg. o C k i = 0,64508 Wm. o C m = 0,00053 kgm.s commit to user 87 P r = 3,415 Temperatur bulk rata-rata air di annulus : T b,o = K , C , , , T T o c, i c, 4 305 4 32 2 2 36 5 28 2 = = + = + o Sifat-sifat air di annuluspada T b,o Tabel A.6, Frank P. Incropera : r c = 994,886 kgm 3 C p,c = 4177,93 Jkg. o C k o = 0,62049 Wm. o C m = 0,00076 kgm.s b. Laju aliran massa air di pipa dalam, h m · : · · = V . m h h r = 987,138 kgm 3 . ÷ ø ö ç è æ 3 m s.1000 60 LPM 2,0 = 0,0329 kgs c. Laju perpindahan panas di pipa dalam Q h dan di annulus Q c : Q h = h m · .C p,h .T h,i – T h,o = 0,0329 kgs . 4182,03 Jkg. o C . 60,2-44 o C = 2.228,94 W Q c = h m · .C p,c .T c,o – T c,i = 0,073 kgs . 4177,93 Jkg. o C . 36,2-28,5 o C = 2.348,41 W d. Heat balance error: Heat balance error= Q Q c h - = W 41 , 2348 94 , 2228 - = 119,47 W commit to user 88 heat balance error= x100 Q error balance heat h = x W , W , 100 94 2228 47 119 = 5,36 e. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata sisi annulus,h o : C , n ΣT T o w,o w,o 1 42 10 5 , 48 4 , 45 7 , 44 , 43 1 , 42 8 , 41 7 , 39 9 , 38 4 , 38 2 , 38 = + + + + + + + + + = = - C . 21 , 2433 4 , 32 1 , 42 . 0995 , 41 , 2348 . A Q o 2 2 , , o c m W C m W T T h o b o w o = - = - = - o f. Bilangan Nusselt rata-rata di sisi annulus, Nu o : 94 , 18 62049 00483 21 , 2433 2 = = = C Wm . , m , C . Wm k . D h Nu o o o h o o g. Koefisien perpindahan panas overallberdasarkan permukaan dalam pipa dalam, U i : Q h = h m · .C p,h .T h,i – T h,o = U i .A i . DT LMTD U i = LMTD i h LMTD i o h, i h, h p, h T . A Q T . A T - T . .C m D D = · U i = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - i c, o h, o c, i h, i c, o h, o c, i h, i h T - T T - lnT T - T T - T . L . d . Q p U i = C 28,5 - 36,244 - 60,2 ln 28,5 - 44 36,2 - 60,2 m 2 . m 0,01434 . 3,14 W 2228,94 o ÷÷ ø ö çç è æ - commit to user 89 U i = 1273,11Wm 2 . o C h. Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata di pipa dalam, h i : h i = o o i m i o i i h . d d k . d d ln . d U 1 1 - - 2 ú û ù ê ë é - - = C . Wm m . , m , C Wm. . , , m . , C . Wm , o o o 2 2 21 , 2433 01584 01434 237 2 01434 01584 ln 01434 11 1273 1 1 =2436,6 Wm 2 . o C i. Koefisien perpindahan panas overallberdasarkan permukaan luar pipa dalam,U o : o m i o o i i o o h . k d d ln . d . d h d U 1 2 1 + + = ú û ù ê ë é + + = C . Wm C Wm. . , , m. , m , C . . Wm m , U o o o o 2 2 21 , 2433 1 237 2 01434 01584 ln 01584 01434 6 , 2436 01584 1 C . m W , U o o 2 55 1152 = j. Bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam, N u,i : 17 , 54 64508 01434 6 , 2436 2 = = = C Wm . , m , C . Wm k . d h Nu o o i i i i k. Bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam, Re : Kecepatan rata-rata aliran air di pipa dalam, V : 2 . . 4 1 i i d V A V V p · · = = commit to user 90 ms , L m x s menit x m . π. LPM , 2065 1000 1 60 1 01434 , 4 1 2 3 2 = = 33 5515 00053 01434 2065 138 987 3 , s . m kg , m , . s m , . m kg , d . V . Re i h = = = m r l. Validasi bilangan Nusselt rata-rata di pipa dalam dengan persamaan Manglik- Bergles. x - error m , m , . - , m , m , . - , . m , m , . - , , , . . , td π- td - π td π - π H d . . . , Nu , , , , i i , i i , , i 8 , 15 100 17 , 54 17 , 54 73 , 62 73 , 62 01434 00076 4 14 3 01434 00076 2 2 14 3 01434 00076 4 14 3 14 3 05035 , 01434 , . 2 . 769 , 1 415 3 33 , 5515 023 4 2 2 4 2 . 769 , 1 Pr Re 023 2 8 , 4 8 2 8 4 8 = = = ÷ ø ö ç è æ + ÷ ø ö ç è æ ú û ù ê ë é + = ÷÷ ø ö çç è æ + ÷÷ ø ö çç è æ ú û ù ê ë é + = m. Penurunan tekanan dalam pipa ΔP: DP = r m .g. Dh = 995,75 kgm 3 . 9,81 ms 2 . 0,058 m ÷ ø ö ç è æ ÷ ÷ ø ö ç ç è æ 2 2 1 1 1 m N Pa . s m . Kg N = 566,56Pa n. Faktor gesekan, f : 192 2 2064 138 987 01434 01 2 56 566 2 3 , ms , kgm , m , m , Pa , 2 V d L P f 2 i t = ÷÷ ø ö çç è æ ÷ ø ö ç è æ = ÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ = r D commit to user 91 o. Efektivenes penukar kalor, e: C h = m h . c p,h = 0,0329kgs . 4182,03 Jkg o C = 137,59Js o C C c = m c . c p,c = 0,073 kgs . 4177,93 Jkg o C = 304,99 Js o C C h C c , C min =C h =137,59Js o C ; C maks = 304,99 Js o C 51 5 28 2 60 59 137 94 2228 , C , , C . Js , W , T T . C Q Q Q o o i , c i , h min h maks = - = - = = e 83 59 137 0901 11 1273 2 2 , C Js , m , C . . Wm , C A . U NTU o o min i i = = = Menggunakan persamaan 2.64 dan 2.65 untuk menghitung NTU : c = C min C maks = 0,45 [ ] [ ] [ ] [ ] 51 45 1 83 exp 45 1 45 1 83 exp 1 1 exp 1 1 exp 1 , , - , - . , - , - , - - -c -NTU -c . -c -NTU - ε = = = 82 1 45 51 1 51 ln 1 45 1 1 1 ln 1 1 , - , . , , - , ε . c - ε c - NTU = ÷ ø ö ç è æ - = ÷ ø ö ç è æ - = Dari perhitungan di atas apabila dilakukan pada daya pemompaan yang sama adalah sebagai berikut: · Plaintube pada debit 4,5 LPM commit to user 92 7,5.10 -5 m 3 s . 448,88 Nm 2 p = 0,03367 Nms p = = 0,03367 Nms p untuk pipa dalam dengan half length twisted tape insert terdapat pada debit antara 2,5 dan 3 LPM, dengan interpolasi linier maka didapatkan nilai sebagai berikut: h i = 3561,25Wm 2 . o C Nu= 79,05 f = 0,117 sehingga didapatkan, 981 56 3628 25 3561 2 2 , C . Wm , C . Wm , h h η pp o o pp p s = ÷÷ ø ö çç è æ = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ = NuNu p = 79,0580,31 = 0,984 ff p =0,1170,0301= 3,869 = 0,03367 Nms p untuk pipa dalam dengan fulllength twisted tape insertterdapat pada debit antara 2 dan 2,5 LPM, dengan interpolasi linier maka didapatkan nilai sebagai berikut: h i = 3176,45 Wm 2 . o C Nu= 70,63 f = 0,214 sehingga didapatkan, 875 , C . m W 56 , 3628 C . m W 176,45 3 h h pp o 2 o 2 pp p s = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ = h NuNu p = 70,6380,31 = 0,879 commit to user 93 ff p =0,214 0,0301= 7,112 Tabel 4.4 Perbandingan antara plaintube dan insert pada daya pemompaan yang sama V . ΔP p = V . ΔP s Plain tube Full length twisted tape insert Half length twisted tape insert h i Nu, i f h i Nu, i f η hi Nu, i f η 0,0072 1653,27 36,71 0,073 0,0102 2059,71 45,70 0,053 0,0137 2473,77 54,85 0,041 0,0176 2866,39 63,50 0,034 0,0228 3299,3 73,05 0,029 2852,51 63,38 0,158 0,866 0,0337 3628,56 80,31 0,030 3176,45 70,63 0,214 0,875 3561,25 79,05 0,117 0,981 0,0423 3877,57 85,78 0,028 3536,15 78,58 0,190 0,912 3877,92 86,03 0,108 1,000 0,0617 4265,55 94,32 0,030 4161,13 92,39 0,164 0,976 4378,09 97,02 0,097 1,026 0,0693 4541,89 100,43 0,026 4047,26 89,89 0,169 0,891 4543,47 100,65 0,094 1,000 0,0846 4871,69 107,66 0,025 4503,21 99,89 0,149 0,924 4887,52 108,25 0,087 1,003 0,1059 5222,68 115,36 0,025 4769,29 105,75 0,149 0,913 5301,88 117,41 0,082 1,015 0,1330 5747,21 126,91 0,026 5137,83 113,88 0,143 0,894 5947,93 131,65 0,073 1,035 90 83 0,1626 6090,49 134,43 0,026 5574,40 123,53 0,133 0,915 6678,69 147,76 0,063 1,097 0,1963 6486,12 143,15 0,026 5977,73 132,45 0,127 0,922 6985,98 154,51 0,066 1,077 0,2342 6781,15 149,58 0,026 6429,66 142,44 0,121 0,948 7296,16 161,32 0,070 1,076 0,2642 7163,27 157,97 0,025 6680,13 147,95 0,119 0,933 7512,30 166,08 0,069 1,049 0,3123 7612,76 167,83 0,026 7006,36 155,09 0,119 0,920 commit to user 1 4.3. Analisa Data 4.3.1 Uji Validitas Penukar Kalor Tanpa Twisted TapeInsert Plain Tube.