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BAB IV DATA DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dianalisis mengenai pengaruh variasi bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam inner tube dan pengaruh penambahan classic twisted
tape insert dan perforated twisted tape insert dengan diameter lubang 4 mm dan
6,5 mm di pipa dalam dari penukar kalor pipa konsentrik saluran persegi terhadap karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekannya.
Pengujian dilakukan dengan memvariasi bilangan Reynolds aliran air di pipa dalam dengan variasi debit 2 - 10 LPM untuk pipa tanpa twisted tape insert
plain tube, sedangkan untuk pipa dalam dengan twisted tape insert variasi bilangan Reynolds pada debit 2 - 8,5 LPM. Pengujian dilakukan dengan menjaga
temperatur air panas masukan pada pipa dalam adalah konstan 60
o
C, sedangkan air dingin masuk ke annulus dengan temperatur ± 28
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 analisis 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 pada sisi pipa dalam
∆ P, temperatur air panas masuk T
hi
dan keluar T
ho
pipa dalam, dan temperatur air dingin masuk T
ci
dan keluar T
co
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 :
69
70
Tabel 4.1.Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam pada variasi tanpa twisted tape insert plain tube.
T
h,i
T
h,o
T
c,i
T
c,o
T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
T
7
T
8
T
9
T
10
h
LPM °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C m
2,0 60,5
47,5 27,3
33,7 45,7
44,1 40,1
39,2 38,9
38,6 37,5
38,6 38,4
35,6 0,0043
2,5 60,3
49,6 28,9
35,6 49,1
48,3 44,3
43,8 42,6
42,4 40,2
41,0 41,0
37,6 0,0055
3,0 60,4
50,8 28,4
35,3 50,5
50,0 45,9
46,1 44,2
44,6 41,7
43,3 42,5
39,1 0,0075
3,5 60,3
51,4 28,2
35,7 51,1
51,5 47,2
48,3 45,6
45,9 43,1
44,6 43,4
40,2 0,0095
4,0 60,4
52,3 27,8
35,6 52,8
52,4 48,9
49,4 47,6
48,2 44,6
47,0 44,2
41,1 0,0100
4,5 60,2
52,6 28,1
36,3 53,0
52,5 48,8
49,9 47,5
48,4 44,9
47,5 44,7
41,8 0,0135
5,0 60,2
53,1 28,1
36,8 53,9
53,1 50,3
50,7 48,6
49,3 46,5
48,5 46,4
43,5 0,0158
5,5 60,0
53,8 28,8
37,1 54,8
54,1 51,3
51,4 51,0
50,2 49,4
49,7 48,1
44,6 0,0178
6,0 60,2
54,0 28,6
37,6 54,9
54,3 51,7
51,5 50,3
50,3 49,0
49,8 48,3
45,0 0,0193
6,5 60,0
54,4 28,8
37,7 55,3
55,1 52,2
52,4 51,5
51,3 50,2
51,2 49,3
46,0 0,0240
7,0 60,1
54,8 28,8
37,9 55,6
55,4 52,8
52,9 51,9
51,6 50,7
51,6 49,8
46,7 0,0255
7,5 60,3
55,2 28,8
38,0 55,7
55,5 53,1
53,2 52,2
52,1 51,1
52,2 50,3
47,3 0,0288
8,0 60,5
55,6 28,7
38,1 56,2
55,8 53,3
53,5 53,2
52,3 51,9
52,8 50,9
47,7 0,0323
8,5 60,5
55,7 28,8
38,6 56,1
55,4 53,3
53,1 53,1
52,4 51,6
51,8 50,7
47,9 0,0345
9,0 60,3
55,8 28,5
38,6 56,7
56,3 54,4
54,1 54,0
52,9 52,9
53,5 51,6
47,7 0,0400
9,5 60,2
55,8 28,3
38,7 57,1
56,5 54,4
54,2 54,1
53,5 53,2
53,9 51,9
49,2 0,0460
10,0 60,5
56,1 27,7
38,8 57,3
56,8 55,1
54,6 54,8
53,9 53,8
54,3 52,4
49,7 0,0530
71
Tabel 4.2. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam dengan perforated twisted tape insert I diameter lubang 6,5 mm
T
hi
T
ho
T
ci
T
co
T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
T
7
T
8
T
9
T
10
h
LPM °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C m
2,0 60,2
45,0 28,2
35,2 46,9
46,3 41,8
41,6 41,0
39,6 36,9
37,7 37,3
34,4 0,012
2,5 60,1
47,2 28,6
36,0 48,9
48,5 44,7
44,3 44,5
41,2 38,9
40,9 39,6
36,7 0,013
3,0 60,2
48,3 28,6
36,8 50,6
49,8 46,1
46,3 45,4
43,0 41,2
43,1 41,6
38,6 0,015
3,5 60,3
49,7 28,6
37,1 50,7
50,1 46,4
46,6 45,8
43,6 41,6
43,9 42,0
39,2 0,020
4,0 60,4
50,8 28,7
37,5 51,8
51,2 47,7
48,0 47,2
45,2 43,3
45,3 43,4
40,7 0,022
4,5 60,3
51,5 28,7
37,8 52,4
51,6 48,6
48,6 47,9
46,0 44,2
46,2 44,2
41,5 0,023
5,0 60,2
51,9 28,7
38,0 52,9
52,2 49,6
49,4 48,7
47,3 45,7
46,5 44,7
42,2 0,026
5,5 60,0
52,3 28,7
38,3 53,4
52,6 50,0
50,0 49,2
47,7 46,0
47,7 45,6
43,2 0,028
6,0 60,2
53,1 28,8
38,5 53,7
53,3 50,9
50,7 50,0
48,7 47,2
48,7 46,4
44,4 0,032
6,5 60,3
53,5 28,8
38,7 54,4
53,9 51,5
51,1 50,6
49,5 48,0
49,5 47,4
45,3 0,034
7,0 60,5
54,1 28,8
38,8 55,0
54,3 52,1
51,9 51,2
50,5 48,9
50,3 48,0
46,5 0,035
7,5 60,3
54,2 28,6
39,0 55,6
54,9 53,0
52,5 51,9
51,0 49,9
50,6 48,8
47,0 0,040
8,0 60,1
54,5 28,7
39,0 55,9
55,5 53,6
53,1 52,6
51,9 50,8
51,6 49,4
47,8 0,044
8,5 60,2
54,8 28,7
39,2 56,2
55,7 54,0
53,6 53,0
52,3 51,3
52,3 50,0
48,7 0,045
72
Tabel 4.3. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam dengan perforated twisted tape insert II diameter lubang 4 mm
T
hi
T
ho
T
ci
T
co
T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
T
7
T
8
T
9
T
10
h LPM
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
m
2,0 60,4
46,1 27,8
34,0 50,5
47,5 45,0
42,7 42,8
39,8 40,5
41,2 37,7
35,5 0,018
2,5 60,3
47,6 27,9
35,6 51,4
48,7 46,8
44,2 44,6
41,6 42,3
43,0 39,2
37,1 0,020
3,0 60,4
49,0 28,8
36,0 52,8
50,4 48,2
46,1 46,1
43,0 43,7
44,6 40,9
38,5 0,023
3,5 60,4
50,6 28,7
36,2 54,5
52,2 50,8
49,1 49,0
46,2 47,3
47,3 44,1
40,3 0,025
4,0 60,4
51,2 28,7
36,5 54,5
52,4 52,2
49,0 48,8
46,0 46,3
47,3 43,7
39,9 0,030
4,5 60,5
51,8 28,1
36,7 54,7
52,9 51,1
49,5 49,2
46,9 47,0
47,7 44,3
40,9 0,034
5,0 60,3
52,4 28,4
37,0 54,9
53,5 51,9
50,5 49,9
48,2 48,0
49,3 45,3
42,1 0,039
5,5 60,2
52,7 28,3
37,4 55,3
53,8 52,5
50,9 50,7
49,2 48,7
49,3 46,0
42,8 0,035
6,0 60,0
53,1 28,7
38,0 55,6
54,4 54,0
51,9 51,1
50,1 49,6
50,1 47,0
44,2 0,042
6,5 60,2
53,5 28,7
38,7 56,2
55,2 54,9
52,6 51,9
51,1 50,6
51,1 48,1
45,3 0,047
7,0 60,1
53,7 28,7
39,5 56,7
55,5 56,0
53,3 53,3
52,4 51,5
52,3 49,2
46,6 0,052
7,5 60,3
53,9 28,8
40,2 56,9
55,8 55,0
53,9 53,3
52,4 51,5
52,3 49,2
46,6 0,056
8,0 60,3
54,0 28,8
40,8 56,6
55,8 55,1
53,8 52,9
52,4 51,8
52,4 49,6
47,3 0,060
8,5 60,3
54,3 28,8
41,2 57,1
56,3 56,1
54,3 53,6
52,8 52,4
52,8 50,3
47,9 0,064
73
Tabel 4.4. Data hasil pengujian variasi laju aliran volumetrik air panas di pipa dalam dengan variasi classic twisted tape insert
T
hi
T
ho
T
ci
T
co
T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
T
6
T
7
T
8
T
9
T
10
h
LPM °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C °C
°C m
2,0 60,4
43,50 27,9
35,3 47,6
47,6 42,9
41,5 40,3
38,6 37,4
35,7 35,6
32,3 0,021
2,5 60,3
45,80 28,2
36,2 54,5
50,0 44,8
43,5 45,7
42,2 43,5
43,3 41,2
37,0 0,025
3,0 60,2
46,70 28,5
37,8 53,3
51,7 46,5
46,1 47,5
44,4 45,0
45,2 43,0
39,3 0,027
3,5 60,5
48,20 28,3
38,0 54,2
52,3 47,5
47,1 48,3
45,3 45,6
45,4 43,8
40,3 0,034
4,0 60,5
49,30 28,6
38,8 54,6
53,2 48,4
48,4 49,2
46,4 46,4
46,6 44,9
41,5 0,035
4,5 60,5
49,60 28,6
39,8 54,8
53,3 49,2
49,1 50,1
47,5 47,3
47,4 45,7
42,3 0,039
5,0 60,4
50,50 28,8
40,6 55,4
54,1 50,2
50,2 50,9
48,7 48,5
48,7 46,9
43,8 0,042
5,5 60,2
50,90 28,6
40,9 56,0
54,2 50,5
50,5 51,2
49,4 49,1
49,1 47,4
44,4 0,045
6,0 60,5
51,60 28,6
41,4 56,2
54,5 51,2
51,1 51,7
50,0 49,7
50,0 48,2
45,4 0,049
6,5 60,3
52,00 28,6
41,8 56,5
55,3 51,9
51,9 52,4
50,6 50,4
50,9 49,0
46,5 0,050
7,0 60,3
52,40 28,5
42,1 56,7
55,7 52,6
52,3 52,7
51,5 50,8
51,2 49,5
46,9 0,054
7,5 60,3
52,70 28,6
42,8 56,7
55,7 52,7
52,6 52,8
51,7 51,2
51,7 49,8
47,3 0,060
8,0 60,5
53,10 28,6
43,2 56,7
55,7 53,1
52,9 53,2
51,9 51,7
52,0 50,3
48,0 0,067
8,5 60,5
53,50 28,6
43,6 56,8
55,9 53,6
53,3 53,6
53,5 52,1
52,5 50,8
48,8 0,075
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74
4.2 Perhitungan Data
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