pengujian karakteristik perpindahan panas …... · perhitungan unjuk kerja termal pin fin array...

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS

DAN PENURUNAN TEKANAN DARI INLINE ELLIPTICAL

PIN FIN ARRAY DALAM RECTANGULAR CHANNEL

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

Yustisiaji Deworo

I 0404069

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul .............................................................................................. i

Halaman Surat Penugasan ............................................................................ ii

Halaman Pengesahan ................................................................................... iii

Halaman Motto ............................................................................................. iv

Halaman Abstrak ......................................................................................... v

Halaman Persembahan ................................................................................. vii

Kata Pengantar ............................................................................................. viii

Daftar Isi ...................................................................................................... x

Daftar Tabel ................................................................................................ xiii

Daftar Gambar ............................................................................................. xiv

Daftar Notasi ................................................................................................. xvi

Daftar Lampiran ........................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................ 2

1.3. Batasan Masalah ...................................................................... 2

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................. 4

1.6. Sistematika Penulisan ............................................................. 4

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ..................................................................... 5

2.2. Dasar Teori .............................................................................. 7

2.2.1. Sirip ................................................................................... 7

2.2.2. Sirip Pin ............................................................................. 12

2.2.3. Macam-Macam Bentuk Sirip Pin ...................................... 13

2.2.3.1. ........................................................................... Kubus

................................................................................. 13

2.2.3.2. ........................................................................... Silinde

r ................................................................................. 13

2.2.3.3. ........................................................................... Ellips

................................................................................. 14

2.2.3.4. ........................................................................... Oblong

................................................................................... 15

2.2.4. Aplikasi Sirip Pin .............................................................. 16

2.2.5. Perpindahan Panas ............................................................ 17

2.2.6. Parameter Tanpa Dimensi ................................................. 18

2.2.7. Perhitungan Perpindahan Panas dan Faktor Gesekan

pada Pin Fin Array ........................................................... 19

2.2.7.1 .Perhitungan Perpindahan Panas (Heat Transfer) ..... 19

2.2.7.2. Perhitungan Faktor Gesekan (Friction Factor).......... 25

2.2.7.3. Perhitungan Unjuk Kerja Termal Pin Fin Array........ 25

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................. 27

3.2. Spesimen Penelitian .................................................................. 27

3.3. Alat Penelitian ........................................................................ 28

3.4. Pelaksanaan Penelitian ............................................................ 33

3.4.1. .................................................................................. Tahap

Persiapan ......................................................................... 33

3.4.2. .................................................................................. Tahap

Pengujian ......................................................................... 34

3.5. Metode Analisis Data .............................................................. 35

3.6. Diagram Alir Penelitian .......................................................... 36

BAB IV DATA DAN ANALISIS

4.1 Data Hasil Pengujian ................................................................ 37

4.2 Perhitungan Data ...................................................................... 43

4.3 Analisis Data ........................................................................... 50

4.3.1 Pengaruh Bilangan Reynolds dan Jarak Antar Titik Pusat

Sirip Dalam Arah Streamwise Terhadap Karakteristik

Perpindahan Panas ........................................................... 50


Sirip Dalam Arah Streamwise Terhadap Karakteristik

Penurunan Tekanan ......................................................... 53


Sirip Dalam Arah Streamwise Terhadap Unjuk Kerja

Termal .............................................................................. 55

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ............................................................................. 62

5.2. Saran ........................................................................................ 62

Daftar Pustaka ............................................................................................. 64

Lampiran ..................................................................................................... 66

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1. Spesifikasi spesimen penelitian ............................................... 28

Tabel 4.1. Data hasil pengujian spesimen 1 (Sx/Dπ = 3,57; Sy/Dπ = 2,38) . 38




Tabel 4.5. Data hasil pengujian spesimen 5 (Plat Tanpa Sirip) ................ 42

Tabel 4.6. Perhitungan spesimen 1 ............................................................ 57

Tabel 4.7. Perhitungan spesimen 1 (Lanjutan) ......................................... 57









DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Beberapa contoh jenis extended surface ................................. 8

Gambar 2.2. Beberapa contoh jenis permukaan penukar kalor kompak ..... 9

Gambar 2.3. Perbedaan-perbedaan gradien temperatur dalam sirip ........... 10

Gambar 2.4. Sebuah susunan sirip pin ellips ............................................... 12

Gambar 2.5. Susunan sirip pin ..................................................................... 13

Gambar 2.6. Perbandingan antara konfigurasi susunan staggered sirip pin

kubus dan sirip pin diamond ................................................................ 13

Gambar 2.7. Perbandingan sirip pin silinder lurus dengan sirip pin silinder

berfillet ..................................................................................... 14

Gambar 2.8. Ukuran relatif dari circular fin, SEF dan N fin ....................... 14

Gambar 2.9. Konfigurasi susunan staggered menggunakan sirip pin

oblong ...................................................................................... 15

Gambar 2.10. Potongan melintang sudu turbin dengan pendinginan dalam

(internal cooling) ................................................................... 16

Gambar 2.11. Pin fin assembly dalam suatu saluran udara segiempat dengan

clearance nol ......................................................................... 22

Gambar 3.1. Spesimen penelitian ............................................................... 28

Gambar 3.2. Skema alat penelitian ............................................................. 29

Gambar 3.3. Alat penelitian inline elliptical pin fin assembly ..................... 29

Gambar 3.4. Pelurus aliran udara (flow straightener) ................................. 29

Gambar 3.5. Fan hisap ................................................................................. 30

Gambar 3.6. Pemanas listrik (electric heater) ............................................. 30

Gambar 3.7. Manometer U dan posisi titik pengukuran tekanan ................ 30

Gambar 3.8. Termokopel tipe T................................................................... 31

Gambar 3.9. Posisi 3 buah termokopel untuk mengukur temperatur

udara masuk seksi uji ........................................................................... 31

Gambar 3.10. Posisi 5 buah termokopel untuk mengukur temperatur

udara keluar seksi uji ........................................................................... 31

Gambar 3.11. Pemasangan termokopel pada base plate ............................... 31

Gambar 3.12. Anemometer ........................................................................... 32

Gambar 3.13. Regulator pengatur tegangan listrik yang masuk heater ........ 32

Gambar 3.14. Multitester digital ................................................................... 33

Gambar 3.15. Amperemeter .......................................................................... 33

Gambar 4.1. Posisi titik pengukuran temperatur udara ............................... 37

Gambar 4.2. Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap koefisien

perpindahan panas konveksi rata-rata pada Sx/Dπ = 3,57 .................... 50

Gambar 4.3. Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap bilangan

Nusselt pada Sx/Dπ = 3,57 ................................................................... 51

Gambar 4.4. Grafik pengaruh nilai Sx/Dπ terhadap bilangan Nusselt pada

Sx/Dπ = 3,57 ......................................................................................... 52

Gambar 4.5. Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap penurunan

tekanan pada Sx/Dπ = 3,57 .................................................................. 53

Gambar 4.6. Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap faktor

gesekan pada Sx/Dπ = 3,57.................................................................. 54

Gambar 4.7. Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap unjuk kerja

termal pada Sx/Dπ = 3,57 .................................................................... 55

DAFTAR NOTASI

Lt = Panjang seksi uji ( m )

H = Tinggi sirip ( m )

Wb = Lebar specimen ( m )

L = Panjang specimen ( m )

2a = Panjang sumbu mayor sirip pin ellips ( m )

2b = Panjang sumbu minor sirip pin ellips (m)

Dπ = Equal circumference diameter sirip pin ellips ( m)

Afront = Luas frontal dari sirip – sirip ( m2 )

As = Luas total permukaan perpindahan panas ( m2 )

At = Luas penampang melintang saluran udara ( m2 )

Dh = Diameter hidrolik ( m )

inT = Temperatur rata – rata udara masuk saluran udara (

oK )

outT

= Temperatur rata – rata udara keluar saluran udara ( oK )

bT

= Temperatur udara rata – rata base plate ( oK )

Tf = Temperatur film ( oK )

V = Kecepatan rata- rata dalam saluran udara (m/s)

Vmaks = Kecepatan uadara maksimum yang melalui sirip pin (m/s)

ρ = massa jenis udara (kg/m3)

ν = viskositas kinematik udara (m2/s)

µ = viskositas dinamik udara (kg/m.s)

CP = Panas jenis udara (kJ/kg.oC)

Qelect = Laju aliran panas dari heater (W)

m = Laju aliran masa udara ( kg/s )

Qconv = Laju perpindahan panas konveksi (W)

Qloss = Heat losses yang terjadi pada seksi uji

ha = Koefisien perpindahan panas konveksi rata – rata dengan sirip (W/m2.K)

hs = Koefisien perpindahan panas konveksi rata – rata tanpa sirip (W/m2.K)

Nu = Bilangan Nusselt saluran udara ( Duct Nusselt number )

NuD = Bilangan Nusselt pada pin ( Pin Nusselt number )

Re = Bilangan Reynold saluran udara ( Duct Reynold number )

ReD = Bilangan Reynold pada pin ( Pin Reynold number )

P = Penurunan tekanan

f = Faktor gesek

η = Unjuk kerja termal

Vh = Tegangan listrik heater ( V )

Ih = Arus listrik heater ( A )

Vf = Tegangan listrik fan ( V )

If = Arus listrik fan ( A )

cos = Faktor daya listrik 2 phase

Pfan = Daya listrik fan ( pumping power ) ( W )

g = Kecepatan gravitasi ( kg m2/s )

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data spesimen 1 kecepatan 0,5 m/s dan 1 m/s ....................... 66

Lampiran 2. Data spesimen 1 kecepatan 2 m/s dan 3 m/s .......................... 67








Lampiran 10. Data spesimen 3 kecepatan 2 m/s dan 3 m/s ......................... 75


Lampiran 12. Data spesimen 3 kecepatan 5,5 m/s dan 6 m/s ...................... 77









Lampiran 21. Thermophysical Property untuk udara .................................... 86

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sirip sering digunakan pada alat penukar kalor untuk meningkatkan luasan

perpindahan panas antara permukaan utama (prime surface) dengan fluida di

sekitarnya. Idealnya, material sirip harus memiliki konduktivitas termal yang

tinggi untuk meminimalkan perbedaan temperatur antara permukaan utama

dengan permukaan yang diperluas (extended surface). Aplikasi sirip sering

dijumpai pada sistem pendinginan ruangan, peralatan elektonik, sistem

pembakaran dalam pada motor, trailing edge sudu turbin gas, alat penukar kalor

kompak (compact heat exchanger) dengan udara sebagai media perpindahan

panasnya. Ada berbagai tipe sirip pada alat penukar kalor yang telah digunakan

diantaranya mulai dari bentuk yang relatif sederhana seperti sirip segiempat

(rectangular), silindris, annular, tirus (tapered) atau pin sampai dengan kombinasi

dari berbagai geometri yang berbeda dengan jarak yang teratur dalam susunan

selang-seling (staggered) ataupun segaris (inline). Hal ini menjadi subjek dari

suatu penelitian yang menarik dan luas karena perannya yang penting untuk

berbagai aplikasi dalam dunia keteknikan.

Salah satu tipe sirip dalam peralatan penukar kalor yang mempunyai banyak

pemakaian dalam berbagai aplikasi industri adalah sirip pin. Sirip pin adalah

elemen berbentuk silinder atau bentuk lainnya yang dipasang secara tegak lurus

terhadap dinding alat penukar panas dengan fluida pendingin mengalir dalam arah

aliran melintang (crossflow) terhadap dinding alat penukar panas tersebut (bagian

permukaan yang terkena panas). Sirip-sirip pin yang menonjol dari sebuah

permukaan yang mengalami pemanasan dapat meningkatkan luas permukaan

disipasi atau pembuangan panas dan menyebabkan pencampuran aliran yang

turbulen sehingga meningkatkan unjuk kerja disipasi panas yang berdampak pada

meningkatnya ketahanan (reliability) dan umur peralatan.

Terdapat berbagai parameter yang menggolongkan sirip pin, seperti bentuk

pin, tinggi pin, diameter pin, perbandingan tinggi-diameter pin (H/D) dan

sebagainya yang dapat disusun secara segaris (inline) ataupun secara selang-seling

(staggered) terhadap arah aliran fluida pendinginnya. Selain itu laju perpindahan

panas dari suatu rakitan sirip pin (pin fin assembly) ke lingkungan juga tergantung

pada distribusi temperatur pada sirip pin dan plat dasar (base plate), geometri sirip

pin, shroud clearance (jarak antara ujung sirip pin dengan permukaan atas saluran

udara), sifat-sifat fluida, laju aliran udara, jarak antara titik pusat sirip (inter-fit

pitch), susunan sirip pin dan orientasi dari penukar panas (terutama untuk laju

aliran udara yang rendah).

Laju perpindahan panas pada plat dasar dengan temperatur tertentu dapat

ditingkatkan dengan menaikkan koefisien perpindahan panas rata-rata, menaikkan

luas permukaan perpindahan panas atau kedua-duanya. Kenaikan perpindahan

panas dapat dicapai dengan cara konveksi paksa (forced convection) atau

mengubah konfigurasi geometri dari alat penukar panas. Dalam praktiknya, cara-

cara ini dibatasi oleh penurunan tekanan maksimum yang diijinkan melalui

susunan sirip pin tersebut karena kenaikan perpindahan panas akan disertai

penurunan tekanan. Energi yang hilang karena penurunan tekanan dapat melebihi

energi yang didapatkan dari usaha peningkatan perpindahan panas tersebut.

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimanakah pengaruh bilangan Reynolds dan jarak antar titik pusat sirip

dalam arah aliran udara (streamwise direction) terhadap karakteristik perpindahan

panas dan penurunan tekanan serta unjuk kerja termal dari elliptical pin fin

assembly yang disusun secara inline (segaris) dalam saluran segiempat

(rectangular channel).

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi sebagai berikut:

1. Material pin fin dan base plate yang digunakan adalah duralumin.

2. Dimensi base plate yang digunakan adalah ; panjang 200 mm, lebar 150

mm dan tebal 6,5 mm

3. Dimensi elliptical pin fins yang digunakan adalah ; tinggi 75 mm, panjang

sumbu mayor (2a) 15 mm dan panjang sumbu minor (2b) 6 mm.

4. Jarak antara ujung sirip pin dengan permukaan atas saluran udara (shroud

clearence) adalah nol.

5. Penelitian menggunakan alat saluran udara segiempat yang terdiri dari:

Saluran udara segiempat berdimensi penampang 150 mm x 75 mm

Pemanas listrik (electric heater)

Fan hisap

Pelurus aliran udara (flow straightener)

Manometer tipe U

6. Permukaan dalam saluran udara dilapisi dengan bahan melamin yang

halus, sehingga faktor gesekan diabaikan.

7. Permukaan luar saluran udara dimana seksi uji diletakkan diisolasi

dengan glasswool dan styrofoam sehingga perpindahan panas ke

lingkungan diminimalisasi.

8. Parameter yang dibuat konstan yaitu temperatur permukaan base

plate, temperatur udara masuk, jarak antar sirip dalam arah

melintang (spanwise).

9. Parameter yang divariasi adalah kecepatan udara masuk yaitu sebesar 0,5

m/s, 1 m/s, 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s, 5,5 m/s dan 6 m/s dan jarak antar

sirip dalam arah aliran udara (streamwise) yaitu sebesar 25 mm, 30 mm,

37,5 mm dan 50 mm.

10. Pengujian karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta

unjuk kerja termal dari elliptical pin fin assembly dilakukan pada kondisi

tunak (steady state).

11. Penelitian dilakukan dalam keadaan diam (static experiment) dan pada

temperatur kamar.

1.4 Tujuan dan Manfaat

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh bilangan Reynolds terhadap karakteristik

perpindahan panas dan penurunan tekanan dari elliptical pin fin assembly

dengan susunan sirip inline dalam rectangular channel.

2. Mengetahui pengaruh jarak antar titik pusat sirip dalam arah aliran

udara (streamwise direction) terhadap karakteristik perpindahan panas

dan penurunan tekanan dari elliptical pin fin assembly dengan susunan

sirip inline dalam rectangular channel.

3. Mengetahui pengaruh variasi bilangan Reynolds dan jarak antar titik pusat

sirip dalam arah aliran udara terhadap unjuk kerja termal dari elliptical pin

fin assembly dengan susunan sirip inline dalam rectangular channel.

Hasil penelitian yang diperoleh diharapkan dapat memberikan

manfaat sebagai berikut:

1. Mampu memberikan pengetahuan baru yang berguna dalam ilmu

perpindahan panas, khususnya mengenai karakteristik perpindahan panas

dan unjuk kerja termal dari elliptical pin fin assembly dengan susunan sirip

inline dalam rectangular channel.

2. Dapat diterapkan dalam sistem pendinginan sudu-sudu turbin gas, sistem

elektronik modern dan industri pesawat terbang.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah,

perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat

penelitian.

BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan

pengujian susunan sirip pin, dasar teori tentang sirip pin dan teori

perhitungan perpindahan panas, penurunan tekanan dan unjuk kerja

termal dari susunan sirip pin dalam saluran segiempat.

BAB III : Metodologi penelitian, menjelaskan tempat dan pelaksanaan

penelitian, peralatan yang digunakan, langkah-langkah penelitian

dan pengambilan data.

BAB IV : Data dan analisis, menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan

data hasil pengujian serta analisis hasil dari perhitungan.

BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Li, Q. et al (1998) meneliti karakteristik perpindahan panas dan tahanan

aliran dari susunan staggered sirip pin ellips pendek dalam saluran segiempat

dengan aliran udara melintang. Seksi uji mempunyai ukuran lebar 240 mm, tinggi

12,75 mm dan dibuat dari plexiglass dengan tebal 10 mm. Dimensi sirip pin ellips

yang digunakan mempunyai panjang sumbu mayor, 2a = 16 mm, panjang sumbu

minor, 2b = 9 mm, sehingga equal circumference diameter dari sirip pin D =

12,75 mm, dan tinggi 12,75 mm (sama dengan tinggi saluran udara). Jarak antar

titik pusat sirip dalam arah spanwise dan streamwise, S1/D = 1,10 – 3,00. Dalam

penelitian ini hanya satu sirip yang dibuat dari naphthalene untuk setiap pengujian

dan lainnya dibuat dari lilin (wax). Dengan menggunakan analogi perpindahan

panas-massa dan teknik sublimasi napthalene, koefisien perpindahan panas rata-

rata pada sirip-sirip pin dan pada base plate dapat dinyatakan. Koefisien

perpindahan panas rata-rata total dari sirip pin dihitung dan koefisien tahanan juga

diteliti. Hasil percobaan menunjukkan bahwa perpindahan panas dari sebuah

saluran dengan sirip-sirip pin ellips lebih besar daripada dengan sirip-sirip pin

bundar (circular), sedangkan tahanan aliran dari saluran dengan sirip-sirip pin

ellips lebih rendah daripada sirip-sirip bundar pada range bilangan Reynolds dari

1.000 – 10.000.

Sara et al. (2000) melakukan penelitian mengenai analisa unjuk kerja pada

solid bloks yang dipasang pada plat datar di dalam duct flow. Hasil dari penelitian

ini menyatakan bahwa perpindahan panas dari solid blocks akan meningkat secara

signifikan karena adanya penambahan luasan permukaan perpindahan panas.

Disamping itu, peningkatan bilangan Reynolds akan menyebabkan penurunan

unjuk kerja termal.

Tahat, M. et al. (2000) meneliti tentang perpindahan panas kondisi

tunak pada suatu sirip pin yang disusun secara inline maupun staggered yang

orthogonal terhadap aliran udara rata-rata. Penelitian tersebut menggunakan

saluran udara segiempat (rectangular channel) yang berdimensi 405 mm x

100 mm x 3000 mm dengan variasi kecepatan aliran udara 6 m/s, 7 m/s

dan 7,8 m/s. Spesimen berupa plat datar berdimensi 250 mm x 300 mm

yang diberi sirip pin berbentuk silinder pejal dengan diameter 8 mm dan

panjang 90 mm dengan jarak antar titik pusat sirip, Sx/D = 9,86 – 63,44 dan Sy/D

= 1,09 – 83,92. Dari penelitian tersebut diperoleh bahwa laju panas yang

hilang meningkat seiring dengan meningkatnya bilangan Reynolds, namun

menurun seiring dengan meningkatnya jarak antar titik pusat sirip pin untuk

stream-wise direction dan span-wise direction

Uzol, O., dan Camci, C., (2001) meneliti karakteristik peningkatan

perpindahan panas dan kerugian tekanan total (total pressure loss) untuk dua

altenatif susunan sirip pin ellips (sirip ellips dengan jenis SEF dan N fin) dan

hasilnya dibandingkan terhadap susunan sirip pin bundar (circular). Dua geometri

berbeda susunan sirip pin ellips dengan panjang sumbu mayor berbeda diuji,

tetapi keduanya mempunyai panjang sumbu minor sama dengan diameter sirip

bundar dan ditempatkan pada sudut serang (angle of attack) 0o terhadap aliran

bebas (free stream). Panjang sumbu mayor dari kedua tipe sirip pin ellips tersebut

masing-masing adalah 1,67 kali dengan diameter sirip pin circular (SEF) dan 2,5

kali dengan diameter sirip pin circular (N fin). Susunan sirip pin dengan H/D =

1,5 diposisikan dalam konfigurasi staggered 2 baris, dengan 3 sirip di baris

pertama dan 2 sirip di baris kedua dengan S/D = X/D = 2. Pengukuran

perpindahan panas dan kerugian tekanan total dilakukan dalam saluran segiempat

dengan aspect ratio 4,8 dan dengan variasi bilangan Reynolds antara 10.000 –

47.000 berdasarkan kecepatan masuk dan diameter sirip. Liquid Crystal

Thermography digunakan untuk mengukur distribusi koefisien perpindahan panas

konveksi, Hasilnya menunjukkan bahwa kemampuan peningkatan perpindahan

panas dari susunan sirip pin circular rata-rata sekitar 25-30% lebih tinggi dari

susunan sirip pin ellips. Sedangkan dalam hal kerugian tekanan total, susunan

sirip pin circular menghasilkan 100-200% lebih besar kerugian tekanan daripada

susunan sirip pin ellips. Hal ini membuat susunan sirip pin ellips sangat

menjanjikan sebagai alternatif alat pendinginan selain susunan sirip pin circular

yang biasa digunakan dalam aplikasi pendinginan sudu turbin gas.

Bilen, K. et al. (2002) meneliti tentang karakteristik perpindahan panas,

korelasi gesekan pada suatu sirip pin silinder yang dipasang pada permukaan

elemen dengan susunan inline (segaris) maupun staggered (selang-seling) pada

saluran segiempat dimana udara sebagai fluida kerja. Saluran terbuat dari kayu

dengan dimensi 2000 mm x 180 mm x 100 mm, dengan ketebalan dinding 18 mm.

Spesimen berupa plat dasar terbuat dari alumunium dengan dimensi 300 mm x

180 mm x 2 mm. Sirip yang digunakan memiliki diameter 25 - 29 mm dan tinggi

100 mm dengan susunan Sx/D = 2,2 dan Sy/D = 1,72 – 3,45. Parameter dari

penelitian ini adalah bilangan Reynolds dijaga antara 3.700 – 30.000 tergantung

pada diameter hidraulik, susunan sirip, dan jarak antar sirip. Dari penelitian

tersebut diperoleh hasil bahwa dengan meningkatnya bilangan Reynolds akan

meningkatkan bilangan Nusselt, yang berarti meningkatkan perpindahan panas.

Tetapi dengan meningkatnya bilangan Reynolds, peningkatan perpindahan panas

(heat transfer enhancement) dan unjuk kerja termal semakin menurun, dimana

perpindahan panas maksimum terjadi pada variasi Sy/D = 2,59. Penambahan sirip

pin pada suatu permukaan meningkatkan perpindahan panas dari permukaan

tersebut sebagai hasil dari kenaikan luasan permukaan perpindahan panas dan

turbulensi tetapi mengorbankan penurunan tekanan yang lebih besar dalam

saluran.

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Sirip

Studi tentang komponen-komponen perpindahan panas berunjuk kerja

tinggi yang berkenaan dengan berat, volume, dan biaya yang semakin kecil, dan

perilakunya dalam berbagai kondisi lingkungan termal disebut permukaan

perpindahan panas yang diperluas (extended surface heat transfer).

Komponen-komponen ini telah diaplikasikan pada pesawat ruang angkasa (air-

land-space vehicles), dalam proses-proses kimia, refrigerasi, dan kriogenika,

dalam peralatan listrik dan elektronika, dalam tungku konvensional dan turbin

gas, dalam proses pembuangan panas pada boiler, dan dalam modul bahan

bakar nuklir.

Permukaan-permukaan penyerap panas maupun pembuang panas masing-

masing dikenal sebagai permukaan utama (prime surface). Apabila permukaan

utama diperluas dengan permukaan tambahan seperti dalam gambar 2.1,

maka gabungan antara kedua permukaan tersebut dinamakan permukaan yang

diperluas (extended surface). Elemen yang digunakan untuk memperluas

permukaan utama dikenal sebagai sirip (fin). Jika elemen sirip tersebut

berbentuk kerucut atau silinder, sirip tersebut dinamakan spines atau pegs.

Gambar 2.1. Beberapa contoh jenis extended surface: (a) sirip longitudinal (memanjang)

dengan profil segiempat (b)pipa silindris dengan sirip berprofil segiempat (c) sirip

longitudinal dengan profil trapezioda (d) sirip longitudinal dengan profil parabola (e) pipa

silindris dengan sirip radial berprofil segiempat (f) pipa silindris dengan sirip radial

berprofil trapezoida (g)cylindrical spine (h)truncated conical spine (i) truncated

parabolic spine.

Kebutuhan untuk perlengkapan pesawat terbang, pesawat ruang

angkasa, turbin gas, pengkondisian udara, dan kriogenika telah mendapatkan

perhatian khusus dalam hal keringkasan permukaan alat penukar panas,

terutama pada permukaan yang mengalami gradien tekanan yang kecil dalam

fluida yang bersirkulasi melaluinya. Beberapa diantaranya ditunjukkan dalam

gambar 2.2. Keringkasan (compactness) mengacu pada perbandingan luas

permukaan perpindahan panas per satuan volume alat penukar panas.

Definisi awal dari Kays dan London (1950) menetapkan bahwa

elemen alat penukar panas kompak adalah alat penukar panas yang mempunyai

kelebihan 245 m2 per meter kubik alat penukar panas. Elemen alat penukar

panas kompak telah tersedia lebih dari 4100 m2 per meter kubik dibandingkan

dengan 65 – 130 m2 per meter kubik untuk alat penukar panas konvensional

dengan pipa 5/8 – 1 in. Kebanyakan elemen alat penukar panas kompak terdiri

dari plat-plat permukaan utama atau pipa-pipa yang dipisahkan oleh plat,

batang atau spines, yang juga bertindak sebagai sirip. Seperti pada gambar

2.2(d), setiap sirip dapat diperlakukan sebagai sirip tunggal dengan tinggi sirip

sama dengan setengah dari jarak plat pemisah dan dengan plat pemisah

bertindak sebagai permukaan utama. Sehingga, alat penukar panas kompak

dipandang sebagai bentuk lain dari permukaan yang diperluas (extended surface).

Gambar 2.2. Beberapa contoh jenis permukaan penukar kalor kompak: (a) pipa silinder

(b) pipa silinder dengan sirip-sirip radial (c) flat tube dengan sirip kontinyu (d) sirip plat

(plate fin) (e)offset plate fin (f) crossed rod matrix.

Apabila sirip dan permukaan utamanya ditempatkan pada lingkungan

termal yang seragam, efektivitas permukaan sirip lebih kecil daripada permukaan

utama. Hal ini dapat dilihat pada plat dengan sirip memanjang (longitudinal)

pada penampang melintang segiempat pada gambar 2.3. Permukaan plat bagian

dalam membuang panas dari sumber panas dengan koefisien perpindahan panas

seragam dan temperatur T1, sedangkan permukaan plat bagian luar dan sirip

membuang panas tersebut ke lingkungan sekelilingnya yang lebih dingin dengan

koefisien perpindahan panas seragam dan temperatur Ts. Permukaan plat yang

lebih dingin berada pada temperatur intermediate Tp, dan panas dari sumber panas

meninggalkan plat karena adanya gradien temperatur, Tp – Ts., Dengan cara yang

sama, permukaan sirip dengan temperatur tertentu T, dan panas meninggalkan

sirip karena adanya gradien temperatur T – Ts. Panas memasuki sirip

melalui dasarnya (base), dimana itu berhubungan dengan plate dan bergerak

berpindah secara kontinyu melalui sirip secara konduksi. Hampir dalam setiap

kasus, temperatur dasar sirip akan sangat mendekati sama dengan Tp. Panas

yang diserap oleh sirip melalui dasarnya dapat mengalir menuju ujung sirip

hanya jika ada gradien temperatur dalam sirip, yakni Tp lebih besar dari T.

Untuk kondisi ini, karena temperatur T bervariasi dari dasar hingga ujung sirip,

gradien temperatur T – Ts akan lebih kecil daripada Tp – Ts, sehingga satu

satuan luas permukaan sirip akan kurang efektif dibandingkan dengan satu

satuan luas permukaan plat atau permukaan utama.

Gambar 2.3. Perbedaan-perbedaan gradien temperatur dalam sirip.

Rugi mutlak dari unjuk kerja satu satuan permukaan sirip dibandingkan

terhadap satu satuan permukaan utama dinamakan inefisiensi sirip. Efisiensi sirip

didefinisikan sebagai perbandingan antara panas aktual yang hilang dari sirip

terhadap panas ideal yang hilang jika temperatur seluruh permukaan sirip sama

dengan temperatur dasarnya. Sirip dengan ukuran, bentuk, dan material

tertentu memiliki efisiensi sirip yang berbeda-beda, dan efisiensi sirip akan

bervariasi terhadap konduktivitas termal dan cara perpindahan panasnya

berkenaan dengan lingkungannya. Referensi telah dibuat untuk permukaan

yang diperluas berisikan beberapa tipe permukaan utama dan beberapa tipe sirip.

Banyak pengetahuan mengenai aliran panas, profil temperatur, efisiensi dan

optimasi parameter-parameter sirip dapat diperoleh dari analisis tiga geometri

dasar sirip yang ditunjukkan dalam gambar 2.1. yaitu sirip longitudinal, sirip

radial dan spines.

Sirip dengan berbagai geometri dan konduktivitas termal akan

memberikan reaksi yang berbeda terhadap sumber panas dan penyerap panas

(source and sink) yang seragam dan identik. Sebaliknya, terdapat banyak hal

mengapa temperatur dan koefisien perpindahan panas dari sumber panas dan

penyerap panas bisa bervariasi. Hal penting dalam menganalisis geometri sirip

adalah asumsi-asumsi yang diambil untuk menentukan dan membatasi masalah

dan tentunya menyederhanakan penyelesaiannya. Analisis dari tiga geometri dasar

sirip dapat dilakukan dengan mengacu pada asumsi Murray-Gardner, yaitu:

a. Aliran panas dalam sirip dan temperaturnya tetap konstan terhadap

waktu.

b. Material sirip adalah homogen, konduktivitas termal sama di segala

arah, dan tetap konstan.

c. Koefisien perpindahan panas konveksi di permukaan sirip konstan

dan seragam di keseluruhan permukaan sirip.

d. Temperatur dari medium lingkungan sirip konstan.

e. Ketebalan sirip adalah kecil, dibandingkan dengan tinggi dan

panjangnya, sehingga gradien temperatur melewati ketebalan sirip dan

perpindahan panas dari tepi sirip dapat diabaikan.

f. Temperatur dasar sirip adalah seragam.

g. Tidak ada tahanan kontak dimana dasar sirip digabung dengan

permukaan utama.

h. Tidak ada sumber panas di dalam sirip itu sendiri.

i. Panas yang ditransfer melalui ujung sirip diabaikan dibandingkan

dengan panas yang meninggalkan permukaan lateralnya.

j. Perpindahan panas ke atau dari sirip sebanding terhadap kelebihan

temperatur antara sirip dan medium sekitar.

2.2.2 Sirip Pin

Sirip pin adalah elemen berbentuk silinder atau bentuk lainnya yang

dipasang secara tegak lurus terhadap dinding alat penukar panas, dengan

fluida pendingin mengalir dalam arah aliran melintang (crossflow) terhadap

elemen tersebut. Terdapat berbagai parameter yang menggolongkan sirip pin,

seperti bentuk, tinggi, diameter, perbandingan tinggi-diameter (H/D) dan

sebagainya. Sirip pin dengan perbandingan tinggi-diameter (H/D) antara 0,5 – 4

dikategorikan sebagai sirip pin pendek (short pin fin), sedangkan sirip pin panjang

(long pin fin) memiliki perbandingan tinggi-diameter > 4. Perbandingan

tinggi-diameter yang besar merupakan bagian yang menarik dalam aplikasi

alat penukar panas dalam hal pencapaian koefisien perpindahan panas yang

sangat tinggi.

Gambar 2.4. Sebuah susunan sirip pin ellips.

Sirip pin dapat disusun dalam dua arah utama. Pada gambar 2.5.

sirip-sirip pin ditunjukkan dalam susunan segaris (inline) dan selang-seling

(staggered). Sy adalah jarak antar titik pusat sirip sepanjang arah aliran (stream-

wise direction), sedangkan Sx adalah jarak antar titik pusat sirip yang diukur

normal/tegak lurus terhadap arah aliran (span-wise direction).

Gambar 2.5. Susunan sirip pin (a) inline (b) staggered.

2.2.3 Macam-Macam Bentuk Sirip pin

2.2.3.1 Kubus

Sirip pin berbentuk kubus (cubic pin fin) dapat disusun secara segiempat

maupun diamond berdasarkan arah aliran. Diamond merupakan susunan

segiempat yang diputar 45o. Gambar 2.6. menunjukkan sketsa kedua tipe

susunan.

Gambar 2.6. Perbandingan antara konfigurasi susunan staggered sirip pin kubus

dan sirip pin diamond.

2.2.3.2 Silinder

Silinder lurus merupakan geometri sirip pin yang paling umum. Geometri

sirip pin yang lain adalah silinder lurus dengan ujung difillet (filleted pin fin) dan

silinder tirus (tapered cylindrical pin fin) . Hubungan antara geometri sirip pin

silinder lurus dengan geometri sirip pin silinder berfillet ditunjukkan dalam

gambar 2.7.

Gambar 2.7. Perbandingan sirip pin silinder lurus dengan sirip pin silinder berfillet.

2.2.3.3 Ellips

Sirip pin ellips adalah bentuk silinder yang direntangkan dalam satu

arah garis diameternya. Gambar 2.8. menunjukkan sketsa geometri circular fin

dan dua bentuk sirip pin ellips. Dalam menguji sirip pin ellips, sumbu utama

(major axis) segaris dengan arah aliran.

Gambar 2.8. Ukuran relatif dari circular fin, SEF dan N fin.

Bentuk-bentuk sirip pin ellips dapat dijelaskan sebagai berikut :

a. Standard Elliptical Fin (SEF).

Sirip pin ini mempunyai standar penampang ellips dengan panjang sumbu

minor sama dengan diameter circular fin dan panjang sumbu utama adalah

1,67 kali panjang sumbu minor. Luas permukaan dari SEF dihitung 1,35 kali

luas permukaan circular fin, tetapi luas frontal efektif sama dengan circular fin

karena panjang sumbu minor sama dengan diameter circular fin.

b. N fin

Bentuk sirip ini diturunkan dari seri airfoil simetris 4 digit NACA. Panjang

sumbu minor sama dengan diameter circular fin dan panjang sumbu utama 2,5

kali panjang sumbu minor. Luas permukaan N fin dihitung 1,85 kali lebih besar

daripada luas permukaan circular fin. Luas frontal efektif adalah sama dengan

circular fin.

2.2.3.4 Oblong

Sirip pin oblong merupakan perpaduan antara bentuk silinder dan

bentuk kubus. Sirip pin oblong tersusun pada sudut orientasi yang berbeda, γ,

berdasarkan arah aliran. Gambar 2.9. menunjukkan tata nama yang

digunakan dalam sirip pin oblong.

Gambar 2.9. Konfigurasi susunan staggered menggunakan sirip pin oblong.

Kemampuan bentuk sirip pin dalam meningkatkan perpindahan panas

dapat dilihat dari kemampuannya dalam menyebabkan pemisahan aliran (flow

separation) dan menghasilkan turbulensi dalam medan aliran. Sehingga, sirip

pin dengan bentuk yang kurang aerodinamis akan menghasilkan peningkatan

perpindahan panas yang lebih baik. Misalnya pada sirip pin kubus. Karena

kuatnya gaya inersia dari aliran fluida di sekitar sirip pin, aliran tidak dapat

melekat pada permukaan sirip bagian belakang (downstream) dari sudut yang

tajam. Selain itu, perubahan lintasan aliran secara tiba-tiba di sekeliling sirip pin

kubus menyebabkan pemisahan aliran dan daerah pusaran turbulen (turbulent

vortex shedding), yang dapat menambah perpindahan panas dalam susunan sirip

pin tersebut.

2.2.4 Aplikasi Sirip pin

Perpindahan panas dari susunan sirip pin merupakan subjek yang

sangat penting dengan banyak aplikasi keteknikan. Aplikasi tersebut mulai

dari alat penukar panas kompak, boiler untuk turbin uap dan pendinginan

internal secara konveksi dari air foils turbin gas. Seperti pada gambar 2.10,

sirip pin biasanya dimasukkan dalam ruang pendinginan dalam (internal

cooling) dekat trailing edge dari sudu turbin untuk meningkatkan

perpindahan panas. Hal ini memungkinkan sudu beroperasi dalam temperatur

tinggi tanpa mengalami kerusakan, sehingga meningkatkan efisiensi termal

dan daya output.

Gambar 2.10. Potongan melintang sudu turbin dengan pendinginan dalam

(internal cooling).

Oleh karena pertimbangan aerodinamis, seperti pada gambar 2.10, trailing

edge dari sudu menuntut profil yang semakin mengecil. Untuk itu, ruang

pendinginan dalam daerah ini harus dengan bentuk penampang trapesium.

Pendingin dari pangkal sudu (blade base) bergerak memutar ke samping

kemudian dikeluarkan dari slot ujung sudu, atau melalui saluran sirip pin

kemudian keluar dari slot sepanjang trailing edge sudu. Namun, kebanyakan

penelitian yang dilakukan adalah untuk sirip pin yang menggunakan saluran

segiempat (rectangular channel) dengan aliran keluar yang lurus.

2.2.5 Perpindahan Panas

Perpindahan panas adalah ilmu yang mempelajari tentang cara untuk

meramalkan perpindahan (distribusi) energi berupa panas yang terjadi karena

adanya perbedaan temperatur di antara benda atau material. Perpindahan

panas dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu perpindahan panas secara

konduksi, konveksi dan radiasi.

Perpindahan panas secara konduksi adalah distribusi energi berupa

panas yang terjadi pada benda atau medium yang diam (padat) bertemperatur

tinggi ke bagian benda yang bertemperatur rendah atau terdapat gradien

temperatur pada benda tersebut. Dalam aliran panas konduksi, perpindahan

energi terjadi karena hubungan molekul secara langsung tanpa adanya

perpindahan molekul yang cukup besar. Bila molekul – molekul di satu daerah

memperoleh energi kinetik rata – rata yang lebih besar daripada energi kinetik

yang dimiliki oleh molekul – molekul disekitarnya, sebagaimana yang

diwujudkan pada benda yang berbeda suhu, maka molekul – molekul yang

memiliki energi lebih besar tersebut akan memindahkan sebagian energinya ke

molekul – molekul didaerah yang bersuhu rendah.

Rumus dasar perpindahan panas secara konduksi adalah :

x

TAkQ

(2.1)

dimana: Q = laju perpindahan panas (Watt)

k = konduktivitas panas (W/m.oC)

A = luasan perpindahan panas arah normal Q (m2)

∆T = beda temperatur (oC)

x = ketebalan bahan (m)

Perpindahan panas secara konveksi adalah distribusi energi berupa panas

yang terjadi karena terdapat aliran fluida. Persamaan dasar perpindahan panas

konveksi adalah :

)( TTAhQ w (2.2)

dimana: h = koefisien perpindahan panas (W/m2 oC)

Perpindahan panas konveksi ada dua macam, yaitu:

1. Konveksi alami (natural convection)

Adalah perpindahan panas konveksi yang terjadi karena berubahnya

densitas fluida tersebut yang disebabkan adanya pemanasan.

2. Konveksi paksa (forced convection)

Adalah perpindahan panas konveksi konveksi yang berlangsung dengan

bantuan peralatan mekanis, misalnya udara yang dihembuskan di atas plat

oleh kipas.

Sedangkan perpindahan panas radiasi ialah distribusi energi berupa

panas yang terjadi melalui pancaran gelombang cahaya dari suatu zat ke zat

yang lain tanpa zat perantara.

Persamaan dasar perpindahan panas radiasi adalah :

4TAQ

(2.3)

dimana: Q = panas yang dipancarkan (Watt)

ε = emisivitas (0 s.d. 1)

A = luas perpindahan panas (m2)

T = temperatur (oC)

σ = konstanta Steven Boltzman = 5,67. 10-8

W/m2 oC

Untuk benda hitam sempurna nilai emisivitasnya adalah 1.

2.2.6 Parameter Tanpa Dimensi

Persamaan perpindahan panas konveksi berkaitan dengan variabel

penting yang dinamakan parameter tanpa dimensi (dimensionless). Parameter

tanpa dimensi dalam kaitannya dengan perpindahan panas konveksi adalah:

a) Bilangan Reynolds ( Reynolds Number )

Bilangan Reynolds dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya

inersia dengan gaya kekentalan, didalam kecepatan lapis batas. Untuk kontrol

volume yang berbeda pada lapis batas ini, gaya inersia diasosiasikan dengan

sebuah kenaikan momentum dari fluida yang bergerak melewati kontrol volume.

Gaya inersia dalam bentuk xuu /)( didekati dengan persamaan :

L

VFI

2 . Gaya kekentalan diwakili dengan gaya geser dalam bentuk

yyuyyx /// dan dapat didekati dengan persamaan : 2/ LVFs .

Perbandingan gaya tersebut dapat ditulis :

L

s

I VL

LV

LV

F

FRe

/

/2

2

(2.4)

Untuk harga Re yang tinggi , gaya inersia akan lebih berpengaruh daripada gaya

kekentalan. Untuk harga Re yang rendah, gaya kekentalan akan lebih berpengaruh

dari gaya inersia.

b) Bilangan Nusselt ( Nusselt Number )

Bilangan Nusselt adalah bilangan tanpa dimensi yang menyatakan

perbandingan antara koefisien perpindahan panas konveksi terhadap konduktivitas

termal fluida. Bilangan ini menyediakan sebuah perhitungan tentang perpindahan

panas konveksi yang terjadi pada permukaan. Bilangan Nusselt dirumuskan :

fk

hDNu (2.5)

dimana :

Nu = bilangan Nusselt

h = koefisien perpindahan panas konveksi ( W/m2. oC)

D = diameter ( m )

kf = konduktivitas termal fluida ( W/m.oC)

Bilangan Nu merupakan fungsi universal dari bilangan Re. Apabila fungsi

bilangan Re diketahui, maka dapat digunakan untuk menghitung nilai Nu untuk

fluida, nilai kecepatan, dan skala panjang yang berbeda.

2.2.7 Perhitungan Perpindahan Panas dan Faktor Gesekan pada Pin-Fin

Assembly

2.2.7.1 Perhitungan Perpindahan Panas (Heat Transfer)

Kesetimbangan energi kondisi tunak (steady state) untuk permukaan uji yang

dipanaskan secara elektrik adalah sebagai berikut :

Qelect = Qconv + Qloss (2.6)

dimana :

Qelect = laju aliran panas dari listrik (W)

Qconv = laju perpindahan panas konveksi (W)

Qloss = laju aliran panas yang hilang dari sistem (heat loss) (W)

Input panas listrik dapat dihitung dari tegangan listrik dan arus listrik yang

disuplai ke permukaan. Kehilangan panas (heat loss) dari sistem bisa karena :

(i) radiasi dari permukaan

(ii) konduksi melalui dinding-dinding saluran ke atmosfer.

Sehingga persamaan (2.6) dapat ditulis menjadi :

Qelect = Qconv + Qrad + Qcond (2.7)

dimana :

Qrad = laju perpindahan panas radiasi (W)

Qcond = laju perpindahan panas konduksi (W)

Pada penelitian yang serupa, Naik et al (1987) dan Hwang dan Liou (1995)

melaporkan bahwa total heat loss radiasi dari permukaan uji yang serupa sekitar

0,5% dari total input panas listrik, sehingga radiative heat loss diabaikan. Heat

loss karena konduksi dari sisi dinding-dinding dapat diabaikan dibandingkan dari

permukaan bawah dari seksi uji, karena luas total sisi plat yang dipanaskan jauh

lebih kecil dari luas permukaan bawah. Pada penelitian ini, permukaan bawah dari

plat uji tidak dipapar ke aliran, dan disolasi dengan kombinasi lapisan isolator dan

lapisan kayu, sehingga heat loss konduksi dapat diabaikan. Analisis data akan

memuaskan jika persentase total heat loss, conv

convelect

Q

QQ kurang dari 10%

(Naphon, P., 2007).

Maka persamaan (2.7) menjadi :

Qelect = Qconv (2.8)

Panas yang dipindahkan dari permukaan bersirip dengan cara konveksi adalah :

2

outin

bsconv

TTTAhQ (2.9)

dimana :

Qconv = laju perpindahan panas konveksi (W)

h = koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata (W/m2.K)

As = luas seluruh permukaan yang kontak dengan udara dari pin fin

assembly (m2)

Tb = temperatur permukaan base plate (K)

Tin = temperatur inlet dari aliran udara (K)

Tout = temperatur outlet dari aliran udara (K)

Dari persamaan (2.9), Qconv dapat juga dinyatakan dengan :

outinpconv TTCmQ (2.10)

dimana :

= laju aliran massa udara (kg/s)

Cp = panas jenis udara (J/kg.K)

Tin = temperatur inlet aliran udara (K)

Tout = temperatur outlet aliran udara (K)

Koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata (h) dapat dihitung dengan

menggunakan kombinasi persamaan (2.9) dan (2.10), sehingga didapatkan bahwa:

2

outinbs

outinp

TTTA

TTCmh

(2.11)

Dari persamaan (2.11), laju aliran massa udara, , dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan :

m = . At. V (2.12)

dimana :

= massa jenis (densitas) udara (kg/m3)

At = luas penampang saluran udara (m2)

V = kecepatan rata-rata udara dalam saluran udara (m/s)

Gambar 2.11. Pin fin assembly dalam suatu saluran udara segiempat dengan

clearence nol.

Untuk kasus dengan clearence nol seperti pada gambar 2.11, maka At dihitung

dengan rumus :

At = H. Wb (2.13)

As adalah luas seluruh permukaan yang kontak dengan udara dari pin fin assembly

atau luas permukaan total dari permukaan plat dasar (base plate) dan fin, dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan :

As = Wb.L +

f

ba

2

22 –

f

ba

2

22 (2.14)

dimana :

Wb = lebar base plate untuk pin fin assembly (m)

L = panjang base plate untuk pin fin assembly (m)

H = tinggi saluran udara atau pin fin (m)

2a = panjang sumbu mayor sirip pin ellips (m)

2b = panjang sumbu minor sirip pin ellips (m)

Nf = jumlah total pin fin dalam pin fin assembly

Dari persamaan (2.11), nilai-nilai Tb, Tin dan Tout diukur dari percobaan yang

dilakukan menggunakan termokopel. Sedangkan sifat termofisik dari udara Cp

dihitung berdasarkan temperatur udara rata-rata, Tf = (Tin + Tout)/2 menggunakan

persamaan sebagai berikut :

Cp = 9,8185 + 7,7 x 10-4

(Tin + Tout)/2 x 102 J/kg.K (2.15)

Persamaan (2.15) berlaku untuk udara pada tekanan atmosfer dan 250 K ≤

2

outin TT ≤ 400 K

Parameter tanpa dimensi yang digunakan dalam perhitungan perpindahan

panas untuk permukaan bersirip dihitung sebagai berikut :

a. Bilangan Reynolds (Re)

Dua jenis bilangan Reynolds digunakan untuk menggolongkan kondisi aliran.

Pertama adalah bilangan Reynolds berdasarkan kecepatan rata-rata (V) dalam

saluran halus (smooth duct) dan diameter hidrolik dari saluran (Dh) dan

dinyatakan dengan :

Re = v

DV h (2.16)

Re =

hDV (2.17)

dimana :

Re = duct Reynolds number

V = kecepatan aliran udara rata-rata dalam saluran udara (m/s)

Dh = diameter hidrolik dari saluran udara (m)

ν = viskositas kinematik udara (m2/s)

ρ = massa jenis udara (kg/m3)

µ = viskositas dinamik udara (kg/m.s)

Kedua adalah berdasarkan kecepatan maksimum melalui pin fins dan ketebalan

dari pin fins, yaitu :

ReD =

DVmaks (2.18)

dimana Vmaks adalah kecepatan maksimum melalui pin fins dan dihitung

dengan menggunakan persamaan :

Vmaks = VAA

A

front

(2.19)

dimana:

ReD = pin Reynolds number

Vmaks = kecepatan udara maksimum yang melalui sirip pin (m/s)

V = kecepatan udara rata-rata dalam saluran udara (m/s)

D = equal circumference diameter sirip pin ellips (m)

D =

P, P = keliling penampang sirip pin ellips (m)

A = luas penampang saluran (m2)

Afront = luas frontal dari sirip-sirip (m2)

ReD telah digunakan secara luas dalam banyak studi perpindahan panas pada

pin fin, dan ReD tergantung pada jumlah pin dalam arah spanwise dan tinggi

dari pin fins.

b. Bilangan Nusselt (Nu)

Seperti pada definisi bilangan Reynolds, bilangan Nusselt rata-rata dinyatakan

juga dengan duct Nusselt number dan pin Nusselt number, dimana berturut-

turut dinyatakan dengan persamaan :

Nu = k

Dh h (2.20)

NuD =k

Dh (2.21)

dimana :

Nu = duct Nusselt number

NuD = pin Nusselt number

h = koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata (W/m2.K)

Dh = diameter hidrolik dari saluran udara (m)

D = equal circumference diameter sirip pin ellips (m)

k = konduktifitas termal udara (W/m.K)

Untuk saluran udara segiempat, diameter hidrolik, Dh , dihitung dengan

persamaan :

b

b

hWH

WH

P

AD

2

44 (2.22)

Properties udara, µ dan k dihitung berdasarkan temperatur udara rata-rata,

Tf = (Tin + Tout)/2 menggunakan persamaan sebagai berikut :

µ = 4,9934 + 4,483 x 10-2

(Tin + Tout/2) x 106 kg/m.s (2.23)

k = 3,7415 + 7,495 x 10-2

(Tin + Tout/2) x 103 W/m.K (2.24)

Persamaan (2.23) dan (2.24) berlaku untuk udara pada tekanan atmosfer dan 250

K ≤ 2

outin TT ≤ 400 K

2.2.7.2 Perhitungan Faktor Gesekan (Friction Factor)

Penelitian penurunan tekanan (pressure drop) sepanjang seksi uji dalam

saluran bersirip diukur di bawah kondisi aliran panas. Pengukuran ini dikonversi

ke faktor gesekan (friction factor), f. Faktor gesekan ditentukan dari nilai

pengukuran penurunan tekanan, P , sepanjang seksi uji menggunakan persamaan

2

2V

D

L

Pf

h

t

(2.25)

dimana :

f = faktor gesekan

P = perbedaan tekanan statik (N/m2)

Lt = panjang jarak titik-titik pengukuran tekanan di seksi uji (m)

Dh = diameter hidrolik (m)

= massa jenis udara (kg/m3)

V = kecepatan rata-rata udara dalam saluran udara (m/s)

2.2.7.3 Perhitungan Unjuk Kerja Termal Pin Fin Assembly

Peningkatan perpindahan panas dicapai dengan mengorbankan penurunan

tekanan. Banyak aplikasi praktis hal tersebut dibolehkan, sehingga perlu untuk

menentukan keuntungan ekonomis karena peningkatan perpindahan panas dan

pengaruh pin fins dan susunannya terhadap unjuk kerja energi overall dari sistem

perpindahan panas sekarang melalui sebuah analisis unjuk kerja termal.

Daya pemompaan (pumping power) adalah daya yang dibutuhkan untuk

mengalirkan fluida pendingin ke susunan sirip pin, dalam hal ini adalah daya

blower. Daya pemompaan blower dapat diukur dari besaran arus dan tegangan

listriknya. Untuk sebuah daya pemompaan yang konstan, adalah berguna untuk

menentukan effektiveness peningkatan perpindahan kalor dari promotor

perpindahan panas dibandingkan dengan permukaan halus, sedemikian sehingga :

aass PVPV (2.26)

Dimana sV dan aV berturut-turut adalah laju aliran volumetrik diatas plat tanpa

halangan (blocks) dan dengan halangan, sedangkan sP dan aP berturut-turut

adalah penurunan tekanan tanpa dan dengan halangan. Mengunakan persamaan

Darcy untuk penurunan tekanan dan bilangan Reynolds untuk masing-masing

geometri, dari hubungan antara permukaan dengan sirip dan permukaan halus

untuk daya pemompaan yang sama, persamaan (2.26) dapat ditulis ulang menjadi:

33 ReRe aaas ff (2.27)

Efisiensi peningkatan perpindahan panas untuk suatu daya pemompaan yang

konstan dapat dinyatakan sebagai berikut :

Ps

a

h

h

(2.28)

dimana :

ha = koefisien perpindahan panas konveksi dengan sirip (W/m2.K)

hs = koefisien perpindahan panas konveksi tanpa sirip (W/m2.K)

Jika nilai ≥ 1, teknik yang dipakai untuk menaikkan laju perpindahan panas

adalah menguntungkan dari sudut pandang energi. Jika ≤ 1, energi yang telah

digunakan untuk menaikkan laju perpindahan panas lebih besar daripada yang

diperoleh.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas dan

Termodinamika, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3.2 Spesimen Penelitian

Spesimen terdiri atas plat dasar (base plate) dengan panjang 200 mm,

lebar 150 mm, tebal 6,5 mm yang diberi sejumlah sirip pin ellips jenis N fin

dengan panjang sumbu mayor (2a) 15 mm dan panjang sumbu minor (2b) 6 mm.

Plat dasar dan sirip-sirip pin ellips terbuat dari bahan duralumin.

Gambar 3.1. Spesimen Penelitian.

Spesifikasi spesimen:

Tabel 3.1 Spesifikasi spesimen penelitian

Specimen Sx Sy Jumlah sirip

pin (Nf)

1 37,5 mm 25 mm 28

2 37,5 mm 30 mm 24

3 37,5 mm 37,5 mm 20

4 37,5 mm 50 mm 16

5 Tanpa Sirip

3.3 Alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Saluran udara segiempat

Saluran udara segiempat dibuat menggunakan triplek berlapiskan melamin

dengan dengan rangka dari kayu, dengan spesifikasi dimensinya adalah

150 mm x 75 mm x 2000 mm. Saluran udara segiempat ini dilengkapi

dengan :

isolator panasflow straightner seksi uji heater fan hisap

Gambar 3.2. Skema alat penelitian.

Gambar 3.3. Alat penelitian inline elliptical pin fin assembly.

Pelurus aliran udara (flow straightener).

Terbuat dari sedotan plastik berdiameter 5 mm, panjang 200 mm

yang disusun sedemikian sehingga membentuk segi empat dengan

dimensi 150 mm x 75 mm x 200 mm, dipasang pada bagian udara

masuk ke saluran udara segiempat.

Gambar 3.4. Pelurus aliran udara (flow straightener).

Fan Hisap

Fan hisap merupakan modifikasi sedemikian rupa dari blower,

prinsipnya adalah memanfaatkan sisi suction blower sehingga udara

yang mengalir dalam saluran segi empat adalah udara yang dihisap

oleh blower.

Gambar 3.5. Fan hisap.

Pemanas listrik (electric heater).

Terbuat dari lilitan pita nikelin dengan panjang 4 m, lebar 3 mm,dan

tebal 1,3 mm yang dililikan pada kertas mika tahan panas dengan

dimensi panjang 200 mm, lebar 150 mm, dan tebal 1 mm.

Gambar 3.6 Pemanas listrik (electric heater).

Manometer tipe U

Manometer digunakan untuk mengukur penurunan tekanan udara

yang terjadi antara sisi masuk dan sisi keluar seksi uji. Manometer

pipa U terbuat dari selang plastik berdiameter 5 mm yang kedua

ujungnya ditempatkan pada awal dan akhir dari seksi uji sejarak 200

mm, sehingga dapat mengukur besarnya beda tekanan yang terjadi

antara keduanya. Fluida yang digunakan dalam manometer ini adalah

solar.

Gambar 3.7. Manometer U dan posisi titik pengukuran tekanan.

Termokopel.

Terdiri dari 17 termokopel tipe T yang dipasang di tiap titik

pengukuran berbeda, yaitu : 3 termokopel untuk mengukur

temperatur udara masuk sebelum melewati seksi uji, 5 termokopel

setelah melewati seksi uji untuk mengukur temperatur udara keluar

seksi uji, dan 9 termokopel dipasang pada permukaan atas pada base

plate untuk mengukur temperatur permukaan base plat.

Gambar 3.8. Termokopel tipe T.

Gambar 3.9. Posisi 3 buah termokopel Gambar 3.10. Posisi 5 buah termokopel

untuk mengukur temperatur inlet. untuk mengukur temperatur outlet.

2. Thermocouple reader

Alat ini digunakan untuk menunjukkan temperatur yang diukur oleh

sensor termokopel.

Gambar 3.11. Thermocouple reader.

3. Anemometer

Anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara

yang masuk ke dalam saluran udara segiempat (seksi uji).

Gambar 3.12. Anemometer.

4. Slide Regulator

Alat ini digunakan untuk mengatur besarnya voltase listrik yang

mengalir pada heater sehingga temperature base plate dapat dijaga

konstan pada setiap variasi kecepatan aliran udara dan variasi jarak antar

titik pusat sirip pin dalam arah streamwise.

Gambar 3.13. Regulator pengatur tegangan listrik yang masuk heater.

5. Rheostat

Rheostat digunakan untuk mengatur putaran fan hisap agar didapatkan

kecepatan aliran udara yang diinginkan.

6. Multitester digital

digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik yang dibutuhkan

heater untuk mencapai temperature base plate yang diinginkan.

Gambar 3.14. Multitester digital.

7. Amperemeter

Amperemeter digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik yang

dibutuhkan heater untuk mencapai temperature base plate yang

diinginkan.

Gambar 3.15. Amperemeter.

3.4 Pelaksanaan Penelitian

Pengujian dilakukan pada keadaan diam (statis). Sistem beroperasi pada

temperatur udara masuk yang konstan sebesar 26 oC dan temperatur base plate

yang konstan sebesar 60 oC. Alat penelitian harus dinetralkan terlebih dahulu

seperti pada kondisi pengujian sebelumnya (kondisi awal) untuk periode

pengujian selanjutnya. Pengambilan data penelitian berupa temperatur dilakukan

hingga semua temperatur udara keluar seksi uji mencapai kondisi steady state.

Data-data temperatur dan beda tekanan pada keadaan steady state inilah yang

akan digunakan untuk analisis data penelitian. Dalam setiap pencatatan data akan

diperoleh 17 data temperatur (3 data temperatur udara masuk seksi uji, 5 data

temperatur udara keluar seksi uji dan 9 data temperatur base plate).

3.4.1 Tahap Persiapan

Memastikan bahwa seluruh alat yang digunakan dalam pengujian, seperti

fan hisap, saluran udara, seksi uji, heater, regulator, rheostat, manometer dan alat

pendukung lainnya telah terpasang dengan benar dan berfungsi dengan baik.

Memastikan termokopel pengukur temperatur udara masuk dan keluar telah

terhubung ke thermocouple reader serta termokopel pengukur temperatur

permukaan base plate spesimen telah terpasang dengan benar.

3.4.2 Tahap Pengujian

1. Memasang spesimen ke dalam saluran udara.

2. Menghubungkan semua termokopel dengan thermocouple reader.

3. Menghidupkan heater sebagai pemanasan awal (preheating)

4. Menghidupkan fan hisap

5. Mengatur kecepatan udara sebesar 0,5 m/s dengan mengatur putaran fan

hisap menggunakan rheostat.

6. Mengatur temperatur base plate pada temperatur 60 oC.

7. Mencatat seluruh data temperatur dan tekanan setiap 15 menit sampai

didapatkan temperatur steady.

8. Mencatat tegangan listrik dan arus listrik yang mengalir pada heater dan

fan hisap.

9. Mencatat beda tekanan yang terjadi, yang terukur pada manometer U.

10. Mematikan heater setelah selesai mengambil data.

11. Mematikan fan.

12. Mengulangi percobaan untuk variasi kecepatan udara yang lain (1 m/s, 2

m/s, 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s, 5,5 m/s dan 6 m/s).

13. Mengulangi langkah (3) – (11).

14. Mengulangi pengujian untuk variasi jarak antar titik pusat sirip pin arah

streamwise yang lain (30 mm, 37,5 mm dan 50 mm).


16. Mengulangi pengujian untuk spesimen tanpa sirip.


18. Mengatur daya pemompaan.


3.5 Metode Analisis Data

Dari data yang telah diperoleh, selanjutnya dapat dilakukan analisis data

yaitu dengan melakukan perhitungan terhadap:

a. Laju aliran panas dari heater listrik (Qelect)

b. Laju perpindahan panas konveksi (Qconv)

c. Koefisien perpindahan panas konveksi rata – rata (h)

d. Bilangan Nusselt (Nu)

e. Bilangan Reynolds (Re)

f. Faktor gesekan (f)

g. Unjuk kerja termal dari inline elliptical pin fin assembly (η)

Setelah melakukan perhitungan besaran diatas untuk setiap variasi berdasar

data yang didapat maka selanjutnya dapat disusun grafik-grafik hubungan antara :

a. Koefisien perpindahan panas konveksi rata – rata (h) dengan bilangan

Reynolds (Re)

b. Bilangan Nusselt (Nu) dengan bilangan Reynolds (Re)

c. Koefisien perpindahan panas konveksi rata – rata (h) dengan Sy/D

d. Bilangan Reynolds (Re) dengan Sy/D

e. Unjuk kerja termal (η) dengan bilangan Reynolds (Re).

Berdasar data yang diambil dan dilakukan perhitungan serta penyusunan

grafik-grafik hubungan tiap – tiap besaran tersebut maka dapat dilakukan analisa

karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta unjuk kerja termal

untuk setiap variasi kecepatan udara dan jarak antar titik pusat sirip pin dari

elliptical pin fin assembly yang disusun secara segaris (in line) dalam saluran

segiempat (rectangular channel).

3.6 Diagram Alir Penelitian

Persiapan:

Alat penelitian saluran udara segiempat

In line elliptical pin fin assembly

Mulai

Analisis data :

Laju aliran panas dari heater listrik (Qelect)

Laju perpindahan panas konveksi (Qconv)

Koefisien perpindahan panas konveksi rata – rata (h)

Bilangan Nusselt (Nu)

Bilangan Reynolds (Re)

Faktor Gesekan (f)

Unjuk kerja termal dari inline elliptical pin fin assembly (η)

Selesai

Variasi:

Kecepatan udara :

0,5 m/s, 1 m/s, 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s, 5,5 m/s, 6 m/s.

Jarak antar titik pusat sirip pin dalam arah aliran udara

(streamwise); 25 mm, 30 mm, 37,5 mm, dan 50 mm.

Hasil analisis data :

Karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta

unjuk kerja termal dari in line elliptical pin fin assembly

Pengambilan data:

Temperatur udara masuk seksi uji (Tin),

temperatur udara keluar seksi uji (Tout), dan

temperatur permukaan base plat (Tb)

Beda tekanan udara masuk dan keluar seksi

uji (P)

Tegangan listrik dan kuat arus listrik yang

digunakan pada heater dan fan.

Kesimpulan

BAB IV

DATA DAN ANALISA

Pada bab ini akan dianalisis mengenai pengaruh bilangan Reynolds dan

jarak antar titik pusat sirip dalam arah aliran udara (streamwise direction)

terhadap karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta unjuk

kerja termal dari elliptical pin fin array yang disusun secara segaris (inline) dalam

saluran segiempat (rectangular channel).

Pengujian dilakukan dengan variasi kecepatan aliran udara masuk antara 0,5

m/s – 6 m/s, dan jarak antar titik pusat sirip dalam arah aliran udara (streamwise

direction) yaitu sebesar 25 mm, 30 mm, 37,5 mm dan 50 mm. Data yang

diperoleh dalam pengujian ini, yaitu kecepatan aliran udara masuk, temperatur

udara masuk seksi uji, temperatur udara keluar seksi uji, temperatur base plate,

penurunan tekanan serta tegangan listrik dan arus listrik yang disuplai ke heater

dan fan hisap. Sistem dijalankan sampai didapatkan temperatur pada kondisi

steady pada tiap variasi pengujian. Proses pengambilan data adalah setiap 15

menit hingga tercapai kondisi steady.

4.1 Data Hasil Pengujian

Pengujian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas dan

Termodinamika Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Gambar 4.1 Posisi titik pengukuran temperatur udara

Dari hasil pengamatan temperatur udara masuk seksi uji, temperatur udara

keluar seksi uji, temperatur base plate, penurunan tekanan, kecepatan aliran udara

masuk serta tegangan listrik dan arus listrik yang disuplai ke heater dan fan hisap

saat pengujian pada kondisi steady, diperoleh data seperti pada tabel 4.1 – 4.5 di

bawah ini :

1. Spesimen 1

Tabel 4.1. Data hasil pengujian spesimen 1 (Sx/Dπ = 3,57; Sy/Dπ = 2,38)

Kecepatan aliran udara (m/s)

0,5 1 2 3 4 5 5,5 6

Tegangan heater (V) 39 51 70 77 85 89 91 92

Arus heater (A) 2 2,8 3,5 4 4,3 4,6 4,7 4,8

Tegangan fan (V) 55 70 85 97 110 134 152 184

Arus fan (A) 1,1 1,2 1,34 1,64 1,74 1,85 1,94 2,05

Beda tinggi fluida

manometer (mm) 0,4 0,7 1,4 2 2,8 3,4 3,8 4,3

Tin,1 (oC) 26,1 26 26 26 26 26,1 26,1 26,2

Tin,2 (oC) 26,2 26,1 26,1 26 26 26,1 26,1 26,2

Tin,3 (oC) 26,2 26,1 26 26,1 26 26 26 26,1

Tin,rata-rata (oC) 26,2 26,1 26 26 26 261 261 26,2

Tbase,1 (oC) 56 56,6 56,2 58,1 57,2 57,2 57,7 57,8

Tbase,2 (oC) 60,2 61 61,5 61,7 59,8 60,2 61 60,8

Tbase,3 (oC) 55,5 56,5 56,2 57,1 55,2 55,2 55 54,8

Tbase,4 (oC) 59,5 60 59,1 62,1 60 59,9 59,7 59,2

Tbase,5 (oC) 60,6 61,4 61,6 62,2 61 61 61,3 60,7

Tbase,6 (oC) 59 58,8 58,2 58,7 56,8 56,6 56,4 56,6

Tbase,7 (oC) 62 62,4 62,4 65,8 64,6 65,8 65,6 66,4

Tbase,8 (oC) 61,6 62,2 61,3 52,3 61,8 61,5 61,5 61

Tbase,9 (oC) 63,8 64,4 63,9 63,7 63,6 63,2 62,9 62,4

Tbase, rata-rata (oC) 59,8 60,4 60 60,2 60 60,1 60,1 60

Tout,1 (oC) 35,2 34,2 33 32,1 31,2 30,8 30,6 30,4

Tout,2 (oC) 34,4 33,4 32 31 30,2 29,9 29,7 29,5

Tout,3 (oC) 34,5 33,4 32,2 31,4 31 30,5 30,2 30,1

Tout,4 (oC) 36,6 35,5 33,8 32,9 32,2 31,6 31,4 31,2

Tout,5 (oC) 35 34,4 33,2 32,1 31,4 30,8 30,5 30,4

Tout, rata-rata (oC) 35,1 34,2 32,8 32 31,2 30,7 30,5 30,3

2. Spesimen 2



0,5 1 2 3 4 5 5,5 6


Arus heater (A) 1,9 2,6 3,2 3,6 4,1 4,2 4,3 4,4

Tegangan fan (V) 55 68 84 95 108 130 150 183

Arus fan (A) 1,1 1,2 1,34 1,64 1,72 1,85 1,94 2,05

Beda tinggi fluida

manometer (mm) 0,3 0,6 1,2 1,8 2,3 3 3,3 3,6

Tin,1 (oC) 26,1 26 26 26 26 26,1 26,2 26,2

Tin,2 (oC) 26 26 26 26 26,2 26,2 26,2 26,2

Tin,3 (oC) 26 26 26 26,2 26,2 26,2 26,2 26,2

Tin,rata-rata (oC) 26 26 26 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2

Tbase,1 (oC) 57,6 58,3 57,6 58,4 58,1 58,2 58,4 58,6

Tbase,2 (oC) 58,2 58,2 58,6 58 58,2 57,8 57,5 57,4

Tbase,3 (oC) 58,6 58,5 58,8 58,8 58,6 59 58,8 58,7

Tbase,4 (oC) 58,5 59,5 58,7 58,5 58,2 58,4 59,4 59,6

Tbase,5 (oC) 59,3 59,6 59 58,2 58,9 58 57,7 57,8

Tbase,6 (oC) 60,6 60,3 59,8 60,1 59,4 59,5 59 59,4

Tbase,7 (oC) 62,5 62,4 62,8 63,4 63,6 64,2 64,2 64,6

Tbase,8 (oC) 62,4 61,9 62,6 62 62,8 62,8 63 63,4

Tbase,9 (oC) 62,2 61,3 62 62,8 62,2 62,2 62 62

Tbase, rata-rata (oC) 60 60 60 60 60 60 60 60,2

Tout,1 (oC) 34 33,4 32,4 31,5 30,8 30,5 30,4 30

Tout,2 (oC) 32,6 31,5 30 29,1 29 28,4 28,2 28

Tout,3 (oC) 33,2 32,4 31,3 30,7 30,1 29,8 29,7 29,6

Tout,4 (oC) 35,4 34,5 33,4 32,6 31,8 31,2 31 30,8

Tout,5 (oC) 34,1 33,2 32 31,2 30,6 30,1 29,8 29,7

Tout, rata-rata (oC) 33,9 33 31,8 31 30,5 30 29,8 29,6

3. Spesimen 3



0,5 1 2 3 4 5 5,5 6


Arus heater (A) 1,5 2,1 2,5 3 3,3 3,5 3,5 3,5

Tegangan fan (V) 55 67 83 94 107 128 149 182

Arus fan (A) 1,1 1,2 1,34 1,64 1,72 1,85 1,94 2,05

Beda tinggi fluida

manometer (mm) 0,25 0,5 1 1,5 2,3 2,8 3 3,2

Tin,1 (oC) 26,1 26,3 26 26 26,1 26,1 26,1 26

Tin,2 (oC) 26,2 26,3 26 25,9 25,8 25,9 26 26

Tin,3 (oC) 26,3 26,3 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,3

Tin,rata-rata (oC) 26,2 26,3 26 26 26 26,1 26,1 26,1

Tbase,1 (oC) 57,8 57,6 57,5 57,5 58,2 57,8 55,6 55,5

Tbase,2 (oC) 58,8 58,6 57,8 57,4 58,3 58,2 55,8 55,7

Tbase,3 (oC) 59,5 59,5 57,4 58,2 58,1 58,5 57,5 57,1

Tbase,4 (oC) 59 59,1 59,2 58,5 58,3 58,2 59,7 58,2

Tbase,5 (oC) 59,1 59,4 59,2 58,8 58,5 58,6 59,8 58,7

Tbase,6 (oC) 60,2 62 59,9 60,6 59,7 60,2 60,2 60,6

Tbase,7 (oC) 62,2 62,4 63,8 63,5 63,4 63,7 65,5 64,8

Tbase,8 (oC) 61,2 61,3 62,4 62,6 63,1 62,8 63,5 64,6

Tbase,9 (oC) 62 62,2 62,7 63,2 62,6 62,4 62,6 64,9

Tbase, rata-rata (oC) 60 60,2 60 60 60 60 60 60

Tout,1 (oC) 30,6 30,1 29,2 28,6 28,2 28,1 28 27,9

Tout,2 (oC) 31 30,4 29,5 29,2 28,8 28,5 28,4 28,3

Tout,3 (oC) 31,2 30,8 30 29,2 28,9 28,5 28,4 28,3

Tout,4 (oC) 31,8 31,4 30,2 29,8 29,4 29 28,9 28,6

Tout,5 (oC) 31,2 30,6 29,5 28,7 28,3 28 27,9 27,8

Tout, rata-rata (oC) 31,2 30,7 29,7 29,1 28,7 28,4 28,3 28,2

4. Spesimen 4



0,5 1 2 3 4 5 5,5 6


Arus heater (A) 1,4 1,8 2,4 2,9 3,1 3,2 3,2 3,2

Tegangan fan (V) 55 65 80 93 105 127 145 180

Arus fan (A) 1,1 1,2 1,32 1,64 1,7 1,85 1,92 2,04

Beda tinggi fluida

manometer (mm) 0,2 0,4 0,8 1,2 2 2,5 2,7 3

Tin,1 (oC) 26 26,2 26,3 26,3 26,2 26,2 26,2 26,3

Tin,2 (oC) 26,2 26,4 26,3 26,3 26,4 26,4 26,4 26,3

Tin,3 (oC) 26,2 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4

Tin,rata-rata (oC) 26,1 26,3 26,3 26,3 26,3 26,3 26,3 26,3

Tbase,1 (oC) 58 58 59,5 61,3 59,4 59,3 59,2 59,2

Tbase,2 (oC) 61,1 61 60,8 59,4 60,4 60,6 60,4 60

Tbase,3 (oC) 59,2 58,5 56,9 58,6 57,4 57,8 57,8 57,9

Tbase,4 (oC) 59 61,3 61,9 61 61,8 61,6 61,3 61,1

Tbase,5 (oC) 60,5 59 58,8 58 58,7 58,6 58,4 58,3

Tbase,6 (oC) 59,2 62 61 61,2 62,8 64,3 63,4 63,4

Tbase,7 (oC) 61,5 61,3 62 60,8 61,4 61,2 60,8 60,6

Tbase,8 (oC) 61,8 61,2 62 61,2 62,2 62,3 62,2 62

Tbase,9 (oC) 60,5 57,2 57,2 57,1 58,5 58,1 58,2 58

Tbase, rata-rata (oC) 60,1 60 60 59,8 60,3 60,4 60,2 60,1

Tout,1 (oC) 30,2 29,7 29,2 28,5 28,3 28 27,9 27,8

Tout,2 (oC) 30 29,5 29 28,6 28,2 27,8 27,7 27,6

Tout,3 (oC) 30,2 29,8 29,3 29 28,6 28,4 28,2 28,1

Tout,4 (oC) 31,4 31 30,2 29,8 29,5 29,2 29 28,8

Tout,5 (oC) 31 30,8 30,1 29,4 29,1 28,8 28,7 28,6

Tout, rata-rata (oC) 30,6 30,2 29,6 29,1 28,7 28,4 28,3 28,2

5. Spesimen 5

Tabel 4.5. Data hasil pengujian spesimen 5 (plat tanpa sirip)


0,6 1,1 2,2 3,2 4,4 5,3 5,9 6,5


Arus heater (A) 1,1 1,4 1,9 2,1 2,3 2,6 2,7 2,8

Tegangan fan (V) 55 70 85 97 110 134 152 184

Arus fan (A) 1,1 1,2 1,34 1,64 1,74 1,85 1,94 2,05

Beda tingi fluida

manometer (mm) 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 1 1,2 1,3

Tin,1 (oC) 26,2 26,1 26,1 26,2 26,2 26,1 26 26

Tin,2 (oC) 26,3 26,2 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 26,1

Tin,3 (oC) 26,3 26,3 26,3 26,3 26,3 26,2 26,2 26,2

Tin,rata-rata (oC) 26,3 26,2 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 26,1

Tbase,1 (oC) 57,8 58 57,8 57,7 56,8 56,7 56,7 56,6

Tbase,2 (oC) 57,6 57,8 57,6 57,9 57,6 57,8 57,7 57,8

Tbase,3 (oC) 58,9 59,1 59,3 59,4 59 59,2 59 59

Tbase,4 (oC) 58,5 58,6 58,5 58,6 58,6 58,7 58,5 58,6

Tbase,5 (oC) 58,8 59 58,4 58,5 58,2 58,9 59,1 59

Tbase,6 (oC) 59,2 59,6 59,4 59,6 60 59,8 60 60,2

Tbase,7 (oC) 63,8 63,4 63,4 63,2 63,8 63,4 63,5 63,6

Tbase,8 (oC) 62,6 62,3 62,6 62,6 62,8 62,6 62,6 62,6

Tbase,9 (oC) 62,8 62,6 62,9 62,7 63,2 63 63 63,4

Tbase, rata-rata (oC) 60 60 60 60 60 60 60 60,1

Tout,1 (oC) 27,6 27,5 27,4 27,3 27,2 27,1 27 27

Tout,2 (oC) 27,2 27 26,9 26,8 26,8 26,7 26,6 26,6

Tout,3 (oC) 27,6 27,5 27,3 27,2 27,1 27 27 26,9

Tout,4 (oC) 30,7 30,6 30,2 30 29,8 29,7 29,6 29,5

Tout,5 (oC) 27,8 27,6 27,4 27,2 27 26,9 26,8 26,8

Tout, rata-rata (oC) 28,2 28 27,8 27,7 27,6 27,5 27,4 27,4

4.2. Perhitungan Data

Berikut akan ditampilkan perhitungan untuk variasi spesimen 1 dan Spesimen 5

Data spesimen dan seksi uji:

Panjang seksi uji (Lt) = 250 mm = 0,25 m

Tinggi sirip (H) = 75 mm = 0,075 m

Panjang sumbu mayor (2a) sirip pin = 15 mm = 0,015 m

Panjang sumbu minor (2b) sirip pin = 6 mm = 0,006 m

Equal circumference diameter sirip pin ellips (Dπ) = 10,5 mm = 0,0105 m

Panjang spesimen (L) = 200 mm = 0,2 m

Lebar spesimen (Wb) = 150 mm = 0,15 m

Contoh perhitungan

1. Spesimen 1 (Sx/Dπ = 3,57; Sy/Dπ = 2,38) pada kecepatan aliran udara 0,5 m/s

Data hasil pengujian:

Tegangan heater = Vh = 39 V Tin, rata-rata = inT = 26,2

oC = 299,2 K

Arus heater = Ih = 2 A Tout,, rata-rata = outT = 35,1

oC = 308,1 K

Tegangan fan = Vf = 55 V Tbase, rata-rata = bT = 59,8

oC = 332,8 K

Arus fan = If = 1,1 A

Beda ketinggian fluida manometer = h = 0,4 mm

Pumping power

cosIVP fffan ..

0,8xA1,1xV55

W4,48

Temperatur film

2

outin

f

TTT

2

K308,12,992

K65,033

Properti udara

3

2,299@ mkg 31,16528833K (tabel Incropera)

24 10]2107,78185,9[ xTTxxC outinp

24 10]65,303107,78185,9[ xxx

kg.KJ1005,231

32 10]210495,77415,3[ xTTxxk outin

32 10]65,30310495,77415,3[ xxx

m.KW 70,02650031

62 10]210483,49934,4[ xTTxx outin

62 10]65,30310483,49934,4[ xxx

m.skg0,00001861

Luas penampang melintang saluran udara

bWHA .

m0,15xm0,075

2m0,01125

Luas total permukaan perpindahan panas

Nf

baNfH

baLWA bs .

2

2.2..

2

22.

28.

2

006,0.015,014,328.075,0.

2

006,0015,014,3m0,2xm0,15

2m0,095

Diameter hidrolik saluran udara

P

ADh

4

b

b

WH

WH

2

..4

m0,15m0,075x2

m0,15xm0,075x4

m0,1

Laju aliran panas dari heater

cos.I.VQ hhelect

0,8xA2xV39

W4,26

Laju aliran massa udara

VAm ..

sm0,5xm01125,0xmkg165288333,1 23

skg0,00655

Laju perpindahan panas konveksi

inoutpconv TTCmQ ..

K299,2308,1xkg.KJ1005,231xskg0,00655

W1,59

Heat losses yang terjadi pada seksi uji

%100x

Q

QQQ

conv

convelect

loss

%100x59,1W

W1,5962,4W

%5,5

Koefisien perpindahan panas konveksi rata - rata

2.

..

inoutbs

inoutp

aTTTA

TTCmh

2K2,9921,083K8,323xm095,0

K2,9921,083xkg.KJ231,0051xskg00655,02

.KmW35.21 2

Bilangan Nusselt

Duct Nusselt number

k

DhNu h.

m.KW70,02650031

m0,1x.KmW35,21 2

6,80

Bilangan Reynolds

Duct Reynolds number

hDVRe

..

m.skg00001861,0

m0,1xsm0,5xmkg165288333,1 3

3131

Penurunan tekanan

hgP ..

m0004,0sm81,9mkg800 23 xx

Pa14,3

Faktor gesekan

2

Δ

2Vρ

D

L

Pf

h

t

2

sm5,0mkg165288333,1

m1,0

m25,0

,14Pa3

2

3 x

62,8

2. Spesimen tanpa sirip pada pumping power = 48,4 W

Data hasil pengujian:

Tegangan heater = Vh = 18 V Tin, rata-rata = inT = 26,27 oC = 299,3 K

Arus heater = Ih = 1,1 A Tout,, rata-rata = outT = 28,18 oC = 301,2 K

Tegangan fan = Vf = 55 V Tbase, rata-rata = bT = 60 oC = 333 K

Arus fan = If = 1,1 A

Beda tekanan ketinggian fluida manometer = h = 0,1 mm

Temperatur film

2

outin

f

TTT

2

K2,3013,992

K22,300

Properti udara

3

2,299@ mkg31,16482173K (tabel Incropera)

24 10]2107,78185,9[ xTTxxC outinp

24 10]22,300107,78185,9[ xxx

kg.KJ967,0041

32 10]210495,77415,3[ xTTxxk outin

32 10]22,30010495,77415,3[ xxx

m.KW02624324,0

62 10]210483,49934,4[ xTTxx outin

62 10]22,30010483,49934,4[ xxx

m.skg0,00001845

Luas penampang melintang saluran udara

bWHA .

m0,15.m0,075

2m0,01125

Luas total permukaan perpindahan panas

bs WLA .

m0,15xm0,2

2m0,03

Diameter hidrolik saluran udara

P

ADh

4

b

b

WH

WH

2

..4

m0,15m0,075x2

m0,15xm0,075x4

m0,1

Laju aliran panas dari heater

cos.I.VQ hhelect

0,8xA1,1xV18

W84,15

Laju aliran massa udara

VAm ..

sm0,6xm01125,0xmkg31,16482173 23

skg07860,0

Laju perpindahan panas konveksi

inoutpconv TTCmQ ..

K299,3-301,2xkg.KJ671004,9xskg0,00786

W1,15

Heat loss yang terjadi

%100x

Q

QQQ

conv

convelect

loss

%100x5,1W1

W1,155,84W1

%8,4

Koefisien perpindahan panas konveksi rata - rata

2.

..

inoutbs

inoutp

sTTTA

TTCmh

2K299,32,013K333xm0,03

K3,9922,013kg.KJ967,0041xskg0,007862

.KmW4,15 2

Bilangan Nusselt

Duct Nusselt number

k

DhNu h.

m.KW0,02624324

m0,1x.Km5,4W1 2

6,58

Bilangan Reynolds

Duct Reynolds number

hDVRe

..

m.skg00001845,0

m0,1xsm0,6xmkg164821733,1 3

3788

Penurunan tekanan

hgP ..

m0001,0sm81,9mkg800 23 xx

Pa78,0

Faktor gesekan

2

Δ

2Vρ

D

L

Pf

h

t

2

sm6,0mkg164821733,1

m1,0

m25,0

0,78Pa

2

3 x

5,1

Unjuk kerja termal pada pin-fin array

psa hh

.KmW4,15

.KmW35,212

2

39,1

Untuk nilai-nilai hasil perhitungan variasi spesimen yang lainnya dapat dilihat

pada lampiran.

4.3 Analisis Data

4.3.1. Pengaruh Bilangan Reynolds dan Jarak Antar Titik Pusat Sirip

Dalam Arah Streamwise Terhadap Karakteristik Perpindahan Panas

Sirip-sirip dipasang secara vertikal pada permukaan base plate uji

sehingga memberikan nilai-nilai Sy/Dπ sebesar 2,38, 2,86, 3,57, dan 4,76,

sedangkan nilai Sx/Dπ konstan sebesar 3,57. Pengaruh bilangan Reynolds terhadap

karakteristik perpindahan panas pada fin pin assembly susunan segaris (inline)

dapat dilihat pada gambar 4.2. Karakteristik perpindahan panas pada pin fin

assembly dapat dilihat pada hubungan antara koefisien perpindahan panas

konveksi (h) dan duct Reynolds number. Gambar 4.2 menunjukkan kelakuan

koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata terhadap bilangan Reynolds pada

jarak antar titik pusat sirip dalam arah streamwise yang berbeda-beda.

Gambar 4.2 Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap

koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata pada Sx/Dπ = 3,57.

Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa dengan kenaikan bilangan Reynolds,

maka nilai koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata (h) semakin besar. Hal

ini terjadi pada keseluruhan nilai Sy/D, dimana nilai koefisien perpindahan panas

konveksi semakin tinggi untuk nilai Sy/D yang semakin kecil, atau untuk jumlah

sirip pin ellips yang semakin banyak. Semakin besar nilai koefisien perpindahan

panas konveksi rata-rata, maka semakin besar laju perpindahan panas konveksi

yang terjadi.

Karakteristik perpindahan panas pada pin fin assembly juga dapat dilihat

pada hubungan antara duct Nusselt number dan duct Reynolds number. Gambar

4.3 menunjukkan kelakuan bilangan Nusselt rata-rata terhadap bilangan Reynolds

pada jarak antar titik pusat sirip dalam arah streamwise yang berbeda-beda untuk

susunan sirip segaris (inline).

Gambar 4.3 Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap

bilangan Nusselt pada Sx/Dπ = 3,57.

Dari gambar 4.3 dapat dilihat bahwa bilangan Nusselt meningkat dengan

kenaikan bilangan Reynolds. Hal ini terjadi pada keseluruhan nilai Sy/Dπ, dimana

nilai bilangan Nusselt semakin tinggi untuk nilai Sy/D yang semakin kecil. Ini

berarti bahwa dengan semakin kecil jarak antar titik pusat sirip dalam arah

streamwise (Sy), maka semakin besar nilai bilangan Nusselt yang terjadi.

Fenomena ini juga terjadi pada penelitian yang dilakukan oleh Tanda (2001).

Dengan semakin kecil nilai Sy/D maka jumlah sirip pin ellips semakin banyak

untuk luasan base plate yang sama. Faktor penambahan luasan permukaan

perpindahan panas yang berasal dari luasan permukaan perpindahan panas sirip

pin ellips memberikan kontribusi nyata terhadap peningkatan laju perpindahan

panas konveksi pada pin fin assembly susunan segaris tersebut. Dari gambar 4.2

dan 4.3 terlihat bahwa bilangan Reynolds berpengaruh kuat pada laju perpindahan

panas. Hal ini disebabkan dengan kenaikan laju aliran udara (kenaikan bilangan

Reynolds), maka akan menurunkan ketebalan lapis batas (boundary layer) (Bilen,

2002).

Gambar 4.4 Grafik pengaruh nilai Sy/Dπ terhadap bilangan

Nusselt pada Sx/Dπ = 3,57.

Gambar 4.4 menunjukkan kelakuan bilangan Nusselt rata-rata terhadap

Sy/D pada bilangan Reynolds yang berbeda-beda untuk elliptical pin fin array

susunan segaris. Dari gambar 4.4 dapat dilihat bahwa bahwa nilai Sy/D

mempunyai pengaruh yang sedang (moderate effect) terhadap perpindahan panas

(Nu).

Dari data-data penelitian ini dapat diperoleh korelasi matematis untuk

karakteristik perpindahan panas dari elliptical pin fin array susunan segaris.

Korelasi antara bilangan Nusselt (Nu) dengan bilangan Reynolds (Re), jarak antar

titik pusat sirip (Sy) dan panjang spesimen uji (L) adalah sebagai sebagai berikut :

Nu = 0,482Re0,568

(Sy/L)-0,377

( 4.1 )

Korelasi perpindahan panas pada persamaan (4.1) berlaku valid untuk range

bilangan Reynolds 3.131 ≤ Re ≤ 37.797, L/Dh = 2 dan 2,38 ≤ Sy/Dπ ≤ 4,76.


Dalam Arah Streamwise Terhadap Karakteristik Penurunan Tekanan

Pengaruh bilangan Reynolds dan jarak antar titik pusat sirip dalam arah

streamwise terhadap penurunan tekanan (pressure drop) dan faktor gesekan dari

elliptical pin fin array susunan inline berturut-turut dapat dilihat pada gambar

4.5 dan 4.6. Kelakuan penurunan tekanan (P) terhadap bilangan Reynolds (Re)

serupa dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Yang et al (2007). Dari

gambar 4.5 dapat dilihat bahwa penambahan sirip-sirip pin ellips susunan segaris,

menyebabkan penurunan tekanan (pressure drop) yang signifikan dibandingkan

dengan permukaan tanpa sirip-sirip pin (smooth surface).

Gambar 4.5 Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap penurunan

tekanan pada Sx/Dπ = 3,57.

Kelakuan faktor gesekan terhadap bilangan Reynolds pada gambar 4.6

serupa dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Kakac et al (1987). Nilai

penurunan tekanan (P) dan faktor gesekan (f), semakin menurun dengan

kenaikan nilai Sy/Dπ. Hal ini disebabkan dengan semakin besar nilai Sy/Dπ, maka

jumlah sirip-sirip pin ellips akan semakin berkurang, sehingga tahanan terhadap

aliran udara (resistance to flow) akan semakin berkurang (Bilen, 2002).Dari

gambar 4.6 dapat dilihat bahwa nilai Sy/Dπ lebih berpengaruh dibandingkan

bilangan Reynolds terhadap nilai faktor gesekan (f). Hal ini menunjukkan bahwa

kenaikan faktor gesekan (f) seiring dengan berkurangnya nilai Sy/Dπ pada

dasarnya disebabkan karena meningkatnya luas permukaan halangan dan efek

halangan (blockage effect) akibat kenaikan jumlah sirip-sirip pin ellips.

Gambar 4.6 Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap faktor

gesekan pada Sx/Dπ = 3,57.

Dari data-data penelitian dapat dibuat korelasi matematis antara faktor

gesekan (f) yang dihasilkan oleh sirip-sirip pin ellips susunan segaris dengan

bilangan Reynolds (Re), jarak antar titik pusat sirip (Sy) dan panjang spesimen uji

(L) sebagai berikut :

f = 4415Re-1,029

(Sy/L)-0,957

(4.2)

Korelasi faktor gesekan pada persamaan (4.2) berlaku valid untuk range bilangan

Reynolds 3.131 ≤ Re ≤ 37.797, L/Dh = 2 dan 2,38 ≤ Sy/Dπ ≤ 4,76.


Dalam Arah Streamwise Terhadap Unjuk Kerja Termal

Dari data penelitian dapat diambil kesimpulan mengenai pengaruh

bilangan Reynolds dan jarak antar titik pusat sirip dalam arah streamwise terhadap

unjuk kerja umum dari sistem dan dapat dievaluasi perolehan energi netto karena

penambahan sirip-sirip. Peningkatan perpindahan panas disertai oleh kenaikan

penurunan tekanan yang signifikan, dimana dapat mengeliminasi perolehan energi

karena peningkatan laju perpindahan panas. Untuk tujuan aplikasi praktis, analisis

unjuk kerja termal menjadi sebuah pemikiran yang berguna untuk menentukan

perolehan energi netto karena adanya penambahan sirip-sirip.

Gambar 4.7 Grafik pengaruh bilangan Reynolds terhadap unjuk kerja

termal pada Sx/Dπ = 3,57.

Gambar 4.7 menunjukkan hubungan antara unjuk kerja termal () dengan

dengan bilangan Reynolds (Re) pada jarak antar titik pusat sirip dalam arah

streamwise yang berbeda-beda untuk susunan sirip segaris (inline). Perlu

ditekankan lagi disini bahwa untuk perolehan energi netto yaitu untuk

perpindahan panas yang efektif, nilai harus lebih besar dari 1 (batas ambang

perolehan energi).

Dari gambar 4.7 dapat dilihat bahwa nilai menurun dengan kenaikan

bilangan Reynolds (Re), dan nilai bervariasi antara 0,76 dan 1,39 untuk seluruh

Sy/Dπ yang diteliti. Untuk Sy/D = 2,86 pada Re > 31.500 serta Sy/Dπ > 3,57 pada

Re > 25.200, nilai lebih kecil dari 1 dan bervariasi antara 0,76 dan 0,97. Ini

berarti bahwa pemakaian sirip-sirip ellips susunan segaris dengan Sy/D = 2,86

pada Re > 31.500 serta Sy/Dπ > 3,57 pada Re > 25.200 akan menyebabkan

kehilangan energi daripada perolehan energi. Nilai lebih besar dari 1 hanya

untuk Sy/Dπ = 2,86 pada Re < 31.500 serta Sy/Dπ > 3,57 pada Re < 25.200.

Sehingga direkomendasikan untuk memperbaiki efisiensi dari suatu sistem dengan

menggunakan pin fin assembly susunan segaris dibatasi pada spesifikasi Sy/Dπ =

2,86 pada Re < 31.500 serta Sy/Dπ > 3,57 pada Re < 25.200.

Dari gambar 4.7 dapat dilihat bahwa pada Sy/Dπ = 2,38 menghasilkan

unjuk kerja termal yang paling tinggi untuk keseluruhan Re, sehingga

direkomendasikan penggunaan elliptical pin fin array susunan segaris (inline)

dengan nilai Sy/Dπ = 2,38 untuk memperbaiki efisiensi suatu sistem. Perolehan

energi netto dapat dicapai hingga 39 % untuk nilai Sy/Dπ = 2,38 pada Re = 3131.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan, dapat diambil kesimpulan

mengenai pengujian karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta

unjuk kerja termal dari inline elliptical pin fin array dalam saluran segiempat

sebagai berikut :

1. Sirip-sirip pin ellips susunan segaris (inline) meningkatkan perpindahan

panas dari permukaan base plate sebagai hasil dari kenaikan luasan

permukaan perpindahan panas, tetapi disertai dengan adanya penurunan

tekanan (pressure drop) yang lebih besar dalam saluran segiempat.

2. Kenaikan bilangan Reynolds (Re) meningkatkan laju perpindahan panas,

tetapi menurunkan unjuk kerja termal () untuk keseluruhan nilai Sy/Dπ.

3. Faktor gesekan (f) meningkat seiring dengan berkurangnya nilai Sy/Dπ.

4. Unjuk kerja termal meningkat dengan penurunan Sy/Dπ.

5. Sirip-sirip pin ellips susunan segaris (inline) dapat mencapai perolehan

energi netto hingga 39 % untuk nilai Sy/Dπ = 2,38 pada Re = 3.131.

5.2 Saran

Berdasarkan pengalaman yang diperoleh dari penelitian tentang pengujian

karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan pada inline elliptical pin

fin array dalam saluran segiempat ini, direkomendasikan beberapa saran sebagai

berikut :

1. Temperatur udara lingkungan perlu dijaga dengan lebih baik agar

temperatur udara masuk saluran dapat lebih stabil, karena

perbedaan temperatur udara lingkungan yang terlalu tinggi sangat

berpengaruh terhadap hasil perhitungan.

2. Peningkatan kualitas pendingin ruangan dan pengadaan pemanas

ruangan agar temperatur ruangan yang dikehendaki untuk

pengambilan data dapat tercapai dalam semua kondisi cuaca.

3. Perlu adanya pengembangan penelitian mengenai pengaruh variasi

geometri, jarak antar titik pusat pin terhadap perpindahan panas dan

penurunan tekanan serta unjuk kerja termal dari pin fin assembly.

DAFTAR PUSTAKA

Bilen K., Akyol, U., and Yapici, S., 2002, Thermal Performance Analysis of A

Tube Finned Surface, International Journal of Energy Research, Vol. 26,

pp. 321-333.

Holman, J.P., 1992, Perpindahan Kalor, Edisi 6, Erlangga, Jakarta.

Hwang, J.J., Lui, C.C., 1999, Detailed heat transfer characteristic comparison in

straight and 90-deg turned trapezoidal ducts with pin-fin arrays, Journal of

Heat and Mass Transfer, Vol. 42, pp. 4005-4016.

Incropera, F.P., and DeWitt, D.P., 2007, Fundamentals of Heat and Mass

Transfer, 6th

Ed, John Willey and Sons, New York.

Kakac, S., Shah, R.K., and Aung, W., 1987, Handbook of Single Phase

Convective Heat Transfer, John Wiley and Sons, New York.

Krauss, A.D., Aziz, A., and Welty, J., 2006, Extended Surface Heat Transfer, 5th

Ed, John Wiley and Sons, Inc., England.

Li Q., Chen Z., Flechtner U., Warnecke H.J., 1998, Heat transfer and pressure

drop characteristics in rectangular channels with elliptic pin fins,

International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 19, pp. 245-250.

Lyall, M.E., 2006, Heat Transfer from Low Aspect Ratio Pin Fins, M.S. Thesis,

Departement of Mechanical Engineering, Virginia Polytechnic Institute

and State University, Blacksburg, Virginia.

Naik.S., Propert, SD, Shilston, MJ, 1987, Forced convective steady state heat

transfer from shrouded vertically fin arrays, aligned paralel to an

undisturbed air stream, Applied Energy, Vol. 26, pp. 137-158.

Naphon P., and Sookkasem A., 2007, Investigation on Heat Transfer

Characteristics of Tapered Cylinder Pin fin Heat Sinks, Energy Conversion

and Management, Vol. 48 pp. 2671–2679.

Sara O., Pekdemir T., , Yapici S., Ersahan H., 2000, Thermal performance

analysis for solid and perforated blocks attached on a flat surface in

duct flow, Energy Conversion & Management, Vol. 41, pp. 1019-1028.

Tahat, M., Kodah Z.H., Jarrah, B.A., and Probert, S.D., 2000, Heat Transfers from

Pin-Fin Arrays Experiencing Forced Convection, Applied Energy, Vol. 67,

pp. 419-442.

Tanda, G., 2001, Heat Transfer and Pressure Drop in A Rectangular Channel with

Diamond-Shaped Elements, International Jurnal of Heat and Mass

Transfer, Vol. 44, pp. 3529-2541.

Uzol O., and Camci C., 2001, Endwall Heat Transfer, Total Pressure Loss And

Wake Flow Field Characteristics Of Circular And Elliptical Pin Fin

Arrays, Pennsylvania State University, USA.

Yang, K.S., Chu, W.H., Chen, I.Y., and Wang, C.C., 2007, A Comparative Study

of the Airside Performance of Heat Sinks having Pin Fin Configurations,

International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, pp. 4661–4667.

Lampiran 1. Data spesimen 1 kecepatan 0.5 m/s dan 1 m/s

Spesimen = 1 Volt. fan = 55 V Spesimen = 1 Volt. fan = 70 V

Sy/Dπ = 2,38 Arus fan = 1,1 A Sy/Dπ = 2,38 Arus fan = 1,2 A

Volt. heater = 39 V Kec. Udara = 0,5 m/s Volt. heater = 51 V Kec. Udara = 1 m/s

Arus heater = 2 A ∆h = 0,4 mm Arus heater = 2,8 A ∆h = 0,7 mm

Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 26 26,1 26,1 26,3 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 26,1 Ti,1 26,2 26,2 26,2 26,3 26,2 26,1 26,1 26 26 26

Ti,2 26,1 26,1 26,1 26,2 26,1 26,3 26,2 26,3 26,2 26,2 Ti,2 26,2 26,1 26,3 26,3 26,3 26,2 26,2 26 26,1 26,1

Ti,3 26 26,1 26,2 26,1 26,2 26,2 26,2 26,2 26,2 26,2 Ti,3 26,3 26,3 26,3 26,4 26,3 26,3 26,2 26,1 26,1 26,1

Tb,1 56,6 56,4 56,4 56,3 56,1 56,1 56,1 56,1 56 56 Tb,1 56,8 56,8 56,7 56,7 56,7 56,7 56,6 56,6 56,6 56,6

Tb,2 60,5 60,4 60,3 60,3 60,3 60,3 60,2 60,2 60,2 60,2 Tb,2 60,7 60,8 60,8 60,8 60,9 60,9 60,9 61 61 61

Tb,3 55,8 55,8 55,8 55,7 55,6 55,6 55,6 55,6 55,5 55,5 Tb,3 56,8 56,8 56,6 56,6 56,6 56,6 56,5 56,5 56,5 56,5

Tb,4 59,7 59,6 596 59,6 59,6 59,5 59,5 59,5 59,5 59,5 Tb,4 59,6 59,6 59,8 59.8 59,9 59,9 60 60 60 60

Tb,5 60,5 60,5 60,5 60,5 60,5 60,5 60,6 60,6 60,6 60,6 Tb,5 61,2 61,2 61,2 61,3 61,3 61,3 61,3 61,3 61,4 61,4

Tb,6 59,2 59,2 59,1 59,1 59,1 59,1 59,1 59,1 59 59 Tb,6 58,6 58,6 58,6 58,7 58,7 58,7 58,7 58,7 58,8 58,8

Tb,7 62 62 62,1 62,1 62,1 62,1 62,1 62,1 62 62 Tb,7 62 62,2 62,2 62,2 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4

Tb,8 61,7 61,7 61,7 61,7 61,7 61,7 61,7 61,6 61,6 61,6 Tb,8 62 62 62 62,1 62,1 62,1 62,1 62,1 62,2 62,2

Tb,9 63,9 63,9 63,9 63,9 63,9 63,9 63,8 63,8 63,8 63,8 Tb,9 64,8 64,8 64,8 64,8 64,6 64,5 64,5 64,4 64,4 64,4

To,1 35,4 35,4 35,4 35,3 35,3 35,3 35,3 35,3 35,2 35,2 To,1 34 34 34 34 34 34,1 34,1 34,2 34,2 34,2

To,2 34,7 34,6 34,5 34,5 34,5 34,4 34,4 34,4 34,4 34,4 To,2 33,2 33,2 33,3 33,3 33,3 33,4 33,4 33,4 33,4 33,4

To,3 34,6 34,6 34,6 34,6 34,6 34,6 34,6 34,6 34,5 34,5 To,3 33,2 33,2 33,2 33,2 33,3 33,3 33,3 33,3 33,4 33,4

To,4 36,8 36,8 36,8 36,8 36,7 36,7 36,7 36,6 36,6 36,6 To,4 35,2 35,3 35,3 35,3 35,4 35,4 35,5 35,5 35,5 35,5

To,5 35,5 35,4 35,3 35,3 35,2 35,2 35,1 35 35 35 To,5 34 34,1 34,1 34,2 34,2 34,2 34,4 34,4 34,4 34,4

Lampiran 2. Data spesimen 1 kecepatan 2 m/s dan 3 m/s



Volt. heater = 70 V Kec. Udara = 2 m/s Volt. heater = 77 V Kec. Udara = 3 m/s

Arus heater = 3,5 A ∆h = 1,4 mm Arus heater = 4 A ∆h = 2 mm

Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 26,3 26,4 26,4 26,3 26,2 26,1 26,1 26 26 26 Ti,1 26,3 26,4 26,4 26,3 26,2 26,1 26,1 26 26 26

Ti,2 26,2 26,2 26,3 26,3 26,3 26,2 26 26 26,1 26,1 Ti,2 26,3 26,2 26,2 26,3 26,3 26,2 26,1 26,1 26 26

Ti,3 26,4 26,3 26,2 26,2 26,3 26,2 26,1 26 26 26 Ti,3 26,2 26,3 26,2 26,3 26,4 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1

Tb,1 56,3 56,3 56,3 56,3 56,2 56,2 56,2 56,2 56,2 56,2 Tb,1 58,2 58,2 58,2 58,1 58,1 58,2 58,1 58,2 58,1 58,1

Tb,2 61,2 61,3 61,4 61,4 61,4 61,4 61,4 61,4 61,5 61,5 Tb,2 61,9 61,9 61,9 61,9 61,8 61,8 61,8 61,9 61,7 61,7

Tb,3 56,6 56,4 56,4 56,3 56,3 56,2 56,2 56,2 56,2 56,2 Tb,3 57,3 57,3 57,3 57,2 57,2 57,2 57,2 57,3 57,1 57,1

Tb,4 59,4 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,1 59,1 Tb,4 62,4 62,3 62,3 62,3 62,2 62,1 62,1 62,4 62,1 62,1

Tb,5 61,4 61,4 61,5 61,5 61,5 61,5 61,6 61,6 61,6 61,6 Tb,5 62 62 62 62 62,1 62,1 62,2 62 62,2 62,2

Tb,6 58,5 58,5 58,5 58,5 58,3 58,3 58,3 58,2 58,2 58,2 Tb,6 59 59 58,8 58,8 58,8 58,8 58,7 59 58,7 58,7

Tb,7 62,6 62,6 62,5 62,5 62,5 62,5 62,4 62,4 62,4 62,4 Tb,7 66 66 66 66 66 65,9 65,8 66 65,8 65,8

Tb,8 61 61,1 61,1 61,2 61,2 61,3 61,3 61,3 61,3 61,3 Tb,8 52 52,1 52,2 52,2 52,2 52,2 52,2 52 52,3 52,3

Tb,9 63,5 63,6 63,6 63,8 63,8 63,9 63,9 63,9 63,9 63,9 Tb,9 64 63,6 63,6 63,6 63,6 63,6 63,7 64 63,7 63,7

To,1 33,4 33,3 33,4 33,3 33,2 33,2 33,2 33,1 33 33 To,1 32,2 32,2 32,2 32,2 32,2 32,1 32,1 32,2 32,1 32,1

To,2 32,3 32,2 32,3 32,2 32,1 32,1 32 32 32 32 To,2 31,3 31,2 31,2 31,2 31,1 31,1 31,1 31,3 31 31

To,3 32,4 32,4 32,4 32,4 32,4 32,3 32,3 32,3 32,2 32,2 To,3 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,4 31,4 31,5 31,4 31,4

To,4 33,7 33,7 33,7 33,7 33,7 33,8 33,8 33,8 33,8 33,8 To,4 33,2 33,2 33,1 33 33 33 32,9 33,2 32,9 32,9

To,5 33,5 33,5 33,4 33,4 33,4 33,3 33,3 33,2 33,2 33,2 To,5 32,5 32,5 32,2 32,2 32,2 32,2 32,2 32,5 32,1 32,1





Arus heater = 4,3 A ∆h = 2,8 mm Arus heater = 4,6 A ∆h = 3,4 mm

Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26 26 26 Ti,1 26,2 26,3 26,3 26,2 26,2 26,1 26,1

Ti,2 26,2 26,3 26,2 26,1 26,1 26 26 26 Ti,2 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 26,1 26,1

Ti,3 26,1 26,1 26,2 26,1 26 26,1 26 26 Ti,3 26,3 26,4 26,3 26,1 26 26 26

Tb,1 57,4 57,3 57,3 57,2 57,2 57,2 57,2 57,2 Tb,1 57,3 57,3 57,2 57,2 57,2 57,2 57,2

Tb,2 60 60 59,9 59,9 59,9 59,9 59,8 59,8 Tb,2 60,4 60,3 60,3 60,3 60,3 60,2 60,2

Tb,3 55,6 55,4 55,3 55,3 55,2 55,2 55,2 55,2 Tb,3 55,3 55,3 55,3 55,2 55,2 55,2 55,2

Tb,4 60 60 60 60 60,1 60 60 60 Tb,4 60 60 60 60 60 59,9 59,9

Tb,5 61,3 61,3 61,1 61,1 61,1 61 61 61 Tb,5 61,2 61,2 61,2 61,1 61 61 61

Tb,6 56,9 56,9 56,9 56,9 56,9 56,9 56,8 56,8 Tb,6 56,8 56,7 56,7 56,7 56,7 56,6 56,6

Tb,7 64,8 64,8 64,8 64,8 64,8 64,6 64,6 64,6 Tb,7 66 66 65,9 65,9 65,9 65,8 65,8

Tb,8 61,7 61,6 61,6 61,7 61,8 61,8 61,8 61,8 Tb,8 61,6 61,6 61,6 61,5 61,5 61,5 61,5

Tb,9 63,8 63,8 63,8 63,7 63,7 63,7 63,6 63,6 Tb,9 63,3 63,3 63,3 63,3 63,2 63,2 63,2

To,1 31,4 31,4 31,3 31,3 31,3 31,2 31,2 31,2 To,1 31 30,8 30,8 30,8 30,8 30,8 30,8

To,2 30,6 30,5 30,4 30,4 30,3 30,3 30,2 30,2 To,2 30 30 30 30 29,9 29,9 29,9

To,3 31,3 31,3 31,3 31,3 31,1 31,1 31 31 To,3 30,8 30,7 30,6 30,5 30,5 30,5 30,5

To,4 32,7 32,6 32,4 32,3 32,3 32,2 32,2 32,2 To,4 31,9 31,9 31,8 31,8 31,7 31,6 31,6

To,5 31,6 31,6 31,6 31,5 31,5 31,4 31,4 31,4 To,5 31 31 31 30,9 30,9 30,8 30,8






Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 26,1 Ti,1 25,8 25,8 25,9 26 26,1 26,2 26,2

Ti,2 25,8 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 Ti,2 25,8 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,2

Ti,3 26 25,9 25,9 26 26 26 26 Ti,3 25,9 25,9 26 26 26 26,1 26,1

Tb,1 57,5 57,6 57,6 57,6 57,6 57,7 57,7 Tb,1 57,6 57,6 57,7 57,7 57,8 57,8 57,8

Tb,2 60,9 60,9 60,9 60,9 61 61 61 Tb,2 60,6 60,7 60,7 60,8 60,8 60,8 60,8

Tb,3 54,8 54,9 55 55 55 55 55 Tb,3 54,6 54,6 54,7 54,7 54,7 54,8 54,8

Tb,4 59,8 59,8 59,8 59,8 59,8 59,7 59,7 Tb,4 59 59,1 59,1 59,1 59,2 59,2 59,2

Tb,5 61,4 61,4 61,3 61,3 61,3 61,3 61,3 Tb,5 60,6 60,6 60,6 60,6 60,7 60,7 60,7

Tb,6 56,1 56,1 56,3 56,3 56,4 56,4 56,4 Tb,6 56,5 56,5 56,5 56,5 56,5 56,6 56,6

Tb,7 65,3 65,3 65,4 65,5 65,5 65,6 65,6 Tb,7 66,2 66,3 66,3 66,3 66,3 66,4 66,4

Tb,8 61,2 61,3 61,3 61,4 61,4 61,5 61,5 Tb,8 60,9 60,9 60,9 61 61 61 61

Tb,9 63 63 63 62,9 62,9 62,9 62,9 Tb,9 62,2 62,2 62,3 62,3 62,4 62,4 62,4

To,1 30,5 30,5 30,5 30,5 30,6 30,6 30,6 To,1 30,2 30,2 30,3 30,3 30,3 30,4 30,4

To,2 29,5 29,6 29,6 29,7 29,7 29,7 29,7 To,2 29,2 29,3 29,4 29,4 29,5 29,5 29,5

To,3 30 30 30,1 30,1 30,1 30,2 30,2 To,3 30 30 30 30,1 30,1 30,1 30,1

To,4 31,2 31,3 31,4 31,4 31,4 31,4 31,4 To,4 31 31 31,1 31,1 31,2 31,2 31,2

To,5 30,4 30,4 30,4 30,4 30,5 30,5 30,5 To,5 30,1 30,2 30,2 30,3 30,3 30,4 30,4


Spesimen = 2 Volt. fan = 55 V Spesimen = 2 Volt. Fan = 68 V





Suhu Suhu

Ti,1 26 25,9 25,9 26 26 26 26,1 26,1 Ti,1 25,9 25,9 26 25,9 26 26 26

Ti,2 26 26,1 25,9 26 25,9 26 26 26 Ti,2 25,9 25,9 25,9 26 26 26 26

Ti,3 25,9 25,9 25,9 25,9 26 26 26 26 Ti,3 25,8 25,9 25,9 26 26,1 26 26

Tb,1 57,4 57,5 57,5 57,5 57,6 57,6 57,6 57,6 Tb,1 58 58,1 58,3 58,4 58,3 58,3 58,3

Tb,2 58 58,1 58,1 58,1 58,1 58,2 58,2 58,2 Tb,2 57,9 58 58 58,3 58,3 58,2 58,2

Tb,3 58,7 58,7 58,7 58,6 58,6 58,6 58,6 58,6 Tb,3 58,2 58,3 58,3 58,4 58,4 58,5 58,5

Tb,4 58,4 58,4 58,4 58,4 58,4 58,4 58,5 58,5 Tb,4 59,4 59,4 59,4 59.4 59,5 59,5 59,5

Tb,5 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,3 59,3 Tb,5 59,4 59,4 59,4 59,4 59,6 59,6 59,6

Tb,6 604 60,5 60,6 60,7 60,7 60,6 60,6 60,6 Tb,6 60 60,1 60,3 60,3 60,3 60,3 60,3

Tb,7 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4 62,4 62,5 62,5 Tb,7 62,1 62,1 62,1 62,3 62,3 62,4 62,4

Tb,8 62,2 62,2 62,3 62,3 62,4 62,4 62,4 62,4 Tb,8 61,7 61,7 61,8 61,8 61,8 61,9 61,9

Tb,9 62,1 62,1 62,1 62,3 62,2 62,2 62,2 62,2 Tb,9 61 61,1 61,1 61,2 61,2 61,3 61,3

To,1 34,1 34,2 34,1 34,2 34,1 34 34 34 To,1 33 33,2 33,3 33,5 33,5 33,4 33,4

To,2 32,3 32,3 32,3 32,3 32,3 32,5 32,6 32,6 To,2 31,2 31,3 31,4 31,4 31,4 31,5 31,5

To,3 33 33,1 33,1 33,1 33 33,1 33,2 33,2 To,3 32,2 32,2 32,3 32,3 32,4 32,4 32,4

To,4 35,3 35,3 35,3 35,3 35,5 35,5 35,4 35,4 To,4 34,3 34,3 34,4 34,4 34,5 34,5 34,5

To,5 34,3 34,3 34,2 34,3 34,2 34,1 34,1 34,1 To,5 33 33,1 33,1 33,3 33,3 33,2 33,2







Suhu Suhu

Ti,1 26,3 26,1 26 26 26 26 26 Ti,1 25,8 25,8 25,9 25,9 26 26 26

Ti,2 26,1 26,2 26,1 26,2 26,1 26 26 Ti,2 25,9 25,9 25,9 26 26 26 26

Ti,3 26,1 26,1 26,1 26,1 26 26 26 Ti,3 25,8 25,9 26 26,1 26,1 26,2 26,2

Tb,1 57,8 57,7 57,7 57,5 57,6 57,6 57,6 Tb,1 58 58,2 58,3 58,3 58,4 58,4 58,4

Tb,2 59 58,9 58,8 58,7 58,7 58,6 58,6 Tb,2 57,6 57,7 57,8 57,8 57,9 58 58

Tb,3 59,1 59 58,7 58,9 58,9 58,8 58,8 Tb,3 58,6 58,7 58,9 58,9 58,7 58,8 58,8

Tb,4 58,9 58,8 58,6 58,6 58,6 58,7 58,7 Tb,4 58,8 58,7 58,6 58,6 58,.5 58,5 58,5

Tb,5 58,7 58,8 58,8 59 59,1 59 59 Tb,5 58,4 58,6 58,5 58,4 583 58,2 58,2

Tb,6 60 59,9 59,9 59,9 59,9 59,8 59,8 Tb,6 60 60,3 60,2 60,2 60,2 60,1 60,1

Tb,7 63 62,9 62,9 62,9 62,9 62,8 62,8 Tb,7 63,6 63,5 63,4 63,5 63,5 63,4 63,4

Tb,8 62,8 62,7 62,7 62,6 62,7 62,6 62,6 Tb,8 61,7 61,9 62 62,1 62,1 62 62

Tb,9 62,5 62,3 62,1 62,2 62,1 62 62 Tb,9 62,4 62,5 62,7 62,7 62,7 62,8 62,8

To,1 32,8 32,6 32,5 32,5 32,5 32,4 32,4 To,1 31,1 31,2 31,3 31,4 31,5 31,5 31,5

To,2 30,4 30,3 30,1 30 30,1 30 30 To,2 28,8 28,9 29 29,2 29,2 29,1 29,1

To,3 31,6 31,5 31,5 31,4 31,3 31,3 31,3 To,3 30,5 30,6 30,7 30,8 30,8 30,7 30,7

To,4 33,6 33,5 33,4 33,4 33,5 33,4 33,4 To,4 32,2 32,3 32,4 32,5 32,6 32,6 32,6

To,5 32,5 32,3 32,2 32,1 32,1 32 32 To,5 31 31,2 31,3 31,3 31,2 31,2 31,2





Arus heater = 4,1 A ∆h = 2,3 mm Arus heater = 4,2 A ∆h = 3 mm

Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 25,8 25,8 25,9 25,9 26 26 26 26 Ti,1 26,4 26,3 26,2 26,2 26,1 26 26,1 26,1

Ti,2 25,9 25,9 25,9 26 26 26,1 26,2 26,2 Ti,2 26,3 26,3 26,2 26,3 26,2 26,2 26,2 26,2

Ti,3 25,8 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,2 26,2 Ti,3 26,4 26,3 26,2 26,3 26,3 26,2 26,2 26,2

Tb,1 57,8 57,9 58 58,1 58,3 58,2 58,1 58,1 Tb,1 58,5 58,6 58,5 58,4 58,3 58,3 58,2 58,2

Tb,2 57,9 58 58,1 58,2 58,3 58,2 58,2 58,2 Tb,2 57,5 57,5 57,4 57,5 57,6 57,7 57,8 57,8

Tb,3 58,2 58,3 58,4 58,5 58,6 58,7 58,6 58,6 Tb,3 59,4 59,5 59,3 59,2 59,1 59 59 59

Tb,4 57,8 57,9 58 58,2 58,3 58,2 58,2 58,2 Tb,4 58,6 58,7 58,6 58,5 58,6 58,5 58,4 58,4

Tb,5 57,6 57,7 57,8 58 58,6 58,8 58,9 58,9 Tb,5 58,4 58,3 58,4 58,3 58,2 58,1 58 58

Tb,6 59,2 59,3 59,4 59,6 59,5 59,5 59,4 59,4 Tb,6 59,2 59,3 59,5 59,7 59,6 59,7 59,5 59,5

Tb,7 63,4 63,4 63,5 63,6 63,7 63,7 63,6 63,6 Tb,7 64 64,2 64,3 64,4 64,3 64,4 64,2 64,2

Tb,8 62,6 62,7 62,8 63 62,9 62,9 62,8 62,8 Tb,8 63 63,1 63 62,9 63 62,9 62,8 62,8

Lampiran 8. Data spesimen 2 kecepatan 5,5 m/s dan 6 m/s






Suhu Suhu

Ti,1 25,9 25,9 26 26,1 26,1 26,1 26,2 26,2 Ti,1 25,9 26 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2

Ti,2 25,8 25,9 26 26 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,2 25,9 26 26 26,1 26,1 26,2 26,2

Ti,3 25,9 25,9 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,2 Ti,3 25,9 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,2

Tb,1 58,8 58,7 58,5 58,7 58,6 58,5 58,4 58,4 Tb,1 58,8 58,9 58,7 58,6 58,7 58,6 58,6

Tb,2 57,7 57,6 57,5 57,8 57,7 57,6 57,5 57,5 Tb,2 57,7 57,8 57,6 57,5 57,4 57,4 57,4

Tb,3 59 58,8 58,9 59 58,9 58,9 58,8 58,8 Tb,3 58,9 59 58,8 58,9 58,8 58,7 58,7

Tb,4 59,8 59,7 59,9 59,8 59,6 59,5 59,4 59,4 Tb,4 59,5 59,6 59,9 59,8 59,7 59,6 59,6

Tb,5 57,4 57,3 57,5 57,6 57,8 57,6 57,7 57,7 Tb,5 57,6 57,7 57,8 57,7 57,9 57,8 57,8

Tb,6 59,3 59,2 59,4 59,3 59,2 59,1 59 59 Tb,6 59,3 59,4 59,6 59,5 69,6 59,4 59,4

Tb,7 64,4 64,3 64,5 64,4 64,4 64,3 64,2 64,2 Tb,7 64,4 64,5 64,6 64,7 64,6 64,6 64,6

Tb,8 63,2 63,1 63 63,4 63,2 63,1 63 63 Tb,8 63,2 63,3 63,5 63,6 63,5 63,4 63,4

Tb,9 61,8 61,7 61,9 62,3 62,2 62,1 62 62 Tb,9 61,8 61,9 62 62,3 62,1 62 62

To,1 30,6 30,5 30,4 30,3 30,6 30,5 30,4 30,4 To,1 29,8 29,9 30,4 30,2 30,1 30 30

To,2 28,3 28,2 28,4 28,3 28,5 28,3 28,2 28,2 To,2 27,7 27,8 27,9 28 28,1 28 28

To,3 29,7 29,6 29,8 29,7 29,9 29,8 29,7 29,7 To,3 29,7 29,8 29,9 29,8 29,7 29,6 29,6

To,4 31,2 31,1 31,3 31,2 31,3 31,2 31 31 To,4 30,6 30,7 30,8 31 30,9 30,8 30,8

To,5 29,9 30 29,9 29,8 30 29,9 29,8 29,8 To,5 29,4 29,5 29,6 29,7 29,6 29,7 29,7



Tb,9 62 62,1 62,2 62,4 62,3 62,3 62,2 62,2 Tb,9 62,4 62,5 62,3 62,5 62,4 62,3 62,2 62,2

To,1 30,4 30,5 30,6 30,7 30,8 30,9 30,8 30,8 To,1 30,7 30,8 30,6 30,7 30,9 30,6 30,5 30,5

To,2 28,7 28,8 28,9 29 29,1 29 29 29 To,2 28,5 28,6 28,5 28,6 28,5 28,4 28,4 28,4

To,3 29,8 29,9 30 30,1 30,2 30,2 30,1 30,1 To,3 29,6 29,7 29,6 29,7 29,8 29,9 29,8 29,8

To,4 31,5 31,6 31,7 31,8 32 31,9 31,8 31,8 To,4 31,5 31,4 31,5 31,3 31,2 31,3 31,2 31,2

To,5 30,4 30,5 30,6 30,8 30,7 30,7 30,6 30,6 To,5 30,3 30,4 30,2 30,3 30,2 30,1 30,1 30,1





Suhu Suhu

Ti,1 26 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 Ti,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,2 26,2 26,3 26,3

Ti,2 26 26 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,2 Ti,2 26,1 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3 26,3 26,3

Ti,3 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 26,3 26,3 26,3 Ti,3 26,2 26,2 26,2 26,3 26,3 26,2 26,3 26,3

Tb,1 57,2 57,4 57,5 57,7 58 57,9 57,8 57,8 Tb,1 57,9 57,8 57,9 57,8 57,9 57,7 57,6 57,6

Tb,2 59 59,1 59,2 59 59 58,9 58,8 58,8 Tb,2 59 58,9 59,1 58,9 58,8 58,7 58,6 58,6

Tb,3 59,1 59 59,2 59,3 59,6 59,5 59,5 59,5 Tb,3 59,4 59,5 59,7 59,6 59,7 59,6 59,5 59,5

Tb,4 59,4 59,5 59,7 59,4 59,2 59,1 59 59 Tb,4 59,8 59,9 59,6 59,4 59,3 59,2 59,1 59,1

Tb,5 59,5 59,7 59,4 59,2 59,3 59,2 59,1 59,1 Tb,5 59,1 59 59,1 59,4 59,6 59,5 59,4 59,4

Tb,6 60,4 60,2 60 60,1 60,4 60,3 60,2 60,2 Tb,6 62,3 62,2 62,3 62,4 62,3 62,1 62 62

Tb,7 62 61,9 62 62,1 62,3 62,1 62,2 62,2 Tb,7 62 61,9 62 62,3 62,4 62,5 62,4 62,4

Tb,8 61 61,1 61,2 61,4 61,5 61,4 61,2 61,2 Tb,8 61,7 61,5 61,6 61,5 61,6 61,5 61,3 61,3

Tb,9 62,2 62 62,1 62,3 62,2 62,1 62 62 Tb,9 62,8 62,5 62,4 62,5 62,5 62,3 62,2 62,2

To,1 30,4 30,2 30,5 30,8 30,9 30,7 30,6 30,6 To,1 30,2 30,3 30,5 30,3 30,4 30,2 30,1 30,1

To,2 31,2 31,4 31,3 31,1 31,4 31,1 31 31 To,2 30,6 30,7 30,6 30,4 30,7 30,5 30,4 30,4

To,3 31,4 31,2 31,4 31,2 31,5 31,3 31,2 31,2 To,3 30,4 30,5 30,4 30,7 30,9 30,8 30,8 30,8

To,4 32 32,2 32,3 32,1 32 31,9 31,8 31,8 To,4 31,6 31,5 31,4 31,9 31,7 31,5 31,4 31,4

To,5 31,8 31,5 31,6 31,5 31,4 31,3 31,2 31,2 To,5 30,8 30,9 30,8 30,7 30,8 30,7 30,6 30,6





Arus heater = 2,5 A ∆h = 1 mm Arus heater = 3 A ∆h = 1,5 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,8 25,8 25,9 25,9 25,9 26,9 26 26 Ti,1 25,8 25,8 25,8 25,9 25,9 25,9 26 26

Ti,2 25,8 25,8 25,9 25,9 26 26 26 26 Ti,2 25,8 25,7 25,8 25,8 25,9 25,9 25,9 25,9

Ti,3 25,8 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 26,1 Ti,3 25,9 25,9 26 26 25,9 26 26,1 26,1

Tb,1 57 56,9 57,1 57,3 57,5 57,6 57,5 57,5 Tb,1 57 57,1 57,3 57,7 57,5 57,6 57,5 57,5

Tb,2 57,8 57,7 57,8 57,9 58 57,9 57,8 57,8 Tb,2 57,1 57,2 57,5 57,8 57,6 57,5 57,4 57,4

Tb,3 57,4 57,6 57,5 57,6 57,7 57,5 57,4 57,4 Tb,3 58 58,2 58,6 58,5 58,4 58,3 58,2 58,2

Tb,4 59,4 59,5 59,4 59,7 59,5 59,3 59,2 59,2 Tb,4 58,6 58,5 58,7 58,8 58,7 58,6 58,5 58,5

Tb,5 59,1 59 58,9 59 59,3 59,1 59,2 59,2 Tb,5 59 59,1 59 59,1 59 58,9 58,8 58,8

Tb,6 60 60,2 60 59,7 60 59,9 59,9 59,9 Tb,6 60,1 60 60,2 60,3 60,4 60,5 60,6 60,6

Tb,7 63,3 63,5 63,2 63,5 63,6 63,7 63,8 63,8 Tb,7 63,4 63,3 63,5 63,6 63,7 63,6 63,5 63,5

Tb,8 62,1 62,2 62 62,3 62,5 62,4 62,4 62,4 Tb,8 62,2 62 62,2 62,3 62,4 62,5 62,6 62,6

Tb,9 62,2 62,3 62,1 62,4 62,6 62,8 62,7 62,7 Tb,9 63 63,4 63,5 63,6 63,4 63,3 63,2 63,2

To,1 29,4 29,5 29,6 29,7 29,5 29,3 29,2 29,2 To,1 28,2 28,3 29,5 29,7 29,8 29,7 28,6 28,6

To,2 29,6 29,7 29,4 29,5 29,6 29,5 29,5 29,5 To,2 29 29,1 29,2 29,4 29,3 29,2 29,2 29,2

To,3 30 30,1 30 30,1 30,2 30,1 30 30 To,3 29,2 29,3 29,4 29,5 29,4 29,3 29,2 29,2

To,4 30,3 30 30,1 30,3 30,4 30,3 30,2 30,2 To,4 29,6 29,7 29,8 29,7 29,6 29,7 29,8 29,8

To,5 29,2 29 29,1 29,3 29,4 29,5 29,5 29,5 To,5 28,4 28,5 28,6 28,8 28,9 28,8 28,7 28,7







Suhu Suhu

Ti,1 26,4 26,3 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 26,1 Ti,1 26,4 26,2 26,3 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1

Ti,2 26,2 26,2 26,1 26 26 25,9 25,8 25,8 Ti,2 26,3 26,3 26,3 26,1 26 26 25,9 25,9

Ti,3 26,4 26,3 26,3 26,3 26,2 26,2 26,2 26,2 Ti,3 26,4 26,4 26,4 26,3 26,3 26,2 26,2 26,2

Tb,1 58,6 58,7 58,5 58,4 58,5 58,3 58,2 58,2 Tb,1 58 58,1 58 58,2 58 57,9 57,8 57,8

Tb,2 58,5 58,4 58,3 58,5 58,6 58,5 58,3 58,3 Tb,2 58,4 58,5 58,6 58,4 58,5 58,3 58,2 58,2

Tb,3 58 58,1 58 58,2 58,1 58,2 58,1 58,1 Tb,3 58,6 58,7 58,8 58,7 58,6 58,5 58,5 58,5

Tb,4 58,6 58,5 58,4 58,5 58,6 58,4 58,3 58,3 Tb,4 58 58,3 58,2 58,5 58,4 58,3 58,2 58,2

Tb,5 58,7 58,8 58,6 58,7 58,5 58,6 58,5 58,5 Tb,5 58,9 58,8 59 58,8 58,9 58,7 58,6 58,6

Tb,6 59,4 59,5 59,6 59,7 59,9 59,8 59,7 59,7 Tb,6 60 60,4 60,3 60,2 60,4 60,3 60,2 60,2

Tb,7 63,6 63,7 63,6 63,4 63,6 63,5 63,4 63,4 Tb,7 64 63,8 63,7 64 63,9 63,8 63,7 63,7

Tb,8 63,5 63,6 63,5 63,3 63,1 63,2 63,1 63,1 Tb,8 63 62,9 63 62,9 62,8 62,9 62,8 62,8

Tb,9 63 62,9 62,8 62,9 62,8 62,7 62,6 62,6 Tb,9 62,6 62,5 62,6 62,5 62,4 62,5 62,4 62,4

To,1 28,5 28,4 28,3 28,2 28,5 28,3 28,2 28,2 To,1 28,5 28,6 28,4 28,3 28,1 28,2 28,1 28,1

To,2 29 28,9 28,8 29 29,1 29 28,8 28,8 To,2 28,7 28,7 28,6 28,5 28,4 28,6 28,5 28,5

To,3 29,4 29,3 29,2 29,1 29 28,9 28,9 28,9 To,3 28,2 28,1 28,3 28,2 28,3 28,4 28,5 28,5

To,4 29,5 29,4 29,6 29,5 29,6 29,5 29,4 29,4 To,4 29,4 29,5 29,6 29,3 29,2 29,1 29 29

To,5 28,5 28,4 28,6 28,5 28,6 28,4 28,3 28,3 To,5 28,3 28,5 28,3 28,1 28 28,1 28 28





Arus heater = 3,5 A ∆h = 3 mm Arus heater = 3,5 A ∆h = 3,2 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,8 25,9 25,9 26 26,1 26,1 26,1 Ti,1 25,8 25,9 25,9 26 26 26 26

Ti,2 25,8 25,8 25,9 26 26 26 26 Ti,2 25,8 25,8 25,9 25,9 25,9 26 26

Ti,3 25,9 25,9 26 26 26,1 26,2 26,2 Ti,3 25,9 26 26 26,1 26,2 26,3 26,3

Tb,1 55,3 55,4 55,2 55,4 55,5 55,6 55,6 Tb,1 55,2 55,3 66,5 55,7 55,6 55,5 55,5

Tb,2 55,5 55,6 55,8 56 55,9 55,8 55,8 Tb,2 55,4 55,5 55,6 55,9 55,8 55,7 55,7

Tb,3 57,3 57,4 57,6 57,7 57,6 57,5 57,5 Tb,3 57 57,1 57,4 57,3 57,2 57,1 57,1

Tb,4 59,8 59,9 60 59,9 59,8 59,7 59,7 Tb,4 58 58,1 58 58,2 58,3 58,2 58,2

Tb,5 59,7 59,8 59,9 60 59,9 59,8 59,8 Tb,5 58,8 58,7 58,5 58,7 58,8 58,7 58,7

Tb,6 60 59,9 60,1 60,2 60,1 60,2 60,2 Tb,6 60,7 60,6 60,7 60,9 60,7 60,6 60,6

Tb,7 65,3 65,1 65,3 65,5 65,4 65,5 65,5 Tb,7 65 64,9 65 65,1 64,9 64,8 64,8

Tb,8 63,6 63,7 63,5 63,7 63,6 63,5 63,5 Tb,8 64,4 64,5 64,6 64,8 64,7 64,6 64,6

Tb,9 62,7 62,8 62,9 62,8 62,7 62,6 62,6 Tb,9 64,6 64,7 64,8 64,9 65 64,9 64,9

To,1 27,8 27,9 28 28,3 28,1 28 28 To,1 27,6 27,5 27,7 27,9 27,8 27,9 27,9

To,2 28,4 28,5 28,6 28,7 28,5 28,4 28,4 To,2 28,2 28,1 28,3 28,5 28,4 28,3 28,3

To,3 28,3 28,4 28,5 28,7 28,6 28,4 28,4 To,3 28,4 28,5 28,6 28,5 28,4 28,3 28,3

To,4 28,7 28,6 28,7 28,9 29 28,9 28,9 To,4 28,7 28,8 28,9 28,8 28,7 28,6 28,6

To,5 28 27,9 28,1 28,2 28 27,9 27,9 To,5 27,6 27,7 27,6 27,8 27,9 27,8 27,8






Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 25,8 25,9 25,9 25,9 26 26 26 Ti,1 26,2 26,2 26,2 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2

Ti,2 25,9 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,2 26,1 26 26 26,1 26,2 26,3 26,4 26,4

Ti,3 26 26,1 26,2 26,1 26,1 26,2 26,2 Ti,3 26,3 26,3 26,2 26,2 26,3 26,4 26,4 26,4

Tb,1 57,8 58 58,2 58,3 58,2 58 58 Tb,1 57,8 57,9 58,2 58,3 58,2 58,1 58 58

Tb,2 61 61,2 61,4 61,3 61,2 61,1 61,1 Tb,2 60,9 60,7 60,9 61,2 61,3 61,1 61 61

Tb,3 59 59,2 59,4 59,2 59,3 59,2 59,2 Tb,3 58,3 58,5 58,6 58,8 58,7 58,6 58,5 58,5

Tb,4 58,8 59 59,2 59,3 59,1 59 59 Tb,4 61,5 61,6 61,8 61,6 61,5 61,4 61,3 61,3

Tb,5 60,6 60,8 60,9 60,8 60,6 60,5 60,5 Tb,5 59,1 59,2 59,4 59,3 59,2 59,1 59 59

Tb,6 59,4 59,6 59,8 59,5 59,3 59,2 59,2 Tb,6 62,1 62,3 62,1 62,3 62,4 62,1 62 62

Tb,7 61,3 61,4 61,5 61,8 61,7 61,5 61,5 Tb,7 61,6 61,7 61,6 61,7 61,5 61,4 61,3 61,3

Tb,8 61,7 61,8 62 62,1 60,9 61,8 61,8 Tb,8 61,4 61,5 61,7 61,5 61,4 61,3 61,2 61,2

Tb,9 60,4 60,2 60 60,2 60,4 60,5 60,5 Tb,9 57,3 57,2 57,5 57,6 57,5 57,3 57,2 57,2

To,1 30,1 30,2 30,4 30,5 30,3 30,2 30,2 To,1 29,5 29,6 29,8 30 30,1 29,8 29,7 29,7

To,2 29,8 30 30,3 30,2 30,1 30 30 To,2 29,2 29,4 29,6 29,8 29,7 29,6 29,5 29,5

To,3 30 30,2 30,4 30,5 30,3 30,2 30,2 To,3 30 30,1 29,9 30,2 30 29,9 29,8 29,8

To,4 31,3 31,5 31,7 31,6 31,5 31,4 31,4 To,4 31,3 31,1 31 30,9 31,2 31,1 31 31

To,5 31,1 31,3 31,4 31,5 31,2 31 31 To,5 31 30,9 31,1 30,7 31,2 30,9 30,8 30,8






Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Titik Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit

Suhu Suhu

Ti,1 26,2 26,1 26,1 26,2 26,3 26,3 26,3 Ti,1 25,9 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3

Ti,2 26 26,1 26,2 26,3 26,2 26,3 26,3 Ti,2 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3 26,3

Ti,3 26,2 26,2 26,3 26,4 26,4 26,4 26,4 Ti,3 26 26,1 26,2 26,3 26,3 26,4 26,4 26,4

Tb,1 59,2 59,4 59,6 59,7 59,6 59,5 59,5 Tb,1 61,2 61,4 61,5 61,4 61,6 61,4 61,3 61,3

Tb,2 60,5 60,7 60,8 61 60,9 60,8 60,8 Tb,2 59,5 59,6 59,8 59,7 59,8 59,5 59,4 59,4

Tb,3 56,6 56,7 56,9 57,1 56,9 56,9 56,9 Tb,3 58,8 59 59,1 59 58,9 58,7 58,6 58,6

Tb,4 61,7 61,8 62 62,2 62,1 61,9 61,9 Tb,4 61,2 61,4 61,3 61,2 61,3 61,1 61 61

Tb,5 59 59,2 59,4 59,2 58,9 58,8 58,8 Tb,5 58,1 58 58,2 58,1 58,3 58,1 58 58

Tb,6 60,9 61 61,1 61,3 61,1 61 61 Tb,6 61,1 61,3 61,5 61,4 61,5 61,3 61,2 61,2

Tb,7 61,8 62 62,2 62,3 62,1 62 62 Tb,7 60,6 60,7 60,8 60,7 60,6 60,7 60,8 60,8

Tb,8 61,7 61,9 62 62,3 62,1 62 62 Tb,8 61,4 61,6 61,4 61,5 61,4 61,3 61,2 61,2

Tb,9 57,4 57,5 57,6 57,5 57,3 57,2 57,2 Tb,9 57 57,4 57,3 57,1 57,4 57,2 57,1 57,1

To,1 29 29,2 29,4 29,5 29,3 29,2 29,2 To,1 28,4 28,6 28,8 29 28,7 28,6 28,5 28,5

To,2 28,9 29,1 29,3 29,4 29,2 29 29 To,2 28,5 28,3 28,5 28,7 29 28,8 28,6 28,6

To,3 29,1 29,3 29,5 29,6 29,4 29,3 29,3 To,3 29,1 29,3 29,2 29,4 29,5 29,2 29 29

To,4 30,3 30,5 30,7 30,6 30,4 30,2 30,2 To,4 29,6 29,8 29,9 30,2 30 29,9 29,8 29,8

To,5 30 30,2 30,4 30,5 30,3 30,1 30,1 To,5 29,3 29,2 29,5 29,6 29,7 29,5 29,4 29,4





Arus heater = 3,1 A ∆h = 2 mm Arus heater = 3,2 A ∆h = 2,5 mm


Suhu Suhu

Ti,1 26 26,1 26,1 26 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,1 26 26 26,1 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2

Ti,2 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3 26,3 26,4 26,4 Ti,2 26 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3 26,4 26,4

Ti,3 26,2 26,3 26,3 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 Ti,3 26,1 26,1 26,3 26,3 26,3 26,4 26,4 26,4

Tb,1 59,2 59,3 59,5 59,4 59,6 59,5 59,4 59,4 Tb,1 59 59,2 59,4 59,3 59 59,1 59,3 59,3

Tb,2 60,3 60,5 60,6 60,7 60,6 60,5 60,4 60,4 Tb,2 60,2 60,4 60,6 60,7 60,8 60,7 60,6 60,6

Tb,3 57,2 57,3 57,5 57,6 57,7 57,5 57,4 57,4 Tb,3 57,1 57,3 57,4 57,5 57,6 57,7 57,8 57,8

Tb,4 61,6 61,7 61,9 62 61,9 61,8 61,8 61,8 Tb,4 61,3 61,5 61,7 61,3 61,4 61,5 61,6 61,6

Tb,5 58,6 58,7 58,8 59 58,8 58,7 58,7 58,7 Tb,5 58,4 58,6 58,4 58,3 58,4 58,5 58,6 58,6

Tb,6 62,7 62,9 63 62,9 62,8 62,9 62,8 62,8 Tb,6 64,5 64,6 64,4 64,1 64 64,2 64,3 64,3

Tb,7 61,5 61,7 61,6 61,5 61,6 61,5 61,4 61,4 Tb,7 61,4 61,3 61,1 61 59,9 61,1 61,2 61,2

Tb,8 62 62,2 62,4 62,3 62,4 62,3 62,2 62,2 Tb,8 62 62,1 62 61,8 62 62,1 62,3 62,3

Tb,9 58,4 58,6 58,7 58,9 58,8 58,7 58,5 58,5 Tb,9 58 58,1 58,3 58,6 58,5 58,3 58,1 58,1

To,1 28 28,1 28,3 28,6 28,5 28,4 28,3 28,3 To,1 27,8 27,9 28,1 28,3 28,2 28,1 28 28

To,2 28,1 28,3 28,5 28,6 28,4 28,3 28,2 28,2 To,2 27,6 27,8 28 28,2 28 27,9 27,8 27,8

To,3 28,4 28,5 28,6 28,7 28,9 28,7 28,6 28,6 To,3 28,2 28,2 28,4 28,5 28,6 28,5 28,4 28,4

To,4 29,6 29,8 29,9 29,8 29,9 29,7 29,5 29,5 To,4 29,1 29,2 29,5 29,6 29,5 29,4 29,2 29,2

To,5 29 29,2 29,4 29,5 29,4 29,2 29,1 29,1 To,5 28,8 28,9 29,2 29,4 29,2 29,9 28,8 28,8





Arus heater = 3,2 A ∆h = 2,7 mm Arus heater = 3,2 A ∆h = 3 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,9 26 26 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,1 26 26 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3 26,3

Ti,2 26 26,1 26,2 26,3 26,3 26,4 26,4 26,4 Ti,2 26 26,1 26,1 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3

Ti,3 26 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3 26,4 26,4 Ti,3 26,1 26,2 26,2 26,3 26,4 26,4 26,4 26,4

Tb,1 59 59,1 59,3 59,2 59 59,1 59,2 59,2 Tb,1 59 59,1 59,4 59,5 59,4 59,3 59,2 59,2

Tb,2 60,1 603 60,5 60,4 60,2 60,3 60,4 60,4 Tb,2 59,6 59,7 60 60,3 60,2 60,1 60 60

Tb,3 57,4 57,6 57,8 57,9 58 57,9 57,8 57,8 Tb,3 57,7 57,8 57,9 58,2 58,1 58 57,9 57,9

Tb,4 61 61,2 61,5 61,4 61,5 61,4 61,3 61,3 Tb,4 60,8 61 61,2 61,3 61,3 61,2 61,1 61,1

Tb,5 58,2 58,4 58,6 58,6 58,7 58,5 58,4 58,4 Tb,5 58 58,2 58,4 58,5 58,6 58,4 58,3 58,3

Tb,6 63,1 63,3 63,5 63,6 63,5 63,5 63,4 63,4 Tb,6 63 63,1 63,4 63,5 63,7 63,5 63,4 63,4

Tb,7 60,5 60,7 60,8 60,7 60,9 60,7 60,8 60,8 Tb,7 60,5 60,7 60,9 60,9 60,8 60,7 60,6 60,6

Tb,8 61,8 61,9 62,3 62,2 62,5 62,3 62,2 62,2 Tb,8 62,2 62,1 62,4 62,5 62,4 62,2 62 62

Tb,9 58 58,1 58,4 58,2 58,3 58,4 58,2 58,2 Tb,9 58,1 58 58,3 58,3 58,2 58,1 58 58

To,1 27,6 27,4 27,6 27,8 27,7 27,8 27,9 27,9 To,1 27,4 27,5 27,6 27,9 28,2 28 27,8 27,8

To,2 27,5 27,6 27,7 28 27,9 27,8 27,7 27,7 To,2 27,2 27,3 27,4 27,6 27,7 27,6 27,6 27,6

To,3 28 28,3 28,5 28,7 28,5 28,4 28,2 28,2 To,3 28 28,2 28,2 28,5 28,6 28,3 28,1 28,1

To,4 28,9 29 29,1 29,4 29,3 29,1 29 29 To,4 28,7 28,9 29,2 29,4 29,3 29 28,8 28,8

To,5 28,5 28,4 28,3 28,4 28,5 28,6 28,7 28,7 To,5 28,4 28,5 28,7 28,9 29,8 29,7 28,6 28,6

Lampiran 17. Data spesimen 5 (plat tanpa sirip)


Volt. heater = 18 V Arus fan = 1,1 A Volt. heater = 25 V Arus fan = 1,2 A

Arus heater = 1,1 A Kec. Udara = 0,6 m/s Arus heater = 1,4 A Kec. Udara = 1,1 m/s

∆h = 0,1 mm ∆h = 0,2 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,9 26 26 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,1 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 26,1

Ti,2 25,9 26 26,1 26,1 26,2 26,3 26,3 Ti,2 25,9 25,9 26 26,1 26,1 26,2 26,2

Ti,3 26 26 26,1 26,2 26,3 26,3 26,3 Ti,3 25,9 26 26,1 26,2 26,3 26,3 26,3

Tb,1 57,5 57,6 57,9 58 57,9 57,8 57,8 Tb,1 57,7 57,8 58 58,3 58,2 58 58

Tb,2 57,4 57,5 57,7 57,8 57,7 57,6 57,6 Tb,2 57,3 57,4 57,6 57,9 57,7 57,8 57,8

Tb,3 58,6 58,8 58,9 59 58,8 58,9 58,9 Tb,3 58,8 58,9 59,1 59,3 59,2 59,1 59,1

Tb,4 58,2 58 58,3 58,5 58,6 58,5 58,5 Tb,4 58,5 58,7 58,9 58,8 58,7 58,6 58,6

Tb,5 58,5 58,4 58,6 58,9 58,7 58,8 58,8 Tb,5 59,1 59,3 59,4 59,3 59,1 59 59

Tb,6 59 59,2 59,4 59,5 59,3 59,2 59,2 Tb,6 59,7 59,8 59,8 59,9 59,7 59,6 59,6

Tb,7 63,4 63,5 63,7 63,9 63,7 63,8 63,8 Tb,7 63 63,2 63,4 63,4 63,5 63,4 63,4

Tb,8 62,2 62,4 62,6 63,8 63,7 62,6 62,6 Tb,8 62 61,9 62 62,3 62,2 62,3 62,3

Tb,9 62,3 62,4 62,7 62,9 62,7 62,8 62,8 Tb,9 62,2 62,3 62,5 62,7 62,5 62,6 62,6

To,1 27,4 27,5 27,6 27,8 27,7 27,6 27,6 To,1 27,2 27,3 27,5 27,7 27,6 27,5 27,5

To,2 27 27,2 27,4 27,5 27,3 27,2 27,2 To,2 26,9 27 27,2 27,3 27,1 27 27

To,3 27,5 27,7 27,5 27,6 27,7 27,6 27,6 To,3 27,3 27,5 27,6 27,7 27,4 27,5 27,5

To,4 30,2 30,3 30,5 30,7 30,6 30,7 30,7 To,4 30,4 30,5 30,7 30,8 30,7 30,6 30,6

To,5 27,4 27,5 27,7 27,9 27,7 27,8 27,8 To,5 27,5 27,5 27,7 27,8 27,7 27,6 27,6





∆h = 0,3 mm ∆h = 0,5 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,8 25,8 25,9 25,9 26 26,1 26,1 26,1 Ti,1 25,9 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,2

Ti,2 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 26,2 26,2 Ti,2 25,9 26 26 26,1 26,2 26,2 26,2

Ti,3 25,9 26 26 26,1 26,1 26,2 26,3 26,3 Ti,3 25,9 26 26,1 26,2 26,2 26,3 26,3

Tb,1 57,3 57,4 57,6 57,7 57,6 57,7 57,8 57,8 Tb,1 57,5 57,6 57,8 57,9 57,8 57,7 57,7

Tb,2 57,2 57,4 57,5 57,8 57,9 57,7 57,6 57,6 Tb,2 57,8 57,9 58,2 58,2 58,1 57,9 57,9

Tb,3 59,1 59,3 59,6 59,7 59,6 59,4 59,3 59,3 Tb,3 59,1 59,3 59,5 59,6 59,5 59,4 59,4

Tb,4 58,7 58,8 58,9 59 58,8 58,6 58,5 58,5 Tb,4 58,4 58,5 58,6 58,8 58,6 58,6 58,6

Tb,5 58,1 58,2 58,5 58,7 58,8 58,5 58,4 58,4 Tb,5 58,2 58,3 58,5 58,6 58,7 58,5 58,5

Tb,6 59,2 59,4 59,3 59,5 59,7 59,5 59,4 59,4 Tb,6 59,1 59,2 59,4 59,3 59,5 59,6 59,6

Tb,7 63,1 63,3 63,2 63,1 63,2 63,3 63,4 63,4 Tb,7 63,3 63,5 63,4 63,5 63,3 63,2 63,2

Tb,8 62,7 62,8 62,9 63 62,8 62,7 62,6 62,6 Tb,8 62,7 62,8 62,9 62,8 627 62,6 62,6

Tb,9 62,4 62,5 62,7 62,9 62,7 62,8 62,9 62,9 Tb,9 62,4 62,5 62,8 62,9 62,8 62,7 62,7

To,1 27,2 27,3 27,5 27,6 27,6 27,5 27,4 27,4 To,1 27 27,1 27,3 27,5 27,4 27,3 27,3

To,2 26,8 26,9 27,2 27,4 27,2 27,1 26,9 26,9 To,2 26,6 26,7 26,9 27 26,9 26,8 26,8

To,3 27 27,1 27,3 27,5 27,4 27,5 27,3 27,3 To,3 27 26,9 27,1 27,4 27,3 27,2 27,2

To,4 30 30,2 30,4 30,5 30,4 30,3 30,2 30,2 To,4 29,9 30,1 30,3 30,3 30,1 30 30

To,5 27,1 27,2 27,4 27,5 27,8 27,6 27,4 27,4 To,5 27 27,1 27,3 27,4 27,3 27,2 27,2





∆h = 0,8 mm ∆h = 1 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,9 26 26,1 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,1 25,8 25,9 25,9 26 26 26 26,1 26,1

Ti,2 26 26 26,1 26,2 26,2 36,2 26,2 26,2 Ti,2 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 26,1 26,1

Ti,3 26 26,1 26,2 26,1 26,2 26,3 26,3 26,3 Ti,3 25,9 26 26 26,1 26,1 26,2 26,2 26,2

Tb,1 56,4 56,5 56,7 56,8 56,9 56,7 56,8 56,8 Tb,1 56,2 56,4 56,6 56,9 57,1 56,9 56,7 56,7

Tb,2 57,8 57,9 58,2 58,3 58,4 58,5 57,6 57,6 Tb,2 57,5 57,7 57,9 58,2 58 57,9 57,8 57,8

Tb,3 59,1 59,2 59,4 59,5 59,4 59,2 59 59 Tb,3 59 59.3 59,5 59,7 59,6 59,4 59,2 59,2

Tb,4 58,8 58,9 58,7 58,9 58,8 58,7 58,6 58,6 Tb,4 58,4 58,5 58,6 58,8 59 58,9 58,7 58,7

Tb,5 58,5 58,6 58,7 58,6 58,5 58,3 58,2 58,2 Tb,5 58,6 58,7 58,8 59 59,2 59 58,9 58,9

Tb,6 60,2 60,4 60,3 60,5 60,4 60,2 60 60 Tb,6 59,6 59,7 59,8 60 60,1 59,9 59,8 59,8

Tb,7 63,2 63,4 63,5 63,7 63,9 63,7 63,8 63,8 Tb,7 63 63,2 63,4 63,6 63,7 63,5 63,4 63,4

Tb,8 62,4 62,5 62,7 62,9 62,7 62,9 62,8 62,8 Tb,8 62,5 62,6 62,8 63 62,9 62,8 62,6 62,6

Tb,9 63 63,1 63,3 63,5 63,3 63,4 63,2 63,2 Tb,9 62,9 62,8 63 63,3 63,2 63,1 63 63

To,1 27 27,1 27,3 27,6 27,5 27,4 27,2 27,2 To,1 27 27,2 27,5 27,6 27,5 27,3 27,1 27,1

To,2 26,6 26,8 27 27,3 27,1 26,9 26,8 26,8 To,2 26,4 26,5 26,7 26,9 27 26,9 26,7 26,7

To,3 27 27,1 27,3 27,5 27,6 27,3 27,1 27,1 To,3 26,7 26,8 27,1 27,3 27,5 27,2 27 27

To,4 30 30,3 30 30,4 30,2 30 29,8 29,8 To,4 29,3 29,4 29,6 29,8 29,9 29,8 29,7 29,7

To,5 26,7 26,9 26,7 27 27,3 27,2 27 27 To,5 26,6 26,7 26,7 26,9 27,2 27 26,9 26,9





∆h = 1,2 mm ∆h = 1,3 mm


Suhu Suhu

Ti,1 25,8 25,8 25,9 25,9 26 26 26 Ti,1 25,8 25,9 25,9 26 26 26 26

Ti,2 25,8 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 Ti,2 25,9 25,9 26 26 26,1 26,1 26,1

Ti,3 25,9 26 26 26,1 26,2 26,2 26,2 Ti,3 26 26 26,1 26,1 26,1 26,2 26,2

Tb,1 56,3 56,4 56,6 56,8 56,6 56,7 56,7 Tb,1 56,4 56,5 56,8 56,9 56,5 56,6 56,6

Tb,2 57,5 57,6 57,8 58 57,8 57,7 57,7 Tb,2 57,5 57,7 58 58,1 57,7 57,8 57,8

Tb,3 58,6 58,8 59 59,2 59,1 59 59 Tb,3 58,7 58,9 59,3 59,4 59,2 59 59

Tb,4 58,2 58,4 58,6 58,7 58,6 58,5 58,5 Tb,4 58,4 58,5 58,7 58,8 58,7 58,6 58,6

Tb,5 58,8 59 59,3 59,4 59,3 59,1 59,1 Tb,5 58,6 58,7 58,9 59,2 59,1 59 59

Tb,6 59,6 59,7 59,8 59,7 59,9 60 60 Tb,6 60 60,3 60,5 60,6 60,3 60,2 60,2

Tb,7 63 63,3 63,5 63,7 63,6 63,5 63,5 Tb,7 63,5 63,7 63,8 63,9 63,7 63,6 63,6

Tb,8 62,2 62,4 62,5 62,7 62,5 62,6 62,6 Tb,8 62,4 62,6 62,9 62,8 62,7 62,6 62,6

Tb,9 62,7 62,9 63,2 63,4 63,2 63 63 Tb,9 63 63,1 63,3 63,5 63,3 63,4 63,4

To,1 26,7 26,8 27 27,2 26,9 27 27 To,1 26,7 26,9 27,2 27,3 27,1 27 27

To,2 26,4 26,6 26,9 26,8 26,7 26,6 26,6 To,2 26,3 26,5 26,7 26,8 26,7 26,6 26,6

To,3 26,8 27 27,2 27,3 27,1 27 27 To,3 26,5 26,6 26,9 27,2 27 26,9 26,9

To,4 29,4 29,5 29,6 29,8 29,7 29,6 29,6 To,4 29,2 29,4 29,5 29,7 29,6 29,5 29,5

To,5 26,7 26,9 27,1 27 26,9 26,8 26,8 To,5 26,3 26,4 26,7 26,9 26,7 26,8 26,8

Lampiran 21. Tabel Thermophysical Property untuk udara

pengujian karakteristik perpindahan panas …... · perhitungan unjuk kerja termal pin fin array...

Documents