PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN PENURUNAN TEKANAN DARI SIRIP - SIRIP PIN ELLIPS SUSUNAN SELANG-SELING DALAM SALURAN SEGIEMPAT

Sirip sering digunakan pada alat penukar kalor untuk meningkatkan luasan perpindahan panas antara permukaan utama dengan fluida di sekitarnya. Siripsirip biasa digunakan dalam pengkondisian udara dan juga peralatan elektronik, motor listrik dan motor bakar, dan lain-lain. Dalam semua peralatan tersebut udara digunakan sebagai media perpindahan panas. Idealnya, material sirip harus memiliki konduktivitas termal yang tinggi untuk meminimalkan perbedaan temperatur antara permukaan utama ( prime surface ) dengan permukaan yang diperluas ( extended surface ) . 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 ( in-line ) . 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, 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 perbandingan tinggi diameter > 4 digolongkan ke dalam sirip pin panjang ( long pin fin ) . Perbandingan tinggidiameter yang besar merupakan bagian yang menarik dalam aplikasi alat penukar panas dalam hal pencapaian koefisien perpindahan panas yang sangat tinggi. Sirip pin banyak digunakan dalam berbagai aplikasi industri, khususnya dalam alat penukar panas kompak ( compact heat exchanger ) , trailing edge sudu turbin gas, beberapa sistem elektronik modern dan industri pesawat terbang. 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, caracara 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. Karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan dalam sistem sirip pin telah menjadi bahan penelitian secara luas karena perannya yang penting dalam berbagai aplikasi keteknikan. Penelitian ini bertujuan untuk menguji karakteristik perpindahan panas dan penurunan tekanan serta unjuk kerja termal dari sirip-sirip pin elips susunan selang-seling ( staggered ) dalam saluran segiempat ( rectangular channel )