Pengaruh Diameter Penghalang Silindris yang Disusun Bersilangan Terhadap Perpindahan Panas Konveksi pada Saluran Segi Empat

Bila fluida mengalir melalui saluran dan terdapat perbedaan temperatur antara fluida dan dinding saluran, maka akan terjadi perpindahan panas konveksi dari fluida ke dinding saluran atau dari dinding saluran ke fluida. Perpindahan panas konveksi merupakan fungsi dari perbedaan temperatur antara dinding dengan fluida, luas permukaan perpindahan panas, dan koefisien perpindahan panas konveksi. Koefisien perpindahan panas konveksi fungsi dari konduktifitas panas fluida, diameter saluran, dan bilangan Nusselt. Besarnya bilangan Nusselt yang terjadi dipengaruhi oleh pola aliran fluida (laminar atau turbulen). Bilangan Nusselt pada aliran turbulen lebih besar dibandingkan pada aliran laminar. Pola aliran fluida pada kondisi tanpa penghalang aliran, dipengaruhi kecepatan aliran fluida (bilangan Reynolds). Aliran fluida yang diberi penghalang aliran, pola alirannya mengalami perubahan, sehingga pada aliran dengan bilangan Reynolds rendah yang seharusnya laminar bisa berubah menjadi turbulen. Dengan perubahan pola aliran fluida dari laminar ke turbulen maka bilangan Nusselt akan meningkat, tetapi seberapa besar peningkatannya belum diketahui, sehingga perlu dilakukan penelitian. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh pemasangan penghalang silindris yang disusun bersilangan terhadap perpindahan panas konveksi ke dinding saluran segi empat. Dalam penelitian ini air bertemperatur 50 °C dialirkan melalui saluran segi empat yang diberi penghalang silindris. Pada dinding bagian kanan saluran didinginkan dengan temperatur konstan sehingga terjadi perpindahan panas konveksi dari aliran air ke dinding saluran. Permukaan dinding lainnya diisolasi agar tidak terjadi kehilangan panas. Pengukuran laju perpindahan panas konveksi dilakukan pada variasi diameter penghalang dengan variasi bukaan katup. Dalam penelitian ini ditentukan D = ¼”, D = ½” dan D = ¾” dan bukaan katup penuh (90°), 75°, 60°, 45°, dan 30°. Hasil pengukuran laju perpindahan panas konveksi pada saluran yang diberi penghalang, dibandingkan dengan saluran tanpa penghalang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, pemasangan penghalang dapat meningkatkan bilangan Nusselt bila dibandingkan dengan tanpa penghalang, yaitu untuk D = ¼” meningkat 12,87 %, untuk D = ½” meningkat 31,65 %, dan untuk D = ¾” meningkat 24,76 %. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa, semakin besar besar diameter penghalang, perpindahan panas konveksi meningkat, akan tetapi peningkatan paling optimal terjadi pada diameter penghalang ½”. Saran, perlu dilakukannya penelitian selanjutnya terhadap fenomena aliran yang terjadi dalam penelitian ini dan penelitian ini cocok digunakan untuk alat penukar kalor dengan perbedaan temperatur yang lebih besar, dengan laju aliran fluida yang lambat dan dengan pendinginan yang bersirkulasi