Studi Simulasi Numerik Dan Eksperimental Pengaruh Penambahan Fins Berbentuk Setengah Silinder Disusun Secara Staggered Terhadap Kinerja Kolektor Surya Pemanas Udara Dengan Plat Penyerap V-Corrugated Absorber

Ali, Sulaiman (2017) Studi Simulasi Numerik Dan Eksperimental Pengaruh Penambahan Fins Berbentuk Setengah Silinder Disusun Secara Staggered Terhadap Kinerja Kolektor Surya Pemanas Udara Dengan Plat Penyerap V-Corrugated Absorber. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2114202010-Master-Thesis.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (6MB)

Abstract

Penggunaan energi surya dengan menggunakan kolektor surya telah banyak
diteliti untuk mengoptimalkan sumber energi surya yang ada. Salah satu metode
untuk memanfaatkan energi surya/energi matahari adalah dengan menggunakan
kolektor surya. Pemanfaatan energi surya dengan menggunakan kolektor surya
absorber telah banyak dimanfaatkan manusia dalam proses pengeringan. Untuk
membuat sebuah kolektor surya dengan performansi yang optimal maka efisiensi
termalnya perlu ditingkatkan, adapun untuk peningkatkan efisiensi termal kolektor
surya salah satunya dengan cara memperluas bidang penyerapan dan meningkatkan
koefisien perpindahan panas konveksi dengan menciptakan turbulensi aliran di
dalam duct kolektor surya v-corrugated absorber, turbulensi aliran dapat dicapai
dengan memberikan gangguan berupa obstacle segitiga dan fins setengah silinder
terhadap arah aliran pada saluran fluida kerja dibawah plat penyerap panas.
Penelitian ini dilakukan dengan simulasi numerik 3D Steady flow dengan
turbulence viscos k-omega SST dan eksperimental. Adapun tujuan yang diharapkan
dari simulasi numerik untuk mengetahui diameter dan jarak fins yang optimum dari
variasi diameter 6 mm, 8 mm, dan 10 mm, dengan variasi jarak fins terhadap
obstacle 0,25L; 0,5L dan 0,75L, dari hasil simulasi, fins paling optimum dilihat
berdasarkan rasio ΔP/ΔT yaitu fins dengan diameter 6 mm dan jarak dengan
obstacle 0,75L kemudian dilakukan pengujian eksperimen dan menvariasikan laju
aliran massa dari 0,002 kg/s; 0,004 kg/s; 0,006 kg/s; 0,008 kg/s dan intensitas
radiasi 431, 575 dan 719 Watt/m² terhadap laju perpindahan panas dan efisiensi.
Penggunaan bahan yang digunakan untuk fins yaitu aluminium pejal, dengan tinggi
fins 20 mm. Kolektor surya yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, kolektor
surya yang menggunakan plat absorber v-corrugated dengan obstacle dan
penambahan fins berbentuk setengah silinder yang disusun secara staggered.
Hasil yang diperoleh dari pada penelitian ini adalah besarnya energi berguna
yang diserap oleh fluida kerja berbanding lurus dengan peningkatan laju aliran
massa dan intensitas radiasi. Adapun besarnya efisiensi dari kolektor surya yang di
uji berbanding lurus dengan peningkatan laju aliran massa namun berbanding
terbalik dengan intensitas radiasi. hasil dari eksperimen Quse paling tinggi pada laju
aliran massa sebesar 0,008 kg/s dengan intensitas radiasi 719 Watt/m² yaitu 80,789
Watt dan efisiensi paling tinggi sebesar 93,84% dicapai pada laju aliran massa
0,008 kg/s dengan sebesar 432 Watt/m².
==================================================================================================================
The use of solar energy by using solar collector has been studied to
optimize the available solar energy sources. One method for harnessing solar
energy is to use solar collectors. The utilization of solar energy by using solar
collector absorber has been commonly used in the drying process. To make a solar
collector with performance optimized, the efficiency of its thermal needs to be
improved, as for increasing the thermal efficiency of the solar collector one way
to expand the field of absorption and enhance the convection heat transfer
coefficient by creating turbulence in the duct solar collector v-corrugated
absorber, turbulence flow can be achieved by providing obstacle disruption of
triangles and half-cylinder fins to the direction of flow of the working fluid
channel below the heat sink plate.
This research was conducted with the 3D numerical simulations of
turbulence Viscos Steady flow with k-omega SST and experimental. The
objectives expected from numerical simulations to determine the diameter and
spacing fins optimum of variation in the diameter of 6 mm, 8 mm and 10 mm,
with a variation of the distance to the obstacle fins 0,25L; 0,5L and 0,75L, from
the simulation results, the most optimum fins seen based on ratio ΔP / ΔT that is
fins with a diameter of 6 mm and the distance to the obstacle 0,75L then testing
experiments and varying the mass flow rate of 0.002 kg / s ; 0.004 kg / s; 0.006 kg
/ s; 0.008 kg / s and intensity radiation 431, 575 and 719 Watt / m² on the rate of
heat transfer and efficiency. Use of the materials used for the fins are of solid
aluminum, with fins 20 mm high. Solar collectors are used in this research, the
solar collectors using v-corrugated absorber plate with the obstacle and the
addition of a half-cylinder-shaped fins are arranged in staggered.
The Results obtained from this research that the amount of useful energy
which absorbed by the working fluid is directly proportional to the increase in the
mass flow rate and the intensity of the radiation. The magnitude of the efficiency
of solar collectors in the test is directly proportional to the increase in the mass
flow rate but is inversely proportional to the intensity of the radiation. results of
experimental highest Quse the mass flow rate of 0.008 kg / s to the intensity of
radiation 719 Watt / m² that is 80.789 Watt and highest efficiency of 93.84%
achieved in the mass flow rate of 0.008 kg /s for 432 Watt / m².

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	absorber, efisiensi, fins, intensitas radiasi, kolektor surya, obstacle, Quse, v-corrugated
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Users 13 not found.
Date Deposited:	16 May 2017 04:37
Last Modified:	28 Dec 2017 08:29
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/41282

Actions (login required)

View Item