Hanifah, Safrida Dyah (2016) Analisis Numerik Pengaruh Pitch Ratio Longitudinal (SL/2a) Dan Transversal (ST/2b) Berturut-Turut 0.9, 1, 1.1, 1.25 Terhadap Karakteristik Aliran Fluida Dan Perpindahan Panas Melintasi Staggered Elliptical Tube Bank. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Preview |
Text
2112100004-Undergraduate_Thesis.pdf - Published Version Download (2MB) | Preview |
Abstract
Banyak penelitian mengenai peningkatan performa penukar kalor pada sisi eksternal dengan memodifikasi bentuk tube dari silinder sirkular menjadi silinder ellips. Perubahan bentuk geometri dapat meningkatkan perpindahan panas sisi eksternal karena silinder ellips adalah termasuk dalam bentuk dari dari streamlined body dua dimensi. Pada silinder ellips fluida yang akan terlepas dari kontur ellips masih mampu untuk attach pada kontur ellips yang lebih landai, sehingga titik separasi lebih kebelakang dibandingkan pada silinder sirkular. Titik separasi yang tertunda pada ellips mengakibatkan pada berkurangnya gaya drag yang dimiliki body dibandingkan dengan silinder sirkular. Penelitian dilakukan dengan menganalisis karakteristik aliran fluida pada sisi eksternal elliptical tube bank yang tersusun secara staggered dengan perbandingan ratio antara diameter mayor dan minor sebesar 2,5. Tube bank disajikan dengan 16 variasi (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P) berdasarkan 4 PT (0.9, 1, 1.1, 1.25) masing-masing 4 PL (0.9, 1, 1.1, 1.25). Fluida kerja berupa udara berkecepatan konstan sebesar 4 m/s dimodelkan sebagai gas ideal yang mengalir pada sisi eksternal dengan kondisi temperatur sebesar 300 K dan heat flux pada tube sebesar 2000 W/m2. Studi numerik dilakukan secara 2 dimensi dengan kondisi aliran steady dengan prinsip Computational Fluid Dynamic (CFD) menggunakan perangkat lunak GAMBIT 2.4.6 untuk tahapan pembuatan domain dan disimulasikan dalam perangkat lunak FLUENT 6.3.26. Model turbulensi yang digunakan adalah Renormalization Group (RNG) k-ε. Hasil studi bertujuan untuk mengetahui fenomena aliran dan perpindahan panas pada elliptical tube banks. Dari analisis numerik ini diperoleh hasil bahwa semakin kecil PT, semakin besar Nusselt Number rata-rata dan pressure drop. Model A memiliki Nusselt Number ratarata paling tinggi sebesar 45.13 dan pressure drop sebesar 93.15 Pascal. Model P memiliki Nusselt Number rata-rata terendah sebesar 37.8 dan pressure drop sebesar 32.46 Pascal. Begitu juga dengan kecepatan aliran fluida, semakin kecil PT maka semakin besar kecepatan rata-rata. Model A memiliki kecepatan rata-rata paling tinggi yaitu 7.93 m/s dan model P paling rendah dengan 4.9 m/s. Rasio antara Nusselt Number dengan pressure drop yang paling optimal terjadi pada model P, dan perbandingan minimal terjadi pada model A
=====================================================================================================
Many research has been conducted to improve the heat exchanger performance. Most of them delt with the geometry of tube banks as the core of a heat exchanger. Within some previous decade the research of non-circular tube bank received greater attention. Elliptic tube is one of the most promising candidate to construct better heat exchanger core. It is due to aerodynamic profile characteristic of ellips. On the elliptical cylinder, fluid separated from the tube able to reattach due to the slender contours of the ellipse tube, it makes the point of separation is more backward than the circular cylinder. This research represents a two-dimensional numerical investigation of staggered elliptical tube bank of axis ratio 2.5. Tube banks are presented with 16 variations (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P) by 4 PT (0.9, 1, 1.1, 1.25) respectively for 4 PL (0.9, 1, 1.1, 1.25). The fluid flowing across tube bank is air as ideal gas of constant velocity 4 m/s and temperature 308 K. The tube bank transfers uniform heat flux of 2000 W/m2. The simulation is conducted with some variations of longitudinal and transversal pitch ratio. The numerical study is performed in 2 dimensional steady flow of Computational Fluid Dynamic method. GAMBIT 2.4.6 is used to build the geometry which is simulated by comercial CFD software with Renormalization Group (RNG) as the turbulence modeling. The aim of this simulation is the flow and heat transfer characteristic around elliptical tube bank. The result reveals that convection coefficient of the bank is increasing along with the decreasing of the longitudinal and transversal pitch ratio. Model A achieves the maximum value of average Nusselt Number ad pressure drop at 45.13 and 93.15 Pascal. Model P achieves the minimum value of average Nusselt Number ad pressure drop at 37.8 and 32.46 Pascal. The average velocity is increasing along with the decreasing of the transversal pitch ratio. Model A reaches maximum average velocity at 7.93 m/s and Model P achieves the lowest at 4.9 m/s. The maximum ratio of Nusselt Number and pressure drop occurs on Model P, and the minimum occurs on Model P
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 620.106 4 Han a |
| Uncontrolled Keywords: | silinder ellips, heat transfer, staggered, tube bank |
| Subjects: | Q Science > QC Physics > QC151 Fluid dynamics |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | EKO BUDI RAHARJO |
| Date Deposited: | 03 Jun 2020 02:46 |
| Last Modified: | 03 Jun 2020 02:47 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/76068 |
Actions (login required)
 |
View Item |