Alfandaviska, Mahadika Favian (2021) Studi Numerik Perpindahan Panas Konveksi Paksa Pada Flat Fin Dengan Susunan Tube Staggered Dengan Variasi Ketebalan Fin Dan Fin Pitch Menggunakan Fluent 18.1. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
6007201051-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Tube-fin heat exchanger merupakan salah satu jenis heat exchanger sederhana yang terdiri dari berbagai macam bentuk. Salah satu jenis dari tube-fin heat exchanger adalah tube-fin dengan flat fin dan circular tube. Dalam mendesain tube-fin tersebut terdapat beberapa parameter yang diperhatikan, diantaranya terdapat ketebalan fin dan juga fin pitch. Pada penelitian kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari ketebalan fin dan fin pitch terhadap performa dari tube-fin heat exchanger secara umum.
Tesis ini menggunakan perangkat lunak GAMBIT 2.4.6 sebagai pemodelan geometri dan pembuatan mesh serta progam FLUENT 18.0 untuk melakukan simulasi alat praktikum perpindahan panas konveksi paksa melalui flat fin. Flat fin pada tube staggered yang diletakkan di dalam rectangular duct dengan ST= 11.8 mm SL=22.2 mm konstan dan panjang flat fin 66.6 mm. Pemanasan pada flat fin dilakukan dengan menjaga temperatur dari tube menjadi konstan dikarenakan pada kondisi aktual, akan terjadi proses kondensasi pada sisi tube sehingga temperatur akan menjadi konstan. Serta, pada penelitian kali ini akan dilakukan variasi berupa ketebalan fin yang mana menggunakan ketebalan 0.15 mm, 0.20 mm serta 0.25 mm, dan juga efek dari perubahan fin pitch yang mana terdapat fin pitch yang sama antar ketebalan fin dan juga ada yang menetapkan area aliran udara sehingga menyebabkan perubahan pada fin pitch.
Dari simulasi yang telah dilakukan didapatkan bahwasanya pada fin thickness maka akan menyebabkan panas dari tube akan lebih mudah berpindah menuju ke fin. Hal ini menyebabkan pada fin thickness yang lebih tinggi akan memiliki rata-rata temperature fin yang lebih tinggi pula. Sehingga perbedaan temperature antara fin dan udara akan semakin tinggi dan menyebabkan perpindahan panas dari fin menuju udara meningkat. Lalu, pada variasi fin pitch, pada fin pitch yang lebih tinggi, maka fin spacing juga akan lebih tinggi. Hal ini menyebabkan rata-rata temperature dari udara akan berkurang. Dari sini akan menyebabkan bertambahnya perbedaan temperature antara udara dan fin yang menyebabkan perpindahan panas secara konveksi juga akan meningkat. Sehingga dari sini, variasi fin thickness 0.25 mm dengan variasi fin pitch 2.05 mm akan memiliki performa yang paling tinggi dengan efisiensi sebesar 50.32% dan effectiveness yaitu 16.7.
====================================================================================================================
Tube-fin heat exchanger is one kind of simple heat exchanger that consist of many different forms. One of the types is flat fin and circular tube. In tube-fin design process, there are some parameters to be regarded, two of them are fin thickness and fin pitch. In this study is purposed to know the effect of fin thickness and fin pitch to the performance of tube-fin heat exchanger in general.
In this thesis used GAMBIT 2.4.6 for modelling the geometry and mesh, and also FLUENT 18.0 for simulation. Flat fin and staggered tube are modelled like in a rectangular duct with ST = 11.8 mm, SL = 22.2 mm and length of fin is 66.6 mm. The heating from flat fin is using the constant temperature in tube because in the actual phenomenon, there will be a condensation in tube side. Also, in this study, there are some variation of fin thickness with 0.15 mm, 0.20 mm, and 0.25 mm, and also the effect of fin pitch where there are some variation with same fin pitch and also some variation with different fin pitch but fixing the fin spacing so the airflow area will be the same.
From the simulation, as the fin become thicker, the heat transfer from tube into fin become higher. This will make higher fin thickness will have higher fin average temperature. As a result, the temperature difference between fin and air also become higher and increase the heat transfer between fin and air. Also, for fin pitch variation, for the higher fin pitch, fin spacing also become higher. This will make the air temperature become lower. As the air average temperature become lower, will make the temperature difference between air and fin also become higher. From the result above, variation with 0.25 mm fin thickness with 2.05 mm fin pitch will have highest performance with 50.32% efficiency and 16.7 effectiveness.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Flat Fin, Circular Tube, Ketebalan Fin, Fin Pitch, Flat Fin, Circular Tube, Fin thickness, Fin Pitch |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ265.E23 Thermodynamics. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis |
| Depositing User: | Mahadika Favian Alfandaviska |
| Date Deposited: | 12 Aug 2021 07:10 |
| Last Modified: | 06 Jun 2024 04:00 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/85614 |
Actions (login required)
 |
View Item |