Studi numerik perpindahan panas konveksi campuran dalam heated pipe dengan variasi Reynolds number dan Grashof number pada heat flux konstan

Andaz, Farani (2015) Studi numerik perpindahan panas konveksi campuran dalam heated pipe dengan variasi Reynolds number dan Grashof number pada heat flux konstan. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2112105032-Undergraduate_Theses_ok.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Dalam dunia teknik khususnya bidang mekanika fluida dan perpindahan panas, pengkajian mengenai suatu aliran yang mengalir di dalam sebuah pipa vertikal yang dipanaskan. Aliran yang mengalir di dalam sebuah pipa yang dipanaskan sering ditemui dalam berbagai aplikasi teknik misalnya pada solar water heater, gas reactor. Penelitian tugas akhir ini melakukan simulasi numerik yang difokuskan pada pengamatan karakteristik aliran fluida, distribusi temperatur, koefisien konveksi, Nusselt number dan distribusi tekanan aliran dalam heated pipe dengan memvariasikan nilai Reynolds number 3000 dan 5000 serta Grashof number 104 sampai 106 pada heat flux konstan. Selain itu penelitian ini dilakukan untuk mengetahui keakuratan dari pemodelan numerik untuk kasus konveksi campuran pada aliran dalam pipa yang dipanaskan. Model uji memiliki dimensi panjang 2530 mm dan diameter 23 mm dengan heat flux yang konstan, model uji ini dirujuk pada eksperimen yang telah dilakukan oleh Hiroaki Tanaka et al (1986). Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa semakin besar Grashof number, semakin besar ΔT, namun tidak terjadi perubahan kecepatan (v), penurunan pressure drop (ΔP), peningkatan koefisien konveksi (h) dan peningkatan Nusselt number (Nu), sedangkan pada Re=5000 untuk Grashof number yang sama menghasilkan penurunan (ΔT), peningkatan kecepatan (v), peningkatan pressure drop (ΔP), peningkatan Nusselt number (Nu) dan peningkatan koefisien konveksi (h). Simulasi menunjukkan hasil yang akurat dengan error dibawah 5% terhadap eksperimen, tetapi simulasi numerik tidak dapat mengikuti secara baik perubahan pola nilai Nu dari turbulent menjadi laminar pada Re=3000, ditunjukkan pada perbandingan temperatur dinding data simulasi dengan eksperimen memiliki error sebesar 8.06%. ======================================================================================================== In the world of engineering, particularly the field of fluid mechanics and heat transfer, assessment of a stream that flows in a vertical pipe that is heated. Stream flowing in a pipe that is heated frequently encountered in various engineering applications for example in solar water heater, gas reactors. This final project perform numerical simulation that is focused on the observation of fluid flow characteristics, temperature distribution, heat transfer coefficient and pressure distribution in the heated pipe flow by varying the value of Reynolds number of 3000 and 5000 and the Grashof number 104 to 106 at a constant heat flux. In addition, this study was conducted to determine the accuracy of numerical modeling for the case of a mixed convection on the flow in the heated pipe. The test model has dimensions of length 2530 mm and a diameter of 23 mm with constant heat flux, the test model is referred to the experiments that have been performed by Hiroaki Tanaka et al (1986) . The results obtained indicate that the magnitude of Grashof number resulted in an increase (ΔT), but no change of velocity (v), a decrease in pressure drop (ΔP), increased convection coefficient (h) and an increase in Nusselt number (Nu), whereas at Re=5000 for the same Grashof number result in a decrease (ΔT), the increase in speed (v), the increase in pressure drop (ΔP), the increase in Nusselt number (Nu) and an increase in convection coefficient (h). Simulations show accurate results with an error of less than 5 % of the experiments, but numerical simulations can not properly follow the pattern of changes in the value of Nu from laminar to turbulent be Re = 3000, shown in comparison with the temperature of the walls of the experimental simulation data has error at 8.06 % .

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 621.402 2 And s 3100015059964
Uncontrolled Keywords: Grashof number; Reynolds number; konveksi campuran; studi numerik
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: - Taufiq Rahmanu
Date Deposited: 08 Oct 2018 03:25
Last Modified: 02 Mar 2021 03:25
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/59754

Actions (login required)

View Item View Item