naskah bayu angkasawan I1409009 - Sebelas Maret … Tri Istanto dan Pak D. Danardono yang dengan sabar dan tak kenal lelah ... showed that the Nusselt number and friction factor of

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH RELATIVE ROUGHNESS PITCH TERHADAP KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN

PADA PLAT PENYERAP DENGAN KEKASARAN BUATAN TRANSVERSE CONTINUOUS RIBS DALAM SALURAN PEMANAS

UDARA SURYA

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

BAYU ANGKASAWAN NIM. I1409009

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015


commit to user

ii


commit to user

iii


commit to user

iv

MOTTO

And whatever you do in word or deed, do it all in the name of the Lord Jesus,

giving thanks to God the Father through him. (Colossians 3: 17)

So then, do not worry about tomorrow,

for tomorrow will worry about itself. Today has enough trouble of its own.

(Matthew 6: 34)

Aku tidak selalu memperoleh apa yang aku minta, tetapi doaku selalu dijawab-Nya.

(Pdt. Eka Darmaputra)

Bakat yang akan membawa seseorang ke puncak, tetapi karakternya yang membuat bertahan disana.

(Ps. Jeffrey Rachmad)

Don’t expect your friend to be a perfect person, but help your friend to become a perfect person,

that’s true friendship. (Mother Theresa)

Limitations live only in our minds.

But if we use our imaginations, our possibilities become limitless

(Jamie Paolinetti)

If i'd had some set idea of a finish line, don't you think i would have crossed it years ago?

(Bill Gates)

Believe and trust in faith. (Bayu Angkasawan)


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan syukur kehadirat

Tuhan Yang Maha Esa, kupersembahkan tulisan ini kepada :

1. Jesus my savior.

2. Bapak Immanuel Suwarman, S.Pd., dan Ibu Sri Hatnyonowati, S.Pd., atas kasih

sayangnya yang tak pernah terbatas.

3. Kakakku Agni Dian Satriawan dan istrinya Mbak Devi.

4. Tessalonika Natalia Djie, i believe and trust in faith that you would be my wife.

5. Pak Tri Istanto dan Pak D. Danardono yang dengan sabar dan tak kenal lelah

selalu siap setiap waktu dalam membimbing skripsi saya.

6. Arif Rochman Hakim dan Abdul Azis Hidayat Taufik, selamanya tak akan

terlupakan perjuangan kita dalam mengerjakan skripsi.

7. Dandun Mahesa, Sigit Nugroho, Hari Setiawan, Erwan Setya Putra, Hafidz

Anwar, Tyas Ariwobowo, Himawan Rosyiyadi, Bernadus Nanang, Faiz

Kusuma dan Sutiyono.

8. Seluruh Pemuda dan Remaja Kizzmo.


commit to user

vi

EFFECT OF RELATIVE ROUGHNESS PITCH ON HEAT TRANSFER AND FRICTION FACTOR CHARACTERISTICS ON ABSORBER PLATE WITH

TRANSVERSE CONTINUOUS RIBS ARTIFICIAL ROUGHNESS IN SOLAR AIR HEATER DUCT

Bayu Angkasawan Mechanical Engineering Department

Engineering Faculty Sebelas Maret University Surakarta, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstract

This study was conducted to examine the effect of relative roughness pitch (p/e) on the characteristics of heat transfer and friction factor on absorber plate with transverse continuous ribs artificial roughness in solar air heater duct. In this study, relative roughness pitch with transverse continuous ribs (p/e) was varied at 8, 9, 10 and 11. Solar air heater duct having the duct aspect ratio (W/H) was 12, and constant relative roughness height (e/Dh) value at 0.033. To simulate the indoor testing of solar air heater, the absorber plate was heated by an electric heater that provided constant heat flux of 1000 W/m2. While the others sides of duct were insolated. Tests were performed on the air flow Reynolds number (Re) of 3440 – 9990. The results of heat transfer and friction factor have been compared with smooth plate under similar flow and thermal boundary condition to determine the enhancement in heat transfer and friction factor. The results showed that the Nusselt number and friction factor of the absorber plate with transverse continuous ribs artificial roughness increases with the increase in the value of p/e until it reaches a maximum at p/e = 10, after that experienced a decline. Nusselt number of the absorber plate with transverse continuous ribs artificial roughness increase in the range of 32% - 47%, 44% - 64%, 57% - 92% and 35% - 55% compared to smooth plate for the values of p/e = 8, 9, 10 and 11, respectively. Maximum enhancement of friction factor of the absorber plate with transverse continuous ribs artificial roughness was obtained of 1.58, 1.74, 1.87 and 1.66 times friction factor of smooth plate for the values of p/e = 8, 9, 10 and 11, respectively. Maximum enhancement of Nusselt number and friction factor of the absorber plate with transverse continuous ribs artificial roughness was obtained respectively of 1.92 and 1.87 times compared to smooth plate at p/e = 10 and at Re = 9880 and Re = 3460, respectively. Thermo-hydraulic performance values of the absorber plate with transverse continuous ribs artificial roughness in the range of 1.00 – 1.18, 1.02 – 1.21, 1.04 – 1.22 and 1.05 – 1.24 for the values of p/e = 8, 9, 10 and 11, respectively. Using experimental data correlations for Nusselt number and friction factor have also been developed for such solar air heater, which gives a good agreement between predicted values and experimental values of Nusselt number and friction factor. Keywords: absorber plate, artificial roughness, relative roughness pitch, solar air

heater, transverse continuous ribs.


commit to user

vii

PENGARUH RELATIVE ROUGHNESS PITCH TERHADAP KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS DAN FAKTOR GESEKAN PADA PLAT PENYERAP

DENGAN KEKASARAN BUATAN TRANSVERSE CONTINUOUS RIBS DALAM SALURAN PEMANAS UDARA SURYA

Bayu Angkasawan Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk menguji pengaruh relative roughness pitch (p/e) terhadap karakteristik perpindahan panas dan faktor gesekan pada plat penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous ribs dalam saluran pemanas udara surya. Pada penelitian ini, p/e divariasi sebesar 8, 9, 10 dan 11. Saluran pemanas udara surya mempunyai duct aspect ratio (W/H) sebesar 12, dan relative roughness height (e/Dh) konstan sebesar 0,033. Untuk mensimulasikan pengujian pemanas udara surya di dalam ruangan, plat penyerap dipanaskan dengan pemanas listrik yang memberikan fluks kalor konstan sebesar 1000 W/m2 dan sisi saluran lainnya diisolasi. Pengujian dilakukan pada bilangan Reynolds aliran udara (Re) sebesar 3440 – 9990. Hasil perpindahan panas dan faktor gesekan dibandingkan dengan plat penyerap halus (smooth plate) dibawah kondisi aliran udara dan kondisi batas termal yang sama untuk menentukan peningkatan perpindahan panas dan faktor gesekan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bilangan Nusselt dan faktor gesekan dari plat penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous ribs meningkat dengan kenaikan p/e hingga mencapai maksimum pada p/e =10, setelah itu mengalami penurunan. Bilangan Nusselt plat penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous ribs meningkat dalam kisaran 32% - 47%, 44% - 64%, 57% - 92% dan 35% - 55% dibandingkan dengan smooth plate berturut-turut untuk nilai p/e=8, 9, 10 dan 11. Peningkatan faktor gesekan plat penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous ribs maksimum didapatkan sebesar 1,58; 1,74; 1,87 dan 1,66 kali faktor gesekan smooth plate berturut-turut untuk nilai p/e =8, 9, 10 dan 11. Peningkatan bilangan Nusselt dan faktor gesekan maksimum dari plat penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous ribs didapatkan berturut-turut 1,92 dan 1,87 kali dibandingkan smooth plate pada p/e = 10 dan berturut-turut pada Re = 9880 dan Re = 3460. Nilai unjuk kerja termohidrolik plat penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous ribs dalam kisaran1,00 – 1,18; 1,02 – 1,21; 1,04 - 1,22 dan 1,05 – 1,24 berturut-turut untuk nilai p/e =8, 9, 10 dan 11. Menggunakan data eksperimen, korelasi-korelasi untuk bilangan Nusselt dan faktor gesekan juga dikembangkan untuk pemanas udara surya dan memberikan kesesuaian yang baik antara nilai-nilai prediksi dan nilai-nilai eksperimen dari bilangan Nusselt dan faktor gesekan.

Kata kunci: kekasaran buatan, pemanas udara surya, plat penyerap, relative roughness

pitch, transverse continuous ribs.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis hadapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas

segala kebesaran dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan

menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini membahas Pengaruh Relative Roughness Pitch Terhadap

Karakteristik Perpindahan Panas Dan Faktor Gesekan Pada Plat Penyerap Dengan

Kekasaran Buatan Transverse Continuous Ribs Dalam Saluran Pemanas Udara

Surya. Skripsi ini di susun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Dalam Mengerjakan Skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari

berbagai pihak baik secara lansung dan tidak langsung yang sangat berarti dan

bermanfat hingga selesai. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin

menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar besarnya kepada semua pihak yang

telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini, terutama kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT, selaku Dekan Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Bapak Tri Istanto, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing Skripsi I dan

Pembimbing Akademik yang telah memberikan petunjuk dan bimbingannya

hingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.

4. Bapak D. Danardono, ST., MT., PhD, selaku Pembimbing Skripsi II yang

telah turut serta memberikan bimbingan yang berharga bagi penulis.

5. Bapak Dr Eng. Syamsul Hadi, ST., MT, dan Bapak Dr. Budi Santoso, ST., MT,

selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah memberi saran dan masukan

yang membangun.

6. Seluruh Dosen, Asisten dan Staf Laboratorium Teknik Mesin Universitas

Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan bantuan pikiran dan

tenaganya dalam proses kuliah penulis hingga menyelesaikan studi S1.


commit to user

ix

7. Arif Rochman Hakim dan Abdul Azis Hidayat Taufik yang telah menjadi

teman seperjuangan dalam pembuatan alat, pengambilan data dan

penyelesaian penulisan Skripsi.

8. Teman-teman Jurusan Teknik Mesin Non Reguler Angkatan 2009 Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

9. Rekan-rekan Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

10. Dan semua pihak yang telah memberikan sumbangan pikiran kepada penulis

yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih banyak

kekurangan dan masih jauh dari harapan, mengingat terbatasnya waktu untuk

analisa dan dan keterbatasan kemampuan yang dimiliki penulis. Oleh karena itu

penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun dari

semua pihak untuk memperbaiki dan menyempurnakan penulisan Skripsi ini.

Demikianlah semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi adik-adik Angkatan

Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta dan para pembaca. Terima

kasih.

Surakarta, April 2015

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ....................................................................................... i

Halaman Surat Penugasan ...................................................................... ii

HalamanPengesahan .............................................................................. iii

Halaman Motto ...................................................................................... iv

Halaman Persembahan ........................................................................... v

Abstrak .................................................................................................. vi

Kata Pengantar ....................................................................................... viii

Daftar Isi .............................................................................................. x

Daftar Tabel ........................................................................................... xiii

Daftar Gambar ....................................................................................... xiv

Daftar Persamaan ................................................................................... xvi

Daftar Notasi ......................................................................................... xix

Daftar Lampiran..................................................................................... xx

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah .......................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ............................................................... 3

1.4. Tujuan Dan Manfaat ......................................................... 3

1.5. Sistematika Penulisan ....................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka .............................................................. 5

2.2. Dasar Teori ....................................................................... 7

2.2.1. Dasar perpindahan panas ......................................... 7

2.2.2. Parameter Tanpa Dimensi ....................................... 8

2.2.3. Keseimbangan Energi dan Efisiensi Pemanas Udara

Surya Konvensional ............................................... 9

2.2.4. Konsep Kekasaran Buatan (Artifical Roughness) ..... 11

2.2.5. Metodologi Kekasaran Buatan ................................ 12

2.2.6. Perpindahan Panas Dengan Pemisahan Aliran (Flow


commit to user

xi

Separation) dan Penggabungan

Kembali (Reattachment) ...................................... 14

2.2.7. Geometri Kekasaran Yang Digunakan Dalam Saluran

Pemanas Udara Surya ........................................... 16

2.2.8. Perhitungan Perpindahan Panas Dan Faktor Gesekan

Pada Saluran Pemanas Udara Surya Segi Empat

Dengan Kekasaran Buatan ................................... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian ............................................................. 24

3.2. Alat Penelitian .................................................................. 24

3.2.1. Susunan Alat Penelitian........................................... 24

3.2.2. Instrumentasi........................................................... 29

3.3. Geometri Kekasaran Buatan dan Parameter Penelitian ...... 31

3.4. Diagram Alir Penelitian .................................................... 34

3.5. Prosedur Penelitian ........................................................... 36

3.5.1. Persiapan Pengambilan Data ................................... 36

3.5.2. Pengujian Pemanas Udara Surya Dengan Smooth

Absorber Plate ........................................................ 36

3.5.3. Pengujian Pemanas Udara Surya Dengan Roughness

Absorber Plate ........................................................ 37

3.6. Metode Analisis Data........................................................ 38

BAB IV DATA DAN ANALISIS

4.1. Data Hasil Pengujian ........................................................ 39

4.2. Perhitungan Data .............................................................. 40

4.2.1. Contoh perhitungan data untuk kecepatan udara

rata-rata di pipa keluar 11,28 m/s untuk plat

penyerap dengan transverse continuous ribs

(p/e=10) ................................................................. 40

4.3. Analisa Data .................................................................... 45


commit to user

xii

4.3.1. Pengaruh Relative Roughness Pitch Terhadap

Karakteristik Perpindahan Panas ................................. 45


Karakteristik Faktor Gesekan ...................................... 48


Karakteristik Unjuk Kerja Termohidrolik ................... 51

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan...................................................................... 55

5.2. Saran ............................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 57

LAMPIRAN .......................................................................................... 60


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel3.1. Parameter Penelitian ............................................................ 33

Tabel 4.1. Hasil perhitungan karakteristik perpindahan panas dan

factor gesekan pada smooth plate dan plat penyerap dengan

transverse continuous ribs ................................................... 43


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Ilustrasi jenis-jenis perpindahan panas ............................. 7

Gambar 2.2. Sketsa keseimbangan energi dari pemanas udara surya .... 9

Gambar 2.3. Pengaruh elemen kekasaran terhadap medan aliran ......... 13

Gambar 2.4. Pola aliran tergantung pada relative roughness height ..... 14

Gambar 2.5. Aliran dengan tranverse square ribs ................................ 14

Gambar 2.6. Ribs dengan pemisahan aliran dan penggabungan

kembali ........................................................................... 15

Gambar 2.7. Pola aliran tergantung pada relative roughness pitch ....... 15

Gambar 2.8. Plat penyerap kasar dengan transverse continous wire ..... 17

Gambar 2.9. Plat penyerap kasar dengan tranverse broken ribs ........... 17

Gambar 2.10. Plat penyerap kasar dengan inclined ribs ......................... 17

Gambar 2.11. Plat penyerap kasar dengan tranverse, inclined dan V

shape ribs ........................................................................ 18

Gambar 2.12. Gambar susunan alat penelitian ....................................... 18

Gambar 3.1. Susunan alat penelitian .................................................... 24

Gambar 3.2. Skema alat penelitian ...................................................... 25

Gambar 3.3. Alat penelitian ................................................................. 25

Gambar 3.4. Potongan melintang seksi uji ........................................... 26

Gambar 3.5. Pemanas listrik ................................................................ 27

Gambar 3.6 Skema Pemanas listrik..................................................... 27

Gambar 3.7. Voltage regulator ............................................................ 27

Gambar 3.8. Thermocouple reader ...................................................... 28

Gambar 3.9. Lokasi termokopel pengukur temperatur permukaan plat

penyerap, temperatur udara masuk seksi uji dan

temperatur udara keluar seksi uji ..................................... 29

Gambar 3.10. Lokasi termokopel pengukur temperatur udara keluar

seksi uji ........................................................................... 29

Gambar 3.11 Pipa pitot (Extech HD 350) ............................................. 30

Gambar 3.12 Blower hisap ................................................................... 30

Gambar 3.13 Mikromanometer (FLUKE922). ...................................... 31


commit to user

xv

Gambar 3.14 Lokasi tap tekanan udara ................................................. 31

Gambar 3.15 Nomenklatur relative roughness pitch (p/e) pada

transverse continuous ribs ............................................... 32

Gambar 3.16 Foto Smooth absorber plate ............................................ 33

Gambar 3.17 Foto Plat penyerap dengan transverse continuous ribs

(p/e) = 8 .......................................................................... 33


(p/e) = 9 .......................................................................... 33


(p/e) = 10 ........................................................................ 34


(p/e) = 11 ........................................................................ 34

Gambar 4.1. Grafik hubungan antara Nu dengan Re ............................ 45

Gambar 4.2. Pola aliran melalui kekasaran buatan Transverse

Continuous Ribs .............................................................. 46

Gambar 4.3. Grafik hubungan Nu dengan (p/e) .................................... 48

Gambar 4.4. Grafik hubungan f dengan Re .......................................... 49

Gambar 4.5. Grafik hubungan f dengan (p/e) ....................................... 51

Gambar 4.6. Perbandingan antara bilangan Nusselt hasil eksperimen

dengan prediksi hasil korelasi .......................................... 53

Gambar 4.7. Perbandingan antara faktor gesekan hasil eksperimen

dengan prediksi hasil korelasi .......................................... 53

Gambar 4.8. Grafik hubungan dengan Re ......................................... 54


commit to user

xvi

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman

Persamaan (2.1) Bilangan Reynolds ................................................... 8

Persamaan (2.2) Bilangan Prandtl ....................................................... 9

Persamaan (2.3) Bilangan Nusselt ...................................................... 9

Persamaan (2.4) Persamaan keseimbangan energi............................... 9

Persamaan (2.5) Perolehan energi berguna ........................................ 10

Persamaan (2.6) Faktor pelepasan panas kolektor ............................... 10

Persamaan (2.7) Faktor efisiensi kolektor ........................................... 10

Persamaan (2.8) Efisiensi termal dari kolektor .................................... 10

Persamaan (2.9) Laju aliran massa udara ( u) .................................... 19

Persamaan (2.10) Laju perpindahan panas ke udara .............................. 19






Persamaan (2.16) Koefisien perpindahan panas konveksi (h) ................ 20

Persamaan (2.17) BilanganNusselt rata-rata (Nu) ................................. 21

Persamaan (2.18) Faktor Gesekan di Saluran Udara Persegi Empat (f).. 21

Persamaan (2.19) BilanganReynolds (Re) ............................................. 22

Persamaan (2.20) Laju massa udara ( ) ............................................... 22

Persamaan (2.21) Laju massa udara ( ) di saluran udara seksi uji ........ 22

Persamaan (2.22) Kecepatan udara (V ) di saluran udara seksi uji.. ....... 22

Persamaan (2.23) Bilangan Reynolds Kekasaran (Roughness Reynolds

number) .................................................................... 22

Persamaan (2.24) Parameter Unjuk KerjaTermohidrolik ( ................. 23

Persamaan (4.1) Hidraulically smooth flow regine.............................. 49

Persamaan (4.2) Transitionally rough flowregine .............................. 49

Persamaan (4.3) Completelly rough flowregine .................................. 49


commit to user

xvii

Persamaan (4.4) Pengaruh relative roughness pitch terhadap

karakteristik unjuk kerja termohidrolik ..................... 51

Persamaan (4.5) Korelasi empirik untuk bilangan Nusselt untuk

smooth plate ............................................................. 52

Persamaan (4.6) Korelasi empirik untuk faktor gesekan untuk smooth

plate ......................................................................... 52

Persamaan (4.7) Korelasi empirik untuk bilangan Nusselt untuk plat

penyerap dengan kekasaran buatan transverse

continuous ribs ......................................................... 52

Persamaan (4.8) Korelasi empirik untuk faktor gesekan untuk plat

penyerap dengan kekasaran buatan transverse

continuous ribs ......................................................... 52

Persamaan (4.9) Bilangan Reynolds untuk smooth plate (Res) sebagai

fungsi bilangan Reynolds plat penyerap dengan

kekasaran buatan menggunakan transverse

continuous ribs (Rer) ................................................ 52

Persamaan (4.10) Korelasi empirik unjuk kerja termohidrolik sebagai

fungsi Rer dan (p/e) ................................................... 53


commit to user

xviii

DAFTAR NOTASI

A = Luas penampang saluran persegi empat (m2) = W.H

e = Ketinggian elemen kekasaran (mm)

f = Faktor gesekan

H = Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2.oC)

H = Tinggi saluran persegi empat (m)

I = Arus listrik (A)

I = Intensitas insolation (W/m2)

L = Panjang jarak pengukuran penurunan tekanan di seksi uji (m)

P = Keliling saluran persegi empat (m) = 2(W + H)

p = Pitch (mm)

R = Faktor konversi

V = Diffusifitas momentum

V = Kecepatan udara(m/s)

V = Tegangan listrik (Volt)

V = Viskositas kinematik udara di seksi uji (m2/s)

W = Lebar saluran persegi empat (m)

Ap = Luas penampang pipa keluar (m2)

Ap = Luas plat penyerap(absorber plate) (m2)

Cp = Panas jenis udara pada tekanan konstan (kJ/kg.oC)

Dh = Diameter hidrolik saluran persegi empat (m)

e+ = Bilangan Reynolds kekasaran (roughness reynolds number)

F' = Faktor efisiensi kolektor

Fi = Gaya Inersia (N)

fr = Faktor gesekan pada saluran dengan kekasaran buatan

Fr = Faktor pelepasan panas kolektor

fs = Faktor gesekan pada saluran halus (smooth duct)

Fs = Gaya Kekentalan

he = Koefisien perpindahan panas efektif antara plat penyerap dan udara

yang mengalir


commit to user

xix

kf = Konduktivitas termal udara di seksi uji (W/m.oC)

u = Laju aliran massa udara (kg/s)

Nu = Bilangan Nusselt

Nur = Bilangan Nusselt pada saluran dengan kekasaran buatan

Nus = Bilangan Nusselt pada saluran halus (smooth duct)

Pr = Bilangan Prandtl

Q1 = Kehilangan energi dari kolektor

Qa = Energi yang di serap oleh plat penyerap

Q elect = Input panas listrik (Watt)

Qloss = Heat loss (Watt)

Qrad = Heat loss radiasi (Watt)

Qu = Laju perpindahan panas ke udara (watt)

Qu = Perolehan energi berguna (Watt)

Re = Bilangan Reynolds

Ta = Temperatur lingkungan (oC)

Tfm = Temperatur udara rata-rata bulk (oC)

Ti = Temperatur udara masuk saluran (oC)

To = Temperatur udara keluar saluran (oC)

Tpm = Temperatur plat rata-rata (oC)

U1 = Koefisien kehilangan overall(W/m2.oC)

Vp = Kecepatan rata-rata aliran udara di pipa keluar (m/s)

Vs = Kecepatan rata-rata udara di seksi uji (m/s)

= Diffusifitas termal(m2/s)

= Sudut serang (angle of attack) ( ° )

= Penurunan tekanan (pressure drop) melalui seksi uji (Pa)

p = Massa jenis udara di pipa keluar (kg/m3)

s = Densitas udara di seksi uji (kg/m3)

(e/D) = Relative roughness height

(p/e) = Relative roughness pitch

= Perkalian absorptansi transmitansi efektif dari kombinasi plat

penyerap penutup kaca (glass cover)

= Viskositas dinamik (kg/m.s)


commit to user

xx

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data penelitian ...................................................................... 60

Lampiran 2. Kesesuaian korelasi empirik bilangan Nusselt dan faktor

gesekan untuk smooth plate .................................................. 65

Lampiran 3a. Kesesuaian korelasi empirik bilangan Nusselt untuk plat

penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous

ribs… ................................................................................... 66

Lampiran 3b. Kesesuaian korelasi empirik faktor gesekan untuk plat

penyerap dengan kekasaran buatan transverse continuous

ribs ........................................................................................ 67

Lampiran 4. Penurunan Korelasi empirik unjuk kerja termohidrolik ........... 68

Lampiran 5. Nilai unjuk kerja termohidrolik .............................................. 70

Lampiran 6. Properties udara……………………………………………… 71

Documents

naskah bayu angkasawan I1409009 - Sebelas Maret … Tri Istanto dan Pak D. Danardono yang dengan sabar dan tak kenal lelah ... showed that the Nusselt number and friction factor of