PERBANDINGAN FAKTOR GESEKAN PADA KOLEKTOR ENERGI SURYA JENIS PLAT DATAR DENGAN SALURAN BERBELOK-BELOK DAN LURUS

Authors

  • Nursubyakto Nursubyakto Universitas Merdeka Malang
  • Fransiskus A. Widiharsa Universitas Merdeka Malang
  • Rusdijanto Rusdijanto Universitas Merdeka Malang
  • Heris Pamuntjar Universitas Merdeka Malang

DOI:

https://doi.org/10.26905/jtmt.v4i1.4475

Keywords:

Kolektor Surya, Aliran Sekunder, Saluran Lengkung, Faktor Gesekan

Abstract

Setiap fluida yang mengalir melewati saluran, umumnya saluran berbentuk pipa atau duct, selalumengalami faktor gesekan (friction factor). Semakin besar faktor gesekan maka semakin besar pulaenergi yang diperlukan untuk menggerakkan fluida tersebut melewati saluran. Ditinjau dari rezimaliran terlihat aliran turbulen akan menimbulkan faktor gesekan yang lebih besar dibandingkanterhadap aliran laminer. Suatu fluida yang melewati saluran lengkung akan menimbulkan turbulensipada aliran yang laminer di mana aliran tersebut disebut dengan aliran sekunder. Aliran sekunder(secondary flow) adalah aliran yang berpusar. Aliran ini terjadi pada aliran fluida yang melewatisaluran yang melengkung atau berbelok dan profil aliran adalah kembar dan saling berlawanan arah.Terjadinya aliran sekunder ini diakibatkan oleh keseimbangan antara tekanan dan gaya sentrifugal didinding sisi luar saluran. Perlakuan pemanasan pada dinding saluran akan menimbulkan orientasialiran sekunder pada sumbu simetri aliran di mana sumbu simetri akan berputar berlawanan arahjarum jam. Jika saluran berbelok disambung secara seri maka aliran sekunder akan terus berputarputar(spiral) melewati saluran. Keuntungan dengan adanya aliran sekunder yang berputar ini adalahlaju perpindahan panas meningkat meskipun aliran ini akan menimbulkan kerugian tekanan jikadibandingkan dengan saluran dengan pipa lurus. Kerugian tekanan digambarkan dengan faktorgesekan, semakin besar nilai faktor gesekan maka kerugian tekanan juga akan naik. Dimensi pipayang diuji baik untuk pipa berbelok maupun lurus adalah 0,0127 m, panjang pipa 1,161 m untuk pipalurus dan 1,81 m bagi pipa berbelok, serta jari-jari kelengkungan pipa berbelok adalah 0,225 m.Dimensi kolektor yang digunakan baik untuk pipa lurus maupun berbelok adalah 1,0 m panjang, 0,5mlebar dan tinggi 0,4 m. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengoperasian kolektor antara jam 09:45sampai 11:30 faktor gesekan kolektor surya plat datar dengan saluran berbelok atau lengkungmemberikan nilai lebih tinggi dibandingkan dengan jenis pipa lurus. Hal ini memberi peluang bahwapemakaian saluran dengan pipa lengkung akan memberikan hasil yang lebih baik pada jam di manaintensitas matahari mencapai puncaknya, yaitu sekitar tengah hari.

Author Biographies

Nursubyakto Nursubyakto, Universitas Merdeka Malang

Jurusan Teknik Mesin

Fransiskus A. Widiharsa, Universitas Merdeka Malang

Jurusan Teknik Mesin

Rusdijanto Rusdijanto, Universitas Merdeka Malang

Jurusan Teknik Mesin

Heris Pamuntjar, Universitas Merdeka Malang

Jurusan Teknik Informatika

References

Chandratilleke, T. and Nursubyakto (2003). Numerical Prediction of Secondary Flow and Convective Heat Transfer Characteristics in Externally Heated Curved Rectangular Ducts, International Journal of Thermal Sciences 42: pp 187-198.

Cheng, K. C. and M. Akiyama (1970), Laminar Forced Convection Heat Transfer In Curved Rectangular Channels, International Journal of Heat and Mass Transfer 13(3): 471-90.

Cheng, K. C. and S. Y. Mok (1970), Flow Visualisation Studies On Secondary Flow Patterns And Centrifugal Instability Phenomena In Curved Tubes.

Cheng, K. C. and F. P. Yuen (1987), Flow Visualisation Experiment On Secondary Flow Patterns In An Isothermally Heated Curved Pipe, Transaction ASME Journal of Heat Transfer 109: 55-61.

Dean, W. R. (1928), The Stream-Line Motion Of Fluid In A Curved Pipe, Philosophical Magazine.

Hwang, G. J. and C. H. Chao (1991), Forced Laminar Convection in a Curved Isothermal Square Duct, Trans. of the ASME 113: 48-55.

Lee, J., H. Simon, et al. (1985), Buoyancy In Developed Laminar Curved Tube Flows, Int. Journal Heat Mass Transfer volume 28: hal. 631-640.

Mokrani, A., C. C., et al. (1997), The Effects Of Chaotic Advection On Heat Transfer, Int. Journal Heat & Mass Transfer Vol. 40: hal. 3089-3104.

Soh, W. Y. and S. A. Berger (1987), Fully Developed Flow In A Curved Pipe Of Arbitrary Curvature Ratio, International Journal for numerical methods in fluid 7: 733-755.

Sturgis, J. C. and I. Mudawar (1999), Critical Heat Flux In A Long, Curved Channel Subjected To Concave Heating, International Journal of Heat and Mass Transfer 42(20): 3831-48.

Downloads

Published

2010-02-15

Issue

Vol. 4 No. 1 (2008): Edisi Pebruari 2008

Section

Article

License

Creative Commons License
This work, is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

 

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  • Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. that allows others to share the work with an acknowledgment of the work's authorship and initial publication in this journal.
  • Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
  • Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) before and during the submission process, as it can lead to productive exchanges and earlier and greater citation of published work.