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

Nursubyakto Nursubyakto, Fransiskus A. Widiharsa, Rusdijanto Rusdijanto, Heris Pamuntjar

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.

Keywords


Kolektor Surya; Aliran Sekunder; Saluran Lengkung, Faktor Gesekan

Full Text:

PDF

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.




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

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


TRANSMISI

University of Merdeka Malang

Mailing Address:

Jalan Terusan Dieng 62-64 Malang, 65146, East Java, Indonesia
Phone: 085107636279 Fax: (0341) 560836
Email: jm.transmisi@unmer.ac.id