Studi Numerik Pengaruh Radial Distance Rectangular Obstacle Pada Tube Banks Fin Heat Exchanger Terhadap Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas

Nanang Romandoni, Kholis Nur Faizin

Abstract


Tube banks fin heat exchanger merupakan alat yang diaplikasikan untuk mentransfer panas dari liquid-to-air atau refrigerant-to-air. Peningkatan heat transfer dalam alat ini terus dikembangkan yaitu menggunakan obstacle. Penggunaan obstacle selain meningkatkan heat transfer juga berkorelasi dalam peningkatan pressure drop. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian untuk mengoptimalkan penggunaan obstacle.

Analisa numerik secara 2-D dilakukan untuk memperoleh karakteristik aliran dan perpindahan panas pada tube banks fin heat exchanger tersusun staggered yang menggunakan rectangular obstacle. Dalam penelitian ini, kombinasi antara circumferential angle (α) dan radial distance (Rl) dari obstacle dievaluasi secara numerik menggunakan CFD code Fluent. Variasi dilakukan pada α=300 dan Rl/D=0,66-0,90 dengan ReD=4000.

Hasil penelitian mengindikasikan bahwa penggunaan rectangular obstacle dengan konfigurasi common flow down pada tube mampu meningkatkan local Nusselt number dan velocity dipermukaan tube. Untuk radial distance, menunjukkan bahwa semakin kecil radial distance, area wake region dibelakang tube semakin berkurang sehingga local Nusselt number dan velocity semakin meningkat. Akan tetapi, penggunaan variasi circumferential angle dan radial distance dari rectangular obstacle secara keseluruhan berkontribusi dalam peningkatan pressure drop. Hasil evaluasi performa menunjukkan bahwa kombinasi yang relevan untuk rectangular obstacle diperoleh pada circumferential angle 300 dan radial distance 0.66.


Keywords


rectangular obstacle; tube banks fin heat exchanger; dan numerical simulation.

Full Text:

PDF

References


M. Fiebig, A. Valencia, N.K. Mitra, Wing-type vortex generators for fin-and-tube heat exchangers, Exp. Therm. Fluid Sci. 7 (1993) 287–295.

M. Henze, J. von Wolfersdorf, Influence of approach flow conditions on heat transfer behind vortex generators, Int. J. Heat and Mass Transf. 54 (2011) 279–287.

L.H. Tang, M. Zeng, Q.W. Wang, Experimental and numerical investigation on air-side performance of fin-and-tube heat exchangers with various fin patterns, Exp. Therm. Fluid Sci. 33 (2009) 818–827.

A. Pal , D. Bandyopadhyay , G. Biswas, V. Eswaran, Enhancement of Heat Transfer Using Delta-Winglet Type Vortex Generators with a Common-Flow-up Arrangement, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications: An International Journal of Computation and Methodology, 61:12 (2012) 912-928.

A. Lemouedda, M. Breuer, E. Franz, T. Botsch, A. Delgado, Optimization of the angle of attack of delta-winglet vortex generators in a plate-fin-and-tube heat exchanger, Int. J. Heat Mass Transfer 53 (2010) 5386–5399.

M. Zeng, L.H. Tang, M. Lin, Q.W. Wang, Optimization of heat exchangers with vortex-generator fin by Taguchi method, Appl. Therm. Eng. 30 (2010) 1775–1783.

M. Gorji, H. Mirgolbabaei, A. Barari, G. Domairry, N. Nadim, Numerical analysis on longitudinal location optimization of vortex generator in compact heat exchangers, Int. J. Numer. Methods Fluids 66 (2011) 705–713.

Rizki Anggiansyah dan Prabowo, Studi Numerik Pengaruh Posisi Sudut Obstacle Berbentuk Rectangular terhadap Perpindahan Panas pada Tube Banks Staggered, Jurnal Teknik POMITS 3:2 (2014) 186-191.

Hastama Arinta Fanny dan Prabowo, Studi Numerik Pengaruh Panjang Rectangular Obstacle terhadap Perpindahan Panas pada Staggered Tube Banks, Jurnal Teknik POMITS 3:2 (2014) 180-185.

Jiin-Yuh Jang, Ling-Fang Hsu, Jin-Sheng Leu, Optimization of the span angle and location of vortex generators in a plate-fin and tube heat exchanger, Int. J. Heat and Mass Transf. 67 (2013) 432–444.

J.S. Leu, Y.H. Wu, J.Y. Jang, Heat transfer and fluid flow analysis in plate-fin and tube heat exchangers with a pair of block shape vortex generators, Int. J. Heat Mass Transfer 47 (2004) 4327–4338.

Bao Gong, Liang-Bi Wang, Zhi-Min Lin, Heat transfer characteristics of a circular tube bank fin heat exchanger with fins punched curve rectangular vortex generators in the wake regions of the tubes, Appl. Therm. Eng. 75 (2015) 224-238.

Liting Tian, Yaling He, Yubing Tao, Wenquan Tao, A comparative study on the air-side performance of wavy fin-and-tube heat exchanger with punched delta winglets in staggered and in-line arrangements, Int. J. Thermal Sci. 48 (2009) 1765–1776.

Incropera, Frank P., et al., Fundamentals of Heat and Mass Transfer Seventh Edition, John Wiley and Sons Inc, New York, 2007


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


JEECAE Stats