JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
1
STUDI EKSPERIMEN PENGARUH PENAMBAHAN WIRE-COIL DAN VARIASI DEBIT FLUIDA PADA PIPA RECEIVER TERHADAP PERFORMA PERPINDAHAN PANAS KOLEKTOR SURYA TIPE LINEAR PARABOLIC CONCENTRATING Ramadhan Prasetya Utama, Ary Bachtiar K.P. Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Sepuluh Nopember, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected]
Berbagai macam cara untuk memanfaatkan energi matahari telah dikembangkan, salah satunya adalah kolektor surya tipe linear parabolic concentrating yang pada prinsipnya mengumpulkan heat flux matahari untuk ditransfer ke pipa receiver untuk memanaskan fluida yang mengalir. Pada penelitian ini akan dipelajari pengaruh penambahan wire-coil dan variasi debit fluida terhadap performa perpindahan panas kolektor surya. Wire-coil yang digunakan memiliki parameter tidak berdimensi p/d=0,867, p/e=6,024. Pipa receiver dari kolektor surya memiliki panjang 1 meter dan dicat hitam. Debit fluida yang mengalir dalam pipa receiver divariasikan 10 - 30 liter/jam. Dari hasil pengujian didapatkan kesimpulan bahwa pemasukkan wire-coil ke dalam pipa receiver terbukti dapat memberikan efisiensi kolektor surya yang relatif lebih besar dibandingkan pada kolektor surya yang menggunakan smooth tube pada debit 10 β 30 dm3/jam dengan peningkatan efisiensi maksimum sebesar 2,07 kali efisiensi kolektor dengan smooth tube pada debit 30 dm3/jam dan didapatkan efisiensi maksimum pada debit tersebut sebesar 33,13 %. Efisiensi kolektor surya ditemukan akan meningkat seiring dengan peningkatan debit fluida yang mengalir pada tube mulai debit debit 20 dm3/jam. Pressure drop yang terjadi pada wire-coiled tube ditemukan semakin besar seiring dengan kenaikan debit fluida yang mengalir di dalam tube, di mana ditemukan pressure drop paling besar terjadi pada debit 30 dm3/jam sebesar 557,4 N/m2. Kata kunci : kolektor surya, wire-coil, linear parabolic concentrating
I. PENDAHULUAN Dibandingkan dengan kolektor surya pelat datar kolektor linear parabolic concentrating memiliki area untuk terjadinya kehilangan panas lebih kecil. Absorber atau receiver yang lebih kecil memiliki kehilangan panas yang lebih kecil dibandingkan kolektor pelat datar pada temperatur kerja receiver yang sama. Kolektor linear parabolic concentrating adalah jenis kolektor memfokuskan energi matahari yang diterimanya pada luasan yang lebih kecil untuk mendapatkan temperatur kerja yang lebih tinggi. Kolektor linear parabolic concentrating (LPC) memiliki reflektor yang memantulkan radiasi matahari dan receiver yang akan menerima pantulannya. Sistem optis linier pada kolektor linear parabolic concentrating akan memfokuskan radiasi langsung (beam) ke receiver jika matahari berada tepat di tengah bidang reflektor. Bisa dikatakan konfigurasi dari kolektor linear parabolic concentrating hanya efektif untuk radiasi langsung, namun
tidak untuk radiasi difusi atau radiasi terpantul dari tanah. Sehingga perlu juga untuk ditingkatkan perpindahan panas pada pipa receiver dengan menggunakan metode heat transfer enhancement untuk meningkatkan performa perpindahan panas dari kolektor surya. Heat transfer enhancements merupakan suatu perlakuan untuk memodifikasi permukaan perpindahan panas untuk memperbesar koefisien perpindahan panas yang terjadi antara permukaan dan fluida. Proses heat transfer enhancements dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu teknik aktif dan teknik pasif. Teknik aktif menggunakan power dari luar untuk meningkatkan proses perpindahan panas seperti fluid vibration, medan elektrostatis, atau adukan mekanis. Sedangkan pada tugas akhir ini akan difokuskan pada teknik pasif yaitu dengan memodifikasi permukaan perpindahan panas seperti memperbesar intensitas turbulen, memperbesar luasan perpindahan panas, atau flow swirling. Pada penelitian ini akan digunakan metode heat transfer enhancement menggunakan wire coil. Penggunaan wire coil ini sendiri pada saat ini sudah banyak digunakan pada alat-alat pendingin, preheater, dan lain-lain. Hal ini dikarenakan wire coil memiliki beberapa keunggulan dibandingkan teknik enhancement yang lain, yaitu: 1. Biaya murah. 2. Proses pemasangan dan pelepasan mudah. 3. Kekuatan mekanis dari tube tidak berubah. Pada penelitian kali ini akan diteliti pengaruh penambahan wire-coil yang dimasukkan ke dalam pipa receiver dengan debit fluida, dalam penelitian ini air, yang divariasikan mulai debit 10 β 30 dm3/jam dengan kenaikan 5 dm3/jam. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan sinar matahari di jurusan teknik mesin ITS, Surabaya, Jawa Timur. Studi eksperimen ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan wire-coil dan variasi debit fluida yang mengalir di dalam pipa receiver terhadap performa perpindahan panas yang dimiliki oleh kolektor surya tipe linear parabolic concentrating, menemukan debit optimal yang memiliki perpindahan panas paling baik, dan mengetahui pressure drop yang terjadi akibat penambahan wire-coil. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Kolektor Surya Tipe Linear Parabolic Concentrating Kolektor surya tipe linear parabolic concentrating merupakan tipe kolektor yang memanfaatkan sifat khusus dari parabola yang akan memfokuskan sinar ke suatu titik,
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
2 daerah fokal. Lebar images radiasi pada bidang focal bertambah dengan bertambahnya sudut rim. Ukuran minimum
Gambar 1. Kolektor Surya Tipe Linear Parabolic Concentrating sehingga sinar matahari akan difokuskan pada pipa receiver untuk memanaskan fluida yang mengalir di dalamnya. Untuk mengerti bagaimana kolektor ini beroperasi, perlu untuk menggambarkan properties optik dari konsentrator dan images (distribusi flux radiasi matahari melintasi fokus) yang dihasilkan. Kolektor jenis ini menyerap radiasi per satuan luas aperture yang tak terhalang. Secara teoritis images yang dihasilkan oleh konsentrator sempurna tergantung geometri konsentrator. Persamaan untuk parabola, dalam bentuk sistem kordinat π¦π¦ 2 = 4. ππ. π₯π₯
Gambar 3. Dimensi images untuk konsentrator linear dari plat, lingkaran, semi lingkaran berpusat pada titik focal yang mana untuk menangkap semua radiasi terpantul yang tampak. Untuk reflektor parabolik dengan bentuk dan kelurusan sempurna, ukuran receiver untuk menangkap semua images radiasi dapat dihitung. Diameter D dari pipa receiver ππ.π π π π π π (0,267 ) π·π· = 2ππππ . sin(0,267) = (3) sin β
ππ
Gambar 2. Bagian dari linear parabolic concentrator yang menunjukkan dimensi utama dan kordinat x,y,z[1] Aperture atau daerah terbuka adalah a, dan panjang focal f (jarak antara titik fokal terhadap vertex). Radiasi langsung (beam) seperti gambar 3 menuju reflektor pada titik B pada rim di mana jari-jari mirror bernilai adalah sudut rim, yang maksimum pada rr. Sudut digambarkan oleh AFB, dan persamaannya: β
ππ = π‘π‘π‘π‘π‘π‘β1 οΏ½
8(ππ/ππ)
16(ππ/ππ)2 β1
ππ
οΏ½ = π π π π π π β1 οΏ½ οΏ½ 2ππ
(1)
Untuk beberapa titik dari reflektor parabolik, jari-jari mirror sebagai berikut 2ππ ππ = (2) 1+ππππππ β
Gambar di atas menggambarkan bagaimana radiasi terpantul dari rim parabola dengan memperhitungkan lebar
B. Peningkatan Perpindahan Panas oleh Wire-Coil Penambahan wire-coil di dalam pipa akan memodifikasi aliran di dalam pipa dengan mekanisme sebagai berikut [1]: 1. Wire coil berlaku sebagai swirl flow generator, aliran berputar pada keliling pipa mengakibatkan gaya sentrifugal. Pada umumnya, ketika massa jenis turun seiring dengan naiknya temperatur fluida, gaya sentrifugal menghasilkan pergerakan dari fluida yang relatif lebih panas pada boundary layer dan digantikan fluida yang relatif lebih dingin yang seakan-akan terlempar keluar dan bergantian dipanasi. 2. Wire coil berlaku sebagai turbulence promoter, tingkat turbulensi aliran diperbesar oleh mekanisme separasi dan reattachment. Selain itu ketika wire coil bersentuhan langsung dengan dinding pipa, wire coil akan menggangu laminar sublayer. Pada gambar 4 ditunjukkan sketsa wire coil yang dimasukkan ke dalam pipa, di mana p = helical pitch, e = diameter wire, dan d = diameter dalam pipa. Parameter ini digunakan untuk menentukan geometri wire dengan menggunakan parameter non dimensi, seperti: p/d, e/d, dan p/e. Pada penelitian yang telah dilakukan [3] didapatkan bahwa pada aliran turbulen terjadi kenaikan pressure drop sembilan kali lebih besar daripada smooth tube dan meningkatkan performa perpindahan panas empat kali lebih besar. Pada reynolds numbers yang rendah, tidak ada pengaruh wire-coil insert yang signifikan terhadap
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 perpindahan panas tapi mampu mempercepat proses transisi dari laminar menjadi turbulen pada reynolds numbers <700. Pada daerah transisi, perpindahan panas dapat ditingkatkan sampai 200% pada power pumping yang konstan.Wire-coil insert memberikan performa perpindahan panas yang paling bagus pada daerah transisi.
3 4. 5.
V-Inclined Manometer, untuk mengukur tekanan pada sisi inlet dan outlet. Anemometer, untuk mengukur kecepatan angin.
Keterangan gambar : A. B. C. D.
Reflektor Kran air Gelas ukur Pompa sentrifugal
E. Pipa receiver F. Bak penampung air dingin G. Bak penampung air panas T. Termometer digital P. V-Inclined manometer
Gambar 4. Sketsa wire coil pada pipa
Gambar 6. Skema eksperimen kolektor surya
Selain penelitian di atas, ada penelitian lain yang mempelajari flow mechanism pada tube menggunakan visualisai gelembung hidrogen dan teknik PIV[4]. Dari hasil penelitian, didapatkan hasil pada aliran dengan Reynolds number yang rendah (Re < 400), aliran dalam tube yang telah dimasukkan wire-coil sama dengan smooth tube. Sedangkan pada Reynolds number di rentang 500 sampai 700 dengan pitch ratio yang kecil terjadi resirkulasi aliran. Penambahan wire-coil mampu mempercepat kondisi aliran dari laminar menjadi turbulen, hal ini terjadi pada rentang Reynolds number 700 sampai 1000 tergantung pitch ratio yang digunakan.
Pengukuran pada penelitian ini dilakukan pada titik-titik yang ditunjukkan pada gambar 7. Di mana data temperatur dinding tube dan fluida dihitung pada lima titik yang berbeda dengan jarak sebesar 237,5 mm di antara masing-masing titik. Sedangkan tekanan diukur pada daerah inlet dan outlet fluida yang mengalir di dalam tube.
Gambar 7. Posisi titik pengambilan data temperatur fluida, dinding, dan tekanan pada pipa receiver
Gambar 5. Bentuk fisik aliran pada (a) Re < 350 dan (b) Re= 350-500 [2] III. METODOLOGI PENELITIAN A. Peralatan Pengujian dan Komponen Sistem kolektor surya tipe linear parabolic concentrating yang digunakan dalam penelitian ini terdapat di Laboratorium Energi Surya di Jurusan Teknik Mesin ITS dengan menggunakan smooth pipe dan modifikasi tube yang dimasukkan wire-coil pada rentang bulan Juni dan Juli 2012. Dengan skema percobaan ditunjukkan pada gambar 6. Sedangkan alat ukur yang digunakan pada penelitian ini antara lain: 1. Stopwatch dan gelas ukur, untuk mengukur debit fluida. 2. Pyranometer, untuk mengukur intensitas sinar matahari. 3. Termometer digital dan thermocouple tipe K, untuk mengukur temperatur dinding dan fluida.
B. Prinsip Pengujian Pengujian dilakukan dengan kolektor surya tipe linear parabolic concentrating menggunakan smooth tube dengan dimensi panjang 1 m, diameter luar 12,7 mm, dan diameter luar 11,42 mm terlebih dahulu dan setelah itu smooth tube tersebut dimasukkan wire-coil dengan spesifikasi p/d=0,867, p/e=6,024. Dengan memvariasikan debit fluida yang mengalir di dalam pipa dengan rentang 10 β 30 dm3/jam dengan kenaikan 5 dm3/jam . Langkah-Langkah Pengujian Pada pengujian ini akan dilakukan 3 tahap, yaitu tahap persiapan, tahap pengambilan data, dan tahap akhir. Adapun penjelasan masing-masing tahap akan dijelaskan sebagai berikut: a. Tahap Persiapan. 1. Mempersiapkan dan memastikan peralatan yang dipakai dalam kondisi baik, yaitu pompa sentrifugal, pyranometer, anemometer, thermocouple, infrared thermometer dan digital thermometer, dan rangkaianrangkaian listrik yang dibutuhkan. 2. Merangkai peralatan ukur dan peralatan bantu. b. Tahap Pengambilan Data 1. Memastikan peralatan sudah terpasang pada tempatnya. 2. Hidupkan pompa air.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
c.
4
3. Mengatur air pada debit 10 liter/jam 4. Tunggu steady 5. Ambil data yang dibutuhkan meliputi Tf,1-5; Tamb; vw; IT; Tw.1-5; dan Qfluida. 6. Ulangi langkah keempat untuk debit 15 liter/jam, 20 liter/jam, 25 liter/jam, dan 30 liter/jam. Tahap Akhir 1. Tutup valve air. 2. Matikan pompa air. 3. Matikan semua peralatan listrik
Data Percobaan Dari percobaan yang dilakukan akan didapat data percobaan yang berupa temperatur dinding 1-5 (Tw 1-5), temperatur fluida (Tf 1-5), Tekanan inlet (Pi), Tekanan outlet (Po), kecepatan angin (Vw), dan intensitas sinar matahari beam (Ib). IV. HASIL DAN ANALISA A. Pengaruh Variasi Debit Fluida terhadap Nilai Nusselt Number Rata-rata pada Smooth Tube
Gambar 8. Pengaruh debit terhadap Nusselt number rata-rata pada smooth tube Dari gambar 8 di atas tampak bahwa pada variasi debit yang digunakan pada penelitian ini, nilai Nusselt number rata-rata pada debit 10 dm3 /jam, 15 dm3 /jam, 20 dm3 /jam, 25 dm3 /jam, dan 30 dm3 /jam ditemukan di kisaran 8,03 sampai 11,99 dengan nilai rata-rata 10,34 di mana perbedaan tersebut tidak terlalu signifikan, sehingga dapat disimpulkan bahwa tidak ada perubahan nilai Nusselt number yang signifikan pada rentang debit yang digunakan pada penelitian ini. Hal ini dikarenakan pada aliran laminar perpindahan panas yang terjadi adalah konveksi campuran antara konveksi paksa dan konveksi alami (mixed convection)[4], sehingga pada aliran laminar ini perpindahan panas lebih tergantung pada Rayleigh number dibandingkan Reynolds number pada daerah aliran turbulen. Hasil dari eksperimen ini kemudian dibandingkan dengan perumusan nilai Nusselt number pada smooth tube yang dikemukakan oleh Pethukov dan Polyakov: ππππ = 4,36[1 + οΏ½
π
π
π
π
18.000
4
οΏ½ ]0,045
(4)
Di mana pada hasil perhitungan didapatkan nilai rata-rata Nusselt number sebesar 10,49 sehingga didapatkan hasil yang relatif sama antara eksperimen yang dilakukan dengan penelitian terdahulu yang sudah dilakukan.
B. Pengaruh Variasi Debit Fluida terhadap Nilai Nusselt Number Rata-rata pada Wire-coiled Tube
Gambar 9. Pengaruh debit terhadap Nusselt number rata-rata pada wire-coiled tube Pada gambar 9 ditunjukkan perubahan nilai Nusselt Number terhadap variasi perubahan debit fluida yang mengalir di dalam wire-coiled tube. Pada gambar tersebut dapat dilihat bahwa mulai terjadi kenaikan nilai Nusselt number pada debit 20 dm3/jam, di mana pada dua variasi debit sebelumnya tidak terlihat perbedaan nilai Nusselt number yang signifikan, sehingga dapat dikatakan bahwa proses peningkatan perpindahan panas akibat penambahan wire coil mulai terjadi pada debit 20 dm3/jam (Re β 770) diakibatkan pada debit ini aliran sudah berada di daerah transisi menuju turbulen.. Pada penelitian ini nilai Nusselt number paling besar terdapat debit 30 dm3/jam dengan nilai sebesar 19,68. Hal ini sesuai dengan tujuan pemasangan wire coil, yaitu memperbesar koefisien perpindahan panas konveksi dengan cara mempercepat transisi aliran dari laminar menjadi turbulen. Pada aliran turbulen akan didapatkan nilai Reynolds number yang relatif lebih besar dibanding aliran laminar. Pada ilmu perpindahan panas, diketahui bahwa nilai koefisien perpindahan panas merupakan fungsi dari Nusselt number yang merupakan fungsi dari Reynolds number. Sehingga pada akhirnya penggunaan wire coil akan meningkatkan perpindahan panas. Hasil penelitian ini sesuai dengan yang dikemukakan Garcia dkk [3]. yang menyatakan bahwa penambahan wire coil akan mempercepat transisi aliran dari laminar menjadi turbulen, dan mampu memberikan peningkatan perpindahan panas pada daerah aliran dengan Reynolds number yang rendah (500 < Re < 2.000). Dengan kata lain dengan menggunakan wire coil, aliran yang sebelumnya pada smooth tube masih dalam keadaan laminar dapat menjadi turbulen ketika diberi gangguan aliran berupa wire coil. Pada penelitiannya tersebut Garcia dkk.[3] menemukan bahwa transisi aliran dari laminar menjadi turbulen terjadi pada Reynolds number yang rendah (Re = 700), pada daerah tersebut terjadi peningkatan Nusselt number secara bertahap.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 C. Pengaruh Variasi Debit Fluida dan Penambahan Penambahan Wire-coil terhadap Nilai Nusselt Number Ratarata pada Wire-coiled Tube terhadap Efisiensi Kolektor
5 laminar (Re < 2300), Nusselt number bukan merupakan fungsi dari Reynolds number, melainkan konstan. Oleh karena itu maka dipergunakan wire coil untuk mempercepat aliran menjadi turbulen. D. Pengaruh Variasi Debit Fluida terhadap Rasio Efisiensi Kolektor Surya Wire-coiled Tube dengan Smooth Tube
Gambar 10. Pengaruh debit terhadap efisiensi pada smooth tube Pada gambar 10 dapat dilihat bahwa pada kasus kolektor surya dengan smooth tube tidak ditemukan perbedaan nilai efisiensi yang signifikan pada variasi debit yang dilakukan pada penelitian ini, di mana didapatkan nilai efisiensi rata-rata pada variasi debit yang dilakukan sebesar 15,49 %. Hal ini sesuai dengan nilai Nusselt number yang tidak mengalami perubahan yang signifikan pada smooth tube dengan variasi debit yang dilakukan pada penelitian ini. Sedangkan pada kasus kolektor surya dengan variasi penambahan wire coil, dapat dilihat bahwa pada debit 10 dan 15 dm3/jam tidak terjadi perubahan nilai efisiensi yang signifikan. Namun, efisiensi dari kolektor surya mulai meningkat ketika debit divariasikan menjadi 20 dm3/jam. Pada variasi debit 20 dm3/jam ke atas didapatkan bahwa efisiensi meningkat seiring dengan kenaikan debit yang dilakukan, di mana efisiensi paling besar didapatkan sebesar 33,13 % pada debit 30 dm3/jam. Hal ini terjadi karena adanya peningkatan perpindahan panas yang dibuktikan dengan adanya kenaikan Nusselt number pada variasi debit 20 dm3/jam, 25 dm3/jam, dan 30 dm3/jam. Secara keseluruhan, efisiensi kolektor surya dengan penambahan wire coil di dalamnya memiliki nilai yang relatif lebih besar bila dibandingkan dengan efisiensi kolektor surya tanpa penambahan wire coil di dalamnya. Terlihat pada gambar 10 bahwa nilai efisiensi kolektor surya dengan penambahan wire coil selalu di atas nilai efisiensi kolektor surya tanpa penambahan wire coil. Peningkatan efisiensi ini sebanding dengan peningkatan energi yang berguna yang dapat dimanfaatkan oleh kolektor surya. Di mana efisiensi rata-rata kolektor surya dengan smooth tube pada variasi debit 10-30 dm3/jam didapatkan sebesar 15,49 %, sedangkan pada kolektor surya dengan penambahan wire coil didapatkan nilai efisiensi rata-rata pada variasi debit 10-30 dm3/jam sebesar 25,194 % dengan efisiensi maksimum didapatkan pada debit 30 dm3/jam sebesar 33,13 %. Dengan adanya variasi debit aliran yang mengalir di dalam receiver tube, maka secara teoritis efisiensi akan meningkat seiring dengan meningkatnya Reynolds number, yang nantinya akan meningkatkan Nusselt number. Namun perlu diingat bahwa pada kondisi aliran dalam pipa yang
Gambar 11. Pengaruh debit terhadap rasio perbandingan efisiensi kolektor surya Kolektor surya yang diberi masukan wire coil di dalamnya memiliki efisiensi kolektor surya yang relatif lebih besar dibandingkan dengan yang tanpa diberi masukan wire coil. Hal ini terlihat jelas pada gambar 11 bahwa rasio efisiensi aktual kolektor memiliki angka di atas 1, sehingga dapat dikatakan bahwa terjadi peningkatan efisiensi aktual kolektor surya pada kolektor surya yang dimasukkan wire coil di dalamnya. Dapat dilihat pada grafik tersebut bahwa rasio perbandingan efisiensi kolektor surya mengalami peningkatan seiring dengan kenaikan variasi debit yang digunakan. Hal yang menarik adalah mulai terjadi kenaikan rasio perbandingan rasio efisiensi kolektor surya pada variasi debit 20 dm3/jam. Sehingga pada akhirnya dapat direkomendasikan penggunaan debit mulai 20 dm3/jam pada kolektor surya yang telah dilengkapi oleh wire coil, karena pada debit tersebut terjadi peningkatan efisiensi kolektor surya yang relatif lebih besar dibandingkan dengan menggunakan variasi debit 10 dan 15 dm3/jam. Pada penelitian ini didapatkan nilai rasio perbandingan efisiensi paling besar pada debit 30 dm3/jam dengan nilai 2,07. Hal ini berarti efisiensi dari kolektor surya tanpa memasukkan wire coil dapat ditingkatkan sebesar 2,07 kali dengan menggunakan variasi penambahan wire coil pada kolektor surya tersebut. E. Perbandingan Pressure Drop yang Terjadi Akibat Variasi Debit Fluida Pressure drop yang terjadi pada wire coiled tube ditampilkan pada gambar 12 dan dibandingkan dengan pressure drop teoritis berdasarkan perumusan f= 16/Re sebagai fanning friction factor. Terdapat perbedaan yang cukup signifikan di mana perbedaan pressure drop yang terjadi antara wire coiled tube dengan smooth tube semakin membesar seiring meningkatnya debit aliran fluida, dengan pressure drop maksimum terjadi pada debit 30 dm3/Jam sebesar 557,4 N/m2.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6
6 VI. DAFTAR PUSTAKA
Gambar 12. Grafik pengaruh debit terhadap pressure drop Pressure drop ini nantinya akan berpengaruh pada seberapa besar daya pompa yang dibutuhkan untuk mengatasi pressure drop tersebut. Daya pompa didapatkan dengan . Sehingga untuk kasus perumusan : pada penelitian ini daya pompa minimal yang diperlukan adalah: ππΜππππππππππ = βππ Γ ππ ππ ππππ3 1 ππ3 1 ππππππ = 557,4 2 Γ 30 Γ Γ 3 ππππππ 1000 ππππ ππ 3600 π π ππΜππππππππππ = 0,00464 ππππππππ V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Dengan kajian pustaka dari beberapa buku dan penelitian sebelumnya, juga setelah dilakukan eksperimen pada kolektor surya tipe linear parabolic concentrating yang diberi masukan wire coil dengan variasi debit fluida yang mengalir dalam tube, lalu analisa data dengan menampilkan hasil data-data tersebut dalam bentuk grafik, maka penulis akan memberikan kesimpulan mengenai eksperimen ini. Kesimpulan yang dapat disampaikan adalah: 1. Kolektor surya tipe linear parabolic concentrating dengan penambahan wire coil dengan parameter tak berdimensi p/e= 6,024 dan p/d=0,867 mampu meningkatkatkan efisiensi kolektor surya pada debit 10 β 30 dm3/jam dengan peningkatan efisiensi maksimum sebesar 2,07 kali pada debit 30 dm3/jam dan didapatkan efisiensi yang paling tinggi pada debit 30 dm3/jam, yaitu didapatkan sebesar 33,13 %. 2. Efisiensi kolektor surya dengan penambahan wire coil didapatkan akan semakin meningkat seiring dengan kenaikan debit fluida yang mengalir dalam tube mulai pada debit 20 dm3/jam. 3. Terjadi peningkatan pressure drop yang sangat signifikan pada kolektor yang diberi masukkan wire coil dibandingkan yang tanpa diberi masukkan wire coil. Hal ini patut diperhatikan dalam perancangan karena perlu untuk menentukan pumping power yang digunakan untuk mengatasi pressure drop yang terjadi.
[1] Duffie, J.A. dan Beckman, W.A. 1991. Solar Engineering of Thermal Process 2nd Edition. New York : John Wiley and Sons Inc. [2] Incropera, Frank P. dan De Witt, David P. 1996. Fundamentals of Heat and Mass Transfer 4th Edition. New York : John Wiley and Sons Inc. [3] Garcia, Alberto, dkk. 2005. Experimental Study of Heat Transfer Enhancement with Wire-coil Inserts in Laminar-Transition-Turbulent Regimes at Diο¬erent Prandtl Numbers. International Journal of Heat and Mass Transfer 48 (2005) 4640β4651. [4] Garcia, Alberto, dkk. 2011. The Inο¬uence of Artiο¬cial Roughness Shape on Heat Transfer Enhancement: Corrugated Tubes, Dimpled Tubes and Wire Coils. Applied Thermal Engineering 35 (2012) 196201. [5] Garcia, Alberto, dkk. 2006. Flow Pattern Assessment in Tubes with Wire Coil Inserts in Laminar and Transition Regimes. International Journal of Heat and Fluid Flow 28 (2007) 516β525. [6] Pidhuwan, Manoon, dkk. 2004. The Effective Length of Solar Parabolic Concentrating Collector. Bangkok : The Joint International Conference on βSustainable Energy and Environment (SEE)β 1-3 December 2004. [7] Koyfman, A, dkk. An Experimental Investigation of Bubble Pump Performance for Diffusion Abbsorption Refrigeration System with Organic Working Fluids. Applied Thermal Engineering 23 (2003) 1881β1894
