STUDI EKSPERIMENTAL PERPINDAHAN PANAS DAN BILANGAN REYNOLDS-NUSSELT PADA COMPACT HEAT EXCHANGER DENGAN SIRIP SPIRAL BERPOTONGAN - Muhammad Syahril; Ahmad Syuhada; Hamdani; Muhammad Amin; Ali Akbar; Syamsul Bahri Widodo; Sumawijaya (Politeknik Negeri Medan, 2026)
Compact heat exchanger (CHE) banyak digunakan pada sistem pendinginan mesin termal karena memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang tinggi sehingga mampu meningkatkan efektivitas perpindahan panas. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik perpindahan panas pada compact heat exchanger dengan variasi konfigurasi sirip spiral berpotongan serta mengevaluasi kinerjanya menggunakan pendekatan bilangan Reynolds–Nusselt. Penelitian dilakukan secara eksperimental menggunakan pipa galvanis berdiameter luar 22 mm dengan panjang laluan 300 mm. Sirip spiral terbuat dari aluminium dengan ketebalan 0,3 mm, tinggi 10 mm, dan jarak antar sirip 30 mm. Variasi konfigurasi meliputi tanpa sirip, tanpa berpotongan, serta sirip spiral berpotongan 2 mm, 5 mm, dan 7 mm. Fluida kerja berupa air panas dengan temperatur inlet konstan 80°C dan laju aliran massa 0,57 kg/s, sedangkan pendinginan menggunakan aliran udara dengan kecepatan 3,59 m/s; 4,45 m/s; dan 5,07 m/s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan udara meningkatkan bilangan Reynolds dari 4.936 hingga 6.971, yang menunjukkan bahwa aliran telah berada pada kondisi turbulen. Seiring dengan peningkatan bilangan Reynolds, bilangan Nusselt juga mengalami peningkatan pada seluruh konfigurasi pengujian, yang menunjukkan meningkatnya intensitas perpindahan panas secara konveksi. Di antara seluruh konfigurasi yang diuji, konfigurasi sirip spiral berpotongan 5 mm menghasilkan kinerja termal terbaik, dengan laju perpindahan panas maksimum sebesar 11.682,7 W dan koefisien perpindahan panas konveksi sebesar 604 W/m²·K. Peningkatan kinerja tersebut dipengaruhi oleh intensifikasi turbulensi aliran serta gangguan lapisan batas termal akibat geometri sirip. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa variasi konfigurasi sirip spiral dan peningkatan kecepatan aliran udara berpengaruh signifikan terhadap kinerja perpindahan panas pada compact heat exchanger.