Solusi Persamaan Panas pada Heat Exchanger Menggunakan Transformasi Fourier

Main Article Content

Vidiya Safitri
St Budi Waluya

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji mengenai persamaan panas pada Heat Exchanger dalam koodinat silinder 𝑅3. Selanjutnya persamaan panas tersebut diselesaikan menggunakan Transformasi Fourier dengan kaidah invers dan konvolusi. Penyelesaian dilakukan dengan meninjau perpindahan panas pada Heat Exchanger secara radial dan aksial. Penyelesaian tersebut menghasilkan suatu persamaan solusi yang kemudian disederhanakan menjadi bentuk suatu fungsi eror untuk disimulasikan. Selanjutnya simulasi dilakukan dengan beberapa asumsi yakni (a) jenis pipa yang digunakan memiliki nilai koefisien difusivitas termal (𝐾) yang berbeda, (b) suhu awal pemanasan 50℃, dan (c) pemanasan dilakukan pada tiga waktu berbeda yakni saat 𝑡 = 300, 𝑡 = 600 dan 𝑡 = 900. Simulasi tersebut kemudian divisualisasikan dengan menggunakan MATLABR2018a. Adapun hasil yang diperoleh yakni (a) persamaan solusi perpindahan panas pada Heat Exchanger merupakan suatu fungsi simetris, (b) pipa Heat Exchanger dengan nilai koefisien difusivitas termal terbesar memiliki perpindahan panas yang terjadi lebih cepat, dan (c) perpindahan panas pada saat 𝑡 = 900 lebih cepat dibanding saat 𝑡 = 600 , perpindahan panas pada saat 𝑡 = 600 lebih cepat dibanding saat 𝑡 = 300.

Article Details

How to Cite
Safitri, V., & Waluya, S. B. (2020). Solusi Persamaan Panas pada Heat Exchanger Menggunakan Transformasi Fourier. PRISMA, Prosiding Seminar Nasional Matematika, 3, 163-171. Retrieved from https://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/prisma/article/view/37896
Section
Articles

References

Agung, D. P., & Arsana, I. (2013). Pengaruh Temperatur Fluida Masuk Terhadap Kapasitas Penukar Panas Jenis Pembuluh Dan Kawat Pada Konveksi Bebas. JTM, 1 (2). 80-85.
Akyurek, E.F., Gelis, K., Sahin, B., & Manay, E. (2018). Experimental Analysis for Heat Transfer of Nanofluid with Wire Coil Turbulators in a Concentric Tube Heat Exchanger, Results in Physics, doi:https://doi.org/10.1016/j.rinp. 2018.02.067
Chasnov, J. R. (2016). Introduction to Differential Equtions. Hong Kong: The Hong kong University of Science and Technology
Choerunnisa, N., & Suhardiyanto, H. (2015). Analisis Pindah Panas pada Pipa Utama Sistem Hidroponik dengan Pendinginan Larutan Nutrisi. JTEP Jurnal Keteknikan Pertanian. 3(1), 1-8.
Dita, M. F., & Widodo, B. (2013). Karakteristik Aliran Panas dalan Logam Penghantar Listrik. Jurnal Teknik POMITS, 2(1), A-1 – A-5.
Egidi, N., Giacomini, J., & Maponi, P. (2018). A Mathematical Model for the Analysis of the Flow and Heat Transfer Problem in U-shaped Geothermal Exchanger. Applied Mathematical Modelling doi: https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.03.024
Holman, J. P. (2010). Heat Transfer (10thed). New York: The McGraw-Hill Companies.
Irawan, R. A. (2012). Buku Pintar Pemrograman MATLAB: Cara Cepat dan Mudah Mempelajari Bahasa Pemrograman Penyelesaian Masalah Komputasi. Yogyakarta: MediaKom.
Maghfur, M. A., & Kusumastuti, A. (2017). Penyelesaian Masalah Difusi Panas pada Suatu Kabel Panjang.
Seminal Nasional Matematika dan Aplikasinya Universitas Airlangga. 65-72.
Rahayu, N., Waluya, St. B., & Wuryanto. (2012). Model Perpindahan Kalor Pada Mesin Pengering Padi.
UNNES Journal of Mathematics, 1(1), 21-27.
Riza, I., & Popescu, M. C. (2014). An Analytical Solution to Heat Equation. Journal of Basic & Applied Sciences, Vol. 10, 267-270.
Russel, T. W. F., Robinson, A. S., & Wagner, N. J. (2008). Mass and Heat Transfer Analysis of Mass Contractors. USA: Cambridge University Press.
Serov, V. (2017). Fourier Series, Fourier Transform and Their Applications to Mathematical Physics.
Finland: Springer.
Strauss, W. A. (2008). Partial Differential Equations (2nd ed.). USA: John Wiley & Sons, Inc.
Tipller, P.A. & Mosca, G. (2008). Physiscs Scientist and Engineers (6thed.). New York: W. H. Freeman and Company.
Wang, Y., et al. (2018). Numercal and Experimental Investigation of The Heat Exchanger with Trapezoidal Baffle, International Journal of Heat and Mass Transfer, doi:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.07.045.
Zill, D. G., & Cullen, M. R. (2009). Differential Equations with Boundary Value Problems (7th ed.). Canada: Brooks/Cole Cengage learning