Investigasi Laju Penyerapan Kalor Tangki Pendingin dalam Untai Sirkulasi Alami Rektangular Atap-U dengan Variasi Temperatur Operasi Pemanas

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi laju penyerapan kalor pada water cooling tank (WCT) dalam sebuah untai sirkulasi alami rektangular dengan konfigurasi atap-U pada berbagai temperatur operasi pemanas. Variasi temperatur Water Heater Tank (WHT) yang digunakan adalah 35°C, 45°C, 55°C, dan 66°C. Pengukuran dilakukan pada aliran untai rektangular yang melewati komponen pemanas dan pendingin, sedangkan karakteristik termofisik fluida ditentukan sebagai fungsi temperatur. Parameter utama yang dianalisis meliputi laju penyerapan kalor oleh WCT (q ?_C), laju pelepasan kalor oleh WHT (q ?_H), rugi kalor sepanjang hot-leg (q ?_hl), dan efektivitas perpindahan kalor (?). Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi temperatur operasi pemanas mempengaruhi besarnya gaya penggerak sirkulasi alami, sehingga semakin tinggi temperatur pada WHT maka laju perpindahan kalor yang diserap WCT semakin meningkat. Laju penyerapan kalor meningkat dari 166,47 W pada 35°C menjadi 463,31 W pada 66°C. Namun demikian, peningkatan temperatur juga menaikkan rugi kalor sepanjang loop yang menyebabkan efektivitas WCT menurun dari 0,98 menjadi 0,86. Analisis ini menegaskan bahwa perbedaan temperatur antara WHT dan WCT merupakan penentu utama besar kecilnya aliran sirkulasi alami dan kinerja perpindahan kalor sistem. Temuan ini memberikan gambaran jelas mengenai hubungan temperatur operasi, perilaku aliran, dan performa pendinginan pasif pada konfigurasi sirkulasi alami rektangular atap-U.