Studi Numerik Penambahan Obstacle Terhadap Kinerja Kolektor Surya Pemanas Udara dengan Plat Penyerap Jenis V-Corrugated

摘要

Kolektor surya pemanas udara dapat digunakan untuk menghasilkan udara panas dengan sumber energi yang terbarukan.Namun, perpindahan kalor dari plat penyerap ke udara sangat rendah. Beberapa peneliti melaporkan bahwa obstacle dapat meningkatkan perpindahan kalor dalam kolektor surya saluran plat datar dan peneliti lain menemukan bahwa kolektor surya dengan plat penyerap jenis v-corrugated memberikan perpindahan kalor yang lebih besar daripada saluran plat datar. Namun, belum ada penelitian yang menggabungkan keduanya. Dalam paper ini akan dibahas studi numerik dari penggabungan keduanya, yaitu penambahan obstacle terhadap kinerja kolektor surya pemanas udara dengan plat penyerap jenis v-corrugated. Studi diawali dengan pembuatan mesh, pemberian kondisi batas, pemberian data input, dan pemilihan model turbulen. Hasil studi numerik dibandingkan dengan hasil eksperimen untuk mengetahui keabsahannya.Suatu kolektor surya pemanas udara dibangun dengan skala laboratorium untuk keperluan eksperimen ini.Eksperimen dilakukan di dalam ruangan agar kondisi lingkungan dapat dijaga konstan.Dari eksperimen didapat bahwa udara mengalami kenaikan temperatur lebih tinggi dan penurunan tekanan lebih besar saat diberi obstacle. Untuk udara dengan kecepatan 6,5 m/s dan intensitas radiasi 430 W/m2, udara mengalami kenaikan dari 24,5oC menjadi 37,2oC jika tanpa obstacle dan dari 24,3oC menjadi 40,5oC jika diberi obstacle serta peningkatan penurunan tekanan dari 94 menjadi 265 Pa dengan penambahan obstacle. Model turbulen yang tepat untuk studi numerik ini adalah Shear Stress Transport (SST) k-?.Dari studi numerik yang dilakukan, didapatkan bahwa aliran balik di antara obstacle dan celah sempit di antara obstacle dengan plat penyerap menyebabkan aliran lebih turbulen dan perpindahan kalor konveksi ke udara dari plat penyerap kolektor meningkat.Hasil studi numerik konsisten dengan hasil eksperimen.