Penelitian ini dilakukan untuk menguji karakteristik aliran fasa tunggal
aliran air vertikal ke atas dengan/tanpa pertukaran kalor pada penukar kalor
saluran annular bercelah sempit. Seksi uji adalah sebuah penukar kalor pipa
konsentrik. Pipa dalam terbuat dari aluminium dengan diameter dalam dan luar
adalah 17,34 mm dan 19,07 mm, dan panjang 1.850 mm. Pipa luar terbuat dari
aluminium dengan diameter dalam dan luar adalah 23,84 mm dan 25,14 mm, dan
panjang 1.650 mm. Diameter hidraulik anulus sempit 4,77 mm. Aliran dalam pipa
dalam dan dalam anulus adalah berlawanan arah. Fluida kerja yang digunakan
dalam penelitian ini adalah air. Pada penelitian dengan pertukaran kalor air di
dalam anulus dipanaskan oleh air yang mengalir di dalam pipa dalam. Temperatur
air yang masuk pipa dalam dipertahankan pada suhu 60 ºC. Hasil penelitian
dibandingkan dengan perkiraan dari teori aliran konvensional.
Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik aliran air yang
melalui anulus sempit berbeda dari pipa – pipa normal. Pada aliran tanpa
pertukaran kalor di dalam anulus sempit, transisi aliran dari laminar ke turbulen
dimulai lebih awal dibanding dalam pipa – pipa normal yaitu pada kisaran
bilangan Reynolds (Re) dari 1.533 sampai 1.880. Transisi aliran dengan
pertukaran kalor terjadi pada kisaran bilangan Reynolds 1.545 sampai 1.846.
Faktor gesekan aliran air pada aliran air vertikal ke atas dengan pertukaran kalor
lebih besar dibandingkan aliran tanpa pertukaran kalor pada bilangan Reynolds di
bawah 607. Karakteristik gesekan aliran dalam anulus sempit berhubungan
dengan beda temperatur air yang masuk dan keluar anulus. Pengaruh-pengaruh ini
terhadap gesekan aliran terkonsentrasi pada daerah laminar. Pada aliran tanpa
pertukaran kalor, pada daerah laminar ( Re < 1.500 ), nilai bilangan Poiseuille
(Po) adalah 12,07 – 31,08 % lebih besar dibanding dalam pipa – pipa normal.
Bilangan Poiseuille (Po) pada aliran dengan pertukaran kalor adalah 44,75 –
239,98 % lebih besar dibanding dalam pipa – pipa normal pada daerah bilangan
Reynolds rendah, Re ≤ 607.
Kata kunci : anulus sempit, bilangan Reynolds, faktor gesekan, bilangan
Poiseuille
