## KAJI EKSPERIMEN DAN SIMULASI PENGARUH SUDUT DOUBLE SEGMENTAL BAFFLE DAN LAJU ALIRAN FLUIDA PADA HEAT EXCHANGER JENIS SHELL AND TUBE PADA MESIN MAIN EXTRUDER TERHADAP KEBAIKAN PERPINDAHAN PANAS
Muhamad Safi’i 1)* , Agung Nugroho 2) , Rouf Muhammad 3) , Suheri Kertosenjoyo 4) , Susanto 5) , M. Iqbal Farhan Putra Arya 6) , Oktarina Heriyani 7) , Yafid Effendi 8) .
1,3) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Sains Al Qur’an Wonosobo.
2) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.
4) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Samudera, Aceh.
5) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Politeknik Maritim Negeri Indonesia, Semarang.
6) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang.
7) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Jakarta.
8) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang.
Email: muhamadsafii17@unsiq.ac.id 1) , agungnugroho@unwahas.ac.id 2) , rouf@unsiq.ac.id 3) suheri@unsam.ac.id 4) . susanto@polimarin.ac.id 5) , miqbalfarhanpa@gmail.com 6) , oktarina@uhamka.ac.id 7) , yafid_effendi@yahoo.com 8) .

## ABSTRAK
Shell  and  Tube  Heat  Exchanger (STHX)  sangat  penting  kegunaanya  dalam  dunia  industri  yang  dapat menunjang kelangsungan dan keberhasilan keseluruhan rangkaian proses. Berbagai macam penelitian sudah banyak dilakukan guna untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas dan efektivitas pada Shell and Tube Heat  Exchanger (STHX)  baik  secara  eksperimen  ataupun  simulasi.  Penelitian  ini  mengkaji  peningkatan koefisien  perpindahan  panas  dan  efektivitas  STHX  dengan  variasi  sudut baffle sebesar  0°,  10°,  dan  20° terhadap laju aliran massa fluida sebesar 2, 4, dan 6 kg/s. Hasilnya, STHX dengan sudut baffle 0° memiliki nilai koefisien perpindahan panas terbesar dari STHX dengan sudut baffle 10° dan 20° baik saat eksperimen maupun simulasi, nilai berkisar 4218 W/m ² C dan 4226 W/m ² C pada sudut baffle 0° saat laju aliran fluida di tingkatkan menjadi 6 kg/s.
Kata Kunci : Shell and Tube Heat Exchanger , konfigurasi sudut baffle , double segmental baffle , koefisien perpindahan panas total, efektivitas, CFD ( Computational Fluid Dynamics ).

## ABSTRACT
Shell and Tube Heat Exchanger (STHX) is very important for its use in the industrial world which can support the continuity and success of the entire network process. Various kinds of research have been carried out to increase the heat transfer coefficient and effectiveness of Shell and Tube Heat Exchangers (STHX) both experimentally  and  by  simulation.  This  research  examines  the  increase  in  heat  change  coefficient  and effectiveness of STHX with variations in baffle angles of 0°, 10°, and 20° with fluid mass flow rates of 2, 4, and 6 kg/s. As a result, STHX with a baffle angle of 0° has the largest heat change coefficient value than STHX with a baffle angle of 10° and 20° both during experiment and simulation, values ranging from 4218 W/m²C and 4226 W/m²C at a baffle angle of 0° when the fluid flow rate is increased to 6 kg/s.
Keywords: Shell and Tube Heat Exchanger, baffle angle configuration, double segmental baffle, total heat transfer coefficient, effectiveness, CFD (Computational Fluid Dynamics).

## 1. PENDAHULUAN
Shell  and  Tube  Heat  Exchanger (STHX) sangat  penting  kegunaanya  dalam  dunia industri  untuk  menunjang  kelangsungan  dan keberhasilan  keseluruhan  rangkaian  proses [1].  Penukar  panas  digunakan  diberbagai industri  seperti  penyulingan  minyak,  mobil, dan  aplikasi  tenaga  panas  seperti solar  cell [2].  Dalam  keadaan  ini,  eksperimen  maupun simulasi dilakukan guna untuk meningkatkan kebaikan perpindahan panas pada STHX [3]. Berbagai penelitian sudah banyak dilakukan,  baik  secara  eksperimen  maupun numerik  tentang  perpindahan  panas  pada STHX dengan tujuan mengetahui peningkatan kinerja, performa, effisiensi, mengurangi suhu antar muka, dan mengurangi tekanan berlebih pada STHX [4]. Efektivitas kerja dari STHX dipertimbangan  terhadap  faktor  penting seperti pressure  drop dan  gangguan  lainnya, terbukti dengan variasi sheet fin pressure drop bisa diturunkan hingga 1,5 Pa [5].
Berbagai  desain  dan  konfigurasi  STHX dengan  variasi  bentuk baffle seperti single curved baffle diteliti  untuk  meningkatkan kinerja perpindahan panas, hal itu ditunjukkan dengan  adanya  induksi  aliran  disekitar permukaan baffle dan menginisialisasi secara terus  menerus  lapisan  batas  termal  dan hidraulik disekitarnya sehingga dapat meningkatkan  koefisien  perpindahan  panas sebesar 48,98%-51,21% [6]. Bentuk helical baffle meruncing diselidiki untuk  mengetahui  karakteristik  aliran  dan kinerja termal pada STHX, variasi konfigurasi tersebut dapat diketahui berpengaruh terhadap kinerja  STHX  serta  penurunan  tekanan  dan resistensi  termal,  hal  itu  dapat  dibuktikan dengan  nilai  koefisien  perpindahan  panas STHX  hingga  160000  W/m ² °K  dan  dapat menurunkan pressure  drop sebesar  sebesar 120  Pa  [7].  Bentuk baffle  leakage  zones blocked yang  dibengkokkan  sebesar  40° diteliti dengan tujuan meningkatkan pusaran- pusaran grid turbulensi  dan  meningkatkan perpindahan panas konvektif diteliti, hasilnya bilangan Nusselts meningkat hingga 50% [8]. Fluida sangat berperan penting pada proses pendinginan  STHX,  umumnya  fluida  yang digunakan  adalah  air  dan  udara,  namun
partikel nano  fluid juga  dapat  digunakan untuk  meningkatkan  laju  perpindahan  panas dan  juga thermal entrophy  generation  rate STHX,  terbukti  nilai  laju  perpindahan  panas dan entrophy  generation  rate meningkat sekitar  20,9%  [9].  Variasi  laju  aliran dikembangkan  guna  untuk  meningkatan perpindahan panas pada STHX, aliran sebesar 42  kg/s,  44  kg/s,  46  kg/s  diteliti  terhadap temperatur  fluida  yang  masuk  sebesar  20°C, hasil menunjukkan pengaruh laju aliran dapat meningkatkan enhanchement heat  transfer sebesar 166% [10].
Penelitian  sebelumnya  difokuskan  pada aliran yang dikembangkan secara termal dan hidrodinamika  terhadap  variasi  seperti  jenis baffle , jenis fluida, laju aliran fluida dan lain sebagainya.  Selain  itu,  tidak  ada  kaji eksperimen  dan  simulasi  tentang  pengaruh geometri double  segmental  baflle beserta besarnya sudut double segmental baflle pada STHX. Untuk itu maka akan dilakukan suatu kaji  eksperimen  dan  simulasi  menggunakan program komputer Solidworks untuk mensimulasi aliran yang terjadi pada STHX.

## 2. METODE

## 2.1 Pemodelan
Gambar 1. Model Geometri Shell and Tube Heat Exchanger (STHX)
Studi  eksperimen  dan  simulasi  tentang pengaruh  sudut double  segmental  baffle diteliti  guna  mencari  kebaikan  perpindahan panas pada STHX terhadap bentuk geometri double segmental baffle , laju aliran fluida, dan perpindahan  panas.  Salah  satu  desain  yang diusulkan dalam jurnal ini memiliki spesifikasi seperti yang dijelaskan pada Tabel 1 berikut:
Inlet air dingin Outlet air dingin Inlet air panas Outlet air panas
Tabel  1.  Spesifik  dan  kapasitas  STHX tambahan pada manual book ( catalogue ).
STHX type T5 MFG Shell length 621 mm Shell diameter 125 mm Tube length 621 mm Tube diameter 8 mm Number of tubes 48 pcs Number of baffles 5 pcs Baffle spacing 100 mm Baffle diameter 100 mm Flanges size DN 50/1,5” Pipe size 1,5” Max flow rate 14 kg/s Capacity range 1800-2000 W Grade of effectivity 4% Temp Inlet refrigerant max -10°C Temp Inlet hot water max 300°C

## 2.2 Eksperimen
Gambar 2. Skema Eksperimen pada Shell and Tube Heat Exchanger (STHX).
Gambar  2  menunjukkan  gambar  skema eksperimen  pada  STHX.  Eksperimen  STHX dilakukan dengan mengecek dan memastikan semua  instalasi  dan  instrument  terpasang dengan  baik  dan  benar,  serta  alat  ukur  yang normal.  Kemudian,  nyalakan  semua  alat seperti pompa, mesin water chiler , dan buka semua  katup  pada  instalasi  pipa  untuk kemudian heater mesin Main Extruder mulai dihidupkan  sehingga  STHX  mendapatkan suhu permulaan sebesar 160°C dan aliran air sebesar 0,5 kg/s pada suhu 5°C selama 2 jam. Pengujian  awal  dilakukan  kurun  waktu  30 menit  dan  catat  temperature,  laju  aliran,  dan tekanan aliran fluida monitor komputer yang terintegrasi dengan PLC. Kemudian, lakukan langkah  pengujian  seperti  langkah  diatas dengan variasi laju aliran yang bebeda yakni 2, 4, dan 6 kg/s dan ambil data pengujian.

## 2.3 Simulasi
Pemodelan simulasi STHX dijelaskan pada Gambar 1, dalam simulasi kriteria konvergensi ditentukan 10 −5 untuk aliran, dan 10 −7 untuk energi  digunakan.  Sifat  air  bebas  yang berperan  sebagai  pendingin  pada  studi simulasi  ini  adalah  udara  dengan  properties material densitas ρ = 250 kg/m³, spesifik panas Cp =  1044,5  J/kg.K,  viskositas μ =  0,251 x 10 −5 kg/ms, konduktivitas termal k = 0,149 W/m.K.  Material Stainless  Stell  302 dipilih dalam  simulasi  sesuai  dengan  properties densitas ρ = 7930 kg/m³, panas spesifik Cp = 500  J/kg.K,  konduktivitas  termal k =  57,99 W/m.K.

## 2.4 Uji Grid
Gambar 3. Hubungan Antara Nomor Grid Terhadap Hasil Simulasi Berupa Parameter Koefisien Perpindahan Panas (h)
Pada STHX .
Grid Independent dilakukan untuk menentukan titik optimum dari nilai percobaan berupa nilai koefisien perpindahan panas  STHX.  Uji grid dilakukan  dengan mempertimbangkan ukuran jumlah cell mesh pada domain komputasi antara 12530, 23030, 31220,  dan  41290.  Hasil  uji grid disajikan dalam Gambar 3 hubungan antara nomor grid dan  nilai  koefisien  perpindahan  panas. Perhitungan pada studi numerik dalam uji grid menunjukkan  kesalahan  relatif  antara  grid 12539  dengan  23030  adalah  ±3%,  23030 dengan 31220 adalah ±2%, sedangkan 31220 dengan 41290 adalah ±0,1%.

## 2.5 Validasi
Validasi  dilakukan  melalui  pendekatan simulasi  terhadap  eksperimen  pada  STHX dengan  metode  konveksi  paksa.  Parameter yang ingin dicari dalam penelitian ini adalah koefisien  perpindahan  panas  ( h )  guna  untuk menentukan  nilai  efektivitas  ( ɛ )  STHX  yang
4030 4045 4060 4075 10000 20000 30000 40000 50000 h ( W m ²C ) Nomor Grid
baru  diusulkan.  Validasi  dilakukan  dengan cara  membandingkan  hasil  nilai  koefisien perpindahan  panas  ( h )  pada  eksperimen  dan simulasi.
Hasil  validasi  disajikan  dalam  Gambar  4 hubungan  antara  nilai  koefisien  perpindahan panas  ( h )  terhadap  laju  aliran.  Pada  grafik tersebut  didapat  hasil  eksperimen  yang dilakukan diperoleh nilai koefisien perpindahan panas ( h ) tertinggi sebesar 1658 W/m ² C  pada  eksperimen  dan  5166  W/m ² C dengan rentang kesalahan relatif sebesar 3%. Hasil menunjukkan adanya kesepakatan yang baik  antara  hasil  eksperimen  terhadap simulasi yang sedang divalidasi.
Gambar 4. Hasil Validasi Hubungan Antara Laju Aliran
Terhadap Hasil Simulasi Berupa Parameter Koefisien
Perpindahan Panas (h) Pada STHX .
Hasil  validasi  simulasi  STHX  terhadap eksperimen  yang  sedang  dilakukan  sangat berpengaruh terhadap laju penurunan temperatur  dan  kebaikan  perpindahan  panas. Hal itu ditandai dengan penurunan temperatur pada  permukaan shell dan tube STHX  yang memungkinkan  untuk  desain  dan  pembuatan manufaktur  terkait  STHX  yang  optimal. Selain  itu  pertimbangan  perawatan  terhadap STHX menjadi lebih mudah.

## 2.6  Reduksi  Data  Eksperimen  dan Simulasi
Proses pemodelan STHX dilakukan untuk menentukan  nilai  yang  menjadi  dasar  acuan dalam perhitungan, sehingga dengan penentuan  nilai  tersebut  akan  menghasilkan desain STHX yang paling optimal.
Keseimbangan energi Air panas Qh = mh.C ph . Δ T ……………………..……(1)
Air dingin Qh = mc.C p ( c ) . Δ T …………………..……(2)
Nilai  LMTD  ( Logarithmic  Mean  Overall Temperature  Difference ).  Untuk counter- current flow
LMTD = (𝑇1−𝑡2)−(𝑇2−𝑡1)
𝐼𝑛 (𝑇1−𝑡2)
(𝑇2−𝑡1) …………..………(3)
Untuk co-current flow
LMTD = (𝑇1−𝑡1)−(𝑇2−𝑡2)
𝐼𝑛 (𝑇1−𝑡1) (𝑇2−𝑡2)

## …………..………(4)
Temperatur efisiensi alat penukar kalor (S)
S = 𝑡2−𝑡1 𝑇2−𝑡1 …………………………………..(5)
Perbandingan hasil perkalian aliran fluida ( Ms )  dalam shell dengan  kalor  jenis  ( C p ) terhadap aliran fluida dalam tube (Mt) dengan kalor jenis ( C p ) didapatkan persamaan:
R = Mt x Cp Ms x Cp = T1 x T2 t2 x t1 ………………………(6)
Nilai dari faktor koreksi (Ft)
Ft = √ 𝑅2+1 𝐼𝑛 (1−𝑆) 1−𝑅𝑆
(𝑅−1)𝐼𝑛( 2−𝑆(𝑅+1−√𝑅2+1 2−𝑆(𝑅+1+√𝑅2+1 ) ……………….(7)
Temperatur rata – rata sebenarnya ,Δ 𝒕𝒄 Δtc = Ft.LMTD …………………………..(8)
Untuk  nilai  koefisien  perpindahan  kalor, terlebih  dahulu  menggunakan  koefisien perpidahan kalor assumsi:
A = 𝑄
𝑈 𝐴𝑠𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 x Δtc ………………..……….(9)
Jumlah tube , ( Nt )
Nt = 𝐴 𝜋.𝑑𝑜.𝐿𝑡 ………………………………(10)
Perhitungan Reynold number pada sisi tube
Re = 4.𝑚.( 𝑁𝑝 𝑁𝑡 ) 𝜋.𝑑𝑖.𝜇 ……………………..………(11)
Koefisien perpindahan panas pada tube hi = 𝑗ℎ.𝑘𝑐.(𝑃𝑟) 1/3 𝑑𝑖
.ᴓt.s ……………..………(12)
2200 2700 3200 3700 4200 0 5 10 h ( W m ²C ) Laju aliran (kg/s) h Eksperimen h Simulasi
Pr = 𝑣
∞ = 𝜇.𝐶𝑝 𝑘 …………………….………(13)
Luas aliran pada shell as = 𝐶.𝐵.𝐷𝑠 𝑃𝑡 ……………………………..…(14)
Kecepatan massa aliran pada shell Gs = 𝑚 𝑎𝑠 …………………..………………(15)
De, Diameter ekivalen
De = 4( 1 2 .𝑃𝑡.0,86.𝑝𝑡− 1𝜋 24 .𝑑𝑜 2 )
1 2 .𝜋.𝑑𝑜 …………………(16)
Bilangan Reynolds pada shell Re = 𝐷𝑒.𝐺𝑠 𝜇ℎ ……………………..…………(17)
Koefisien Perpindahan Kalor di sisi shell ho = 𝑗ℎ.𝑘.(𝑃𝑟) 1/3
𝐷𝑒 .ᴓt …………………..……(18)
Koefisien perpindahan kalor keseluruhan [𝑈𝑜 = 1 ho + 𝑅𝑑𝑜 + Ao Ai 𝑥 (do−di) 2k + Ao Ai 𝑥 1 hi + Ao Ai 𝑥𝑅𝑑𝑖] …………………………………(19)

## Perpindahan kalor assumsi
U assumsi = 𝑈𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑙−𝑈𝑜 𝐴𝑠𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 𝑈𝑜 𝐴𝑠𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 x 100% …(20)
Bilangan Nusselt
Nu = 𝑈𝑜.𝐿 𝐾 ……………………………...…(21)

## 3. HASIL DAN DISKUSI
Shell  and  Tube  Heat  Exchanger dengan dengan  konfigurasi double  segmental  baffle telah  diteliti  secara  eksperimen  dan  numerik diberbagai  variasi  seperti  laju  aliran  massa fluida  sebesar  2,  4,  dan  6  kg/s  dan  variasi geometri sudut baffle sebesar 0 ° , 10 ° , dan 20 ° .

## 3.1 Karakteristik Perpindahan Panas Pada
Shell and Tube Heat Exchanger
(a) (b)
(c)
Gambar 5 (a) Kontur temperatur STHX dengan sudut 0°, (b) Kontur temperatur STHX dengan sudut 10°, (c) Kontur temperatur STHX dengan sudut 20°.
Optimisasi STHX dengan variasi geometri double  segmental  baffle dengan  sudut baffle 0°,  10°  dan  20° diteliti  untuk  mencari  desain paling  optimal  dengan  mempertimbangkan kebaikan perpindahan panas yang cocok untuk diaplikasikan secara praktis pada mesin Main Extruder .  Gambar  5  merupakan  Kontur temperatur STHX dengan sudut 0°, (b) Kontur temperatur  STHX  dengan  sudut  10°,  (c) Kontur  temperatur  STHX  dengan  sudut  20° dengan hasil menunjukkan distribusi temperatur untuk STHX dengan sudut baffle 0° lebih merata yakni sebesar 16°C dipermukaan sekitar baffle dan  saluran inlet fluida  dingin, namun  anehnya  temperatur  meningkat  ketika fluida keluar memasuki saluran outlet dengan nilai temperatur sekitar 82°C.
Kontur tersebut menunjukkan aliran fluida disisi shell mengalami  turbulensi  aliran  lebih besar  karena  struktur  pada  sudut baffle 0°, sementara  pada  konfigurasi  sudut  10°  aliran fluida  di shell langsung  menuju  ke  bawah dengan  turbulensi  yang  tidak  besar.  Hal  ini yang  mengakibatkan  nilai  perpindahan  panas pada  konfigurasi  sudut baffle 0°  relatif  lebih besar  dibandingkan  dengan  konfigurasi  sudut baffle 10°.
Koefisien  perpindahan  panas  mempunyai hubungan yang kuat terhadap temperatur yang masuk,  baik  temperatur  saat  fluida  dingin maupun  panas.  Nilai  koefisien  perpindahan panas  dihitung  dengan  berdasarkan  nilai temperature  rata-rata pada  tube STHX.  Nilai temperature  permukaan tube diambil  ketika STHX  dalam  keadaan  tunak,  sehingga distribusi temperature di area permukaan tube merata. Selain itu besaran sudut baffle dan laju aliran  fluida  memilikim  gaya  cukup  kuat terhadap koefisien perpindahan panas.
Pengaruh tersebut meningkat
seiring
bertambahnya  kecilnya  dimensi  sudut baffle dan  laju  aliran.  Hal  itu  disebabkan  oleh inisialisasi  lapisan  batas  termal  yang  sangat tipis  dintara tube dan baffle walaupun  dalam kondisi operasi dan mekanmisme yang sama.

## 3.2 Pengaruh Laju Aliran Fluida
Gambar 6. Hasil Uji Eksperimen dan Simulasi Hubungan Antara Laju Aliran Terhadap Hasil Berupa Parameter
Koefisien Perpindahan Panas (h) Pada STHX .
Analisa  pengaruh  sudut double  segmental baffle terhadap laju aliran fluida sebesar 2, 4, dan  6  m/s  pada  STHX  memungkinkan meningkatnya  rasio  lapisan  batas  termal  dan hidrolik.  Hal  ini  disebabkan,  geometri baffle dengan permukaan miring dan perlahan lurus dapat menurunkan penurunan tekanan didalam zona  STHX.  Ketika  laju  aliran  ditingkatkan akibatnya  meningkatkan  laju  perpindhan panas,  sehingga  koefisien  perpindahan  panas dapat ditingkatkan. Hal itu berdampak positif karena  dapat    menekan  biaya  konsumsi  daya pemompaan.  Akibatnya,  zona  resirkulasi stasioner  terbentuk  di  antara baffle karena fluida  yang  masuk  tidak  bersentuhan  dengan bagian depan STHX.
Gambar 6 menunjukkan hasil uji eksperimen dan simulasi bubungan antara laju aliran  terhadap  hasil  berupa  parameter koefisien perpindahan panas ( h ) pada STHX. STHX  dengan  sudut baffle 0°  terlihat memiliki  nilai  koefisien  perpindahan  panas terbesar  dari  STHX  dengan  sudut baffle 10° dan  20°  baik  saat  eksperimen  maupun simulasi, nilai berkisar 4218 Wm ² C dan 4229 Wm ² C  pada  sudut baffle 0°  saat  laju  aliran fluida di tingkatkan menjadi 6 kg/s.
(a) (b)

## (c)
Gambar 7 (a) Kontur distribusi aliran STHX dengan sudut 0°, (b) Kontur distribusi aliran STHX dengan sudut 10°, (c) Kontur distribusi aliran STHX dengan sudut 20°.
Gambar  7  menunjukkan  (a)  Kontur distribusi  aliran  STHX  dengan  sudut  0°,  (b) Kontur  distribusi  aliran  STHX  dengan  sudut 10°, (c) Kontur distribusi aliran STHX dengan sudut  20°. Besaran  laju  aliran  fluida memberikan peran penting terhadap kenaikan koefisien  perpindahan  panas,  transisi  aliran dari  saluran  masuk  menuju baffle terbukti mempercepat  aliran  dan  memaksa  terjadinya arus arus untuk melewati daerah bangun yang berdekatan dengan baffle dengan momentum tinggi .  Selain  itu pembentukan  vortisitas disekitar baffle menghasilkan pusaran- pusaran lapisan batas termal dan hidrolik yang berulangkali  menginisialisasi  secara  terus menerus  yang  mana  hal  itu  memungkinkan pendinginan STHX lebih merata.

## 3.3  Pengaruh  Sudut  Double  Segmental Baffle
Gambar 8. Hasil Uji Eksperimen dan Simulasi Hubungan Antara Laju Aliran Terhadap Hasil Berupa Parameter
Effektivitas ( ɛ ) Pada STHX .
Proses  pencampuran  fluida  dipengaruhi oleh  gerakan  pusaran  yang  dihasilkan  akibat
4120 4140 4160 4180 4200 4220 4240 0 2 4 6 8 h ( W m ²C Laju aliran fluida (kg/s) h Eksperimen baffle 0° h Eksperimen baffle 10° h Eksperimen baffle 20°
h Simulasi baffle 0° h Simulasi baffle 10° h Simulasi baffle 20° 1,78 1,80 1,81 1,83 1,84 1,86 1,87 1,89 1,90 1,92 1,93 1,95 1,96 0 5 10 Ef fek ti v it as ( % ) Laju Aliran Massa (kg/s) ɛ Eksperimen baffle 0° ɛ Simulasi baffle 0° ɛ Eksperimen baffle 10° ɛ Simulasi baffle 10° ɛ Eksperimen baffle 20° ɛ Simulasi baffle 20°
adanya geometri baffle , posisi wilayah baffle menciptakan  lebih  banyak  penghalang  dan meningkatkan  ketahanan  gesekan  karena biaya  daya  pemompaan  tergantung  pada penurunan tekanan yang terjadi antara saluran masuk  dan  saluran  keluar  penukar  panas, akibatnya ada penurunan tekanan. Penurunan tekanan  adalah  parameter  penting  yang diselidiki secara cermat selama desain STHX dilakukan uji eksperimen dan simulasi. Aliran balik dan resirkulasi aliran di belakang baffle pertama  adanya  gaya  gesek,  walaupun besarannya  sangat  kecil  sekali.  Proses perpindahan  panas  sangat  bergantung  pada perilaku  aliran  yang  terjadi  akibat  adanya geometri baffle yang  memungkinkan  fluida membentuk  vortisitas  dan wake disekitar baffle . Gambar 8. adalah Hasil Uji
Eksperimen  dan  Simulasi  Hubungan  Antara Laju Aliran Terhadap Hasil Berupa Parameter Effektivitas  ( ɛ )  Pada  STHX.  Terlihat  dengan adanya  pengaruh  sudut double  segmental baffle dan laju aliran massa fluida pada STHX dapat  diketahui  nilai  tertinggi  terlihat  pada STHX  baik saat eksperimen  maupun eksperimen  dengan  nilai  1,84%  dan  1,88% pada  STHX  dengan  sudut baffle 0°  saat  laju aliran  massa  fluida  di  variasikan  sebesar  6 kg/s.

## 4. PENUTUP

## 4.1 Kesimpulan
STHX  dengan  sudut baffle 0°  terlihat memiliki  nilai  koefisien  perpindahan  panas terbesar  dari  STHX  dengan  sudut baffle 10° dan  20°  baik  saat  eksperimen  maupun simulasi, nilai berkisar 4218 W/m ² C dan 4229 W/m ² C  pada  sudut baffle 0°  saat  laju  aliran fluida di tingkatkan menjadi 6 kg/s.
Adanya pengaruh sudut double segmental baffle dan laju aliran massa fluida pada STHX dapat  diketahui  nilai  tertinggi  terlihat  pada STHX  baik saat eksperimen  maupun eksperimen  dengan  nilai  1,84%  dan  1,88% pada  STHX  dengan  sudut baffle 0°  saat  laju aliran  massa  fluida  di  variasikan  sebesar  6 kg/s.
4.2 Saran
1. Penelitian  terkait heat  exchanger terhadap variasi geometri berupa tinggi baffle ,  tebal baffle ,  bentuk baffle , susunan baffle sangat disarankan untuk diteliti lebih lanjut.
2. Dalam  simulasi  penggunaan file cas dan  dat  sangat  disarankan  untuk penghematan memori komputer.

## Pernyataan Persaingan Kepentingan
Para penulis menyatakan bahwa kami tidak mengetahui  adanya  persaingan  kepentingan keuangan  atau  hubungan  pribadi  yang mungkin  tampak  mempengaruhi  pekerjaan yang dilaporkan dalam makalah ini.

## Ucapan Terima Kasih
Beasiswa Pendidikan Indonesia (BPI). Gedung  C  Lantai  13  Jl.  Jenderal  Sudirman Senayan Jakarta Pusat 10270.
Laboratorium  Effisiensi  dan  Konservasi Enegi, Universitas Diponegoro Semarang. Jl. Prof.  Sudarto  No.13,  Tembalang,  Kec. Tembalang,  Kota  Semarang,  Jawa  Tengah (50275), Indonesia.
PT. POLIDAYAGUNA PERKASA UNGARAN, JAWA TENGAH. Jl.
Karimunjawa, Kali-tengah, Gedanganak, Kec.  Ungaran  Tim.,  Kabupaten  Semarang, Jawa Tengah 50519.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Y. Wang, T. Liu, J. Sha, H. Ren, 2023. “ Large eddy simulation-based analysis of the flow-induced noise characteristics  of  shell  and  tube  heat exchanger ” . Vol.  148,  No.  10.  PP.  1- 12.
https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstra nsfer .
[2]. A.  B.  Krishna,  K.  Jin,  P.  S. Ayyaswamy,  I.  Catton,  T.  S.  Fisher, 2023.  “ Techno-economic  optimization of superalloy supercritical CO ₂ microtube shell-and-tube-heat exchangers ”. Vol. 220, No. 10. PP. 1-
11. https://doi.org/10.1016/j.applthermale ng.2022.119578 . [3]. R.  Kunwer,  S.  Pandey,  S.  S.  Bhurat, 2020.  “ Comparison  of  selected  shell and  tube  heat  exchangers  with segmental  and  helical  baffles ” . Vol.  8, No. 10. PP. 11064-11077. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2020.10
0712 .
[4]. A.  R.  Al-darraji,  S.  A.  Marzouk,  A. Aljabr,  F.  A.  Almehmadi,  S.  Alqaed, A. Kaood, 2023. “ Enhancement of heat transfer  in  a  vertical  shell  and  tube heat exchanger using air injection and new baffles: Experimental and numerical approach ”. Vol. 52, No. 10. PP. 1-12.
https://doi.org/10.1016/j.applthermale
ng . [5]. K. Nakaso, H. Mitani,  J. Fukai,  2015. “ Convection  heat  transfer  in  a  shell- and-tube  heat  exchanger  using  sheet fins for effective utilization of energy ”. Vol.  82,  No.  57.  PP.  581-587. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasst ransfer.2014.11.033 .
[6]. E. M. S El-Said, A. H. Elsheikh, H. R. El-Tahan,  2021.  “ Effect  of  the  curved segmental  baffle  on  a  shell  and  tube heat exchanger
thermohydraulic performance: Numerical investigation ”. Vol. 165, No. -. PP. 1-
10. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2 021.106922 .
[7]. M.  R.    Daneshparvar,  R.  Beigzadeh, 2022. “ Multi-objective optimization of helical  baffles  in  the  shell-and-tube heat exchanger by computational fluid dynamics and genetic algorithm ”. Vol.
8, No. 7. PP. 11064-11077. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.08. 249 .
[8]. Y. Liu, J. Wen, S. Wang, J. Tu, 2021. “ Numerical  investigation  on  the  shell and  tube  heat  exchanger  with  baffle leakage zones blocked ”. Vol. 165, No.
-. PP.
1-12.
https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2
021.106959 .
[9]. M. Bahiraei,  M. Naseri,  A. Monavari, 2021.  “ A  second  law  analysis  on  the flow of a nanofluid in a shell-and-tube heat  exchanger  equipped  with  new unilateral ladder type helical baffles ”. Vol.  194,  No.  -.  PP.  234-249. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.
08.04 .
[10]. S.A.  Marzouk,  M.  M.  A.  Al-Sood, M. K. El-Fakharany, E.  M.S. El-Said, 2022. “ A comparative numerical study of shell and multi-tube heat exchanger performance  with  different  baffles configurations ”. Vol. 179, No. -. PP. 1- 9. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2 022.107655 .