1 Abstrak- Telah dilakukan studi numerik pengaruh tipe baffle segmental dan helical dengan variasi sudut baffle terhadap karakteristik aliran fluida dan perpindahan panas dengan menggunakan simulasi CFD. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik aliran, yaitu bilangan Reynolds, bilangan Nusselt, koefisien perpindahan panas konveksi dan pressure drop terhadap pengaruh geometri berupa variasi tipe dan sudut baffle. Verifikasi dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi terhadap data kuantitatif dari eksperimen Zhang dkk. (2011). Analisis kualitatif ditunjukkan pada kontur dan vector kecepatan, kontur turbulensi dan kontur temperatur. Analisis kuantitatif ditunjukkan dengan peningkatan nilai bilangan Reynolds, bilangan Nusselt, koefisien perpindahan panas konveksi dan pressure drop oleh ketiga variasi tipe baffle pada peningkatan debit aliran fluida. Adanya turbulensi pada hasil simulasi meperlihatkan adanya efek pengeblokan aliran akibat adanya baffle dengan tipe yang berbeda. Hal ini menyebabkan terbentuknya olakan aliran pada sisi shell. Vektor kecepatan memberikan prediksi arah aliran terhadap pengurangan temperature pada aliran fluida sisi shell. Hasil analisis menunjukkan karakteristik perpindahan panas dan aliran fluida terbaik diperoleh pada tipe helical baffle dengan sudut baffle 7 0 dengan peningkatan bilangan Reynolds dan pressure drop sebesar 200% dan koefisien perpindahan panas konveksi sebesar 204.97%. Kata kunci : segmental baffle, helical baffle,CFD,karakteristik aliran fluida,karakteristik perpindahan panas I. PENDAHULUAN erpindahan panas dengan menggunakan alat penukar panas (Heat Exchanger) banyak sekali diaplikasikan dalam dunia industri. Proses perpindahan panas pada Heat Exchanger sebagian besar didominasi oleh konveksi dan konduksi dari fluida panas ke fluida dingin, dimana keduanya tidak terjadi kontak secara langsung dalam hal ini dipisahkan oleh dinding (Cengel, 2006). Perpindahan panas secara konveksi sangat dipengaruhi oleh bentuk geometri Heat Exchanger dan bilangan-bilangan tak berdimensi, yaitu Reynold, bilangan Nusselt dan bilangan Prandtl (Bartlett, 1996). Salah satu jenis Heat Exchanger yang sering digunakan adalah Shell and Tube Heat Exchanger yang mana terdapat baffle pada salah satu komponen penyusunnya. Pada perkembangan desain Heat Exchanger tipe Shell dan Tube digunakan Baffle tipe segmental dimana dalam pengoperasiannya memiliki banyak kelemahan seperti nilai Pressure Drop yang tinggi dan efisiensi perpindahan panas yang rendah diungkapkan dalam hasil penelitihan Shinde tahun 2006. Selanjutnya berbagai penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan performa terutama pada penggunaan tipe baffle dengan hasil penelitian Zhang pada tahun 2011 dengan melakukan studi eksperimen menggunakan empat heat exchanger dengan variasi baffle yang berbeda, yaitu single segmental baffle dan tiga helical baffle yang dibedakan variasi sudut bafflenya sebesar 7 0 , 13 0 ,dan 25 0 . Hasil eksperimen menunjukkan peningkatan laju perpindahan panas dan pressure drop pada sisi shell jenis helical baffle heat exchanger dengan sudut baffle 7 0 . Penelitian selanjutnya oleh Wang tahun 2011 yang menunjukkan bahwa Baffle tipe Helical merupakan tipe Baffle yang memiliki efisiensi perpindahan panas yang relatif tinggi, yaitu sekitar 20-30% lebih tinggi dibandingkan dengan segmental Baffle. Selanjutnya penelitian oleh Shinde tahun 2012 tentang performansi pada Single Phase Tubular menunjukkan bahwa Helical Baffle lebih bisa mengembangkan performa dari penukar panas dibandingkan dengan Segmental Baffle. Zhang pada penelitian selanjutnya pada tahun 2012 menunjukkan bahwa perpindahan panas pada sisi shell Non- continuous Helical Baffle lebih besar dibandingkan segmental baffle. Penelitian saat ini terfokus pada variasi sudut pada desain baffle seperti pada penelitian Song Sufang pada tahun 2013 yang mulai mengkaji mengenai variasi sudut baffle dengan baffle pitch sama yang mempengaruhi performa baffle terutama pada efisiensi perpindahan panas dan pressure drop-nya. Dalam studi numerik mengenai Helical Baffle metode CFD telah banyak digunakan sebagai metode investigasi dibuktikan pada hasil penelitian Bhutta pada tahun 2012 yang menyatakan bahwa metode Komputasi dinamika fluida (CFD) sangat tepat digunakan untuk menganalisis numeric pengaruh baffle pada efisiensi perpindahan panas. Metode ini juga digunakan pada studi numerik yang membandingkan antara baffle segmental dan helical (Adhitiya, 2013). Berdasarkan pada landasan penelitian yang telah dilakukan, maka pada penelitian ini dilakukan studi numerik pengembangan desain helical baffle dengan pemberian variasi sudut baffle. Kinerja helical baffle yang optimal dianaliasis berdasarkan karakteristik aliran fluida INVESTIGASI KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS PADA DESAIN HELICAL BAFFLE PENUKAR PANAS TIPE SHELL AND TUBE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) Mirza Quanta Ahady Husainiy 1 , Dr. Gunawan Nugroho, ST. MT. 2 Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111 E-mail: 1 mirza@mhs.ep.its.ac.id, 2 gunawan@ep.its.ac.id, P