PRAKIRAAN LAJU ALIR MASSA PADA MODEL FUNGSIONAL SISTEM PENDINGINAN RELUNG REAKTOR (RCCS) MHTGR

Sari

ABSTRAK

PRAKIRAAN LAJU ALIR MASSA PADA MODEL FUNGSIONAL SISTEM PENDINGINAN RELUNG REAKTOR (RCCS) MHTGR. Prakiraan laju alir massa udara masukan teiah dilakukan untuk sistem pendinginan dengan konveksi udara secara alami berupa peralatan eksperimen NADHRS. Sistem ini merupakan model fungsional sederhana dari Reactor Cavity Cooling System (RCCS) MHTGR (Modular High Temparature Gas-cooled Reactor), buatan General Atomic, yang komponen utamanya terdiri dari bagian masukan, plenum-bawah, plenum-atas, sumber panas, kanai pendinginan annular, dan sepasang stack di bagian atasnya. Pada sistem jenis ini, tersedianya iaju alir massa udara masukan (m0) yang cukup merupakan faktor keselamatan yang krusial. Beberapa faktor penentu besarnya m0 adalah: fluk panas, konfigurasi dan dimensi sistem, sifat permukaan dinding kanal, iaju dan arah angin, serta sumbatan penampang aliran. Prakiraan m0 dilakukan pada kondisi penampang aliran tersumbat sebagian dan didasarkan pada penyelesaian persamaan keseimbangan momentum aiiran gas di dalam kanai berdimensi satu yang dipanasi. Prakiraan dilakukan pada kondisi input listrik 3 x 100 Watt dengan tiga macam harga hambatan keluaran (Ke), masing-masing dengan sebelas macam harga hambatan masukan (Kief)- Besarnya hambatan mencerminkan tingkat sumbatan aliran. Hasil studi menyimpuikan bahwa sembarang sumbatan akan meningkatkan hambatan aliran, yang seianjutnya menurunkan m0. Pada Ke=1,10 perubahan Kief dari 2,00 menjadi 1114,60 (sumbatan 96,67%) telah menurunkan m0 dari 8,50x10^-3 kg/detik menjadi 1,35x10^-3 kg/detik. Perubahan yang sama dari Kief telah menurunkan m0 masing-masing dari 7,29x10^-3 kg/detik menjadi 1,35x10 kg/detik pada Ke=6,20 dan 6,11x10^-3kg/detik menjadi 1,35x10^-3kg/detik pada Ke=15,00. Hasil studi ini dapat menjadi acuan yang berguna di tengah kelangkaan literatur sejenis untuk desain sistem pendinginan dengan konveksi udara secara alami.

ABSTRACT

PREDICTION OF THE AIR INLET MASS FLOW IN THE MHTGR RCCS FUNCTIONAL MODEL. A mass flow prediction has been carried out for the air natural convection cooling system. The system, which is referred to as NADHRS experimental apparatus, is a simple functional model of the General Atomic’s MHTGR RCCS, equipped with inlet channel, lower and upper plenum, heat source, annular cooling channel, and a twin stacks at the upper part. In such a cooling system, the sufficiency of inlet air mass flow rate (m₀) is a crucial factor in view of safety. The factors determining m₀ are heat flux, system dimension and configuration, channel surface characteristic, air velocity and direction, as well as flow blockage. The mass flow prediction is carried out for the partly-blocked flow and was based on the solution of the momentum balance of air flowing inside the heated channel. The prediction of m₀ was carried out at the electric input of 3 x 100 Watt with three values of outlet flow resistance (Ke), each with eleven values of inlet resistance (Kj_ef), in which each value of K reflects a certain level of blockage. It was found that any flow blockage tends to increase the flow resistance which in turn decreases m₀. At Ke=1.10, changes in Kj_er value from 2.00 to 1114.60 (96,67% blockage) decreases m₀ from 8,50x1 O'³ kg/s to 1,35x10^-3 kg/s. The equal changes of Kief also decreases m₀ from 7,29x10^-3 kg/s to 1,35x10^-3kg/s at Ke=6,20, and from 6.11x10^-3kg/s to 1,35x10^-3kg/s at «e=15,00. In the scarcity of relevant reference, the result of this study might become a valuable one applicable to the design of air natural convection cooling system.