FLUIDA NANO ZRO2 SEBAGAI FLUIDA PENDINGIN PADA PERMUKAAN PEMANAS PELAT VERTIKAL: STUDI EKSPERIMENTAL

Abstract

Salah satu usaha untuk menaikkan efektivitas pendinginan suatu sistem adalah dengan mencoba mengganti fluida kerjanya, yaitu dengan menggunakan fluida nano. Fluida nano ini merupakan campuran antara air dengan partikel nano yang berukuran 10^-7-10^-9 m. Karena fluida nano ini merupakan campuran air dan partikel nano, maka diharapkan campuran tersebut dapat homogen menjadi larutan yang serba sama sifatnya. Dalam keadaan yang homogen dan serba sama tersebut seharusnya fluida nano yang digunakan sebagai fluida pendingin dapat memindahkan energi dalam bentuk panas yang lebih besar. Dalam penelitian ini digunakan fluida nano yang dibuat dari campuran air dengan partikel nano ZrO2 dengan konsentrasi 1 gram/liter. Penelitian dimulai dengan membuat suatu sistem peralatan eksperimen yang terdiri dari pemanas berbentuk datar sebagai sumber panas dengan fluida nano sebagai pendingin dialirkan ke permukaan pemanas. Karena adanya perbedaan temperatur antara pemanas dan fluida pendingin tersebut, terjadilah proses perpindahan energi dalam bentuk panas. Efektivitas proses perpindahan energi ini akan dipengaruhi oleh bahan dan sifat termohidrolika fluida pendinginnya. Data yang diperoleh dari hasil eksperimen ini dipergunakan untuk menghitung koefisien perpindahan panas konveksi (h). Dari hasil perhitungan diperoleh koefisien perpindahan panas fluida nano lebih besar 1.08 kali dibandingkan dengan koefisien perpindahan panas air, hal ini menunjukkan bahwa fluida nano lebih efektif dipergunakan sebagai fluida pendingin dibandingkan air.

ABSTRACT

One attempt to increase the effectiveness of the cooling process is by replacing the coolant itself, for example by replacing water with nano fluid. The nano fluid is a homogenous mixture of water with nano particles of 10^-7-10^-9 m in diameter. This homogeneous solution is expected to improve the capability of the coolant for transferring heat energy. The study is done by creating an experimental equipment consisting of a flat shaped heater as the heat source and nano fluid ZrO2 as coolant supplied to the heater to remove heat from its surface. Because of the temperature difference between the heater and the coolant, the heat energy generated in the heater will be transferred by the coolant. The effectiveness of this energy transfer process are influenced by the nature of the material and the coolant fluid thermal hydraulics characteristic. Data obtained from this experimental study are used to calculate the convection heat transfer coefficient (h) of the nano fluid ZrO2. The result confirms that heat transfer coefficient of nano fluid ZrO2 is 1.08 higher than the heat transfer coefficient of the water. This indicates that nano fluid ZrO2 is more effective than water for heat transfer.