KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI ALAMIAH ALIRAN NANOFLUIDA AL2O3-AIR DI DALAM PIPA ANULUS VERTIKAL

Abstract

ABSTRAK

KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI ALAMIAH ALIRAN NANOFLUIDA AL₂O₃-AIR DI DALAM PIPA ANULUS VERTIKAL. Hasil beberapa penelitian menunjukan bahwa nanofluida memiliki karakteristik termal yang lebih baik dibandingkan dengan fluida konvensional (air). Berkaitan dengan hal tersebut, saat ini sedang berkembang pemikiran untuk menggunakan nanofluida sebagai fluida perpindahan panas alternatif pada sistem pedingin reaktor. Sementara itu, konveksi alamiah di dalam pipa anulus vertikal merupakan salah satu mekanisme perpindahan panas yang penting dan banyak ditemukan pada reaktor riset TRIGA, reaktor daya generasi baru dan alat konversi energi lainnya. Namun disisi lain karakteristik perpindahan panas nanofluida di dalam pipa anulus vertikal belum banyak diketahui. Oleh karena itu penting dilakukan secara berkesinambungan penelitian-penelitian untuk menganalisis perpindahan panas nanofluida di dalam pipa anulus vertikal. Pada penelitian telah dilakukan analisis numerik menggunakan program computer CFD (computational of fluids dynamic) terhadap karakteristik perpindahan panas konveksi alamiah aliran nanofluida Al₂O₃-air konsentrasi 2% volume di dalam pipa anulus vertikal. Hasil kajian ini menunjukkan terjadi peningkatan kinerja perpindahan panas (bilangan Nuselt- N_U) sebesar 20,5% - 35%. Pada moda konveksi alamiah dengan bilangan 2,4708e⁺⁰⁹ £ R_a £ 1,9554e⁺¹³ diperoleh korelasi empirik untuk air adalah dan korelasi empirik untuk nanofluida Al₂O₃-air adalah

Kata kunci: Nanofluida Al₂O₃-air, konveksi alamiah, pipa anulus vertikal

ABSTRACT

THE CHARACTERISTICS OF NATURAL CONVECTIVE HEAT TRANSFER OF AL₂O₃–WATER NANOFLUIDS FLOW IN A VERTICAL ANNULUS PIPE. Results of several research have shown that nanofluids have better thermal characteristics compared to conventional fluid (water). In this regard, currently developing ideas for using nanofluids as an alternative heat transfer fluid in the reactor coolant system. Meanwhile the natural convection in a vertical annulus pipe is one of the important mechanisms of heat transfer and is found at the TRIGA research reactor, the new generation nuclear power plants and other energy conversion devices. On the other hand the heat transfer characteristics of nanofluids in a vertical annulus pipe has not been known. Therefore, it is important to do research continuously to analyze the heat transfer nanofluids in a vertical annulus pipe. In the research has been carried out numerical analysis by using computer code of CFD (computational of fluids dynamic) on natural convection heat transfer characteristics of nanofluids flow of Al₂O₃-water 2% volume in the vertical annulus pipe. The results showed an increase in heat transfer performance (Nusselt numbers - N_U) by 20.5% - 35%. In natural convection mode with Rayleigh numbers 2.4708e⁺⁰⁹ £ R_a £ 1.9554e⁺¹³ obtained empirical correlations for water is and empirical correlations for Al₂O₃-water nanofluids is .

Keywords: Al₂O₃-water nanofluids, the natural convection, the vertical annulus pipe