Marali, Aryati Muhaymin (2018) Perpindahan Panas Dan Pressure Drop Fluida Nano Al2o3-Air Pada Proses Pendinginan Aliran Laminar Dalam Pipa (Komparasi metode eksperimen dengan metode simulasi). Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Proses perpindahan panas merupakan sistem yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari terutama dunia industri. Salah satu alat yang digunakan dalam sistem perpindahan panas adalah alat penukar kalor. Alat penukar kalor berfungsi sebagai alat yang merubah energi dari temperatur tinggi menjadi temperatur yang lebih rendah dan juga sebaliknya. Proses perpindahan panas secara konvensional tidak dapat menyerap panas dengan baik. Banyak metode yang dilakukan peneliti untuk memperbaiki penyerapan perpindahan panas, salah satu metode yang digunakan adalah dengan cara memperbaiki sifat-sifat termofisik fluida dengan menambahkan partikel padat kedalam fluida dasar. Memperbaiki sifat-sifat termofisik suatu fluida diharapkan dapat meningkatkan koefisien perpindahan panas. Fluida nano merupakan fluida yang terbentuk dari pencampuran antara partikel nano memiliki ukuran partikel <100 nm yang didispersikan dengan fluida dasar. Penelitian ini memiliki tujuan untuk mengetahui peningkatan laju perpindahan panas dengan menggunakan fluida nano Al2O3-air menggunakan metode simulasi dengan melakukan validasi metode eksperimen (Sudarmadji, 2014). Proses penelitian dilakukan dengan cara menentukan sifat-sifat termofisik fluida nano yang digunakan untuk diaplikasian dengan simulasi finite volume method. Penelitian ini menggunakan sifat-sifat termofisik berupa densitas, viskositas, panas jenis, dan konduktivitas panas dari fluida nano. Variasi volume partikel fluida nano yang digunakan sebesar 0.15%, 0.2%, 0.25%, 0.3%, dan 0.5% pada temperatur masuk fluida nano konstan sebesar 40oC dan temperatur masuk fluida dasar 23oC pada alat penukar kalor pipa ganda dengan arah aliran berlawanan. Diameter pipa dalam alat penukal kalor pipa ganda sebesar 4.9 mm, diameter pipa luar (annulus) alat penukar kalor pipa ganda sebesar 38.5 mm, dan panjang alat penukar kalor pipa ganda sebesar 1.25 m. Hasil penelitian menunjukan terjadi peningkatan koefisien perpindahan panas dengan menggunakan fluida nano dan pressure drop pada proses pendinginan. Koefisien perpindahan panas fluida nano Al2O3-air terdapat perbedaan sebesar 8.6% setiap variasi volume partikel antara metode ekperimen dengan metode simulasi. Laju perpindahan panas meningkat seiring dengan meningkatnya variasi volume partikel fluida nano dan laju aliran vii fluida. Nilai pressure drop fluida nano Al2O3-air dengan menggunakan metode eksperimen dengan metode simulasi didapatkan selisih tertinggi yang signifikan sebesar 64%. Nilai pressure drop meningkat seiring dengan penambahan variasi volume partikel, karena dengan penambahan variasi volume partikel membuat nilai viskositas fluida tersebut meningkat. Dengan meningkatnya visositas suatu fluida maka hambatan laju aliran fluida tersebut semakin meningkat, semakin meningkatnya viskositas maka nilai dari pressure drop akan meningkat.
English Abstract
Heat transfer is a very important system in our surroundings, especially in industry. This system is realized through some heat transfer devices. One of them is heat exchanger. Heat exchanger converts energy from high temperatures to lower temperatures in reverse. Conventional heat transfer system is unable to absorb heat well. Various methods have been done to improve heat transfer absorption. Improving thermo physical properties of fluid by adding solid particles into the basic fluid is one of methods likely used. By implementing this method, it is expected that the heat transfer coefficient can be increased. A fluid formed from mixing between nanoparticles, which have a particle size of <100 nm, dispersed with a base fluid is nano fluid. This research aims to observe the enhancement of heat transfer by using Al2O3-water nanofluid. This research used computational fluid dynamic simulation method. The result of this research was validated by an experimental method (Sudarmadji, 2014). The process was done by determining the thermophysical properties of nano fluid applied with simulation finite volume method. The research used thermophysical properties consist of density, viscosity, heat specific and thermal conductivity of nano fluid. The volume concentration of nanofluid Al2O3-water varied from 0.15%, 0.2%, 0.25%, 0.3%, and 0.5% with temperature constant at 40oC and the entry temperature of basic fluid at 23oC flowing in a double pipe heat exchanger with opposite flow direction. The diameter of internal pipe heat exchanger is 4.9 mm while the external pipe (annulus) is 38.5 mm, and the length of double pipe heat exchanger is 1.25 m. The results showed an increase of heat transfer coefficient and pressure drop for the nanofluid under the cooling process. Heat transfer coefficient by using nanofluid Al2O3- water compared by using experimental method with simulation method showed the difference of 8.6%. The heat transfer rate increased with the increasing volume of nano fluid particle volume and fluid flow rate. Then, the analysis result of pressure drop comparison between experimental data and simulation data showed significant increase percentage of 64%. The value of pressure drop increased with the addition of particle volume concentration. With the addition of volume variations, the particles made the fluid viscosity ix value increased. With the increased viscosity of a fluid, the resistance of the fluid flow rate increased. The more viscosity increases, the more value of the pressure drop increases.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/621.402 2/MAR/p/2018/041806923 |
| Uncontrolled Keywords: | HEAT TRANSFER MEDIA, MANOFLUIDS |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.4 Prime movers and heat engineering > 621.402 Heat engineering > 621.402 2 Heat transfer |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 02 Dec 2019 08:48 |
| Last Modified: | 05 Jan 2021 08:35 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/176368 |
Actions (login required)
 |
View Item |