Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin - Fakultas Teknik UM, 2019

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Pengaruh Konsentrasi Nanopartikel dalam Nanofluida TiO2-Ethylene Glycol terhadap Karakteristik Perpindahan Kalor pada Alat Penukar Kalor Jenis Shell and Tube

Brilian Shakti Kuncara

Abstrak


Fluida kerja pada alat penukar kalor yang umum digunakan saat ini seperti air atau ethylene glycol memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, namun dalam perkembangannya telah ditemukan cara untuk mengatasi kekurangan dari fluida kerja, yaitu dengan mendispersikan nanopartikel ke dalam fluida dasar, konsep “nanofluida”. Nanopartikel memberikan karakteristik yang unik terhadap fluida, termasuk peningkatan perpindahan kalor, sehingga nanofluida memiliki karakteristik perpindahan kalor yang lebih baik dari fluida kerja biasa.

Penelitian ini akan membahas mengenai pengaruh penambahan nanopartikel dalam nanofluida TiO2-ethylene glycol terhadap thermophysical properties (densitas, konduktivitas termal, viskositas, dan kalor spesifik), karakteristik perpindahan kalor (Nusselt, Reynolds, ∆T LMTD, koefisien konveksi, koefisien perpindahan kalor menyeluruh, dan laju perpindahan kalor), dan pressure drop saat diaplikasikan pada alat penukar kalor. Konsentrasi nanopartikel divariasikan sebesar 0%, 0,025%, 0,05%, dan 0,075%. Alat penukar kalor yang digunakan dalam pengujian karakteristik perpindahan kalor ini berjenis shell and tube skala laboratorium, yang mana debitnya divariasikan sebesar 0,2 l/m, 0,4 l/m, dan 0,6 l/m pada setiap sampel nanofluida.

Hasil pengujian thermophysical properties menunjukkan adanya kenaikan seiring dengan bertambahnya konsentrasi nanopartikel. Pengujian karakteristik perpindahan kalor didapatkan hasil akhir laju perpindahan kalor (q) terkecil pada saat konsentrasi nanopartikel 0% dengan debit 0,2 l/m, sedangkan yang terbesar pada saat konsentrasi 0,075% dengan debit 0,6 l/m, jadi hasil pengujian karakteristik perpindahan kalor meningkat berbanding lurus dengan peningkatan konsentrasi nanopartikel dan peningkatan debit nanofluida. Hasil perhitungan pressure drop didapatkan hasil terkecil pada saat konsentrasi nanopartikel 0% dengan debit 0,2 l/m dan yang terbesar pada saat konsentrasi 0,075% dengan debit 0,6 l/m.