Heat transfer
-
Upload
gilang-nurdiansyah -
Category
Engineering
-
view
51 -
download
1
Transcript of Heat transfer
APLIKASI NANOFLUIDS TITANIUM DIOKSIDA UNTUK
TRANSFER PANAS
Oleh :
Amir Hamzah (160514610111)
Gilang Nurdiansyah (160514610110)
Nanofluids, didefinisikan sebagai cairan di mana partikel nanosized terendap pada cairan dasar, atau jenis baru dari cairan kerja yang digunakan untuk transfer panas dan pendinginan. cairan ini bekerja sangat menjanjikan dalam aplikasi transfer panas. Logam, oksida logam, keramik dan non logam seperti nanotube karbon dan graphene dapat digunakan sebagai nanopartikel dalam nanofluids, sedangkan larutan air, etilena glikol, minyak dan polimer umumnya digunakan sebagai cairan dasar.
Latar Belakang
Tujuan Penelitian Mengukur performa pipa panas nanofluid titanium
dioksida Mengukur konduktivitas termal dari titanium dioksida
nanofluids Mengukur Viskositas titanium dioksida nanofluids Menentukan Pengaruh fraksi volume nanopartikel
titanium dioksida pada kinerja transfer panas pipa panas
Menentukan Pengaruh sudut kemiringan pada kinerja termal pipa panas
Menentukan Pengaruh pembebanan nanofluid pada kinerja termal pipa panas
konstruksi pipa panaspipa panas yang digunakan dalam percobaan kami
diciptakan dari pipa tembaga lurus dengan diameter luar 8 mm, diameter dalam 7.44 mm dan panjang 200 mm
Sumbu dari pipa panas ini dibuat dari Stainless steel wire screen mesh dengan diameter kawat 56,5 lm dan kawat 67,42 helai per mm. Pengaruh pembebanan cairan pada kinerja pipa panas diuji menggunakan pipa dengan masing-masing memiliki empat lapisan layar-mesh di sumbu
KONSTRUKSI
Sintesis nanopartikel TiO2300 mL 0,17 M
TiO2
Pembersih Ultrasonik Frek 57 KHz; selama 2 jam
+200 mL 0,1 M natrium hidroksida dgn pengadukan
magnetik 30 menit pada suhu kamar
Disuling untuk menghilangkan
kotoran
Diaduk + dicuci beberapa kali dgn
ethanol
PH 12, Didiamkan Pada Suhu Kama Selama 12 Jam
Dikeringkan dgn oven vacuum pada 200oC selama 1 jam
Bubuk TiO2 putih
SINTESIS
Karakterisasi nanopartikel TiO2X-ray difraktometer (Philips PW1710) dengan monokromatik Cu Ka (k = 1,54060 Å) radiasi dioperasikan pada 40 kV dan 20 mA di kisaran 10-80 menit dan dan field emission scanning electron microscope (FESEM)
Fig. 1a. Pola XRD dari TiO2 Nanopartikel Fig. 1b. gambar FESEM dari TiO2 Nanopartikel
SINTESIS
Sintesis dari nanofluids TiO2
melarutkan TiO2 nanopartikel dalam air sebagai fluida dasar
diaduk menggunakan pengaduk magnetik
disonikasi menggunakan
prosesor ultrasonik dengan denyutan
terus menerus selama 2 jam.
Fig. 2b. Skema dari pengaturan eksperiment untuk permforma panas dari pipa panas
Set-Up pipa panas nanofluid titanium dioksidaPROSEDUR PERCOBAAN
Set-Up pipa panas nanofluid titanium dioksida
• Variasi suhu dalam pengukuran adalah ± 0,1 C• Variasi ukuran geometris dari pipa panas yang diuji
adalah 0,5%• Daya tahan panas masing-masing 2% dan 3%• Pipa panas dipasang pada platform dengan sudut
kemiringan variabel yang ditetapkan 00, 450 dan 900
• Pipa panas disiapkan dengan mengevakuasi tabung ke tekanan vakum dan nanofluids dengan fraksi volume 0,05, 0,1, 0,5 dan 1,0 vol %
• Rasionvolume tabuang 40%, 60%, dan 80%.
PROSEDUR PERCOBAAN
konduktivitas termalKD2 Pro thermal properties analyzer dari Decagon Devices, Inc., yang dilengkapi dengan sensor berukuran 60 mm dan 1,28 mm
dikalibrasi menggunakan air
suling sampai akurasi akurasi 3%
nanofluids di simpan pada suhu tersebut
selama 15 menit untuk memastikan suhu
equilibrium
dinormalisasi menggunakan
konduktivitas termal air suling pada suhu
yang sama
Konduktivitas termal relatif dari nanofluids
dievaluasi di konsentrasi (fraksi
volume 0.05-5.0%) dan pada temperatur (10-
60 C).
penambahan surfaktan
PROSEDUR PERCOBAAN
konduktivitas termal• Surfaktan anionik yang digunakan adalah sodium dodecyl
sulfat (SDS) • Surfaktan kationik yang digunakan adalah, Cetyl trimethyl
ammonium bromide (CTAB), • Surfaktan nonionik yang digunakan adalah sorbitan
monooleat (Span80). Sifat fisik dan kimia dari tiga surfaktan ini tercantum dalam Tabel 1
PROSEDUR PERCOBAAN
Viskositas titanium dioksida nanofluids
Viskositas nanofluids diukur menggunakan viskometer LV DVII + Brookfield dalam bak termostatik. Pengukuran viskositas dilakukan pada suhu yang sama dan fraksi volume digunakan dalam pengukuran konduktivitas termal. Setidaknya sepuluh pengukuran juga dilakukan untuk setiap nanofluid untuk memastikan ketidak akuratan pengukuran sampai 2%.
PROSEDUR PERCOBAAN
Konduktivitas termaldari nanofluid titanium dioksida
HASIL PERCOBAAN
Fig. 3c. Peningkatan Konduktivitas termal nanofluid TiO2 yang diukur pada berbagai suhu untuk konsentrasi partikel volumetrik yang berbeda
Fig. 3d. Pengaruh penambahan surfaktan pada peningkatan konduktifitas termal nanofluid TiO2 yang diukur pada suhu kamar sebagai fungsi dari fraksi volume.
Pengaruh fraksi volume nanopartikel titanium dioksida pada kinerja transfer panas pipa panas
HASIL PERCOBAAN
Fig. 05. Pengaruh konsentrasi nanofluida di dinding distribusi temperatur dari pipa panas horizontal pada level daya input 10,20 dan 30 W
Pengaruh fraksi volume nanopartikel titanium dioksida pada kinerja transfer panas pipa panas
HASIL PERCOBAAN
Gambar 7. Efek konsentrasi nanofluid pada koefisien transfer panas
Gambar 6. Efek nanofluid TiO2 pada perlawanan termal pipa panas horizontal pada tingkat daya input 10,20,30 W
Pengaruh sudut kemiringan pada kinerja termal pipa panas
HASIL PERCOBAAN
Fig. 09. Pengaruh dari konsentrasi nanofluida pada ketahanan panas di pipa suling pada sudut (a). 00 (b). 450 (c).900
Fig. 11. Pengaruh dari perbedaan sudut pipa panas pada koefisien transfer panas pada bagian evaporator (a). Air suling (b). Konsentrasi volumetrik parikel titanium dioksida 0.05% (c) konsentrasi 1,0%
Pengaruh pembebanan nanofluid pada kinerja termal pipa panas
HASIL PERCOBAAN
Fig. 12. Efek penambahan rasio volume di distribusi temperatur dinding nanofluid pada pipa panas horizontal dengan daya 30 W dan sudut kemiringan 450
Fig. 14. performa termal pipa panas di sudut kemiringan 450 sebagai fungsi daya masuk dari konsentrasi volumetrik partikel titanium dioxide dari 1,0% dan perbedaan beban
Kesimpulan Konduktivitas termal relatif air suling meningkat secara
signifikan dengan penambahan titanium dioksida nanopartikel.
pengukuran viskositas menunjukkan bahwa viskositas relatif meningkat dengan meningkatnya fraksi volume partikel nano.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa penggunaan nanofluid titanium dioksida sebagai fluida kerja meningkatkan kinerja termal layar jala-sumbu pipa panas.
Evaporator secara signifikan berkurang sebesar 23oC. Selain itu, diamati bahwa sudut kemiringan dan % rasio volume cairan mempunyai efek yang kuat pada kinerja perpindahan panas pipa. Telah diamati bahwa kecenderungan sudut 45o dan 60o nilai rasio volume kerja cairan menghasilkan kinerja termal terbaik untuk pipa panas.
TERIMA KASIH