Dampak dari perak dan nanopartikel titanium oksida pada bejana pengomposan di limbah padat perkotaan

APLIKASI NANOFLUIDS TITANIUM DIOKSIDA UNTUK TRANSFER PANASOleh :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 PenelitianMengukur performa pipa panas nanofluid titanium dioksidaMengukur konduktivitas termal dari titanium dioksida nanofluidsMengukur Viskositas titanium dioksida nanofluidsMenentukan Pengaruh fraksi volume nanopartikel titanium dioksida pada kinerja transfer panas pipa panasMenentukan 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 TiO2SINTESIS

Karakterisasi nanopartikel TiO2X-ray difraktometer (Philips PW1710) dengan monokromatik Cu Ka (k = 1,54060 ) 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 NanopartikelFig. 1b. gambar FESEM dari TiO2 NanopartikelSINTESIS

Sintesis dari nanofluids TiO2

Fig. 2b. Skema dari pengaturan eksperiment untuk permforma panas dari pipa panasSet-Up pipa panas nanofluid titanium dioksidaPROSEDUR PERCOBAAN

Set-Up pipa panas nanofluid titanium dioksidaVariasi suhu dalam pengukuran adalah 0,1 CVariasi 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 900Pipa 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 mmPROSEDUR PERCOBAAN

konduktivitas termalSurfaktan 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 1PROSEDUR PERCOBAAN

Viskositas titanium dioksida nanofluidsViskositas 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 berbedaFig. 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 panasHASIL 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 panasHASIL 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 panasHASIL PERCOBAAN

Fig. 09. Pengaruh dari konsentrasi nanofluida pada ketahanan panas di pipa suling pada sudut (a). 00 (b). 450 (c).900Fig. 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 panasHASIL PERCOBAAN

Fig. 12. Efek penambahan rasio volume di distribusi temperatur dinding nanofluid pada pipa panas horizontal dengan daya 30 W dan sudut kemiringan 450Fig. 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

KesimpulanKonduktivitas 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