2. 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
3. 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
4. konstruksi pipa panas
pipa 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
5. Sintesis nanopartikel TiO2
300 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
6. Karakterisasi nanopartikel TiO2
X-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
7. 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.
8. Fig. 2b. Skema dari pengaturan eksperiment untuk permforma panas dari pipa panas
Set-Up pipa panas nanofluid titanium dioksida
PROSEDUR
PERCOBAAN
9. 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
10. konduktivitas termal
KD2 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
11. 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
12. 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
13. Konduktivitas termal
dari 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.
14. 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
15. 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
16. 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%
17. 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
18. 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.
