Characterization, experimental and simulation of heat transfer performance for Al2O3-TiO2-SiO2 ternary nanofluid with inserts

Heat transfer research has received significant attention for a long time and has been found in various applications, including cooling electronic devices, manufacturing systems, and solar energy systems. In recent years, nanofluids and inserts have been used to boost further the heat transfer performance for passive techniques with the compound method. However, there has been limited research on ternary nanofluids with a wire coil and twisted tape. The ternary nanofluids are considered due to their advantages in overcoming the stability drawback of mono and binary nanofluids. Meanwhile, the wire coil and twisted tape are used in the present study because they provide maximum heat transfer enhancement with the least friction penalty among the inserts. Therefore, this study aims to characterize and evaluate the thermo-physical properties, heat transfer performance, and thermal performance factor (TPF) of Al2O3-TiO2-SiO2 ternary nanofluids with a wire coil and twisted tape under experimental and simulation conditions. The ternary nanofluids were initially formulated using the optimum composition ratio of 20:16:64 by volume percent. The nanofluids were then prepared in various volume concentrations ranging from 0.5 to 3.0%. The stability of the ternary nanofluid was investigated using qualitative and quantitative methods. Thermal conductivity and dynamic viscosity of ternary nanofluids were measured with KD2 Pro Thermal Properties Analyzer and Brookfield LVDV III Rheometer. Experimental forced convection heat transfer was carried out using a fabricated setup. The experimental work was undertaken for a wide range of Reynolds numbers from 2,300 to 12,000 at bulk temperature of 70 °C. Experiments were performed at constant heat flux boundary conditions for flow in plain tubes with wire coil inserts (0.83 ≤ P/D ≤ 2.50) and with twisted tape (2.0 ≤ H/D ≤ 5.0). Simulation models of ternary nanofluids are developed for a plain tube, wire coil and twisted tape and validated using grid independence analysis. Simulations were performed using Computational Fluid Dynamics (CFD) with standard k-ε model to determine the flow pattern, temperature distribution, and heat transfer and friction factor of ternary nanofluids under similar experimental conditions but at higher Reynolds number of more than 12,000. The ternary nanofluids were confirmed under excellent stability conditions with a high zeta potential of up to 63.72 mV. The highest thermal conductivity enhancement of 24.8% was obtained for ternary nanofluids at 3.0% volume concentration. The 3.0% volume concentration also shows the highest viscosity at all temperatures. Based on experimental, the maximum heat transfer improvement for ternary nanofluids in a plain tube, with wire coil (P/D-0.83) and twisted tape (H/D-2.0), was attained by 3.0% volume concentration of up to 21.46%, 199.23% and 225.35%, respectively. The ternary nanofluids with twisted tape improve the TPF by up to 3.22 at 3.0% volume concentration, significantly higher than plain tube and wire coil conditions. The present simulation for ternary nanofluids with plain tube, wire coil and twisted tape can effectively predict the Nusselt number and friction factor with a good agreement between the simulation with ANSYS and experimental data. In conclusion, the Al2O3-TiO2-SiO2 ternary nanofluids enhanced the properties and improved the heat transfer performance with a wire coil and twisted tape. The ternary nanofluids at 3.0% volume concentration with twisted tape at H/D = 2.0 were recommended for heat transfer application such as heat exchanger and automotive cooling system to provide with the highest TPF

Analisa Penyusutan Produk Plastik di Proses Injection Molding Menggunakan Media Pendingin Cooling Tower dan Udara dengan Material Polypropylene

Shrinkage merupakan suatu cacat berupa perubahan dimensi produk hasil proses injection molding. Pendinginan mold merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi cacat produk shrinkage. Pendinginan pada mold dapat dilakukan dengan media pendinginan udara ( air cooling ) atau fluida (water cooling). Pemanfaatannya tergantung dari efektivitas pendinginan yang perlu dicapai sehingga produk cepat berada pada batas temperatur sentak yang diijinkan sesuai material plastik, fasilitas yang tersedia dan konstruksi pendinginan yang mendukung. Pengujian dilakukan menggunakan material polypropylene dengan parameter yang konstan seperti waktu injeksi 1 detik, tekanan injeksi 650 bar, kecepatan injeksi 25 mm/s dan temperatur leleh 230°C - 240°C, serta variabel backpressure yang digunakan pada masing – masing zat pendinginan yaitu 15 kgf/cm2, 25 kgf/cm2, dan 35 kgf/cm2. Pada pengujian pendinginan cooling tower dengan menggunakan settingan temperatur leleh 230°C - 240°C dengan waktu injeksi 1 detik dan backpressure 15 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya adalah 1,65%, dan backpressure 25 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya 1,57 % serta pada backpressure 35 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya adalah 1,49 %. Pada pengujian menggunakan pendinginan udara dengan menggunakan settingan yang sama seperti pada pendinginan cooling tower didapat nilai shrinkage pada backpressure 15 kgf/cm2 adalah 1,78 %, dan backpressure 25 kgf/cm2 nilai shrinkage sebesar 1,7 %, serta pada backpressure 35 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya adalah 1,61 %. Berdasarkan hasil pengujian, shrinkage pada pengujian injection molding dengan pendinginan cooling tower lebih kecil dibandingkan pada pengujian injection molding dengan pendinginan udara. Hal ini disebabkan karena laju perpindahan panas konveksi maupun konduksi yang terjadi pada pendinginan cooling tower lebih baik dibandingkan dengan menggunakan pendinginan udara, sehingga pemerataan panas pada mold akan lebih merata dan akan memiliki temperatur yang konstan

ANALISA PEMBUATAN TOOL ADAPTER UNTUK PENGUKURAN FAN MOTOR HIDROLIK PRESSURE DI ENGINE D1551A-6

Dalam dunia alat berat telah banyak dicapai dengan dikembangkannya berbagai macam metode yang digunakan untuk meningkatkan mutu produk. Seiring berjalanya waktu banyak ditemukanya permasalahan yang dialami pada unit, salah satunya adalah permasalahan yang dialami unit D155A-6 yaitu engine overheat yang disebabkan abnormalnya fan motor. Tujuan penelitian ini adalah pembuatan tools adapter untuk pengukuran fan motor hydraulic pressure dalam troubleshooting engine overheat pada unit D155A-6. Hasil dari penelitian disimpulkan bahwa penyebab terjadinya engine overheat dikarenakan Internal Leakage pada Fan Motor terlalu besar atau dalam kondisi tidak normal yaitu perolehan hasil pengukuran Internal Leakage Fan Motor adalah 5 Liter/ 19 Detik. Fan Motor pada saat Low Idle sebesar 4 kg dan kondisi High Idle sebesar 8,5 kg pada mode Fan motor 100% . Hasil pengukuran menandakan bahwa Fan Motor dalam kondisi tidak normal dan harus diganti. Untuk menentukan Preassure Oil Hydraulic Fan Motor dan agar tidak mengulang hal serupa bila terjadi permasalahan yang sama maka penulis berinisiatif untuk membuat tools adapter dengan hasil dapat menghemat pengeluaran dengan perbandingan harga (sebelum dan sesudah) tersedianya tools sebesar: ($3.888 -$486) = $3.402

PERANCANGAN DAN VALIDASI DESAIN ALAT PENUKAR KALOR TIPE SHELL AND TUBE MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

In this study will be analyzed on a heat exchanger shell and tube type by using CFD (Computational Fluids Dynamic) and analytic calculations. The results of the analysis will be compared later searched the differences and similarities that can be seen the effect that makes a difference or similarity of the analysis results. Analysis using Computational Fluid Dynamics (CFD) includes the manufacture of the model, determining boundary condition, the manufacture of mesh, material data input, then the iteration process. After the iterative process, we will get the results in a visual form by using a color scale. Analysis manual calculation performed after all the data is collected and then put into the calculation formula. The results of both analyzes are the difference in temperature that comes out of the shell of 1.84 0F. The difference is due to the difference in the CFD analysis results visually using a color scale that is not an exact figure. As for the manual analysis calculations using exact numbers, so there are differences in the results. Nevertheless, these differences are relatively small but in terms of efficiency calculations using CFD program is better than the manual calculation.Keywords: planning, design, heat exchanger, CF

Analisa Kerusakan Proportional Solenoid ECMV Komatsu D375A -6R

Sistem Transmisi unit D375A -6R adalah system yang sangat penting, dalam meneruskan tenaga dan putaran dari engine ke Transmisi .Bila salah satu komponen dari system transmisi ini ada yang tidak berfungsi maka secara otomatis unit tidak bisa melakukan pergerakan secara baik atau sempurna. Sesuai dengan permasalah yang terjadi pada unit tersebut, yaitu pada komponen ECMV (Electric Control Modulating Valved), yaitu proportional solenoid. Maka, langkah pemeriksaan pertama adalah melakukan pemeriksaan secara visual, apakah terjadi kerusakan atau abnormal pada komponen proportional soneloid, dan apakah terdapat abnormal pada komponen yang lain dalam sistem transmissi tersebut, sebelum prosedur untuk remove dan dis-assembly yang sesuai dengan shop manual Setelah diketahui komponen yang rusak yaitu pada Proportional solenoid dan penyebab kerusakannya. Maka, diambil langkah perbaikan atau penggantian komponen pada sistim trasmissi. Sebelum langkah pemasangan komponen, terlebih dahulu dilakukan flushing untuk membuang sisa kotoran didalam sistim. Kemudian, pembersihan pilot filter, pemasangan proportional solenoid, mengisi transmisi oil kedalam transmisi sistem. Setelah langkah perbaikan dilakukan dan seluruh komponen terpasang dengan baik, langkah selanjutnya yaitu dilakukan kembali proses pengukuran tekanan untuk memastikan komponen telah bekerja dengan baik atau tidak. Setelah komponen bekerja dengan baik, dari hasil kerja tersebut lalu diambil kesimpulan dan saran yang dapat dijadikan pedoman pada saat terjadinya permasalahan yang sama atau dapat mengantisipasi kemungkinan kerusakan yang sama, sehingga dapat memperkecil break down time pada unit tersebut

Preliminary Study for Design Core of Nuclear Research Reactor of TRIGA Bandung Using Fuel Element Plate MTR

The nuclear reactor has two types of power reactors based on the function that is used as electrical energy and research reactors and radioisotope used as a producer of nuclear science and technology research. Indonesia has three research reactors are two types of TRIGA research reactor in Bandung with a power of 2 MW and in Yogyakarta with a power of 100 kW and a research reactor in PUSPIPTEK Serpong with nominal power of 30 MW. For the second fuel elements TRIGA type reactor that is currently using elements of cylindrical material, while the fuel elements RSG-GAS reactor in Serpong-shaped plate. Reactor TRIGA Bandung is a reactor that can be used to predict the buffer reactor. However, this reactor has a problem because of the limited number of existing fuel element. Meanwhile, production of TRIGA fuel elements abroad already closed. Given that Indonesia has the ability to produce nuclear fuel elements for research reactors fueled plate it is proposed to modify the reactor core of TRIGA Bandung of the terrace patio made from a cylinder into fuel plates. In this research will be studied more deeply about aspects thermal-hydraulics TRIGA research reactor using fuel elements plate replacement to cylinder fuel element. The method used is the modeling and simulation of the fuel element plate using porous media and non-porous media with the program of CFD Code. Results of the simulation show that the phenomenon of flow and temperature distribution closer to the comparison of the design elements used fuel plate. So later this plate fuel elements can be used in a nuclear reactor core TRIGA research Bandung, Indonesia.The nuclear reactor has two types of power reactors based on the function that is used as electrical energy and research reactors and radioisotope used as a producer of nuclear science and technology research. Indonesia has three research reactors are two types of TRIGA research reactor in Bandung with a power of 2 MW and in Yogyakarta with a power of 100 kW and a research reactor in PUSPIPTEK Serpong with nominal power of 30 MW. For the second fuel elements TRIGA type reactor that is currently using elements of cylindrical material, while the fuel elements RSG-GAS reactor in Serpong-shaped plate. Reactor TRIGA Bandung is a reactor that can be used to predict the buffer reactor. However, this reactor has a problem because of the limited number of existing fuel element. Meanwhile, production of TRIGA fuel elements abroad already closed. Given that Indonesia has the ability to produce nuclear fuel elements for research reactors fueled plate it is proposed to modify the reactor core of TRIGA Bandung of the terrace patio made from a cylinder into fuel plates. In this research will be studied more deeply about aspects thermal-hydraulics TRIGA research reactor using fuel elements plate replacement to cylinder fuel element. The method used is the modeling and simulation of the fuel element plate using porous media and non-porous media with the program of CFD Code. Results of the simulation show that the phenomenon of flow and temperature distribution closer to the comparison of the design elements used fuel plate. So later this plate fuel elements can be used in a nuclear reactor core TRIGA research Bandung, Indonesia

Analisa Penyusutan Produk Plastik di Proses Injection Molding Menggunakan Media Pendingin Cooling Tower dan Udara dengan Material Polypropylene

Shrinkage merupakan suatu cacat berupa perubahan dimensi produk hasil proses injection molding. Pendinginan mold merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi cacat produk shrinkage. Pendinginan pada mold dapat dilakukan dengan media pendinginan udara ( air cooling ) atau fluida (water cooling). Pemanfaatannya tergantung dari efektivitas pendinginan yang perlu dicapai sehingga produk cepat berada pada batas temperatur sentak yang diijinkan sesuai material plastik, fasilitas yang tersedia dan konstruksi pendinginan yang mendukung. Pengujian dilakukan menggunakan material polypropylene dengan parameter yang konstan seperti waktu injeksi 1 detik, tekanan injeksi 650 bar, kecepatan injeksi 25 mm/s dan temperatur leleh 230°C - 240°C, serta variabel backpressure yang digunakan pada masing – masing zat pendinginan yaitu 15 kgf/cm2, 25 kgf/cm2, dan 35 kgf/cm2. Pada pengujian pendinginan cooling tower dengan menggunakan settingan temperatur leleh 230°C - 240°C dengan waktu injeksi 1 detik dan backpressure 15 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya adalah 1,65%, dan backpressure 25 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya 1,57 % serta pada backpressure 35 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya adalah 1,49 %. Pada pengujian menggunakan pendinginan udara dengan menggunakan settingan yang sama seperti pada pendinginan cooling tower didapat nilai shrinkage pada backpressure 15 kgf/cm2 adalah 1,78 %, dan backpressure 25 kgf/cm2 nilai shrinkage sebesar 1,7 %, serta pada backpressure 35 kgf/cm2 nilai shrinkage-nya adalah 1,61 %. Berdasarkan hasil pengujian, shrinkage pada pengujian injection molding dengan pendinginan cooling tower lebih kecil dibandingkan pada pengujian injection molding dengan pendinginan udara. Hal ini disebabkan karena laju perpindahan panas konveksi maupun konduksi yang terjadi pada pendinginan cooling tower lebih baik dibandingkan dengan menggunakan pendinginan udara, sehingga pemerataan panas pada mold akan lebih merata dan akan memiliki temperatur yang konstan

Modifikasi Desain Dimensi Silinder Bucket pada Hydraulic Excavator PC 1250-7

Dunia industri alat berat di Indonesia telah dimulai  pada medio tahun 1990-an. Salah satu perusahaan alat berat , PT. United Tractor, Tbk. telah memulainya dengan jual beli dan sewa alat berat di seluruh wilayah Indonesia. Salah satu jenis alat berat tersebut adalah Hydraulic Excavator, yang berfungsi untuk menggali tanah, membuat parit dan memuat material ke dump truck atau kayu ke trailer. Konstruksi excavator bagian atasnya (upper structure) mampu berputar (swing) 360º, sehingga alat ini sangat lincah untuk penggalian dan pemindahan tanah atau material lainnya pada areal sempit.  Dalam penelitian ini akan dilakukan studi analitik dimensi silinder bucket pada hydraulic excavator PC 1250-7, sehingga nantinya dapat ditentukan besaran dimensi silinder pada alat berat tersebut

OPTIMASI DESAIN DIMENSI SILINDER ARM PADA HYDRAULIC EXCAVATOR PC 1250-7

Dunia industri alat berat di Indonesia telah dimulai pada medio tahun 1990-an, perusahaan alat berat pertama yaitu PT. United Tractor, Tbk, yang mulai dengan jual beli dan juga sewa alat-alat berat diseluruh wilayah Indonesia. Salah satu jenis alat-alat berat tersebut adalah Hydraulic Excavator, dimana fungsi dari alat tersebut adalah untuk menggali tanah, membuat parit, memuat material ke dump truck atau kayu ke trailer. Konstruksi excavator bagian atasnya (upper structure) mampu berputar (swing) 360º, sehingga alat ini sangat lincah untuk penggalian dan pemindahan tanah atau material lainnya pada areal sempit.  Tujuan  penelitian ini menganalisa kondisi optimum desain dimensi silinder arm dari sistem hidrolik pada Hydraulic Excavator. Metode penelitian yang digunakan adalah studi analitik desain dimensi silinder arm di sistem hidrolik  pada Hydraulic Excavator, sehingga diperoleh desain dan hasil kondisi yang optimum di alat berat. Untuk mencari kondisi optimum tersebut dilakukan dengan menggunakan metode Full Factorial.Kata kunci: desain, silinder arm, optimum, dimens

STUDI ANALITIK DESAIN DIMENSI SILINDER BOOM PADA HYDRAULIC EXCAVATOR PC 1250-7

Dunia industri alat berat di Indonesia telah dimulai pada medio tahun 1990-an, perusahaan alat berat pertama yaitu PT. United Tractor, Tbk, yang mulai dengan jual beli dan juga sewa alat-alat berat diseluruh wilayah Indonesia. Salah satu jenis alat-alat berat tersebut adalah Hydraulic Excavator, dimana fungsi dari alat tersebut adalah untuk menggali tanah, membuat parit, memuat material ke dump truck atau kayu ke trailer. Konstruksi excavator bagian atasnya (upper structure) mampu berputar (swing) 360º, sehingga alat ini sangat lincah untuk penggalian dan pemindahan tanah atau material lainnya pada areal sempit.  Tujuan  penelitian ini menganalisa kondisi optimum desain dimensi silinder dari sistem hidrolik pada Hydraulic Excavator. Metode penelitian yang digunakan adalah studi analitik desain dimensi silinder boom di sistem hidrolik  pada Hydraulic Excavator, sehingga diperoleh desain dan hasil kondisi yang optimum di alat berat. Untuk mencari kondisi optimum tersebut dilakukan dengan menggunakan metode Full Factorial. Berdasarkan perhitungan studi analitik pada desain diperoleh bahwa dimensi silinder  Hydraulic Excavator PC 1250-7 yang paling baik adalah nilai tekanan hidrolik dan daya yang paling besar, yaitu pada kondisi desain no 3 dengan tekanan hidrolik 197.16 dan daya 811.50 dan kondisi desain no 12 dengan tekanan hidrolik 197.16 dan daya 873.93 serta kondisi desain no 21 dengan tekanan hidrolik 197.16 dan daya 998.77