Kajian Performa Passive Residual Heat Removal System (PRHRS) pada System-Integrated Advanced Modular Reactor (SMART)

SMART (System-Integrated Advanced Modular Reactor) merupakan desain reaktor multifungsi Generasi III+ tipe SMR (Small Modular Reactor) yang dikembangkan oleh KAERI (Korean Atomic Energy Research Institute) dengan kapabilitas produksi listrik 107 MWe dan energi termal 365 MWt. Sistem SMART meliputi berbagai fitur keselamatan untuk mengatasi LOCA (Loss of Coolant Accident) dan skenario kecelakaan lainnya. Salah satu dari fitur tersebut adalah Passive Residual Heat Removal System (PRHRS) atau sistem pembuang sisa panas pasif yang bekerja tanpa membutuhkan sumber daya elektrik. Sistem ini bekerja sesuai dengan prinsip sirkulasi alam sehingga bergantung pada aspek termal, tekanan, dan pengaruhnya terhadap aliran massa. Ketiga aspek tersebut dapat mempengaruhi kapabilitas pembuangan panas pada sistem. Data performa PRHRS reaktor SMART pada beberapa kondisi kecelakaan yang diperoleh melalui studi eksperimental maupun simulasi termohidrolika dianalisis pada kajian ini. Hasil analisis menunjukkan unjuk kerja pembuangan sisa panas yang baik oleh PRHRS SMART dengan waktu aktuasi yang tepat dan pendinginan yang stabil. Dengan kapabilitas multifungsi dan kemampuan pendinginan yang baik pada berbagai skenario kecelakaan, SMART memiliki potensi tinggi untuk kelak diterapkan di Indonesia

Vapor Chamber Utilization for Rapid Cooling in the Conventional Plastic Injection Molding Process

Injection molding is the most common process for producing plastic products. The surface quality and the cycle time of the plastic product is strongly influenced by the cooling system, which accounts for approximately 70% of cycle time. In conventional injection molds, beryllium copper (BeCu) inserts are commonly used to speed up the cooling process and to obtain a uniform temperature distribution. This study aims to compare the abilities of the vapor chamber and the BeCu insert to increase the cooling rate and provide an even temperature distribution. The experiment was conducted with variations in heat inputs, cooling temperatures, and cooling rates. The vapor chamber had a copper foam wick with a pore diameter of 0.2 mm, filling ratio of 30%, and water as the working fluid. The vapor chamber provides an effective way to speed up the heat transfer process in injection molding, with heat transfer up to 67% greater than in conventional cooling methods that use BeCu

STUDI EKSPERIMENTAL ORIFICE FLOW METER DENGAN VARIASI TEBAL DAN POSISI PENGUKURAN BEDA TEKANAN ALIRAN MELINTASI ORIFICE PLATE

Pengujian orifice flow meter telah dilakukan dengan menggunakan plat orifis dan pipa berbahan akrilik. Plat orifis dibuat dengan memberikan sedikit bevel pada bagian sisi masuknya dengan rasio diameter (?) = 0.5; 0.6; dan 0.7 dengan tebal plat orifis 10 mm dan 20 mm. Pengujian dilakukan dengan rentang kapasitas aliran yang memiliki bilangan Reynolds ± 9333.33 sampai ± 28000. Pengujian dilakukan dengan mengalirkan air melintasi plat orifis. Kapasitas aktual dari orifice flow meter dapat diukur pada V-notch weir dan sight glass. Sedangkan untuk kapasitas teoritis dari orifice flow meter dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas dan persamaan Bernoulli yang dimodifikasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa prosentase irrecoverable pressure drop semakin turun jika kapasitas aliran semakin besar. Pada rasio diameter (?)= 0.7 tebal 10 mm irrecoverable pressure drop terhadap maximum pressure drop mencapai nilai yang cukup rendah yaitu (<40%) pada bilangan Reynolds ±13000 sedangkan untuk orifice flow meter yang tebalnya 20 mm pada rasio diameter (?)= 0.7 irrecoverable pressure drop terhadap maximum pressure drop mencapai nilai yang cukup rendah yaitu (<40%) pada bilangan Reynolds ±15000. Cd (discharge coefficient) untuk orifice flow meter yang tebalnya 10 mm berkisar antara 1.17÷0.88 dan tebal 20 mm nilainya berkisar 1.048÷0.94 dengan nilai untuk rasio diameter 0.5 semua lebih besar dari1. Nilai ini menyerupai nilai Cd nozzle namun trend atau fluktuasinya masih tetap seperti trend orifice flow meter. Sedangkan posisi pengukuran yang menghasilkan kapasitas teoritis yang paling mendekati kapasitas aktualnya adalah yang menggunakan posisi pengukuran D - 0

Karakterisasi Konduktivitas Termal Nanofluida Oksida Berbasis Fluida Dasar H2O

Abstrak: Sejak nanofluida mulai diperkenalkan untuk peningkatan konduktivitas termal, hal ini memberikan suatu harapan yang besar bagi bidang perpindahan kalor. Penelitian dan pengaplikasian nanofluida terus mengalami perkembangan dan peningkatan. Pendispersian partikel nano ke dalam fluida dasar sehingga membentuk suatu suspense nanofluida tentunya memiliki karakteristik konduktivitas termal yang berbeda beda antara penggunaan nano partikel satu dengan nano partikel lainnya. Penggunaan nano partikel oksida juga mulai banyak digunakan sebagai fluida kerja alternative baik sebagai fluida kerja alat penukar kalor maupun sebagai fluida kerja pada pipa kalor dan teknologi pendingin lainnya. Hal ini menjadi sangat penting untuk mengetahui karakteristik konduktivitas termal nanofluida oksida pada fraksi volume rendah dan fraksi volume tinggi. Penelitian dilakukan dengan mendispersikan partikel nano CuO, Al2O3 dan TiO2 yang masing masing berukuran 20 nm ke dalam fluida dasar air (H2O) dan dilakukan sonifikasi menggunakan ultrasonic prosessor selama 30 menit. Fraksi volume dibuat dalam fraksi volume rendah yakni 0.1% sampai dengan 0.9% dan fraksi volume tinggi 1% sampai dengan 10%. Pengujian konduktivitas termal nanofluida oksida pada fraksi volume rendah dan fraksi volume tinggi dilakukan dengan menggunakan metode KD2 yang diukur pada temperatur 25oC. Hasil pengujian menunjukkan karakterisasi konduktivitas termal nanofluida oksida yang dalam hal ini adalah CuO-Air, Al2O3-Air dan TiO2-Air masing-masing memberikan peningkatan konduktivitas termal yang signifikan pda fraksi volume rendah. Konduktivitas termal CuO-Air baik pada fraksi volume rendah maupun pada fraksi volume tinggi lebih tinggi dibandingkan dengan konduktivitas termal Al2O3-Air dan TiO2-Air. Kata kunci: Konduktivitas termal, nanofluida, oksida, fraksi volume. Abstract: Since nanofluids was introduced to increase the thermal conductivity, it gives great hope for the field of heat transfer. Research and application of nanofluids continues to experience growth and improvement. Dispersing nanoparticles into the base fluid to form a suspense nanofluids certainly has the different characteristics of a thermal conductivity. The use of nano-oxide particles are also widely used as a good alternative working fluid as the working fluid heat exchanger as well as the working fluid in the heat pipes and other cooling technologies. Its very important to know the characteristics of the thermal conductivity of nanofluids oxide at low and high volume fraction. The study was conducted by dispersing nanoscale particles of CuO, Al2O3 and TiO2 are each measuring 20 nm in a base fluid water (H2O) and doing sonification using ultrasonic processor for 30 minutes. Fraction volume created in volume fraction lower at 0.1% to 0.9% and a high volume fraction of 1% to 10%. Thermal conductivity of nanofluids testing oxides at low volume fraction and a high volume fraction KD2 done using a method that is measured at a temperature of 25oC. The test results show the characterization of thermal conductivity of nanofluids oxide in this case is CuO- Water, Al2O3-Water and TiO2-Water each provide a significant increase in thermal conductivity at low volume fraction. The thermal conductivity of CuO-water nanofluid higher at low and high volume fraction than the thermal conductivity of Al2O3-Water and TiO2-Water. Keywords: Thermal conductivity, nanofluids, oxide, volume fraction

Pengukuran Fluks Kalor Prosessor dengan Metode Simulasi Fluks Kalor Plat Datar

Metode pengukuran dalam suatu penelitian di bidang perpindahan kalor khususnya pipakalor merupakan suatu hal yang sangat penting untuk bisa mendapatkan suatu data yangmemang akurat. Penelitian ini adalah untuk mendapatkan kondisi temperatur dan flukskalor pada permukaan plat pemanas yang mampu mewakili kondisi temperature dan flukskalor pada permukaan prosessor atau CPU. Penelitian ini meliputi tahap uji quasi steadystate, kalibrasi termokopel, pengukuran temperature permukaan CPU, karakterisasi platpemanan dan karakterisasi palt simulator. Dalam hal ini parameter yang dijadikan acuanpada plat simulator adalah temperature permukaan prosessor.Kata kunci: Pengukuran, Fluks kalor, Prosessor Measurement methods in a research of the heat transfer especially the heat pipe is veryimportant to be able to get a really accurate data. This research is to obtain the conditions oftemperature and heat flux on the surface of the heating plate that capable of representingthe conditions of temperature and heat flux on the surface of the processor or CPU. Thisresearch includes the quasi steady state test phase, thermocouple calibration, CPU surfacetemperature measurement, characterization and characterization of heater plate andsimulator plate. In this case the parameters are used as reference in the simulator plate isthe surface temperature of processor..Keywords: Measurement, heat flux, processo

Pengaruh variasi lebar alur berbentuk segi empat pada permukaan silinder terhadap koefisien drag

Abstrak Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya tentang ilmu mekanika fluida telah berkembang pesat.Ilmu mekanika fluida telah banyak memberikan kontribusi terhadap aspek kehidupan manusia, sebagai contoh adalah aliran fluida melintasi suatu silinder. Dalam aplikasi engineering banyak ditemukan peralatan menggunakan silinder seperti cerobong asap, tiang penyangga jembatan dan sebagainya. Peralatan-peralatan ini mengalami hembusan udara setiap saat sehingga kekuatan konstruksinya mengalami penurunan, hal ini disebabkan adanya drag yang arahnya searah aliran. Upaya yang dilakukan untuk mengurangi drag adalah dengan memanipulasi medan aliran. Manipulasi medan aliran dilakukan dengan membuat alur berbentuk segi empat pada permukaan silinder. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa pengaruh variasi lebar alur berbentuk segi empat pada permukaan silinder terhadap koefisien drag. Penelitian ini dilakukan pada wind tunnel yang terdiri dari blower, pipa pitot, inclined manometer, U manometer, timbangan digital, dan silinder. Benda uji berupa silinder berdiameter 60 mm dan panjang 420 mm diletakkan vertikal di dalam wind tunnel. Lebar alur pada permukaan silinder divariasikan yaitu 3 mm, 4 mm, dan 5 mm. Pengujian distribusi tekanan diperoleh dengan mengukur tekanan permukaan silinder pada 36 titik dengan interval 10o. Pengujian gaya drag dilakukan dengan menggunakan timbangan digital yang mencatat besarnya massa, untuk mendapatkan gaya drag dikalikan dengan gravitasi. Hasil penelitian menunjukkan terjadi penurunan koefisien drag pada silinder beralur dibandingkan tanpa alur. Nilai koefisien terendah terjadi pada lebar alur 4 mm besarnya CD = 0,3734. Besarnya penurunan drag adalah 22,3 % dibandingkan tanpa alur. Kata kunci: pengurangan drag, lebar alur, alur segi empat, silinder Abstract Advances in science and technology, especially on the science of fluid mechanics has been growing. Science of fluid mechanics has contributed a lot of aspects of human life, for example, fluid flow across a cylinder. In many engineering applications using cylindrical found equipment such as a chimney, a pillar of the bridge, and so on. The equipment is undergoing a puff of air at all times so that the strength of the construction has decreased, this is due to drag him in the direction of flow. Efforts are being made to reduce drag is by manipulating the flow field. Manipulation of the flow field is done by making rectangular-shaped grooves on the surface of the cylinder. The purpose of this study was to analyze the influence of variations in width rectangular-shaped grooves on the surface of the cylinder to the coefficient of drag. This research was conducted in wind tunnel consisting of a blower, pitot pipe, inclined manometer, U manometer, digital scales, and cylinders. The test object in the form of a cylinder diameter of 60 mm and a length of 420 mm is placed vertically in the wind tunnel. The width of the grooves on the surface of the cylinder varied which is 3 mm, 4 mm and 5 mm. The pressure distribution is obtained by measuring the surface pressure cylinders at 36 points with 10o intervals. Drag force testing done using digital scale that records the amount of mass, to get the drag force multiplied by gravity. The results showed a decline in the coefficient of drag on a grooved cylinder compared without grooves. Lowest coefficient values occurred in the magnitude of 4 mm groove width CD = 0.3734. The amount of reduction in drag is 22.3% compared without grooves. Keywords: drag reduction, the width of the groove, rectangular groove, cylindrica

Synthesis of hybrid nanofluid with two-step method

Nanofluid is a liquid fluid mixture with a nanometer-sized solid particle potentially applied as a heat transfer fluid because it is capable of producing a thermal conductivity better than a base fluid. However, nanofluids have a weakness that is a high level of agglomeration as the resulting conductivity increases. Therefore, in this study, the synthesis of two nanoparticles into the base fluid called hybrid nanofluids. This study aims to determine the effect of nanoparticle composition on the highest thermal conductivity value with the lowest agglomeration value. This research was conducted by dispersing Al2O3-TiO2 nanoparticles in water with volume fraction of 0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7% in the composition of Al2O3-TiO2 ratio of 75%:25%, 50%:50%, 25%:75%. The synthesis was performed with a magnetic stirrer for 30 minutes. The tests were carried out in three types: thermal conductivity testing with KD2, visual agglomeration observation and absorbance measurements using UV-Vis, wettability testing with HSVC tools and Image applications. The test results showed that the ratio composition ratio of 75% Al2O3-25% TiO2 with a volume fraction of 0.7% resulted in an increase in optimum thermal conductivity with the best wettability and the longest agglomeration level

Synthesis of hybrid nanofluid with two-step method

Nanofluid is a liquid fluid mixture with a nanometer-sized solid particle potentially applied as a heat transfer fluid because it is capable of producing a thermal conductivity better than a base fluid. However, nanofluids have a weakness that is a high level of agglomeration as the resulting conductivity increases. Therefore, in this study, the synthesis of two nanoparticles into the base fluid called hybrid nanofluids. This study aims to determine the effect of nanoparticle composition on the highest thermal conductivity value with the lowest agglomeration value. This research was conducted by dispersing Al2O3-TiO2 nanoparticles in water with volume fraction of 0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7% in the composition of Al2O3-TiO2 ratio of 75%:25%, 50%:50%, 25%:75%. The synthesis was performed with a magnetic stirrer for 30 minutes. The tests were carried out in three types: thermal conductivity testing with KD2, visual agglomeration observation and absorbance measurements using UV-Vis, wettability testing with HSVC tools and Image applications. The test results showed that the ratio composition ratio of 75% Al2O3-25% TiO2 with a volume fraction of 0.7% resulted in an increase in optimum thermal conductivity with the best wettability and the longest agglomeration level