isbn : 978-602-96269-2-6

ISBN : 978-602-96269-2-6

SEMINAR NASIONAL TAHUNAN TEKNIK MESIN KE- 15

FTMD – ITB FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BUKU PROCEEDING SNTTM XV

ISBN : 978-602-96269-2-6

Editor :

Dr. Eng. Pandji Prawisudha

Dr. Eng. Bentang Arief Budiman Ilham Arnif, S.T.

Ignatius Julian Rinaldi, S.T.

Sofian Kurniawan, S.T.

Rizky Ilhamsyah, S.T.

Desain sampul dan Tata letak :

Arif Sugiharto, M.T.

Penerbit :

Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara – ITB

Redaksi :

Labtek II, Lantai 2

Jl Ganesha No. 10

Bandung, 40132 Indonesia

Phone : +62-22-2504243

Fax : +62-22-2534099

Website : www.ftmd.itb.ac.id

E-mail : [email protected]

Cetakan pertama, Oktober 2016

Hak cipta dilindungi undang-undang

Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara

apapun tanpa ijin tertulis dari penerbit.

mailto:[email protected]

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena atas karunia-Nya Prosiding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) XV dapat diterbitkan. SNTTM XV dengan tema “Harmonisasi strategi pemerintah, industri, dan perguruan tinggi menghadapi persaingan masyarakat ekonomi ASEAN (MEA)” diselenggarakan di Aula Barat dan Timur Institut Teknologi Bandung pada 5-6 Oktober 2016, dengan penyelenggara Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara, Institut Teknologi Bandung.

SNTTM XV yang merupakan perhelatan tahunan terbesar Badan Kerjasama Seluruh Teknik Mesin (BKSTM) telah memberikan nuansa baru, karena untuk pertama kalinya, sesi poster diperkenalkan. Sesi poster ini sendiri diadakan dengan maksud memberikan waktu yang lebih panjang bagi pemakalah untuk berdiskusi lebih mendalam dengan peserta lainnya. Dalam penyelenggaraan kali ini, seluruh poster dipresentasikan dan dilombakan, dimana kemudian terpilih poster terbaik dan presenter poster terbaik. Diharapkan konsep poster ini dapat diteruskan pada SNTTM di masa mendatang.

Penyelenggaraan kali ini telah berhasil menjaring 218 karya ilmiah yang berasal dari 64 institusi. Keseluruhan karya ilmiah yang terjaring, dapat dikomposisikan menurut bidang sebagai berikut: 38,5% konversi energi; 2% pendidikan teknik mesin, 10% teknik produksi mesin; 16,5% material; dan 33% perancangan dan mekanika terapan. Perlu diketahui bahwa setiap makalah yang terjaring telah melalui proses review yang cukup ketat guna meningkatkan kualitas prosiding SNTTM XV, sekaligus sebagai wadah pembelajaran mengenai pembuatan makalah dan proses review makalah yang baik. Beberapa karya ilmiah terpilih juga ditawarkan untuk diterbitkan dalam Jurnal Mesin, hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan level karya ilmiah teknik mesin ke tingkat yang lebih tinggi.

Salam hangat,

Satrio Wicaksono, S.T., M.Eng., PhD. Ketua Panitia Pelaksana

ii

PROFIL PEMBICARA UTAMA

Pada rangkaian acara SNTTM XV akan diselenggarakan Sesi Pembicara Utama, Hari Rabu 5 Oktober

2016, pukul 09:00-12:00 WIB. Acara tersebut akan diselenggarakan di Aula Barat kampus Institut

Teknologi Bandung. Tiga pembicara yang akan hadir dalam Sesi Pembicara Utama SNTTM XV

mewakili bidang Pendidikan, Pemerintahan, dan Industri adalah

Prof. Dr. Djoko Suharto

Guru Besar Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung

Prof. Dr. Ir. Djoko Suharto adalah sosok yang familiar di dunia

pendidikan Teknik Mesin di Indonesia. Profesor Teknik Mesin di

bidang Fracture Mechanics lulusan Pennsylvania State University di

Amerika Serikat ini, merupakan Guru Besar di Fakultas Teknik Mesin

dan Dirgantara (FTMD) ITB.

Ir. I Gusti Putu Suryawirawan

Direktur Jenderal Industri Logam, Mesin, Alat Transportasi, dan Elektronika, Kementrian Perindustrian RI

Ir. I Gusti Putu Suryawirawan, adalah tokoh yang tidak asing lagi di

Kementrian Perindustrian Republik Indonesia. Di Kemenperin, pria asli

Surabaya ini pernah menjabat sebagai Direktur Industri Teknologi

Informasi dan Elektronika (2001-2004), Direktur Industri Logam (2005-

2010), Direktur Industri Material Dasar Logam (2010-2011), serta

Direktur Pegembangan Fasilitasi Industri Wilayah I (2011-2015). Atas

prestasi dan pengabdiannya, beliau pernah meraih penghargaan

Satyalanana Karya Satya pada Tahun 1998. Saat ini beliau merupakan

Direktur Jenderal Industri Logam, Mesin, Alat Transportasi, dan

Elektronika Kementrian Perindustrian Republik Indonesia.

Ir. Primo H. Wirasto, M.Eng

Direktur Operasi PT KSB Indonesia

Ir. Primo H. Wirasto, M.Eng, merupakan insinyur lulusan Jerman yang

memiliki segudang pengalaman di dunia industri. Ilmu produksi dan

kontrol yang diperolehnya selama di Technische Universität Berlin

membuatnya menjadi ahli dalam bidang manajemen produksi dan

industri. Beliau pernah bekerja untuk Siemens Indonesia dan menjadi

peneliti di Siemens AG – Fraunhover Institute di Jerman dalam bidang

otomasi selama 10 tahun. Sejak Tahun 2005, Ia bergabung dengan PT

KSB Indonesia dan menjadi Direktur Operasi PT KSB Indonesia

iii

PANITIA

A. Penanggung Jawab : Dr. Hari Muhammad, Dekan Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara

B. Panitia Pengarah : 1. Prof. Dr. Zainal Abidin 2. Dr. Ignatius Pulung Nurprasetio3. Dr. Nathanael Panagung Tandian4. Rachman Setiawan, Ph.D

C. Panitia PelaksanaI. Ketua Panitia : Dr. Satrio Wicaksono

II. Promosi, Acara, dan Kesekretariatan : Dr. Indria Herman 1. Lomba dan Desain : Budi Heryadi, ST., MT.

: Balthasar Sebastian Lumbautobing, ST : Yos Yousef Rabung, ST : Feryadi Buli, ST

2. Konsumsi dan Logistik : Kurnia Fajar, ST 3. Publikasi dan Dokumentasi : Arif Sugiharto, ST 4. Sekretaris dan Perizinan : Adrian Rizqi Irhamna, ST., MT.

III. Proposal, Call for Paper, e-journal, dan e-seminar : Dr. M. Agus Kariem1. E-Journal dan e-seminar : Dr. Sri Raharno

: Dr. Eng. Bentang Arief Budiman : Ilham Arnif, ST. : Sofian Kurniawan, ST. : Ignatius Julian Rinaldi, ST. : Rizky Ilhamsyah, ST., MT.

2. Koordinator Reviewer : Dr. Arief Hariyanto 3. Koordinator Proceeding : Dr. Eng. Pandji Prawisudha

IV. Bendahara, Dana, dan Sponsorship : Abdul Hakim, ST., MSc. Sponsorship : Gea Fardias Mu’min, ST., MT.

V. Tim Pendukung : Suci Ambarwati, S.Sos. : Sutomo, S.Sos. : Yanti Nurhayanti, S.Sos : Kirna Rusmana : Wowo Warsono, A.Md : Wikky Arizal, A.Md : Adita Laila Salam : Dinah Yuliana : Jupri : Riki Didin Hidayat

xiii

KE-077

GASIFIKASI SIRKULASI FLUIDIZED BED BERBAHAN BAKAR BATUBARA DAN LIMBAH BAMBU I Nyoman Suprapta Winaya *, Putu Hendra Yuliarthana , Rukmi Sari Hartati , Ida Bagus Alit Swamardika

483

KE-078

HAMBATAN TERMAL PIPA KALOR BERTINGKAT DENGAN FLUIDA KERJA HYBRID NANOFLUID AL2O3-CUO-AIR Wayan Nata Septiadi *, I Gusti Ketut Sukadana, I Ketut Astawa, Cahyo Sudarmo, I Nyoman Swar Raditya M

490

KE-079

ANALISIS HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA PADA KONDENSOR TABUNG BERSIRIP PELAT HERRINGBONE Matheus M. Dwinanto* , Suhanan dan Prajitno

498

KE-080

PREDICTION OF BOIL-OFF LNG IN CRYOGENIC STORAGE TANK BY NUMERICAL MODELING Tajuddin Maksum, Prof. Dr. Ari Darmawan Pasek

505

KE-081

PENGARUH WAKTU PENYIMPANAN PADA PROSES PEMBRIKETAN BINDERLESS BATUBARA PERINGKAT RENDAH INDONESIA Adrian R. Irhamna, Pandji Prawisudha, Toto Hardianto

509

KE-082

PENGARUH DROP TEKANAN SALURAN BUANG TERHADAP KINERJA MESIN TATA UDARA Andriyanto Setyawan* , Prasetyo

518

KE-083

KARAKTERISTIK STANDING-WAVE HEAT ENGINE THERMOACOUSTIC BERDASARKAN VARIASI ONSET TEMPERATUR Adi Surjosatyo * , Duago Pijar Wicaksono

524

KE-084

PERBANDINGAN BERBAGAI MODEL TURBULEN DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI CFD ALIRAN FLUIDA PADA NOSEL SUPERSONIK Ahmad Indra Siswantara

532

KE-085

KARAKTERISASI PHASE CHANGE MATERIAL (PCM) LOKAL INDONESIA Muhammad Amin, Nandy Setiadi Djaya Putra

539

MATERIAL

MT-001 ANALISA KEKUATAN TARIK DAN MIKROSTRUKTUR SERAT KULIT POHON RANDU YANG DIREBUS DENGAN AIR KUNYIT Sri Mulyo Bondan Respati * , Sugirinoto, Helmy Purwanto

546

MT-002

PERBAIKAN TEKANAN CETAK PADA KOMPOSIT LEMPUNG/SILIKA RHA (APLIKASI BATA MERAH KUALITAS SNI) Ade Indra, Edison, Hendri Nofrianto, Maulana Al Hafizt

551

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)

Bandung, 5-6 Oktober 2016

KE-078

Hambatan Termal Pipa Kalor Bertingkat dengan Fluida Kerja Hybrid Nanofluid Al2O3-CuO-Air

Wayan Nata Septiadi1*, I Gusti Ketut Sukadana2, I Ketut Astawa2,Cahyo Sudarmo3, I Nyoman Swar Raditya M4

1,2,3,4Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Badung-Bali, Indonesia

*[email protected]

Abstrak

Besarnya fluks kalor yang dihasilkan produk teknologi mengakibatkan pipa kalor mulai banyak

digunakan dalam sistem pendingin. Pipa memiliki keunggulan pada kemampuan memindahkan kalor

dalam jumlah yang lebih besar dan proses sirkulasi fluida yang tidak memerlukan daya tambahan

dari luar (bersifat pasif). Kemajuan bidang teknologi nano, mengakibatkan penggunaan nanofluida

sebagai fluida kerja pipa kalor juga semakin banyak digunakan guna meningkatkan kinerja pipa kalor.

Nanofluida mulai banyak di gunakan sebagai fluida kerja alternatif karena memiliki konduktivitas

termal yang lebih baik, akan teteapi terkadang nanofluida dengan konduktivitas termal yang baik

terdapat kelemahan pada permasalahan aglomerasi. Hybrid nanofluid merupakan nanofluida yang

relatif lebih stabil dibandingkan dengan beberapa nanofluida yang memiliki waktu terjadinya

aglomerasi cukup cepat. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui hambatan termal pipa kalor

bertingkat pada penggunaan fluida kerja hybrid nanofluid Al2O3-CuO-Air.

Pada penelitian ini dilakukan perhitungan hambatan termal pada pipa kalor bertingkat yang

menggunakan fluida kerja hybrid nanofluid Al2O3-CuO-Air. Hybrid nanofluid dibuat dengan

mendispersikan partikel nano Al2O3 dan CuO berdiameter 20 nm pada fluida dasar air (H2O) dengan

fraksi volume 0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7% dan 1% pada komposisi rasio 75% Al2O3 dengan 25% CuO

yang disonifikasi menggunakan ultrasonik prosessor selama 30 menit. Temperatur pada bagian

evaporator kondensor tingkat pertama dan kondensor pada tingkat ke dua serta pada bagian heatsink

di ukur menggunakan termokopel tipe-K dengan NI 9213. Pembebanan kalor ke pipa kalor dilakukan

dengan menggunakan plat simulator yang diatur melalui voltage regulator. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa hambatan termal pipa kalor bertingkat dengan fluida kerja hybrid nanofluid

Al2O3-CuO-air lebih rendah dibandingkan dengan menggunakan fluida kerja air maupun nanofluida

Al2O3-air, akan tetapi penggunaan fluida kerja hybrid nanofluid Al2O3-CuO-air memberikan

hambatan terlmal lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan fluida kerja nanofluida CuO-air pada

fraksi volume yang sama.

Kata kunci : hybrid nanofluid, hambatan termal, pipa kalor

Pendahuluan

Kemajuan di bidang teknologi berdampak

pada peningkatan kinerja yang dibarengi

dengan pengecilan dimensi produk teknologi.

Hal ini memberikan dampak yang sangat

signifikan terhadap peningkatan fluks kalor

yang dihasilkan, dimana fluks kalor bisa

mencapai lebih dari 100 W/cm2[1,2]. Hal ini

mengakibatkan pipa kalor mulai banyak

digunakan sebagai sistem pendingin

dikarenakan pipa kalor merupakan pendingin

yang bersifat pasif dengan kemampuan

mentransfer kalor yang lebih besar dari

pendingin konvensional [3,4]. Kinerja pipa

kalor sangat dipengaruhi oleh fluida kerja yang

digunakan sebagai media pemindah kalor.

Nano fluida merupakan salah satu fluida

kerja yang telah banyak diteliti dan

dipergunakan sebagai fluida kerja alternatif

pada pipa kalor. Banyak penelitian tengtang

penggunaan nanofluida sebagai fluida pipa

kalor yang sudah dilakukan guna

meningkatkan kinerja pipa kalor, seperti

halnya Putra, dkk.,[4] telah melakukan

pengujian pada hambatan termal pipa kalor

dengan fluida kerja nanofluid Al2O3, TiO2 dan

490

mailto:*[email protected]



KE-078

ZnO pada beberapa fraksi volume dengan

fluida dasar air dan ethyleneglycol.

Penggunaan nanofluida Al2O3-air dan CuO-air

baik dengan dan tanpa surfaktan sebagai fluida

kerja pipa kalor juga telah diteliti oleh

Septiadi, dkk., Putra, dkk., dan R.Saleh, dkk.,

[5-7]. Peningkatan respon pipa kalor sebagai

sistem pendingin melalui penggunaan fluida

kerja nanofluida juga telah dilakukan R.

Hajian, dkk.,[8] dimana dengan penggunaan

fluida kerja nanofluid pipa kalor memiliki

respon yang lebih baik dibandingkan dengan

pengunaan fluida kerja konvensional. M.

Vijayakumar, dkk., [9] juga telah mengkaji

mengenai penggunaan fluida kerja nanofluida

Al2O3 dan CuO pada heat pipe dengan sintered

powder. Adanya pelapisan tipis pada bagian

evaporator akibat pemakaian fluida kerja

nanofluida Graphane disampaikan oleh E.d

Sadeghinezhad, dkk., [10] dimana pelapisan

tersebut dapat meningkatkan keterbasahan

wick pipa kalor. Hybrid nanofluid juga mulai

banyak diteliti untuk mendapatkan kinerja pipa

kalor yang lebih baik serta mengatasi

permasalahan aglomerasi yang terjadi pada

beberapa nanofluida tertentu. R.

Ramachandran, dkk., [11] telah meneliti

pengaruh dari penggunaan hybrid nanofluid

pada wick screen mesh pipa kalor, dimana

dalam hal ini penggunaan fluida kerja hybrid

nanofluid dapat menurunkan hambatan termal

sebesar 16,05%.

Adanya kecenderungan hybrid naofluid

yang lebig stabil dibandingakn dengan

nanofluida tunggal [12] memungkinkan hybrid

nanofluid di gunakan untuk meningkatkan

kinerja pipa kalor. Berdasarkan hal tersebut

maka dilakukan penelitian terhadap hambatan

termal pipa kalor bertingkat dengan

penggunaan fluida kerja hybrid nanofluid

Al2O3-CuO-Air. Adapun tujuan dari penelitian

ini adalah untuk mengetahui penurunan

hambatan termal pipa kalor bertingkat akibat

pemakaian fluida kerja hybrid nanofluid

Al2O3-CuO-Air.

Metode Penelitian

Penelitian dilakukan melalui metode

eksperimen, yang dilakukan melalui beberapa

tahapan, yakni tahap persiapan dan sintesa

hybrid nanofluid, tahap perancangan dan

produksi pipa kalor bertingkat serta tahap

pengujian pipa kalor. Adapun tahapan

penelitian terlihat pada Gambar 1.

Mulai

Sintesa Hybrid nanofluidDimeter Al2O3 & CuO

Densitas Al2O3 & CuO

Fraksi volume

Komposisi Al2O3 : CuO

Pengujian konduktivitas

termal (metode KD2)

Pipa Kalor bertingkat

Selesai

Rancangan pipa kalorProses Injeksi fluida

kerja

Pengujian termal pipa

kalor bertingkat

Perhitungan hambatan

termal (R)

Gambar 1. Diagram alir Penelitian

Tahap persiapan dan sintesa hybrid

nanofluid

Sintesa hybrid nanofluid dilakukan dengan

mendispersikan partikel nano Al2O3 dan CuO

yang masing masing berdiameter 20 nm ke

dalam fluida dasar Air [12]. 100 ml hybrid

nanofluid di sintesa dengan menggunakan

ultrasonik prosesor dengan waktu sonifikasi

15,30 dan 60 menit pada temperatur 25oC.

Gambar 2. Merupakan skematik sintesa hybrid

nanofluid Al2O3-CuO-Air. Hybrid nanofluid

Al2O3-CuO-Air masing-masing dibuat pada

fraksi vlume 0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7% dan 1%

dengan komposisi antara partikel nano Al2O3

dengan CuO masing masing 80:20, 75:25,

70:30, 65: 35 dan 50:50.

Dalam tahapan ini juga dilakukan pengujian

konduktivitas termal dari hybrid nanofluid

dengan menggunakan metode KD2 yang

dilakukan pada temperatur 25oC [12].

491



KE-078

Gambar 2. Sintesa hybrid nanofluid Al2O3-CuO-Air.

Tahap perancangan dan produksi pipa

kalor bertingkat

Rancangan pipa kalor lurus bertingkat

dibuat dengan menggunakan pipa tembaga

dengan panjang total 80 mm, dengan diameter

pipa besar 25,4 mm dan diameter pipa kecil

19,05 mm. Pipa kalor dibagain bawah

dilengkapi dengan plat datar tembaga

berukuran 40 x 40 mm² tebal 5 mm sebagai

area penyerap kalor dari sumber kalor dan

diujungnya dilengkapi plat datar tembaga yang

berdiameter 35 mm tebal 5 mm sebagai

penyerapan kalor berikutnya [13]. Sumbu

kapiler yang digunakan adalah sintered

powder tembaga yang dibuat menggunakan

metode sintering serta proses kompaksi secara

sentrifugal. Adapun sumbu kapiler pipa kalor

ditunjukaan pada Gambar 3.

(a)

(b)

Gambar 3. (a) sumbu kapiler sintered

tembaga, (b) foto SEM dan distribusi pori

sumbu kapier.

Tahap pengujian termal pipa kalor

bertingkat

Pengujian termal pipa kalor bertingkat

dilakukan dengan menset-up apartur penelitian

seperti terlihat pada Gambar 4. Pipa kalor

bertingkat di berikan pembebanan melalui plat

simulator yang di atur melalui voltage

regulator dengan tingkat pembebanan dari 9,24

Watt sampai dengan 46,22 Watt. Untuk

menjaga kerugian kalor, pipa kalor dan plat

simulator diisolasi dengan menggunakan

polyurethane dengan konduktivitas termal

0,02 W/moC. Pengukuran temperatur

dilakukan dengan menggunakan data Aquisisi

c-DAQ 9174 dan modul temparatur NI 9213

dengan menggunakan sersor temperatur

termokopel tipe K yang dipasang pada bagian

plat simulator permukaan bawah dan atas,

evaporator 1, evaporator 2, kondensor serta

pada bagian heat-sink.

492



KE-078

Gambar 4. Skematik pengujian termal pipa kalor bertingkat

Adapun hambatan termal pipa kalor

dihitung melalui persamaan:

1 1 2 2

1 2

e c e e e cpkb

in in e in e

T T T T T TR

Q Q Q

(1)

Dimana Te1, Te2 dan Tc masing-masing

merupakan temperatur pada evaporator tingkat

pertama, temperatur evaporator pada tingkat

ke dua dan temperatur kondensor (oC). Qin-e1

dan Qin-e2 merupakan beban kalor yang di serap

oleh evaporator tingkat pertama dan tingkat ke

dua (Watt) serta Rpkb merupakan hambatan

termal total pipa kalor bertingkat (oC/Watt).

Dengan:

1 21

1

e epk

in e

T TR

Q

(2)

merupakan hambatan termal pipa kalor pada

tingkat pertama dan

22

2

e cpk

in e

T TR

Q

(3)

merupakan hambatan termal pipa kalor pada

tingkat ke dua.

Hasil dan Pembahasan

Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat

Dari pengujian distribusi temperatur pipa

kalor bertingkat didapatkan kondisi temperatur

pada kondisi steady pada masing masing

evapotaor tingkat pertama, evaporator tingkat

ke dua, temperatur kondensor dan temperatur

heat-shink seperti terlihat padaTable 1. Dari

table terlihat temperatur pada bagian

evaporator tingkat pertama, kedua dan

temperatur pada bagian kondensor serta selisih

tempetaur antara temperatur evaporator tingkat

pertama dengan temperatur evaporator tingkat

kedua serta selisih temperatur evaporator

tingkat pertama dengan temperatur kondensor.

Kondisi fraksi volume 0,5% memberikan

selisih temperatur paling kecil baik untuk

kondisi evaporator tingkat pertama dengan

evaporator tingkat kedua maupun antara

evaporator tingkat pertama dengan kondensor.

Temperatur untuk beberapa perlakuan yang

lain juga dicatat dalam model pencatatan yang

sama dengan Table 1. Kinerja pipa kalor

bertingkat untuk beberapa perlakuan lainnya

ditampilkan dalam grafik hambatan termal (R).

493



KE-078

Tabel 1. Temperatur Pipa kalor dengan fluida kerja hybrid nanofluid Al2O3-CuO-Air dengan

komposisi 75% Al2O3 dan 25% CuO dengan waktu sonifikasi 30 menit.

Fraksi

Volume (%) Q (Watt) Te1 (oC) Te2 (oC) Tc (oC) Te1- Te2 (oC) Te1- Tc (oC)

0,1 9,24 37,93 32,48 31,65 5,45 6,28

14,70 43,11 34,73 32,23 8,38 10,88

21,48 47,86 37,55 34,54 10,31 13,32

28,38 52,09 30,24 30,81 21,85 21,29

36,88 61,17 44,57 35,35 16,60 25,82

46,22 63,71 43,37 35,05 20,34 28,66

0,3 9,24 3,.6 33,43 33,24 5,17 5,36

14,70 43,32 34,94 32,88 8,38 10,44

21,48 48,24 36,64 36,43 11,60 11,81

28,38 52,86 38,95 33,56 13,91 19,30

36,88 62,75 45,79 39,52 16,96 23,23

46,22 63,84 43,97 37,96 19,87 25,88

0,5 9,24 39,44 34,64 33,62 4,80 5,82

14,70 43,8 36,60 33,66 7,20 10,14

21,48 48,79 39,12 37,41 9,67 11,38

28,38 53,83 41,91 34,25 11,92 19,58

36,88 63,18 48,80 44,00 14,38 19,18

46,22 64,01 49,22 45,06 14,79 18,95

0,7 9,24 40,56 35,48 34,37 5,08 6,19

14,70 44,37 36,73 34,08 7,64 10,29

21,48 49,2 38,67 37,17 10,53 12,03

28,38 53,93 41,16 34,06 12,77 19,87

36,88 64,28 48,79 42,89 15,49 21,39

46,22 65,89 46,94 44,63 18,95 21,26

1,0 9,24 40,42 35,52 34,41 4,90 6,01

14,70 44,63 36,99 34,05 7,64 10,58

21,48 50,41 39,67 37,52 10,74 12,89

28,38 53,92 41,43 33,77 12,49 20,15

36,88 65,58 50,09 44,93 15,49 20,65

46,22 67,92 67,92 46,20 18,49 21,72

494



KE-078

Hambatan termal pipa kalor bertingkat

Gambar 5 merupakan nilai hambatan

termal pipa kalor bertingkat dengan fluida

kerja hybrid nanofluid Al2O3-CuO-Air

dengan komposisi 75% Al2O3 dan 25%

CuO pada fraksi volume 0,1%, 0,3%, 0,5%,

0,7% dan 1,0% yang di sonifikasi selama

30 menit. Dari gambar terlihat bahwa fraksi

volume 0.5% memeberikan nilai hambatan

termal paling rendah dibandingkan dengan

hambatan termal pada fraksi volume yang

lainnya. Penggunaan fluida kerja hybrid

nanofluid pada pipa kalor bertingkat juga

memperlihatkan adanya penurunan nilai

hambatan termal dibandingkan dengan

pemakaian fluida kerja konvensional air

[14], dengan penurunan hambatan termal

paling besar 23,29%.

Penurunan hambatan termal pipa kalor

pada pemakaian fluida kerja hybrid

nanofluid Al2O3-CuO-Air dikarenakan

hybrid nanofluid memiliki konduktivitas

termal yang lebih tinggi dibandingkan

dengan air. Hal ini akan berdampak pada

laju perpindahan kalor yang terjadi di

dalam pipa kalor dimana laju perpindahan

kalor secara konveksi dari bagian sumbu

kapiler ke fluida kerja menjadi lebih besar.

Proses pendidihan fluida kerja serta transfer

kalor dari bagian evaporator menuju bagian

kondensor menjadi lebih cepat dikarenakan

adanya peningkatan heat transfer koefisien

secara keseluruhan akibat penggunaan

hybrid nanofluid. Tingkat keterbasahan

antara hybrid nanofluid dengan sumbu

kapiler juga mengakibatkan pengangkutan

fluida kerja dari bagian kondensor ke

evaporator menjadi lebih cepat.

Gambar 5 Hambatan termal pipa kalor

bertingkat pada komposisi nano partikel

75:25 dan waktu sonifikasi 30 menit

Komposisi nano partikel pada hybrid

nanofluid juga berpengaruh terhadap

hambatan termal pipa kalor bertingkat.

Dimana dari Gambar 6 terlihat bahwa pada

fraksi volume 0.5% dengan komposisi

75:25 memeberikan hambatan termal

paling rendah dibandingkan dengan

komposisi yang lainnya. Hal ini tentunya

jika dilihat dari peningkatan konduktivitas

termal komposisi 50:50 harusnya memiliki

konduktivitas termal paling tinggi, akan

tetapi hambatan termal disini juga

dipengaruhi oleh aglomerasi [12] nanofluid

pada komposisi tertentu antara Al2O3

dengan CuO. Aglomerasi tentunya

berpengaruh terhadap kapilaritas dan

keterbasahan serta proses pendidihan yang

terjadi pada bagian evaporator.

Gambar 7 merupakan nilai hambatan

termal pipa kalor bertingkat dengan fluida

kerja hybrid nanofluid dengan perlakuan

waktu sonifikasi, dimana waktu sonifikasi

30 menit memberikan nilai hambatan

termal yang paling kecil dibandingkan

dengan peruses sonifikasi dengan waktu 15

menit dan 60 menit. Ditinjau dari aspek

aglomerasi waktu sonifikasi 15 menit dan

60 menit memberikan dampak aglomerasi

yang lebih cepat. Hal ini terjadi karena

dengan waktu sonifikasi 15 menit nano

495



KE-078

partikel belum terdispersi secara sempurna

sehingga partikel nano yang teraglomerasi

pada penyimpanan nano partikel belum

terpecah lagi dalam ukuran nano masing-

masing.

Gambar 6. Hambatan termal pipa kalor

bertingkat pada fraksi volume 0.5% dan

waktu sonifikasi 30 menit

Gambar 7. Hambatan termal pipa kalor

bertingkat pada fraksi volume 0.5% dan

komposisi 75:25

Sonifikasi dalam waktu yang terlalu

lama juga berpengaruh terhadap temperatur

hybrid nanofluid yang disintesa dalam

jumlah tertentu sehingga dapat berpengaruh

terhadap perubahan fraksi volume yang

tentunya dapat mempengaruhi

konduktivitas termal serta terjadinya

aglomerasi. Dengan waktu sonifikasi yang

sama serta fraksi volume yang sama hybrid

nanofluid Al2O3-CuO-air mengakibatkan

hambatan termal yang lebih kecil

dibandingkan dengan pemakaian nanofluid

CuO-Air [14].

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dapat

disimpulkan bahwa penggunaan fluida

kerja hybrid nanofluid Al2O3-CuO-Air

dengan fraksi volume 0.5% pada pipa kalor

bertingkat dapat menurunkan hambatan

termal paling besar 23,29% dibandingkan

dengan penggunaan fluida kerja

konvensional air dengan komposisi 75%

Al2O3 dan 25% CuO. Hybrid nanofluid

Al2O3-CuO-Air juga memberikan

hambatan termal pipa kalor yang lebih

rendah dibandingkan penggunaan fluida

kerja nanofluid CuO-Air.

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih diucapkan kepada Lembaga

Penelitian dan Pengabdian Kepada

Masyarakat dan Fakultas Teknik

Universitas Udayana atas dukungan dana

melalui skema Hibah Unggulan Program

Studi 2016 serta Applied Heat Transfer

Research Group FT-UI atas penggunaan

beberapa peralatan dalam proses sintesa

hybrid nanofluid.

Referensi

[1]. K. Paiva and M. Mantelli. Wire-plate

and sintered hybrid heat pipes: Model

and Experiments. International

Journal of Thermal Sciences, 93

(2015). 36-51.

[2]. R. Chein and G. Huang.

Thermoelectric cooler application in

electronic cooling. Applied Thermal

Engineering, 24, (2004). 2207-2217.

[3]. I. Mudawar. Assessment of high-

heat-flux thermal management

schemes. Components and Packaging

496



KE-078

Technologies, IEEE Transactions on,

24, (2001). 122-141, 2001.

[4]. L. Sundar, Md.H. Farooky, S.N.

Sarada, M.K. Singh. Experimental

thermal conductivity of ethylene

glycol and water mixture based low

volume concentration of Al2O3 and

CuO nanofluids. Int Comm Heat

Mass Transfer. 41, (2013). 41–46.

[5]. Septiadi, W. N., N. Putra, M. Juarsa,

I. P. A. Putra, and R. Sahmura.

"Characteristics of screen mesh wick

heat pipe with nano-fluid as passive

cooling system." Atom Indonesia 39,

no. 1 (2013) 24-31.

[6]. Nandy Putra. Nano Teknologi:

Pengembangan Potensi Nanofluida

Sebagai Fluida Kerja Alternatif. (

2003).

[7]. Saleh, R., Putra, N., Wibowo, R. E.,

Septiadi, W. N., Prakoso, S. P.

Titanium dioxide nanofluids for heat

transfer applications. Experimental

Thermal and Fluid Science, 52,

(2014).19-29.

[8]. Hajian, Ramin, Mohammad Layeghi,

and Kamal Abbaspour Sani.

"Experimental study of nanofluid

effects on the thermal performance

with response time of heat pipe."

Energy Conversion and Management

56 (2012) 63-68.

[9]. Vijayakumar,M.,

P.Navaneethakrishnan, and

G.Kumaresan. "Thermal charac-

teristics studies on sintered wick heat

pipe using CuO and Al2O3

nanofluids." Experimental Thermal

and Fluid Science, 79 (2016). 25-35.

[10]. Sadeghinezhad, Emad, Mohammad

Mehrali, Marc A. Rosen, Amir Reza

Akhiani, Sara Tahan Latibari, Mehdi

Mehrali, and Hendrik Simon Cornelis

Metselaar. "Experimental

investigation of the effect of graphene

nanofluids on heat pipe thermal

performance." Applied Thermal

Engineering 100 (2016): 775-787.

[11]. Ramachandran, R., K. Ganesan, M.

R. Rajkumar, L. G. Asirvatham, and

S. Wongwises. "Comparative study

of the effect of hybrid nanoparticle on

the thermal performance of

cylindrical screen mesh heat pipe."

International Communications in

Heat and Mass Transfer, 76 (2016)

294-300.

[12]. Wayan Nata Septiadi, Cahyo

Sudarmo. Konduktivitas Termal

Hybrid Nanofluid Al2O3-CuO-Air.

Prosiding Seminar Nasional Mesin

dan Industri (SNMI X) 2016. 43-49

[13]. Wayan Nata Septiadi, I Gede Putu

Agus Suryawan, I Ketut Gede

Wirawan,I Komang Jana Mujaya,

Mochamad Rizal Sugiono, Putu

Wardana. Karakterisasi Kinerja Pipa

Kalor Bertingkat dengan Wick

Screen Mesh untuk Pendingin CPU.

Prosiding KNEP VI ISSN 2338-

414X (2015) 193-199.

[14]. Putra, Nandy, Wayan Nata Septiadi,

Rosari Saleh, Rardi Artono Koestoer,

and Suhendro Purbo Prakoso. "The

Effect of CuO-Water Nanofluid and

Biomaterial Wick on Loop Heat Pipe

Performance." In Advanced

Materials Research, 875, (2014). 356-

361.

497

Hambatan Termal Pipa KalorBertingkat dengan Fluida Kerja

Hybrid Nanofluid Al2O3-CuO-Airby Wayan Nata Septiadi

FILE

TIME SUBMITTED 26-JAN-2017 05:51PM

SUBMISSION ID 762916878

WORD COUNT 2925

CHARACTER COUNT 16888

ERTINGKAT_DENGAN_FLUIDA_KERJA_HYBRID_NANOFLUID_AL2O3-CUO-AIR.PDF (1.05M)

%9SIMILARITY INDEX

%7INTERNET SOURCES

%6PUBLICATIONS

%3STUDENT PAPERS

1 %1

2 %1

3 %1

4 %1

Hambatan Termal Pipa Kalor Bertingkat dengan FluidaKerja Hybrid Nanofluid Al2O3-CuO-AirORIGINALITY REPORT

PRIMARY SOURCES

Submitted to Malaviya National Institute ofTechnologyStudent Paper

Putra, Nandy, Ranggi Sahmura Ramadhan,Wayan Nata Septiadi, and Sutiarso."Visualization of the boiling phenomenoninside a heat pipe using neutronradiography", Experimental Thermal andFluid Science, 2015.Publicat ion

Supriadi, Sugeng, Nandy Putra, BambangAriantara, Sunaryo, and Dadit D. Rahmanto."Fabrication of Lotus-Type Porous CopperUsing Slip Casting and Sintering Techniquesfor Heat Pipe Applications", AppliedMechanics and Materials, 2016.Publicat ion

Goodarzi, Marjan, A.Sh. Kherbeet, MasoudAfrand, Emad Sadeghinezhad, MohammadMehrali, Peyman Zahedi, SomchaiWongwises, and M. Dahari. "Investigation ofheat transfer performance and friction factor

5 %1

6 %1

7 %18 <%19 <%1

10 <%1

of a counter-f low double-pipe heatexchanger using nitrogen-doped, graphene-based nanofluids", InternationalCommunications in Heat and Mass Transfer,2016.Publicat ion

Nnanna, A.G.A.. "Assessment ofthermoelectric module with nanofluid heatexchanger", Applied Thermal Engineering,200902Publicat ion

PETERSON, G. P., and L. S. FLETCHER."Effective thermal conductivity of sinteredheat pipe wicks", Journal of Thermophysicsand Heat Transfer, 1987.Publicat ion

es.scribd.comInternet Source

www.researchgate.netInternet Source

Kim, Kyung Mo, and In Cheol Bang. "Effectsof graphene oxide nanofluids on heat pipeperformance and capillary limits",International Journal of Thermal Sciences,2016.Publicat ion

Haddad, Zoubida, Chérifa Abid, Hakan F.Oztop, and Amina Mataoui. "A review on how

11 <%112 <%113 <%114 <%115 <%116 <%117 <%118 <%1

the researchers prepare their nanofluids",International Journal of Thermal Sciences,2014.Publicat ion

en.wikipedia.orgInternet Source

www.unud.ac.idInternet Source

ojs.unud.ac.idInternet Source

repository.ui.ac.idInternet Source

www.academia.eduInternet Source

priyambodoprie.wordpress.comInternet Source

ejournal-s1.undip.ac.idInternet Source

Putra, N.. "Application of nanofluids to a heatpipe liquid-block and the thermoelectriccooling of electronic equipment",Experimental Thermal and Fluid Science,201110Publicat ion

EXCLUDE QUOTES OFF

EXCLUDEBIBLIOGRAPHY

ON

EXCLUDE MATCHES OFF

isbn : 978-602-96269-2-6

Documents