Claim Missing Document
Check
Articles

Found 3 Documents
Search
Journal : Rotasi

SIMULASI NUMERIK PROSES PELELEHAN PARAFFIN WAX PADA UNIT PENYIMPAN ENERGI TERMAL TIPE PIPA GANDA KONSENTRIK Suhanan, Suhanan; Nadjib, Muhammad; Ansyah, Pathur Razi; Anggara, Fajar
ROTASI Vol 19, No 1 (2017): VOLUME 19, NOMOR 1, JANUARI 2017
Publisher : Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (486.974 KB) | DOI: 10.14710/rotasi.19.1.36-44

Abstract

Phase change material (PCM) dikenal memiliki densitas energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan material penyimpan kalor sensibel. Oleh karena itu, PCM menarik diaplikasikan pada pemanas air tenaga surya (PATS) yang umumnya menggunakan air sebagai penyimpan energi termal. Penelitian terakhir untuk sistem PATS thermosyphon belum dapat mengidentifikasi perilaku termal PCM pada arah radial dan aksial. Selain itu, tidak diketahui temperatur PCM saat terjadi pelelehan karena sumber kalornya berfluktuasi. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki perilaku termal proses pelelehan paraffin wax secara numerik di dalam pipa ganda konsentrik dengan sumber kalor yang konstan. Simulasi numerik dilakukan pada penyimpanan energi termal berbentuk pipa ganda konsentrik. Paraffin wax dimasukkan pada pipa bagian dalam sedangkan air sebagai heat transfer fluid (HTF) dialirkan di bagian annulus. Termokopel dipasang di beberapa tempat baik sisi HTF maupun sisi PCM. Software yang dipakai adalah ANSYS FLUENT 17. Proses simulasi dilakukan dengan membuat meshing, menginput persamaan dan kondisi batasnya, setting penghitungan jumlah iterasi serta batas konvergensi dan dilanjutkan dengan pengambilan data temperatur selama proses charging. Simulasi menggunakan variasi temperatur HTF input dan laju aliran massanya. Hasil simulasi menunjukkan bahwa proses pelelehan PCM tidak terjadi secara isotermal. Transfer kalor ke PCM saat awal charging terjadi secara konduksi dan berlangsung cepat yang diakibatkan oleh besarnya gradien temperatur di arah radial pada fasa padat. Pembentukan fraksi cairan di sepanjang sisi luar PCM terjadi sejak awal proses charging. Bilangan Stefan mempunyai pengaruh yang besar terhadap proses pelelehan PCM.
Pengukuran Koefisien Perpindahan Kalor Evaporasi Refrigeran R-134a di dalam Saluran Halus Horizontal dengan Variasi Kualitas Uap Santosa, Tito Hadji Agung; Nadjib, Muhammad; Thoharudin, Thoharudin; Suyono, Warsito Kabul
ROTASI Vol 20, No 1 (2018): VOLUME 20, NOMOR 1, JANUARI 2018
Publisher : Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (457.305 KB) | DOI: 10.14710/rotasi.20.1.39-45

Abstract

Nilai koefisien perpindahan kalor evaporasi dari suatu refrigeran sangat penting dalam desain termal evaporator mesin pendingin. Perubahan fasa di dalam evaporator akan terjadi dari fasa cair menjadi fasa uap. Pola aliran yang terbentuk pada proses perubahan fasa tersebut dapat mempengaruhi nilai koefisien evaporasi. Penentuan koefisien evaporasi sulit dilakukan secara teori sehingga mutlak dilakukan secara eksperimental. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan koefisien perpindahan kalor evaporasi refrigeran R-134a pada saluran halus horisontal dengan variasi kualitas uap. Alat uji berupa siklus refrigerasi kompresi uap yang dimodifikasi. Perangkat orifice-manometer, pemanas listrik, seksi uji, dan sejumlah termokopel serta indikator tekanan ditambahkan dalam alat uji. Seksi uji berupa pipa ganda aliran berlawanan arah dengan fluida udara sebagai pemanas. Parameter yang diatur adalah laju aliran massa dan kualitas uap dengan beban pendinginan konstan. Laju aliran massa divariasikan dengan menggunakan inverter yang diatur pada frekuensi 14, 16, 18, 20, dan 22 Hz. Inverter dikopel dengan motor listrik sebagai pengerak kompresor. Voltase pemanas listrik divariasikan untuk mengubah kualitas uap refrigeran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan memvariasikan kualitas uap, nilai koefisien perpindahan kalor evaporasi naik seiring dengan naiknya kualitas uap pada laju aliran massa yang konstan. Variasi fluks massa tidak secara tegas memberikan hubungan dengan kenaikan nilai koefisien perpindahan kalor evaporasi.
PENGGUNAAN PARAFFIN WAX SEBAGAI PENYIMPAN KALOR PADA PEMANAS AIR TENAGA MATAHARI THERMOSYPHON Nadjib, Muhammad
ROTASI Vol 18, No 3 (2016): VOLUME 18, NOMOR 3, JULI 2016
Publisher : Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (479.195 KB) | DOI: 10.14710/rotasi.18.3.76-85

Abstract

Pemanas Air Tenaga Matahari (PATM) konvensional umumnya menggunakan air sebagai penyimpan energi termal. Pemakaian sensible heat storage (SHS) ini memiliki kekurangan, diantaranya adalah densitas energinya rendah. Di sisi lain, latent heat storage (LHS) mempunyai sifat khas yaitu densitas energinya tinggi karena melibatkan perubahan fasa dalam penyerapan atau pelepasan kalor. Material LHS sering disebut phase change material (PCM). Penggunaan PCM pada PATM menarik dilakukan untuk meningkatkan densitas energi sistem. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki perilaku termal penggunaan paraffin wax di dalam tangki PATM jenis thermosyphon. Penelitian menggunakan kolektor matahari pelat datar dan tangki thermal energy storage (TES) yang dipasang secara horisontal di sisi atas kolektor. Di dalam tangki terdapat alat penukar kalor yang terdiri dari sekumpulan pipa kapsul dimana di dalamnya berisi paraffin wax. Air digunakan sebagai SHS dan heat transfer fluid (HTF). Termokopel dipasang di sisi HTF dan sisi PCM. Piranometer dan sensor temperatur udara luar diletakkan di dekat kolektor matahari. Pengambilan data dilakukan selama proses charging. Temperatur HTF, PCM dan intensitas radiasi matahari direkam setiap 30 detik. Data ini digunakan untuk mengetahui evolusi temperatur HTF dan PCM. Berdasarkan evolusi temperatur ini kemudian dianalisis perilaku termal PATM. Hasil dari penelitian ini adalah bahwa paraffin wax telah berfungsi sebagai penyimpan energi termal bersama air di dalam tangki PATM jenis thermosyphon. PCM memberi kontribusi yang cukup signifikan terhadap kapasitas penyimpanan energi sistem. Efisiensi kolektor lebih optimal karena PCM dapat mempertahankan stratifikasi termal sampai akhir charging. Adanya PCM mampu mengendalikan penurunan efisiensi pengumpulan energi saat intensitas radiasi matahari menurun. Alat penukar kalor yang digunakan cukup efektif yang ditandai dengan kecepatan pemanasan rata-rata antara HTF dan PCM yang tidak berbeda jauh.