VARIASI KECEPATAN ALIR GAS PADA PROSES PELAPISAN KERNEL UO2 DENGAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD) - Sukarsono Sukarsono; Liliek Harmianto; Muhadi Ayub Wasitho; Sudibyo Sudibyo; Dhandang Purwadi (Website, 2012)
VARIASI KECEPATAN ALIR GAS PADA PROSES PELAPISAN KERNEL UO2 DENGAN COMPUTATIONALFLUID DYNAMIC (CFD). Pelapisan kernel UO2, merupakan salah satu tahap dalam pembuatan bahan bakarnuklir yang sangat menentukan terhadap hasil akhir bahan bakar reaktor suhu tinggi. Kernel hasil prosessintering, yang merupakan partikel bulat UO2 diameter sekitar 0,8 mm, dikenakan proses pelapisan pirokarbondan silika karbida secara chemical vapor deposition (CVD). Aspek utama yang ditinjau dalam fluidisasi adalahmekanika fluida yang menggambarkan apa yang terjadi dalam proses fluidisasi. Kemampuan untukmemprediksi awal terjadinya fluidisasi sangat penting di dalam proses fluidisasi. Hal ini dilakukan untukmemperoleh hasil operasi yang bagus, life time tinggi, penentuan kecepatan minimum fluidisasi dan kecepatanmaksimum fluidisasi. Cairan atau gas apabila dilewatkan dari bawah ke atas pada partikel padat padakecepatan rendah, maka partikel tidak bergerak dan apabila kecepatan ditambah, pada titik tertentu partikelmulai bergerak. Kecepatan alir ini disebut sebagai kecepatan minimum fluidisasi. Dalam fluidisasi apabilakecepatan fluida yang melewati partikel dinaikkan maka perbedaan tekanan di sepanjang reaktor akanmeningkat pula. Partikel-partikel ini akan bergerak-gerak dan mempunyai perilaku sebagai fluida. Keadaanseperti ini dikenal sebagai partikel terfluidisasi (fluidized bed). Reaksi kimia yang terjadi dalam fluidisasi jugaberpengaruh terhadap kondisi proses dan terjadi perpindahan massa selama fluidisasi. Dalam penelitian initelah dilakukan modeling proses pelapisan pirokarbon dan silika karbida dengan Computational Fluid Dynamic(CFD) Fluent 6.3. Pelaksanaan penelitian, pertama-tama digambar reaktor dengan program Gambit 2.2.30 dandijalankan dengan program Fluent 6.3. Proses fluidisasi dihitung dengan model multiphase Eulerian dengan gassebagai fase primer dan kernel sebagai fase sekunder. Model dipilih untuk proses unsteady dan aliran laminar.Teori Syamlal-Obrien digunakan untuk perhitungan interaksi antar fase. Dari perhitungan Fluent 6.3, ternyatakecepatan alir gas masuk 8 m/dt masih ada kernel yang jatuh ke bawah, sehingga ini sesuai denganperhitungan menggunakan persamaan kecepatan minimum fluidisasi yang terhitung = 8,6 m/dt. Pada percobaanmenggunakan reaktor gelas juga diperoleh data pada kecepatan 9,49 m/dt sudah terjadi fluidisasi yang baikdibandingkan dengan fluidisasi pada kecepatan 7,11 m/dt masih terlihat ada kernel yang jatuh ke penampung.Data perhitungan nantinya bisa digunakan untuk operasi reaktor fluidisasi alat pelapisan kernel bahan bakar diPTAPB BATAN Yogyakarta.Kata kunci : kernel, reaktor suhu tinggi, fluidisasi, pirokarbon