UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH TEMPERATUR DAN FRAKSI VOLUME TERHADAP PERPINDAHAN KALOR KOVEKSI NANOFLUIDA AIR – TiO₂ PADA SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

 EKSPERIMENTAL THE EFFECT OF TEMPERATURE AND VOLUME FRACTION OF HEAT TRANSFER CONVECTIVE NANOFLUIDS AIR – TiO₂ ON SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

Pemanfaatan shell and tube heat exchanger semakin meningkat terutama di bidang industri dan teknologi. Fluida kerja yang digunakan saat ini masih merupakan fluida konvensional yang masih memiliki sifat konduktivitas termal yang rendah. Nanofluida adalah salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan konduktivitas termal tersebut. Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur dan fraksi volume nanofluida TiO₂ terhadap laju perpindahan panas dan efektivitas pada shell and tube heat exchanger.

Objek penelitian eksperimen ini adalah shell and tube heat exchanger dan nanofluida dengan variasi fraksi volume nanofluida sebesar 1%, 3%, dan 5%. Fluida dingin diperlakukan dengan memberi perubahan pada fraksi volume yang berbeda yaitu 1%, 3%, serta 5%. Fluida panas diperlakukan dengan memberi perlakuan suhu masukan yang berbeda yaitu 60ºC, 70ºC, dan 80ºC. Pengambilan data didapatkan dengan mengukur temperatur fluida masuk dan keluar menggunakan thermocouple yang dipasang diberbagai titik saluran masuk dan keluar fluida pada shell and tube heat exchanger. Hasil penelitian diperoleh efektivitas tertinggi pada keadaan temperatur 80°C serta campuran fraksi volume nanofluida sebesar 5%, yaitu sebesar 63,33% dengan laju perpindahan panas yang terjadi sebesar 8422,7308 watt. Sedangkan untuk efektivitas terendah didapatkan pada keadaan temperatur 60°C tanpa campuran fraksi volume nanofluida, yaitu sebesar 16,67% dengan laju perpindahan panas sebesar 3745,2246 watt. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi temperatur dan fraksi volume nanofluida, maka akan meningkatkan laju perpindahan panas konveksi serta efektivitas dari shell and tube heat exchanger.

The utilization of shell and tube heat exchanger increases especially in industry and technology sectors. The working fluid currently used is still a conventional fluid that has a low thermal conductivity properties. Nanofluid is one of the ways that can be used to increase the thermal conductivity. The purpose of this research are to find out the influence of the temperature and the volume fraction against the heat transfer rate and effectiveness on shell and tube heat exchanger.

            The object of this experiment is shell and tube heat exchangers and nanofluid with  volume fraction of variations of 1%, 3% and 5%. Cold fluid is treated with changes to a different volume fraction which are 1%, 3% and 5%. Hot fluid is treated by giving treatment to different input temperature which are 60°C, 70ºC and 80°C. Data retrieval is obtained by measuring the temperature of the fluid in and out using a thermocouple installed at various points of entry and exit channels in the shell and tube heat exchanger. The research results obtained the highest effectiveness in a temperature of 80°C mixture with nanofluid volume fraction of 5%, is 63,33% with the rate of heat transfer is happening of 8422,7308 watts. The lowest effectiveness obtained in 60°C without a mixture of nanofluids, is 16,67 % with the rate of heat transfer of 3745,2246 watt. Thus, it can be concluded that the higher the temperature and volume fraction of nanofluids, it will increase the rate of heat transfer convection as well as the effectiveness of the shell and tube heat exchanger