Analisis Kinerja Thermal-Hydroulik pada Sirkulasi Alami Tipe Terbuka Menggunakan Nanofluida Al2O3

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi kinerja termal-hidrolik sirkulasi alamiah satu fasa pada sistem Open-Loop Passive Containment Cooling System (OL-PCCS), sebuah sistem keselamatan pasif yang vital untuk pembuangan panas peluruhan reaktor nuklir. Studi eksperimental dilakukan dengan membandingkan Air Dasar (Base Water) dan Nanofluida `A1_2 O_3 pada variasi konsentrasi fraksi massa 0,025 wt%, 0,05 wt%, dan 0,1 wt%, dengan fokus pada analisis profil temperatur, dinamika aliran, serta koefisien transfer panas termal-hidrolik (h_tp) dan Bilangan Nusselt (Nu) terhadap variasi daya pemanas (qh). Hasil menunjukkan bahwa Nanofluida secara signifikan meningkatkan performa perpindahan panas sistem, di mana konsentrasi 0,1 wt% memberikan kinerja termal-hidrolik optimal dengan tertinggi dan temperatur steady-state yang lebih rendah (?96?) dibandingkan Air Dasar (?100?). Dinamika aliran menunjukkan adanya osilasi temperatur sinusoidal pada daya pemanas rendah, namun peningkatan qh menyebabkan osilasi mereda dan sistem mencapai kondisi aliran tunak yang lebih stabil. Transisi ini dikonfirmasi oleh pengecilan selisih temperature fluida (?T) dari ?11,5?(880 W) menjadi ?6,5? (1350 W), memvalidasi peningkatan laju sirkulasi alamiah. Secara keseluruhan, penggunaan Nanofluida A1_2 O_3terbukti efektif dalam meningkatkan efisiensi perpindahan panas dan berpotensi besar untuk meningkatkan keandalan sistem pendingin pasif.