KARAKTERISTIK ALIRAN NANOFLUIDA CUO DENGAN VARIASI KONSENTRASI DALAM PIPA TEMBAGA CIRCULAR DAN HELICAL

Abstract

ABSTRAK : Penurunan tekanan mempengaruhi faktor gesekan dalam aliran fluida. Penambahan nanopartikel mengurangi hambatan dalam pipa. Penelitian nanofluida saat ini mengalami kemajuan. Tujuan penelitian ini menganalisis karakteristik aliran nanofluida dengan variasi konsentrasi partikel CuO (cupric oxide) terhadap kerugian jatuh tekanan dan koefisien gesekan dalam pipa tembaga circular dan helical. Percobaan menggunakan pipa tembaga circular dan helical diameter 11.5 mm dan panjang 1700 mm dengan variasi konsentrasi sebesar 0.4 % dan 0.8 %. Karakteristik nanofluida dihitung secara  numerik.  Nilai  koefisien gesek dan  Bilangan Reynolds dihitung dengan pengukuran kerugian jatuh tekan dan laju aliran volumetrik masing-masing dalam waktu tertentu. Hasil menunjukkan bahwa sifat aliran dipengaruhi oleh penambahan partikel nano. Penambahan CuO (cupric oxide) dalam aliran laminar dan turbulen efektif untuk pipa halus. Pada aliran transisi dan turbulen tanpa zat tambahan, peningkatan koefisien gesek dipengaruhi oleh kondisi dinding pipa itu sendiri.  Nilai kerugian jatuh tekanan dan koefisien gesekan dari nanofluida CuO (cupric oxide) dengan konsentrasi 0.4% meningkat daripada 0.8% untuk pipa circular dan helical pada bilangan Reynolds 3 x 10³  hingga 15 x 10⁵. Peningkatan konsentrasi partikel CuO (cupric oxide) akan menurunkan kerugian jatuh tekanan dan koefisien gesekan sehingga mengurangi hambatan di dalam aliran pipa.

Kata kunci : nanofluida, cupric oxide, konsentrasi, koefisien gesekan, kerugian jatuh tekanan

ABSTRACT : Pressure drop influences friction factor in fluid flow. The addition of nanoparticles reduced drag in pipe. Research on nanofluids have recently going in progress. The purpose of this research analyzed the characteristics of nanofluids flow with concentration variation of CuO (cupric oxide) particle on pressure drop and friction coefficient in copper circular dan helical pipe flow. Experiment use the circular and helical pipe in 11.5 mm of diameter and 15 mm of length with concentration variation 0.4 %. And 0.8 %. Nanofluids characteristics was calculated numerically analysis. The friction coefficient and the Reynolds number are calculated by measuring the pressure drop and the volumetric flow rate in periode of time, respectively. The result show that flow properties are influenced by nano particles addition. The addition of CuO (cupric oxide) in laminar and turbulent flow is effective for smooth pipe. In the transition and turbulent flow regime without additive, the increasing of friction coefficient appeared to be effected by wall condition alone. Pressure drop and friction coefficient of CuO (cupric oxide) nanofluid with 0.4% concentration obtained increase than 0.8% on the Reynolds number 3 x 10⁴ to 15 x 10⁵. The particles concentration of CuO increases then decreases the pressure drop in the fluid flow. Increasing of the concentration of particles CuO (cupric oxide) will reduce of pressure drop and friction coefficient to reduce drag in pipe.

Keywords: nanofluids, cupric oxide, concentration, friction coefficient, pressure drop.