Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Konveksi alami akibat dinamika lingkungan menjadi salah satu penyebab berkurangnya sumber energi termanfaatkan dari tangki penyimpanan energi termal. Walaupun besar energi yang berkurang relatif insignifikan dalam jangka panjang, namun fenomena ini merubah sifat termofisik fluida dalam tangki yang berakibat pada pengurangan exergi dan efisiensi keseluruhan sistem yang terlibat. Penelitian ini berupaya mengkaji secara eksperimental fenomena perpindahan kalor konveksi alami pada tangki fluida akibat pengaruh dinamika lingkungan. Fenomena perpindahan kalor diamati dengan data akuisisi temperatur buatan mandiri berbasis Arduino. Temperatur air dalam tangki divariasikan mulai dari 40 sampai 70ºC dengan volume tetap sekitar 135 liter. Rugi kalor lokal maupun global yang hilang dari dalam tangki dihitung menggunakan analogi kelistrikan. Korelasi laju kalor yang keluar dari tangki dikembangkan melalui analisis dimensional untuk mempermudah perhitungan rugi kalor total sebagai fungsi dari data desain dan operasional fluida. Korelasi baru yang diusulkan, yaitu Nu = 0,0019 Ra^0,33 dapat memprediksi besar energi kalor yang hilang dari dalam tangki dengan kesalahan rata-rata terbesar 16 +- 3,3 %.

---

Natural convection due to environmental dynamics is one of the causes of reduced energy sources from thermal energy storage tanks. Although the amount of energy lost is relatively insignificant over a long period of time, this phenomenon changes the thermophysical properties of the fluid inside the tank resulting in the reduction of exergy and whole system efficiency. This research studies experimentally the phenomenon of natural convection heat transfer in thermal energy storage tank due to environmental dynamics. Heat transfer phenomena was investigated by self-made Arduino-based multichannel temperature data acquisition system. The temperature of the water in the tank is varied from 40 to 70ºC with volume of water about 135 litres. The lokal and global heat losses from the tank are calculated using electrical analogy. Correlation of the rate of heat loss from the tank was developed through dimensional analysis to ease the calculation of total heat loss as a function of tank’s design and operational. The proposed new correlation, Nu = 0.0019 Ra^0.33 can predict the amount of heat energy lost from the tank with the largest average error of 16 +- 3.3%."

"Sistem pengkondisian udara (HVAC) mempunyai peranan yang sangat dominan dalam memberikan kenyamanan ruang bagi penghuninya. Namun kebutuhan energi untuk pengoperasiannya sangat tinggi, sehingga dibutuhkan sistem HVAC yang lebih efesien dengan konsumsi energi yang lebih rendah. Sistem energy recovery dengan menggunakan heat pipe merupakan cara yang sangat efektif dalam usaha penghematan energi dan mengurangi efek global warming. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan desain dan konfigurasi baru dari heat pipe heat exchanger (HPHE) sebagai media precooling dan media reheating pada sistem pengkondisian udara. Selain itu juga untuk mengembangkan sebuah korelasi karakteristik parameter desain dan parameter operasi HPHE terhadap efektifitas perpindahan kalor dan penghematan energi serta untuk mengetahui pengaruh penggunaan HPHE terhadap kinerja dari sistem pengkondisian udara dalam bentuk coefficient of performance (COP). Dari hasil eksperimen dan analisis kinerja akan dikembangkan sebuah aplikasi perangkat lunak atau software untuk mengevaluasi desain HPHE yang bisa digunakan untuk memprediksi efektifitas HPHE, suhu udara keluar setelah melewati sisi evaporator HPHE (precooling) dan potensi penghematan energi dari penggunaan sistem HVAC yang dilengkapi HPHE. Metode penelitian yang dilakukan adalah eksperimen. Untuk mengetahui karakteristik dan kinerja sistem HVAC yang dikombinasikan dengan HPHE dilakukan eksperimen dengan memvariasikan konfigurasi straigth heat pipe, U-shaped heat pipe, dan gabungan straigth dan U-shaped heat pipe. Straigth heat pipe divariasikan dalam 3, 6, dan 9 baris, dan terdiri dari 4 heat pipe per baris. Sedangkan pada U-shaped heat pipe divariasikan dalam 1 dan 2 baris, dan masing-msaing 8 heat pipe per baris. Straigth dan U-shaped heat pipe dilengkapi dengan sirip-sirip wavy fin untuk memperluas area perpindahan kalor. Eksperimen dikondisikan pada suhu udara masuk antara 30 – 45 oC dan kecepatan udara masuk 1,5 - 2,5 m/s. Analisis menggunakan metode ε-NTU juga dilakukan untuk memprediksi efektifitas, suhu keluar sisi evaporator, dan energy recovery HPHE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan straigth HPHE memberikan efek yang besar terhadap penurunan suhu di sisi evaporator HPHE atau precooling. Penurunan suhu udara segar yang masuk pada sisi evaporator HPHE paling tinggi adalah 9,1 oC dan penghematan energi maksimal adalah sebesar 567,3 W pada 0,080 m3/s. Penggunaan U-shaped HPHE memberikan dampak positif terhadap precooling dan reheating. Penurunan suhu udara segar paling tinggi sebesar 4,0 oC dan pada saat yang sama memberikan efek reheating paling tinggi sebesar 4,5 oC, menghasilkan penghematan energi precooling dan reheating paling tinggi masing-masing adalah sebesar 228,1 W, dan penurunan kelembaban relatif ruangan sebesar 21,1 % yang dicapai pada penggunaan 2 baris U-shaped HPHE. Hasil pengujian sistem energy recovery gabungan Straigth dan U-shaped HPHE memperlihatkan bahwa penambahan U-shaped HPHE untuk sistem energy recovery pada sistem HVAC memberikan pengaruh yang signifikan. Penurunan suhu total maksimal mencapai 10,7 oC dan penurunan kelembaban relatif mencapai maksimal 25,5 %. Pada pengujian yang dilakukan berdasarkan standar ruangan untuk ruang isolasi di rumah sakit, menunjukkan bahwa penerapan sistem energy recovery gabungan straigth dan U-shaped HPHE memberikan kombinasi yang paling baik, dimana memberikan penghematan energi yang signifikan, sekaligus memberikan pengaruh positif dalam usaha mencapai kondisi ruangan sesuai yang dipersyaratkan. Sistem HVAC yang dilengkapi dengan HPHE dapat meningkatkan efisiensi sistem HVAC dalam bentuk Coefficient of performance (COP), dimana penggunaan straigth HPHE dapat meningkatkan COP 6–55% dan penggunaan U-shaped HPHE 2 baris dapat meningkatkan COP 8 – 39 %. Dari hasil pengujian dan analisis bilangan tak berdimensi telah dihasilkan sebuah korelasi Sp number yang bisa digunakan untuk memprediksi tahanan thermal dari sebuah heat pipe tunggal. Selain itu juga telah dihasilkan sebuah persamaan ε-NTU terkoreksi yang bisa digunakan untuk memprediksi efektifitas HPHE, yang mana kedua persamaan ini akan sangat berguna untuk mengetahui kinerja sebuah heat pipe baik dalam tahap desain maupun tahap pengoperasian. Pengembangan software HPHE yang menggunakan metode ε-NTU terkoreksi juga memberikan hasil yang akurat, dimana tingkat kesesuaian suhu udara keluar evaporator secara prediksi dari software dan hasil eksperimen minimal sebesar 99 %. Sehingga, software ini dapat digunakan sebagai acuan awal untuk memprediksi kinerja suatu desain HPHE sebelum dilakukan tahap desain dan manufaktur.

---

Sistem pengkondisian udara (HVAC) mempunyai peranan yang sangat dominan dalam memberikan kenyamanan ruang bagi penghuninya. Namun kebutuhan energi untuk pengoperasiannya sangat tinggi, sehingga dibutuhkan sistem HVAC yang lebih efesien dengan konsumsi energi yang lebih rendah. Sistem energy recovery dengan menggunakan heat pipe merupakan cara yang sangat efektif dalam usaha penghematan energi dan mengurangi efek global warming. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan desain dan konfigurasi baru dari heat pipe heat exchanger (HPHE) sebagai media precooling dan media reheating pada sistem pengkondisian udara. Selain itu juga untuk mengembangkan sebuah korelasi karakteristik parameter desain dan parameter operasi HPHE terhadap efektifitas perpindahan kalor dan penghematan energi serta untuk mengetahui pengaruh penggunaan HPHE terhadap kinerja dari sistem pengkondisian udara dalam bentuk coefficient of performance (COP). Dari hasil eksperimen dan analisis kinerja akan dikembangkan sebuah aplikasi perangkat lunak atau software untuk mengevaluasi desain HPHE yang bisa digunakan untuk memprediksi efektifitas HPHE, suhu udara keluar setelah melewati sisi evaporator HPHE (precooling) dan potensi penghematan energi dari penggunaan sistem HVAC yang dilengkapi HPHE. Metode penelitian yang dilakukan adalah eksperimen. Untuk mengetahui karakteristik dan kinerja sistem HVAC yang dikombinasikan dengan HPHE dilakukan eksperimen dengan memvariasikan konfigurasi straigth heat pipe, U-shaped heat pipe, dan gabungan straigth dan U-shaped heat pipe. Straigth heat pipe divariasikan dalam 3, 6, dan 9 baris, dan terdiri dari 4 heat pipe per baris. Sedangkan pada U-shaped heat pipe divariasikan dalam 1 dan 2 baris, dan masing-msaing 8 heat pipe per baris. Straigth dan U-shaped heat pipe dilengkapi dengan sirip-sirip wavy fin untuk memperluas area perpindahan kalor. Eksperimen dikondisikan pada suhu udara masuk antara 30 – 45 oC dan kecepatan udara masuk 1,5 - 2,5 m/s. Analisis menggunakan metode ε-NTU juga dilakukan untuk memprediksi efektifitas, suhu keluar sisi evaporator, dan energy recovery HPHE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan straigth HPHE memberikan efek yang besar terhadap penurunan suhu di sisi evaporator HPHE atau precooling. Penurunan suhu udara segar yang masuk pada sisi evaporator HPHE paling tinggi adalah 9,1 oC dan penghematan energi maksimal adalah sebesar 567,3 W pada 0,080 m3/s. Penggunaan U-shaped HPHE memberikan dampak positif terhadap precooling dan reheating. Penurunan suhu udara segar paling tinggi sebesar 4,0 oC dan pada saat yang sama memberikan efek reheating paling tinggi sebesar 4,5 oC, menghasilkan penghematan energi precooling dan reheating paling tinggi masing-masing adalah sebesar 228,1 W, dan penurunan kelembaban relatif ruangan sebesar 21,1 % yang dicapai pada penggunaan 2 baris U-shaped HPHE. Hasil pengujian sistem energy recovery gabungan Straigth dan U-shaped HPHE memperlihatkan bahwa penambahan U-shaped HPHE untuk sistem energy recovery pada sistem HVAC memberikan pengaruh yang signifikan. Penurunan suhu total maksimal mencapai 10,7 oC dan penurunan kelembaban relatif mencapai maksimal 25,5 %. Pada pengujian yang dilakukan berdasarkan standar ruangan untuk ruang isolasi di rumah sakit, menunjukkan bahwa penerapan sistem energy recovery gabungan straigth dan U-shaped HPHE memberikan kombinasi yang paling baik, dimana memberikan penghematan energi yang signifikan, sekaligus memberikan pengaruh positif dalam usaha mencapai kondisi ruangan sesuai yang dipersyaratkan. Sistem HVAC yang dilengkapi dengan HPHE dapat meningkatkan efisiensi sistem HVAC dalam bentuk Coefficient of performance (COP), dimana penggunaan straigth HPHE dapat meningkatkan COP 6–55% dan penggunaan U-shaped HPHE 2 baris dapat meningkatkan COP 8 – 39 %. Dari hasil pengujian dan analisis bilangan tak berdimensi telah dihasilkan sebuah korelasi Sp number yang bisa digunakan untuk memprediksi tahanan thermal dari sebuah heat pipe tunggal. Selain itu juga telah dihasilkan sebuah persamaan ε-NTU terkoreksi yang bisa digunakan untuk memprediksi efektifitas HPHE, yang mana kedua persamaan ini akan sangat berguna untuk mengetahui kinerja sebuah heat pipe baik dalam tahap desain maupun tahap pengoperasian. Pengembangan software HPHE yang menggunakan metode ε-NTU terkoreksi juga memberikan hasil yang akurat, dimana tingkat kesesuaian suhu udara keluar evaporator secara prediksi dari software dan hasil eksperimen minimal sebesar 99 %. Sehingga, software ini dapat digunakan sebagai acuan awal untuk memprediksi kinerja suatu desain HPHE sebelum dilakukan tahap desain dan manufaktur."

"ABSTRAKNama : Iwan SetyawanDepartemen : Teknik MesinJudul : Pengembangan Hybrid Loop Heat Pipe Untuk Aplikasi Pendinginan Device Berfluks Kalor Tinggi Loop Heat Pipe LHP adalah salah satu teknologi pendinginan dua fase yang digunakan dalam sistem pendinginan pasif. LHP adalah perangkat perpindahan kalor yang efisien. Namun demikian, kepadatan daya yang ekstrim dapat menyebabkan dry-out pada evaporator. Banyak periset telah meramalkan bahwa pendinginan pasif tidak akan mampu memenuhi tantangan pendinginan di masa depan karena keterbatasan tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat LHP model baru dengan memodifikasi model LHP konvensional. Modifikasi ini dimaksudkan untuk mengatasi masalah dry-out dengan menambahkan pompa diafragma disebut Hybrid Loop Heat Pipe, HLHP . Pompa yang dipasang pada jalur cairan, ditambahkan pula dengan reservoar sebagai tempat cadangan cairan kerja. HLHP yang dikembangkan ini akan bekerja secara pasif dengan menggunakan tekanan kapiler sumbu saat tidak ada tanda-tanda dry-out. Saat terdapat indikasi akan terjadi dry-out, maka pompa diaktifkan. Dengan demikian, fluida kerja disirkulasikan oleh gabungan pompa kapiler dan pompa diafragma. Karakteristik operasi HLHP dengan berbagai pasokan beban kalor dan kondisi start-up daya rendah telah diselidiki. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pemasangan pompa dalam LHP yang telah dimodifikasi dapat mencegah terjadinya dry-out dan secara signifikan menurunkan suhu evaporator. Hasil lainnya adalah adanya fenomena menarik yang ditemukan. Dimana, pompa hanya berfungsi sebagai trigger yang menyebabkan sistem kembali bekerja normal. Dalam hal ini, ketika pompa diaktikan sampai kondisi kembali stabil, meskipun kemudian pompa dinonaktifkan, tetapi sistem tetap bekeja dengan baik. Selanjutnya, didapatkan hasil bahwa pompa selain mengatasi dry-out, bisa juga menurunkan temperature operasi sistem. Dengan mengaktifkan pompa hanya beberapa saat ketika sistem dalam kondisi constant conductance mode, ternyata pompa berhasil memaksa sistem ke kondisi stabil baru dengan penurunan temperature yang cukup signifikan. Hasil ini menunjukkan bahwa HLHP sangat menjanjikan sebagai pendinginan dua fase yang selain mengatasi dry-out juga mampu menurunkan temperature operasi sistem. Sehingga HLHP ini bisa dipertimbangan sebagai sistem pendinginan dua fase untuk perangkat yang memiliki fluks kalor tinggi. Kata kunci: Hybrid loop heat pipe, dry-out, fluks kalor, pompa

---

ABSTRACTName : Iwan SetyawanDepartement : Mechanical Engineering Judul : Development of Hybrid Loop Heat Pipe for Cooling Application on High Heat Flux Device Loop Heat Pipe LHP is one of the two-phase technologies used in passive cooling systems. LHP is an efficient heat transfer device. However, extreme power density can cause dry-out in the evaporator. Many researchers have predicted that passive cooling will not be able to meet the challenges of cooling in the future because of these limitations. The purpose of this research is to design and create new LHP model by modifying the conventional LHP model. This modification is intended to solve the dry-out problem by adding a diaphragm pump called Hybrid Loop Heat Pipe, HLHP . A pump is mounted on the liquid line, also added the reservoir as a working fluid reservoir. The HLHP developed will work passively using capillary pressure when there are no signs of dry-out. When there is an indication of a dry out, the pump is activated. Thus, the working fluid is circulated by a combined of capillary pump and the diaphragm pump. The characteristics of HLHP operations with various heat loads and low power start-up conditions investigated. The experimental results show that the installation of the pump in a modified LHP can prevent dry out and significantly lower the evaporator temperature. Another result is the interesting phenomenon that found. Where the pump only serves as a trigger that causes the system to return to normal work. In this case, when the pump is turned on until the condition returns stable, although then the pump is deactivated, the system keeps working properly. Furthermore, the results obtained that the pump in addition to overcoming the dry-out can also lower the operating temperature of the system. By activating the pump for only a few moments when the system is in constant conductance mode, the pump succeeds in forcing the system to a new stable condition with significant temperature drop. These results indicate that HLHP is very promising as a two-phase cooling that in addition to overcoming the dry-out is also able to lower the operating temperature of the system. So this HLHP can be considered as a two-phase cooling system for devices that have high heat flux. Keywords: Hybrid Loop Heat Pipe, dry-out, heat flux, pump "

"Pengering semprot adalah salah satu dari metode pengeringan bahan makanan, dimana produknya akan lebih tahan lama dan ringkas dalam penyimpanan serta mudah dalam pendistribusiannya. Umumnya, pengering semprot beroperasi pada temperatur tinggi (>100 0C). Hal itu menjadi kendala bagi bahan produk yang sensitif terhadap panas, seperti pada vitamin A, B1 dan C khususnya pada tomat yang sangat banyak mengandung air dan lengket. Produk dari tomat akan mengalami kerusakan pada tekstur warna, aroma, rasa dan berkurangnya kandungan nutrisi akibat dari temperatur udara pengeringan yang tinggi.Upaya menurunkan temperatur udara pengering dengan sistem refrigerasi memberikan pengaruh terhadap penurunan kelembaban udara pengering, sehingga udara pengering menjadi semakin kering, hal ini dapat berpengaruh terhadap peningkatan produktivitas yang meningkat sampai 4 kali lipat dan kualitas produk tetap terjaga baik. Selain itu sistem ini mampu menghemat kebutuhan energi secara signifikan, yaitu sebesar 57 % dari total konsumsi energi spesifik sistem. Hal ini membuktikan pemanfaatan sistem refrigerasi dengan kondenser ganda yang dikombinasikan dengan pengering semprot, dapat digunakan untuk pengeringan bahan yang sensitif terhadap panas dan pengembangan sistem dapat digunakan untuk menghemat penggunaan energi dari sistem pengering yang menggunakan elektrik heater.Temperatur udara pengeringan untuk vitamin yang aman dari kerusakan dan dengan kualitas yang baik berada pada temperatur 90oC. Temperatur udara pengering di 120oC dengan laju aliran udara 450 lpm dan rasio kelembaban energy spesifik di 0.00763 kg air/kg udara atau dew point udara di 10oC, menjadi set up parameter pengujian yang mampu meningkat produktivitas dan mengemat penggunaan energi dari sistem, jika dibandingkan dengan sistem pengering semprot yang tidak menggunakan sistem refrigerasi dengan dua buah kondensor.

---

A spray dryer is one of the methods of food drying , where the product will be more durable and simple in storage and easy to distribute. Generally, a spray dryer operates at high temperatures (>100 0C). It is an obstacle to the material of heat-sensitive products, such as vitamins A, B1 and C, especially in tomatoes that contain a lot of water and sticky. Products of tomatoes will be damaged in the texture of color, aroma, taste and reduced nutrient content resulting from high drying air temperature.

The effort to reduce the temperature of the dryer air with refrigeration system affects the reduction of humidity of the drying air, so that the drying air becomes increasingly dry, this can affect the increase of productivity Increased to 4 times and the quality of the product remains well maintained. In addition, the system is able to save energy needs significantly, which is 57% of the total system specific energy consumption. This proves the utilization of a refrigeration system with double condensers combined with a spray dryer, can be used to drying heat-sensitive materials and system development can be used to conserve the use of Energy from the dryer system using an electric heater.

Air temperature drying for safe vitamins from damage and with good quality at 90oC temperature. The temperature of the dryer air at 120oC with air flow rate of 450 LPM and the ratio of moisture to specific energy at 0.00763 kg air/kg air/air dew point at 10oC, to be set up to test parameters that can increase productivity and use energy usage From the system, when compared with a spray dryer system that does not use a refrigeration system with two condensers."