KARAKTERISASI PERUBAHAN TEKANAN DAN TEMPERATUR PADA UNTAI UJI BETA (UUB) BERDASARKAN VARIASI DEBIT ALIRAN

dokumen-dokumen yang mirip
KARAKTERISASI DEBIT POMPA PRIMER DAN SEKUNDER BERDASARKAN FREKUENSI PUTARAN DI UNTAI UJI BETA

Sigma Epsilon, ISSN

Analisis Karakteristik Rewetting Dalam Celah Sempit Vertikal Untuk Kasus Bilateral Heating Berdasarkan Perubahan Temperatur Awal Plat

ANALISIS VISUAL PENDINGINAN ALIRAN DUA FASA MENGGUNAKAN KAMERA KECEPATAN TINGGI ABSTRAK ABSTRACT

Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor Jl. KH. Soleh Iskandar KM.2 Bogor 16162

INTEGRASI UNTAI UJI BETA (UUB) DENGAN BAGIAN UJI HeaTING-01 PADA BAGIAN MEKANIK

MODEL AUTOMATA PENGOPERASIAN DAN PERSIAPAN UNTAI UJI TERMOHIDRAULIKA BETA

KARAKTERISTIK REWETTING DALAM CELAH SEMPIT VERTIKAL UNTUK KASUS BILATERAL HEATING

TEKNIK PERBAIKAN SAMBUNGAN TERMOKOPEL TEMPERATUR TINGGI PADA HEATING-01

PENGARUH DEBIT ALIRAN TERHADAP HEAD LOSSES PADA VARIASI JENIS BELOKAN PIPA

STUDI EKSPERIMENTAL PERPINDAHAN KALOR DI CELAH SEMPIT ANULUS SELAMA BOTTOM FLOODING BERDASARKAN VARIASI TEMPERATUR AWAL BATANG PANAS

ANALISIS LAJU ALIRAN AIR DI COOLER PADA HEAT SINK SYSTEM UNTAI UJI FASSIP

PENENTUAN PREDIKSI WAKTU EKSPERIMEN PERPINDAHAN KALOR PENDIDIHAN MENGGUNAKAN BUNDEL UJI QUEEN-1

2 yang mempunyai posisi vertikal sama akan mempunyai tekanan yang sama. Laju Aliran Volume Laju aliran volume disebut juga debit aliran (Q) yaitu juml

STUDI PERPINDAHAN PANAS SELAMA REWETTING PADA SIMULASI PENDINGINAN PASCA LOCA*

PENGARUH REYNOLD NUMBER ( RE ) TERHADAP HEAD LOSSES PADA VARIASI JENIS BELOKAN PIPA ( BERJARI JARI DAN PATAH )

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

VALIDASI DAN KARAKTERISASI FLOW METER E-MAG UNTUK PENGEMBANGAN SISTEM AKUISISI DATA FASILITAS EKSPERIMEN UNTAI UJI BETA ABSTRAK

PENGAMATAN PERPINDAHAN PANAS PENDIDIHAN SELAMA PROSES PENDINGINAN PADA BATANG PEMANAS BERTEMPERATUR TINGGI

ANALISIS PENURUNAN KAPASITAS POMPA NATRIUM HIDROKSIDA (NaOH) DENGAN KAPASITAS 60 M 3 /JAM

Karakteristik Perpindahan Panas dan Pressure Drop pada Alat Penukar Kalor tipe Pipa Ganda dengan aliran searah

DINAMIKA FLUIDA II. Makalah Mekanika Fluida KELOMPOK 8: YONATHAN SUROSO RISKY MAHADJURA SWIT SIMBOLON

WATER TO WATER HEAT EXCHANGER BENCH BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Tujuan Pengujian

DISTRIBUSI TEMPERATUR SAAT PEMANASAN DAN PENDINGINAN PER- MUKAAN SEMI-SPHERE HeaTING-03 BERDASARKAN TEMPERATUR AWAL

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS PADA COOLER TANK FASSIP - 01

STUDI EKSPERIMENTAL DISTRIBUSI TEMPERATUR TRANSIEN PADA SEMI SPHERE SAAT PENDINGINAN. Amirruddin 1, Mulya Juarsa 2

STUDI EKSPERIMENTAL PENGUKURAN HEAD LOSSES MAYOR (PIPA PVC DIAMETER ¾ ) DAN HEAD LOSSES MINOR (BELOKAN KNEE 90 DIAMETER ¾ ) PADA SISTEM INSTALASI PIPA

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5 No. 2 (2016) ISSN: ( Print) B-659

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III PERALATAN DAN PROSEDUR PENGUJIAN

ANALISA PERHITUNGAN EFISIENSI CIRCULATING WATER PUMP 76LKSA-18 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP MENGGUNAKAN METODE ANALITIK

EKSPERIMEN AWAL ALIRAN SIRKULASI ALAMIAH PADA SIMULASI SISTEM KESELAMATAN PASIF

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH KECEPATAN UDARA (V) TERHADAP KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PAKSA PELAT DATAR. Rikhardus Ufie * Abstract

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III DESKRIPSI ALAT UJI DAN PROSEDUR PENGUJIAN

Analisis Aliran Fluida Terhadap Fitting Serta Satuan Panjang Pipa. Nisa Aina Fauziah, Novita Elvianti, dan Verananda Kusuma Ariyanto

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III METODE PENELITIAN. Waktu penelitian dilakukan setelah di setujui sejak tanggal pengesahan

EFEKTIFITAS PERPINDAHAN PANAS PADA DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN GROOVE. Putu Wijaya Sunu*, Daud Simon Anakottapary dan Wayan G.

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS PENDIDIHAN PADA EKSPERIMEN REFLOODING MENGGUNAKAN BAGIAN UJI QUEEN

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

FLUID CIRCUIT FRICTION EXPERIMENTAL APPARATUS BAB II

Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) VIII

Laporan Tugas Akhir Pembuatan Modul Praktikum Penentuan Karakterisasi Rangkaian Pompa BAB II LANDASAN TEORI

PENGARUH STUDI EKSPERIMEN PEMANFAATAN PANAS BUANG KONDENSOR UNTUK PEMANAS AIR

BAB II DASAR TEORI. Laporan Tugas Akhir. Gambar 2.1 Schematic Dispenser Air Minum pada Umumnya

Deni Rafli 1, Mulfi Hazwi 2. Universitas Sumatera Utara (USU) Jl. Almamater, Kampus USU Medan INDONESIA

Analisis Perpindahan Panas Pada Cooler Tank FASSIP - 01

ANALISIS KINERJA COOLANT PADA RADIATOR

ANALISIS PENGARUH KEKENTALAN FLUIDA AIR DAN MINYAK KELAPA PADA PERFORMANSI POMPA SENTRIFUGAL

PENGUJIAN PENGARUH VARIASI HEAD SUPPLY DAN PANJANG LANGKAH KATUP LIMBAH TERHADAP UNJUK KERJA POMPA HIDRAM

PERANCANGAN KONDENSOR KOMPAK PADA UNTAI UJI BETA ABSTRAK

EFEK VARIASI TEMPERATUR PELAT PADA CELAH SEMPIT REKTANGULAR TERHADAP BILANGAN REYNOLDS

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Pengertian Radiator

Karakteristik Perpindahan Panas pada Double Pipe Heat Exchanger, perbandingan aliran parallel dan counter flow

PEMBIMBING : Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT

BAB I PENDAHULUAN. kebutuhan utama dalam sektor industri, energi, transportasi, serta dibidang

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) B-91

ANALISA COOLING SISTEM GE FRAME 9 PLTG SICANANG 120MW

PENGARUH BAHAN INSULASI TERHADAP PERPINDAHAN KALOR PADA TANGKI PENYIMPANAN AIR UNTUK SISTEM PEMANAS AIR BERBASIS SURYA

Analisa Pengaruh Variasi Volume Tabung Udara Dan Variasi Beban Katup Limbah Terhadap Performa Pompa Hidram

ANALISIS PENGARUH KECEPATAN FLUIDA PANAS ALIRAN SEARAH TERHADAP KARAKTERISTIK HEAT EXCHANGER SHELL AND TUBE. Nicolas Titahelu * ABSTRACT

Fenomena Transport Heat Exchanger Sistem Untai

STUDI AWAL PENDINGINAN PADA BATANG PEMANAS BERTEMPERATUR TINGGI MENGGUNAKAN BAGIAN UJI QUEEN-II

BAB 1 PENDAHULUAN. I.1. Latar Belakang

ANALISIS KARAKTERISTIKA FRAKSI VOID PADA KONDISI RE-FLOODING POST LOCA MENGGUNAKAN RELAP5

EFEK PERUBAHAN KETINGGIAN COOLER TERHADAP KECEPATAN ALIRAN AIR PADA SIMULASI SISTEM PASIF

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi Fluida

REKAYASA INSTALASI POMPA UNTUK MENURUNKAN HEAD LOSS

BAB II PRINSIP-PRINSIP DASAR HIDRAULIK

Analisis Koesien Perpindahan Panas Konveksi dan Distribusi Temperatur Aliran Fluida pada Heat Exchanger Counterow Menggunakan Solidworks

UNIVERSITAS DIPONEGORO YUSUF WIRYAWAN ABDULLAH

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TEORI DASAR 2.1 Perancangan Sistem Penyediaan Air Panas Kualitas Air Panas Satuan Kalor

KARAKTERISTIKA PERPINDAHAN PANAS TABUNG COOLER PADA FASILITAS SIMULASI SISTEM PASIF MENGGUNAKAN ANSYS

KINERJA PIPA KALOR DENGAN STRUKTUR SUMBU FIBER CARBON dan STAINLESS STEEL MESH 100 dengan FLUIDA KERJA AIR

ABSTRACT. Keywords: electromagnetic Pump, Discharge, pressure, Flow and Power of the pump. ABSTRAK

BAB III PEMBUATAN ALAT UJI DAN METODE PENGAMBILAN DATA

Vol 9 No. 2 Oktober 2014

BAB III METODOLOGI STUDI KASUS. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

Losses in Bends and Fittings (Kerugian energi pada belokan dan sambungan)

Peningkatan kinerja pompa hidram berdasarkan posisi tabung kompresor dengan saluran keluar di bawah tabung kompresor

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

EFEKTIVITAS PENUKAR KALOR TIPE WL 110 MODEL CONSENTRIS TUBE MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA PADA LENGKUNGAN S (DUA ELBOW 90 ) DENGAN VARIASI JARAK ANTARA ELBOW DAN ARAH KELUARAN

VERIFIKASI ULANG ALAT PENUKAR KALOR KAPASITAS 1 kw DENGAN PROGRAM SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER DESIGN

Jurnal e-dinamis, Volume 3, No.3 Desember 2012 ISSN

PENGARUH VARIASI DEBIT ALIRAN DAN PIPA ISAP (SECTION) TERHADAP KARAKTERISTIK POMPA SENTRIFUGAL YANG DIOPERASIKAN SECARA PARALEL

BAB I PENDAHULUAN I.1.

Studi Eksperimen Pemanfaatan Panas Buang Kondensor untuk Pemanas Air

BAB II DASAR TEORI. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Maka persamaan energi,

BAB I CENTRIFUGAL FAN TESTING APPARATUS

Karakterisasi Pressure Drops Pada Aliran Bubble dan Slug Air Udara Searah Vertikal Ke Atas Melewati Sudden Contraction

Sujawi Sholeh Sadiawan, Nova Risdiyanto Ismail, Agus suyatno, (2013), PROTON, Vol. 5 No 1 / Hal 44-48

TUGAS AKHIR BIDANG KONVERSI ENERGI PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN POMPA DENGAN PEMASANGAN TUNGGAL, SERI DAN PARALEL

Transkripsi:

Yogyakarta, Juli KARAKTERISASI PERUBAHAN TEKANAN DAN TEMPERATUR PADA UNTAI UJI BETA (UUB) BERDASARKAN VARIASI DEBIT ALIRAN Ismu Handoyo, Kiswanta, Joko Prasetio, Ainur Rosidi, Mulya Juarsa Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir-BATAN, PUSPIPTEK Serpong, Tangerang, E-mail:ptrkn@batan.go.id ABSTRAK KARAKTERISASI PERUBAHAN TEKANAN DAN TEMPERATUR PADA UNTAI UJI BETA (UUB) BERDASARKAN VARIASI DEBIT ALIRAN. Kegiatan ini telah dilakukan dengan menggunakan fasilitas Untai Uji BETA (UUB), dimana air sebagai media kerjanya. Studi tersebut dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui karakteristik perubahan tekanan dan temperatur yang diakibatkan perubahan debit aliran. Penelitian dilakukan dengan dua parameter, yaitu uji dingin dan uji pemanasan pada air dengan temperatur o C, o C, dan o C. Air disirkulasikan dengan pompa sentrifugal berdaya, kw, debit air divariasikan dari, m /s;, m /s dan, m /s. Tekanan maksimal yang terjadi pada ekserimen tanpa heater adalah bar, kenaikan tekanan yang terjadi disebabkan oleh adanya gaya yang diberikan oleh putaran pompa dan faktor dari hidrodinamik, dan kenaikan temperatur yang terjadi pada eksperimen tanpa pemanas disebabkan oleh adanya faktor gesekan antara fluida dengan dinding tabung, sedangkan pada eksperimen menggunakan pemanas, tekanan yang tertinggi sebesar bar. Eksperimen menggunakan pemanas menyebabkan tekanan yang terjadi karena adanya penggabungan efek termal dan hidrodinamik. Kenaikan temperatur rata-rata pada debit aliran, m /s sebesar, o C, debit aliran, m /s sebesar, o C, dan debit aliran, m /s kenaikan temperatur rata-rata, o C. Kata Kunci :Beda tekanan dan temperatur aliran, debit, friksi ABSTRACT CHARACTERIZATION OF PRESSURE AND TEMPERATURE CHANGES IN BETA TEST LOOP (UUB) UNDER FLOWRATE VARIATION. This activity has been carried out using BETA Test Loop Facility (UUB), where water as the working media. The study was conducted with the objective of identifying the characteristics of pressure and temperature changes resulting from changes of flow rate. Research carried out by two parameters, namely the cold test and test the water by heating at temperatures o C, o C and o C. Water is circulated with a centrifugal pump of. kw power, water flowrate was varied such as:. m/s;. m/s and. m /s. Maximum pressure that occurs in eksperiment without heating is bar, the rise of pressure is due to the force exerted by the rotation of the pump and hydrodynamic factor. The temperature rise that occurs in experiments without heating is caused by friction between the fluid and the tube wall, whereas in experiments using the highest pressure heater is bar. Experiments using the heater causes the pressure that occurs from the merger of thermal effeck with hydrodynamic, and an increase in average temperature on the flowrate of. m /s is. o C, flowrate of. m /s is. o C, and for flowrate of. m /s, average temperature rise is. o C. Keywords: Differential pressure and temperature of flow, flowrate, friction. Ismu Handoyo, dkk. ISSN Buku I hal

Yogyakarta, Juli PENDAHULUAN ntai Uji BETA (UUB) merupakan fasilitas U penelitian yang digunakan sebagai pendukung untuk eksperimen simulasi kecelakaan reaktor. Selama ini UUB digunakan untuk mensimulasikan kecelakaan yang disebabkan oleh kehilangan air pendingin (LOCA, Loss of Coolant Accident), khususnya fenomena termohidrolika selama peristiwa pasca LOCA (Post-LOCA) []. Selama ini parameter yang mendasari eksperimen hanya bergantung pada perubahan temperatur saja, sedangkan tekanan pada sistem UUB selalu dikondisikan pada tekanan atmosfer (untai terbuka). Paramater laju aliran hanya ditentukan berdasarkan pencatatan waktu penenggelaman (bottom reflooding) bagian uji saja. Semenjak tahun hingga sekarang, telah dilakukan penelitian tentang fenomena rewetting selama quenching [] menggunakan bagian uji QUEEN-I dan bagian uji QUEEN-II dengan hasil eksperimen yang baru diperoleh berupa data visualisasi untuk memahami fenomena rewetting dan pendidihan. Selain itu diperoleh juga data perubahan temperatur selama pendinginan yang digunakan untuk menghitung kecepatan rewetting [] menggunakan UUB pada kondisi untai terbuka (tekanan desain UUB sebesar bar dan temperatur air o C, adalah pengoperasian UUB tetap pada tekanan terbuka / bar). Kebutuhan untuk simulasi eksperimen kecelakaan parah mengharuskan UUB dapat dioperasikan pada kondisi untai tertutup. Karakterisasi perubahan tekanan dan temperatur UUB dengan variasi laju aliran pada kondisi untai tertutup menjadi kegiatan yang akan menentukan parameter awal untuk eksperimen Severe Accident (SA). Studi tersebut dilakukan untuk mengetahui karakteristik perubahan tekanan dan temperatur yang diakibatkan perubahan debit aliran. Penelitian dilakukan dengan dua parameter, yaitu uji dingin dan uji pemanasan pada air dengan temperatur yang bervariasi. Diharapkan hasil kegiatan berupa data eksperimen yang digunakan untuk analisis selanjutnya. TEORI. Pompa Sentrifugal Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan) untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang aliran. Jenis pompa yang digunakan pada Fasilitas UUB adalah pompa sentrifugal, dimana prinsip kerjanya adalah mengubah energi kinetis (kecepatan) fluida menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Fluida yang memasuki pompa sentrifugal dengan seketika diarahkan langsung ke area bertekanan rendah pada pusat impeller, ketika impeller dan sudu berputar, ini akan memindahkan daya gerak kepada fluida yang datang. Suatu perpindahan daya gerak terhadap fluida yang bergerak akan meningkatkan kecepatan fluida. Ketika kecepatan suatu fluida meningkat, maka energi kinetik pun meningkat. Fluida yang berenergi kinetik tinggi akan terdorong keluar dari impeller dan masuk ke volute. Volute adalah suatu bagian pompa yang secara terus menerus meningkatkan cross-section area yang dirancang untuk mengkonversikan energi kinetik dari fluida menjadi fluida bertekanan. []. Perubahan Tekanan Fluida pada Sistem Aliran Perubahan tekanan dalam aliran fluida terjadi karena adanya perbedaan ketinggian, perbedaan kecepatan aliran fluida akibat perubahan atau perbedaan penampang, dan gesekan fluida. Perubahan tekanan pada aliran tanpa gesekan dapat dianalisis dengan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan perubahan tekanan ke dalam perubahan ketinggian dan perubahan kecepatan. Dengan demikian perhatian utama dalam menganalisis kondisi aliran nyata adalah pengaruh dari gesekan. Gesekan akan menimbulkan penurunan tekanan atau kehilangan tekanan dibandingkan dengan aliran tanpa gesekan. Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan atau kerugian akibat gesekan ini dapat digolongkan menjadi, yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor. Kerugian mayor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan aliran fluida pada sistem aliran tetap atau konstan. Kerugian mayor ini terjadi pada sebagian besar penampang sistem aliran maka dari itu dipergunakan istilah mayor. Sedangkan kerugian minor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi pada katupkatup, sambungan T, sambungan L, dan pada penampang yang tidak konstan. Kerugian minor meliputi sebagian kecil penampang sistem aliran, sehingga digunakan istilah minor. Buku I hal ISSN Ismu Handoyo, dkk

Yogyakarta, Juli.. Kerugian tekanan mayor Kerugian tekanan mayor adalah rugi tekanan akibat gesekan pada sistem aliran tube lurus [] yang dapat dihitung dengan persamaan (): () harga f merupakan faktor gesekan yang diperoleh dari korelasi H.Blasius, untuk aliran turbulen pada tabung dengan permukaan halus dengan jangkauan bilangan Reynolds tak terbatas [,], yang dapat dihitung dengan persamaan (): () Untuk aliran laminer harga f didapat dari korelasi Hagen-Poiseuille [,] : ().. Kerugian tekanan minor Selain kerugian tekanan akibat gesekan pada sistem aliran tabung/pipa lurus, terjadi juga rugi tekanan akibat adanya belokan, pelebaran dan penyempitan penampang, sambungan-sambungan, katup, dan aksesoris lainnya. Kerugian minor akibat fitting dan katup [,] dapat dituliskan dengan persamaan (): () dimana K L adalah koefisien kehilangan pada fitting dan katup, yang sangat bergantung pada bentuk komponen fitting dan katup, tapi tidak terlalu dipengaruhi oleh nilai dari bilangan Reynolds untuk jenis aliran dengan bilangan Reynolds yang besar. Harga-harga K L ditunjukkan pada Tabel. Kerugian tekanan minor berdasarkan koefisen kehilangan adalah: () Tabel.Harga-harga Koefisien kehilangan, K L [] Jenis Fitting dan katup Koefisien kehilangan, KL Elbow o, Katup Bola dengan, fully open Pelebaran, (Enlargement) Penyempitan, (Contraction) Tee, Union, Check valve, swing,.. Kerugian tekanan total Kerugian tekanan total adalah jumlah dari rugi tekanan yang terjadi akibat adanya forced convection (konveksi paksa) yang dihasilkan oleh pompa sirkulasi yang menyebabkan terjadinya gesekan fluida terhadap dinding tabung. Kerugian tekanan juga terjadi akibat adanya belokanbelokan maupun sambungan yang menyebabkan aliran air sedikit terhambat dan juga kerugian tekanan terjadi akibat adanya perbedaan luas penampang dari permukaan yang dilalui oleh air. Berdasarkan hal tersebut, maka untuk menghitung kerugian tekanan (pressure drop) total yang terdapat pada loop UUB dapat digunakan persamaan ():. Pepindahan Kalor () Perpindahan kalor (heat transfer) ialah ilmu yang mempelajari perpindahan energi sebagai akibat dari adanya perbedaan temperatur di antara dua medium, misal: sesama medium padat atau medium padat dan fluida. Energi yang berpindah tersebut dinamakan kalor (heat). Kalor akan berpindah dari medium yang bertemperatur lebih tinggi ke medium dengan temperatur yang lebih rendah. Perpindahan ini berlangsung terus sampai terjadi kesetimbangan temperatur di antara dua medium tersebut atau tidak terjadi perbedaan temperatur di antara kedua medium. Mekanisme perpindahan kalor yang terjadi dapat berupa konduksi, konveksi, atau radiasi. Dalam aplikasinya, ketiga mekanisme ini dapat saja berlangsung secara simultan. Besarnya daya kalor yang dipindahkan pada suatu aliran akan menyebabkan tejadinya perubahan entalpi per satuan waktu dari aliran seperti diberikan pada persamaan () : q =.cp.(δt ) () dimana : q = daya kalor (W), = massa (kg), c p = panas jenis (J/kg C) dan T = beda temperatur ( o C) TATA KERJA. Bahan dan Alat Komponen utama dari UUB adalah: bagian uji yang berbentuk silinder vertikal yang terdiri dari batang pemanas dan tabung gelas Pyrex (kuarsa) transparan yang disebut bagian uji QUEEN (Quenching Experiment), pompa sirkulasi, tube SS, cooler, katup-katup manual, dan solenoid, tangki air, penukar kalor dan pemanas (heater). Pemanas ini, yang disebut pula Ismu Handoyo, dkk. ISSN Buku I hal

Yogyakarta, Juli pemanas awal (pre-heater), digunakan untuk memanaskan air yang menuju ke bagian uji. Pemanasan dilakukan dengan pemanas listrik berdaya total kw. Sedangkan di bagian sekunder, terdapat menara pendingin yang dihubungkan dengan kondensor sebagai pengganti Equipment Cooling Water System (ECWS). Pompa digunakan sebagai sarana transportasi air dari menara pendingin ke kondensor dengan media sistem pipa PVC. Foto UUB seperti ditunjukan pada Gambar. Gambar. Foto Untai Uji BETA (UUB) dan komponen. Bahan Bahan-bahan yang digunakan pada UUB antara lain:. Tube Stainless Steel (SS) grade. Termokopel. Elbow SS. Tee SS. Union SS. Ball valve SS. Cross SS. Check valve SS. Flens SS.. Alat Alat-alat yang digunakan pada UUB, adalah:. Pompa sentrifugal. Cooler tank. Preheater. Tangki air. Pressure gauge. Temperature gauge. Flowmeter. DAS (Data Acquisition System) menggunakan pemanas. Eksperimen tanpa pemanas dilakukan dengan memvariasikan frekuensi putaran pompa dari frekuensi putaran pompa Hz sampai dengan frekuensi putaran pompa Hz, dan pada eksperimen menggunakan pemanas, diguinakan frekuensi putaran pompa Hz, Hz, dan Hz. Data berupa variasi debit air pada loop UUB yang didapatkan dari hasil eksperimen berasal dari pengubahan frekuensi pompa secara kontinyu yang dikontrol melalui inverter pada panel kontrol utama. Data hasil pencatatan eksperimen diolah dalam bentuk kurva dengan menggunakan aplikasi/program Origin v.., kemudian menentukan gradiennya pada masing-masing kurva. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil eksperimen di dalam penelitian ini diklasifikasikan menjadi kategori melalui dua tahap, pertama eksperimen tanpa pemanas dan yang kedua eksperimen menggunakan pemanas. Data berupa variasi debit air pada loop UUB yang didapatkan dari hasil eksperimen berasal dari pengubahan frekuensi pompa secara kontinyu yang dikontrol melalui inverter pada panel kontrol utama. Klasifikasi tersebut adalah : a. Konversi frekuensi putaran pompa menjadi debit aliran Hasil eksperimen frekuensi putaran pompa dikonversikan menjadi debit aliran, dimana terlihat perubahan frekuensi putaran pompa terhadap debit aliran. Pengukuran debit aliran pada flowmeter elektromagnetik hanya memunculkan satuan liter per-detik, kemudian dikonversi ke dalam meter kubik per-detik, hasil dari konversi frekuensi putaran pompa terhadap debit aliran ditunjukan pada Gambar.. Metode Eksperimen di dalam penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, pertama eksperimen tanpa pemanas dan yang kedua eksperimen Gambar. Kurva hubungan frekuensi pompa terhadap debit air pada eksperimen tanpa pemanas Buku I hal ISSN Ismu Handoyo, dkk

Yogyakarta, Juli Gambar. menunjukkan kenaikan debit air pada kondisi uji dingin yang dipengaruhi oleh naiknya frekuensi pompa secara kontinyu, hal ini dikarenakan ketika frekuensi pompa dinaikkan, putaran sudu akan semakin cepat dan akan menghisap maupun mendorong air dengan semakin cepat pula. Berdasarkan kurva hubungan antara frekuensi pompa terhadap debit air pada Gambar. diperoleh korelasi linier sebagai berikut: Q(f) =,x - +,x -. f [m /s]. Gradiennya adalah,x - sehingga untuk mengetahui debit aliran pada setiap perubahan frekuensi setiap Hz dapat diketahui dengan menggunakan korelasi linier di atas. b. Eksperimen tanpa pemanas Eksperimen tanpa pemanas dilakukan dengan mensirkulasikan air pada loop tanpa dihidupkannya pemanas di dalam pemanas mula. Kondisi ini menunjukkan bahwa tidak ada input kalor ke dalam fluida (dalam hal ini air). Kenaikan temperatur pada air diharapkan hanya terjadi karena faktor hidrodinamika selama sirkulasi berlangsung dengan memvariasikan debit aliran air. Hasil pencatatan selama eksperimen ditunjukkan pada Gambar. Tekanan (BAR)....... P P P P R =, R =, R =, R =, outlet pompa inlet heater outlet heater.......... Debit m /S Gambar. Kurva karakteristik kenaikan tekanan terhadap debit air Keterangan: P : Pressure gauge yang terpasang pada keluaran pompa P : Pressure gauge yang terpasang pada masukan flow meter P : Pressure gauge yang terpasang pada preheater P : Pressure gauge yang terpasang pada keluaran preheater/masukan cooler. Kurva karakteristik kenaikan tekanan terhadap debit seperti ditunjukan pada Gambar. pada debit aliran air, m /s sampai dengan debit aliran, m /s tekanan belum mengalami kenaikan, pengaruh dari hidrodinamik tidak berpengaruh pada debit aliran rendah, Tekanan mengalami kenaikan pada saat debit aliran, m /s sampai dengan debit aliran, m /s sedangkan pada saat debit aliran tinggi kenaikan temperatur dipengaruhi oleh faktor hidrodinamik. Dari hasil pengukuran temperatur dengan menggunakan pembacaan DAS maka diperoleh kurva karakteristik yang ditunjukan pada Gambar. Temperatur, T [ C] TC TC TC TC TC TC TC= inlet pompa TC= outlet pompa TC= inlet heater TC= outlet heater TC= inlet kondensor TC = outlet heater FHz FHz FHz FHz FHz FHz FHz FHz FHz TC = termokopel FHz R =. R =. R =. R =. R =. R =. Waktu, t (detik) Gambar. Kurva karakteristik perubahan temperatur air terhadap waktu Kurva karakteristik perubahan temperatur air terhadap waktu yang ditunjukkan pada Gambar. Dapat dilihat bahwa pada temperatur awal o C pada TC, setelah detik air mengalami kenaikan temperatur sebesar o C dan TC sampai dengan TC kenaikan temperatur tetap seragam tidak ada perbedaan sama sekali, kenaikan temperatur pada eksperimen uji dingin disebabkan oleh adanya faktor gesekan antara air dan dinding tabung. c. Eksperimen menggunakan pemanas Eksperimen menggunakan pemanas dilakukan dengan mensirkulasikan air pada loop dengan dihidupkannya pemanas di dalam pemanas mula. Kondisi ini menunjukkan bahwa ada input kalor ke dalam fluida. Sirkulasi berlangsung dengan memvariasikan debit aliran air dari debit aliran, m /s, debit aliran, m /s, dan debit aliran, m /s dengan temperatur air o C, o C, dan o C. Pencatatan data dilakukan dengan mengamati tekanan yang terukur oleh pressure gauge dan pengambilan data perubahan temperatur terhadap waktu pada setiap Ismu Handoyo, dkk. ISSN Buku I hal

Yogyakarta, Juli titik termokopel dilakukan oleh DAS. Hasil dari eksperimen dengan menggunakan pemanas perubahan tekanan terhadap variasi debit aliran air maka dari ketiga kondisi tersebut dapat dibandingkan, perbandingan tersebut diperlihatkan pada Gambar. Tekanan, P [bar] Tekanan, P [bar] Tekanan, P [bar] T air o C keluar pompa masukan flow meter preheater keluar preheater.... Debit Aliran, Q [m /s].. P P P P (a)...... Debit Aliran, Q [m /s] P P P P P P P P T air o C keluar pompa masukan flow meter preheater keluar preheater (b) T air o C keluar pompa masukan flow meter preheater keluar preheater...... Debit Aliran, Q [m /s] (c) Gambar. Kurva perbandingan perubahan tekanan terhadap temperatur air Gambar menunjukkan kurva perbandingan perubahan tekanan terhadap temperatur air, Gambar.(a) menunjukkan perubahan tekanan pada temperatur o C, (b) menunjukan perubahan tekanan dengan temperatur o C, dan (c) menunjukan perubahan tekanan dengan temperatur o C, dimana terlihat bahwa tekanan pada temperatur pemanasan o C adalah yang tertinggi yaitu hingga mencapai, bar pada debit air, m /s. Tingginya tekanan yang terjadi pada debit ini disebabkan oleh penggabungan antara distribusi kalor (thermal effect) dengan gaya yang diberikan oleh pompa (hydrodynamics effect). Sementara pada debit, m /s faktor dominan yang menyebabkan tekanan mencapai, bar adalah akibat kalor yang diberikan. Kemudian faktor hyrodynamics tidak terlalu berpengaruh mengingat debit air yang rendah. Sedangkan pada debit, m /s faktor dominan yang menyebabkan tekanan adalah faktor hydrodynamics sehingga tekanan maksimal yang terjadi adalah, bar. d. Hasil pengukuran perubahan temperatur air terhadap waktu dengan variasi debit aliran air Dengan diperolehnya hasil dari pengukuran DAS berupa perubahan temperatur air berdasarkan variasi debit aliran, maka hasil dari karakteristik dapat dibandingkan sesuai dengan debit aliran air seperti ditunjukkan pada Gambar. Gambar. (a) menunjukkan perubahan temperatur terhadap waktu dengan debit aliran, m /s, (b) menunjukkan perubahan temperatur terhadap waktu dengan debit aliran, m /s, dan (c) menunjukkan perubahan temperatur terhadap waktu dengan debit aliran, m /s, pada debit, m /s. Waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur air di dalam tabung adalah sekitar detik mengacu pada kecepatan aliran yang rendah maka distribusi kalor dalam satu sirkulasi belum merata. Waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur air dari T air awal sampai T air = o C adalah detik, sementara pada kenaikan temperatur o C membutuhkan waktu detik dan untuk kenaikan pada temperatur o C membutuhkan waktu detik pada debit. m /s. Profil kenaikan temperaturnya berbeda dengan profil temperatur pada debit. m /s. distribusi kalor yang terjadi lebih cepat mengacu pada kecepatan aliran yang meningkat pula, sehingga temperatur air di tube meningkat sampai o C. Temperatur pada TC dan TC paling tinggi karena posisi termokopel dekat dengan media sumber panas, sedangkan pada debit aliran air, Buku I hal ISSN Ismu Handoyo, dkk

Yogyakarta, Juli m /s,kenaikan temperatur di setiap posisi termokopel hampir merata dikarenakan debit aliran tinggi maka distribusi temperaturnya cepat merata di setiap loop. Temperatur,T [ o C] Temperatur, T [ o C] Temperatur, T [ o C] TC TC TC TC TC TC Debit Aliran, Q. m /s R =. R =. R =. R =. R =. R =. Waktu, t [detik] (a) Debit aliran, Q. m /s R =. TC = inlet pompa TC = outlet pompa R =. TC TC = inlet heater R =. TC TC = outlet heater TC R =. TC TC = inlet kondensor R =. TC TC = outlet kondensor R =. TC Waktu, t [detik] (b) Debit Aliran, Q. m /s R =. TC TC = inlet pompa R =. TC TC = outlet pompa TC R =. TC = inlet heater TC TC = outlet heater R =. TC TC = inlet kondensor R =. TC TC = outlet kondensor R =. Waktu, t [detik] (c) Gambar.Kurva perbandingan perubahan temperatur terhadap waktu berdasarkan variasi debit aliran KESIMPULAN Karakterisasi UUB diperlukan untuk mengetahui kemampuan UUB dalam mendukung kegiatan penelitian termohidrolika reaktor di PTRKN. Penelitian mengenai perubahan tekanan dan temperatur telah dilakukan untuk mengetahui karakterisasi UUB dengan sistem aliran tertutup. Tekanan maksimal yang terjadi pada eksperimen tanpa pemanas adalah bar, kenaikan tekanan yang terjadi disebabkan oleh adanya gaya yang diberikan oleh putaran pompa dan faktor dari hidrodinamik, dan kenaikan temperatur yang terjadi pada eksperimen tanpa pemanas disebabkan oleh adanya faktor gesekan antara fluida dengan dinding tabung, sedangkan pada eksperimen menggunakan pemanas, tekanan yang tertinggi adalah sebesar bar. Dalam eksperimen menggunakan pemanas, perubahan tekanan yang terjadi adalah akibat adanya penggabungan efek termal dengan hidrodinamik, dan kenaikan temperatur rata-rata pada debit aliran, m /s sebesar, o C, debit aliran, m /s sebesar, o C, dan debit aliran, m /s kenaikan temperatur rata-rata sebesar, o C. DAFTAR PUSTAKA. Juarsa, Mulya dkk., Laporan Analisis Keselamatan Eksperimen Post-LOCA menggunakan bagian uji QUEEN-II, PTRKN BATAN, Serpong,.. Handono Khairul dkk., Simulasi Fenomena LOCA di Teras Reaktor melalui Pemodelan Eksperimental (II), Rancang Bangun Untai Uji BETA, Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir V, Serpong,.. Handono Khairul dkk., Eksperimental Reflooding Pada Untai Uji BETA: Karakterisasi dan Eksperimen Awal, Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir VI, Serpong.. Sularso, Tahara Haruo, Pump and Compresor, (edisi ketujuh), PT Pradnya Paramita, Jakarta,.. James R. Welty, Charles E. Wiks, Robert E. Wilson, Gregory Rorrer, Dasar-dasar Fenomena Transport volume Transfer Momentum edisi keempat, diterjemahakan oleh: Ir. Gunawan Prasetio, Erlangga, Jakarta,.. Moran, Michael J., Howard N. Shapiro, Bruce r. Munson, David P. Dewitt, Introduction to Thermal Systems Engineering: Thermodynamics, Fluid Mechanics and Heat Transfer, John Wiley & Sons, Inc., USA. Ismu Handoyo, dkk. ISSN Buku I hal

Yogyakarta, Juli. Perry, Robert H., Don W. Green, Perry s Chemichal Engineers Handbook th Edition,. King, RP., Introduction to Practical Fluid Flow, Butterworth-Heinemann, Burlington, GBR,.. Douglas J. F, Gasiorek J.M, Swaffield J.A, Fluid Mechanics second edition, Longman Singapore Publishers Pte Ltd, Singapore,. Buku I hal ISSN Ismu Handoyo, dkk