ISSN (cetak) 2620-6331 Prosiding

Prosiding Konferensi Ilmiah Teknologi Texmaco

Seminar Nasional Teknik Mesin 2018

Tema “Building Civilization with Technology”

Prime Plaza Hotel Purwakarta, 28 April 2018

Vol 1, 2018 ISSN (online) 2622-0164

ISSN (cetak) 2620-6331

ii

Prosiding KITT

Konferensi Ilmiah Teknologi Texmaco

Tema: “Building Civilization with Technology”

Tim Redaksi

Penanggung Jawab Dr. Ir. Eka Purwanda, M.Si.

Pimpinan Redaksi Ghany Heryana, S.T., M.T.

Anggota Redaksi Muchammad Chusnan Aprianto, S.Si., M.Sc.

Hady Sofyan, S.T., M.Pd., M.T.

Tim Editor Hakam Muzzaki, S.T., M.T. (Universitas Indonesia)

Nyayu Aisyah, S.T., M.T. (Universitas Indonesia)

Sonki Prasetya, S.T., M.Sc. (Politeknik Negeri Jakarta)

Desain Grafis dan Web Mukhlis

Editor Layout Imam Nur Kholis

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullaahi Wabarakaatuh

Kita panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya serta

salawat dan salam kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW sehingga Seminar dan

Proceedings ini bisa terselenggara. Seminar dan Proceedings ini merupakan kegiatan pertama

dari kegiatan rutin tahunan Konferensi Ilmiah Teknologi Texmaco (KITT) STT Texmaco.

Kegiatan ini bertema “Building Civilization with Technology, Membangun Peradaban dengan

Teknologi”, diselenggarakan oleh Program Studi Teknik Mesin STT Texmaco dan Ikatan

Alumni Mekanik Politeknik Manufaktur Bandung (IKAME), pada tanggal 28 April 2018 di

Plaza Hotel Purwakarta. Kegiatan ini selanjutnya disebut Seminar Nasional Teknik Mesin

(SNTM).

Seluruh makalah proceedings (call for paper) telah mengalami proses review oleh tim penilai

yang kompeten di bidang masing-masing. Makalah tersebut telah dipresentasikan serta

didiskusikan secara terbuka. Selain tujuan tersebut di atas, proceedings

ini bertujuan untuk memberikan sarana bagi dosen, mahasiswa, maupun praktisi

dari seluruh penjuru Indonesia untuk menyampaikan konsep, hasil riset, dan

pemikirannya.

Ucapan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami sampaikan kepada

pembicara utama Bapak Dr. Ing. Ilham Akbar Habibie, MBA, para pemakalah, dan peserta

yang telah menyumbangkan pemikirannya dalam acara Seminar Nasional Teknik Mesin 2018

ini. Tak lupa juga terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada sponsor utama (Co-Host) PT

Bukaka, dan semua pihak yang mendukung terselenggaranya kegiatan ini.

Akhir kata semoga seminar dan proceedings ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Aamiin YRA.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Subang, 28 April 2018

Dr. Ir. Eka Purwanda, M.Si.

Ketua STT Texmaco

iv

DAFTAR ISI Halaman

Tim Redaksi

Kata Pengantar

Daftar Isi

Rancang Bangun CNC PCB Cyclone Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega

Lilik Hari Santoso; Achmad Anwari; Dadi Permadi; Mulyo Nugroho

Aplikasi “Rumah Pintar” Menggunakan PLC KEYENCE KV16AT Untuk

Penguncian Pintu Rumah dan Pendeteksian Kebocoran Gas

Lilik Hari Santoso; Achmad Anwari; M. Syafiuddin Usman; Dadi Permadi;

Anton Setiawan

Pengaruh Kecepatan Luncur Terhadap Laju Keausan Material Komposit Hibrid

Berpenguat Partikel Keramik

Dwi Rahmalina; Hendri Sukma; Rizki Eka Putra

Pengaruh Variasi Material Coating pada Proses Thermal Sprayed Coating

dengan Metode High Velocity Oxy-Fuel Terhadap Peningkatan Kekerasan

Permukaan Material Komposit Matriks Alumunium

Hendri Sukma; Muhammad Rizki P; Bambang Sulaksono

Pengaruh Variasi Jarak Penyemprotan pada Proses Thermal Spray Coating

Terhadap Peningkatan Kekerasan Material Matriks Aluminium

Hendri Sukma; Bambang Sulaksono; Harito Nugraha Ramadhan

Pengaruh Kekasaran Permukaan Terhadap Laju Keausan Material Komposit

Matriks Aluminium Berpenguat Partikel Keramik

Dwi Rahmalina; Rahmat Candra Priana

Perhitungan Total Heat Transfer Coefficient Alat Penukar Kalor Type Plate

Q030E RKS – 10/1 di Unit Blending Tank

Rudi Hermawan; Muhamad Robi Irwanto

Penentuan Ukuran Upper Arm pada Electric Linear Actuator untuk Tempat

Tidur Rumah Sakit Produksi Dalam Negeri

Setiyo Hermawan; Heru Santoso Budi Rochardjo

Pengaruh Variasi Suhu Tuang dengan Heat Treatment T4 Terhadap Sifat

Mekanis pada Aluminium Paduan 2024

Arif Pambekti; Hasan Akhyar; Priyo Tri Iswanto

Optimasi Parameter Pemesinan Milling Terhadap Hasil Kekasaran Permukaan

Pada Kuningan UNS C26800 Menggunakan Metode Taguchi

Bambang Margono; Haikal

ii

iii

iv

1-8

9-16

17-22

23-33

34-40

41-46

47-55

56-60

61-65

66-71

ISSN (online) 2622-0164

ISSN (cetak) 2620-6331

v

Pengaruh Perubahan Variasi Sudut Pada Pahat ISO 6 Terhadap Tingkat

Kehalusan Permukaan Material S45C

Oktavianus Ardhian Nugroho; F.X Eko Arianto; A. Wahyu Cahyo Purnomo

Rancang Bangun Alat Penyortir Benda Berdasarkan Warna RGB Menggunakan

Sensor Warna Berbasis Mikrokontroler dan PLC

Lilik Hari Santoso; Achmad Anwari; Dadi Permadi; Yoga Suandana

Pengaruh Cold Rolling Terhadap Kekuatan Tarik, Kekerasan, dan Struktur

Mikro Aluminum Alloy AA 5052

Ikhsan Budi Utomo; Kusmono

Pengaruh Laju Pendinginan Terhadap Penyusutan dan Dimensi Produk

Insulation Bushing Berbahan Pom Pada Proses Injection Molding

D Lia Z; Guntur H I

Studi Durasi Electroplating Ni-Cr pada AISI 316L terhadap Laju Korosi dalam

Media 3,5% NaCl

Bambang Hari Priyambodo; Rizqi Ilmal Yaqin

Analisis Perbedaan Warna dengan Varian Parameter Minicolour G1 pada Spion

Upper Cover D17D White Menggunakan Injection Molding

Estu Prayogi; Muhamad Rinaldi Yusup

Usulan Perbaikan Proses Pengolahan Air Limbah dengan Menggunakan

Metode Six Sigma

Rudi Hermawan; Erlangga Augupta P; Handika Nur Faisal

Optimasi Parameter Pemotongan Proses Drilling Terhadap Kekasaran

Permukaan dan Laju Pelepasan Material Menggunakan Metode Taguchi

Syahbuddin; Tataq Budi Santoso

Laju Pelepasan Material, Keausan Elektroda, dan Overcut Baja AISI 422 Pada

Proses EDM Sinking

Syahbuddin; Imam Sofi’i

Pengaruh Varian Komposisi Recycle Terhadap Cacat Penyusutan Pada Produk

Guide Cam Chain dengan Injection Molding Menggunakan Material Polyamide

Estu Prayogi; Mohammad Aviv Noor Hidayat

Rancang Bangun Tungku Pirolisa untuk Membuat Karbon Aktif dengan Bahan

Baku Cangkang Kelapa Sawit Kapasitas 10 kg

Idrus Abdullah Masyhur; Setiyono

Karakterisasi Fatik dari Lapisan Nickel Chrome Pada Baja HQ 805

Binsar Marulitua Pakpahan; Viktor Malau

Analisis Studi Kelayakan Pengembangan Produk Slide Adjuster Kursi Truk di

PT.X

Choirul Anwar; Budhi M.Suyitno; Susanto Sudiro

72-77

78-85

86-90

91-98

99-103

104-111

112-116

117-124

125-133

134-140

141-149

150-157

158-167

ISSN (online) 2622-0164 | ISSN (cetak) 2620-6331

Prosiding KITT (Konferensi Ilmiah Teknologi Texmaco) | Vol 1, 2018 | Hal. 227

KONDUKTIVITAS TERMAL EFEKTIF HYBRID NANOFLUIDA AL2O3–TIO2–AIR

PADA KONSENTRASI RENDAH DAN TINGGI

Wayan Nata Septiadi1,2,3*, Ida Ayu Nyoman Titin Trisnadewi 3,4, Made Ricki Murti3, Nandy Putra5

1 Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, Badung-Bali, Indonesia 2 Laboratorium Perpindahan Panas1 Program Studi Teknik MesinUniversitas Udayana, Badung-Bali

3Heat Transfer Research Group Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana 4Mahasiswa Program Sarjana (S1) Teknik Mesin Universitas Udayana Badung-Bali, Indonesia

5Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia, Kampus Baru UI-Depok

Keywords :

Hybrid nanofluid,

thermal conductivity,

alternative working

fluid

Email penulis: *[email protected]

[email protected]

Abstract

The development of science and technology on the improvement of performance,

especially in working fluids on the heat pipe is now beginning to move very rapidly.

This development has an impact on increasing the resulting thermal conductivity, so

that the heat conducting system with the bottom water fluid is starting to be

abandoned. Nowadays, a lot of research is now being developed that is related to

nanofluid that mix water base fluid with a nanoparticle that can increase the value of

thermal conductivity. Nanofluids are widely used as working fluids because they are

capable of producing better thermal conductivity, but there are still disadvantages of

using nanofluids at the level of agglomeration. Therefore, in this study a new

innovation was conducted using two nanoparticles mixed into the base fluid which

is often called hybrid nanofluid. The purpose of this research is to obtain the working

fluid that is nanofluid with high thermal conductivity value and low agglomeration

level.

The study was conducted by dispersing commercial nanotubes Al2O3 and TiO2

diameter 20 nm in a water-based fluid with low volume fractions (0.1%, 0.3%, 0.5%,

0.7%) and high (1%, 3 %, 5%, 7%) on 3 ratio composition ie Al2O3 - TiO2 75%:

25%, 50%: 50%, 25%: 75%. The synthesis process is carried out with a magnetic

stirrer for 30 minutes. Thermal conductivity is measured using a KD2 device, at a

temperature of 25°C in a circulating thermostatic bath. Based on the research, it was

found that the ratio composition resulted in the increase of optimum and significant

thermal conductivity that is 75% Al2O3 - 25% TiO2 ratio with 0.7% volume fraction

using the composition increase of 6 times but can increase thermal conductivity by

20% and 32,5% to water.

1. Pendahuluan

Nanofluida (suspensi cairan nanopartikel) adalah istilah yang pertama kali dicetuskan oleh (Choi and

Eastman, 1995) untuk menggambarkan suspensi koloid stabil partikel nano (1-100 nm) padat diameter

dalam nanometer atau 10-9 m ke dalam cairan dasar (Suresh et al., 2011). Nanofluida diusulkan sebagai

fluida perpindahan panas generasi berikutnya karena nanofluida menawarkan kemungkinan baru yang

menarik untuk meningkatkan kinerja perpindahan panas dibandingkan dengan cairan konvensional.

Oleh karena itu, nanofluida telah menarik minat besar karena potensinya dengan memiliki sifat canggih

yang membuat nanofluida ini berguna dalam banyak aplikasi perpindahan panas seperti elektronik, ex-

changer panas, pipa panas, kolektor surya dan sebagainya. Salah satunya penelitian yang dilakukan oleh

(Putra, 2010) yang melakukan penelitian tentang efek konsentrasi nanofluida terhadap kinerja heat pipe.

Secara teoritis campuran nanofluida memiliki termal konduktivitas yang lebih baik daripada fluida dasar

pencampurannya (Putra, 2003). Keunggulan yang dimiliki nanofluida ternyata masih memiliki beberapa

permasalahan mengenai aglomerasi dimana saat konduktivitas tinggi tetapi aglomerasi terjadi sangat

cepat atau sebaliknya (Ilyas et al., 2016).

Berdasarkan permasalahan tersebut saat ini para peneliti mulai mengembangkan dan melakukan

pengamatan terhadap hybrid nanofluida. Hybrid merupakan suatu penggabungan dua atau lebih partikel

nanofluida pada suatu fluida dasar. Nanofluida hybrid adalah cairan potensial yang menawarkan kinerja

perpindahan panas yang lebih baik dan sifat fisik termo dari cairan perpindahan panas konveksi (minyak,

air dan etilen glikol) dan nanofluida dengan nanopartikel tunggal. Hybrid nanofluida adalah cairan

nanoteknologi baru yang disintesis dengan mendispersikan dua nanopartikel berbeda menjadi fluida

perpindahan panas konvensional (Sidik et al., 2016). Tujuan penyertaan nanopartikel hibrida dalam

fluida dasar adalah untuk meningkatkan karakteristik perpindahan panas fluida dasar melalui kombinasi

sifat termo-fisik nanomaterial (Sarkar et al., 2015). (Devendiran and Amirtham, 2016) menyatakan

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



bahwa sintetis nanopartikel hibrida memberikan perbaikan pada sifat fisik-kimia yang tidak diperoleh

pada nanofluida yang menggunakan nanomaterial tunggal. Beberapa penelitian mengenai penggunaan

hybrid nanofluida dilakukan oleh Putra et al., 2012 tentang peningkatan konduktivitas termal nanofluida

Al2O3, TiO2, ZuO, dan CuO serta penggunaan nanofluida sebagai fluida kerja heat pipe serta beberapa

penelitian yang dilakukan oleh Sundar et al., 2017 terkait konduktivitas termal Al2O3 dan CuO dan

penelitian yang dilakukan Madhesh et al., 2014 tentang potensi perpindahan panas dan karakteristik

rheology dari hybrid nanofluid tembaga-titanium dengan menggunakan tubular heat exchanger.

Faktor penting dalam pembuatan hybrid nanofluida adalah fraksi volume yang sangat menentukan

karakter konduktivitas dari nanofluida. (Yang et al., 2012) menyebutkan bahwa penggabungan dua atau

lebih nanopartikel dalam kimia fluida dasar dan tipe nano sangat penting untuk menciptakan nanofluida

yang stabil. Penelitian terkait fraksi volume juga dilakukan oleh Esfe et al., 2015 tentang konduktivitas

termal dan viskositas dinamis dari hybrid nanofluida Ag-MgO-air untuk mengembangkan korelasi baru,

serta penelitian yang dilakukan Nata Septiadi et al., 2015 dengan mendispersikan partikel nano CuO,

Al2O3 dan TiO2 dengan fraksi volume yang dibuat dalam fraksi volume rendah yakni 0.1% sampai

dengan 0.9% dan fraksi volume tinggi 1% sampai dengan 10%. Berdasarkan hal tersebut maka peneliti

mencoba menggabungkan antara fluida nano Al2O3 dengan TiO2 untuk mendapatkan karakterisasi

konduktivitas termal hybrid nanofluida, baik dengan fraksi volume rendah dan fraksi volume tinggi.

Oleh karena itu penulis bermaksud melakukan penelitian mengenai Karakterisasi Konduktivitas Termal

Hybrid Nanofluida Al2O3–TiO2–Air pada Konsentrasi Rendah dan Tinggi.

2. Metode Penelitian

2.1. Pembuatan Hybrid Nanofluida

Proses pembuatan hybrid nanofluida dilakukan pada bulan November 2017 bertempat di Laboratorium

Perpindahan Panas dan Laboratorium Metalurgi dan Material Teknik Mesin Universitas Udayana.

Kemudian proses pengujian dilakukan pada bulan Januari 2018 bertempat di Applied Heat Transfer

Research Group University of Indonesia.

Hybrid nanofluida dibuat dengan cara mencampurkan partikel nano (Al2O3) dan (TiO2) ke dalam fluida

dasar berupa air. Dalam penelitian ini ukuran nanopartikel yang digunakan masing-masing berukuran

20 nm, dimana nanofluida disintesa menggunkan magnetic stirrer selama 30 menit. Pada pembuatan

hybrid nanofluida ini menggunakan dua jenis konsentrasi yang akan diteliti yang terdiri dari konsetrasi

rendah (0,1%; 0,3%; 0,5%; dan 0,7%) dan konsentrasi tinggi (1%; 3%; 5%; dan 7%) fraksi volume

dengan perbandingan fluida dasar dan campuran nanopartikel yang digunakan dengan tiga jenis

perbandingan nanopartikel antara Al2O3 dan TiO2 yaitu (25% Al2O3 : 75% TiO2), (50% Al2O3 : 50%

TiO2) dan (75% Al2O3 : 25% TiO2). Perhitungan massa nanopartikel dilakukan dengan perkalian antara

massa jenis nanopartikel dengan volume nanopartikel. Maka akan didapat nilai massa nanopartikel

untuk setiap fraksi volume yang berbeda, berikut rumus perhitungannya.

Fraksi Volume ∶Volume Nanopartikel

Volume Fluida Dasar=

Volume Al2O3+Volume TiO2

Volume Fluida Dasar

dikarenakan partikel maka volume dikonversikan ke massa

vm

Dimana :

𝑚 = massa nanopartikel (gram)

𝜌 = densitas nanopartikel (kg/m3) ≈ (gram/ml)

𝑣 = volume fraction nanopartikel (ml)

Berdasarkan perhitungan tersebut maka diperoleh komposisi nanopartikel yang akan digunakan dalam

pembuatan hybrid nanofluida denan berbagai konsentrasi. Berikut adalah perbandingan massa

nanopartikel Al2O3 dan TiO2 dengan fluida dasarnya yaitu aquades.



Tabel 3.1 Perbandingan massa nanopartikel dengan fluida dasar pada konsentrasi rendah

Fraksi

Volume

Volume

Air (ml)

Massa Nanopartikel (gram)

75 % : 25 % 50 % : 50 % 25 % : 75 %

Al2O3 TiO2 Al2O3 TiO2 Al2O3 TiO2

0,10% 99,9 0,0135 0,006 0,009 0,012 0,0045 0,018

0,30% 99,7 0,0405 0,018 0,027 0,036 0,0135 0,054

0,50% 99,5 0,0675 0,03 0,045 0,06 0,0225 0,09

0,70% 99,3 0,0945 0,042 0,063 0,084 0,0315 0,126

Tabel 3.2 Perbandingan massa nanopartikel dengan fluida dasar pada konsentrasi tinggi

Fraksi

Volume

Volume

Air (ml)

Massa Nanopartikel (gram)

75 % : 25 % 50 % : 50 % 25 % : 75 %

Al2O3 TiO2 Al2O3 TiO2 Al2O3 TiO2

1 % 99 0,135 0,06 0,09 0,12 0,045 0,18

3 % 97 0,405 0,18 0,27 0,36 0,135 0,54

5 % 95 0,675 0,3 0,45 0,6 0,225 0,9

7 % 93 0,945 0,42 0,63 0,84 0,315 1,26

Gambar 2.1 Proses pembuatan hybrid nanofluida

Al2O3 TiO2 Air

Proses menimbang

partikel nano Proses pencampuran

Al2O3 – TiO2 – Air

Proses pelarutan dengan

magnetic stirrer Nanofluida Al2O3 – TiO2



2.2 Pengujian Konduktivitas Termal

Metode KD2 merupakan pengukuran konduktivitas termal nanofluida dengan prinsip disipasi panas.

Dimana pengukuran berlangsung selama 90 detik yang terdiri dari proses awal dengan pemanasan dan

pendinginan sensor masing-masing 30 detik yang kemudian sensor akan menghitung keseimbangan

kalor antara proses pemanasan dan pendinginan. Pada akhir pembacaan sensor akan menghitung

konduktivitas termal dengan menggunakan beda suhu (ΔT) melalui prinsip persamaan berikut :

𝑘 =𝑞(ln 𝑡2 − 𝑙𝑛 𝑡1)

4𝜋(∆𝑇2 − ∆𝑇1)

dimana :

q = laju panas konstan yang diterapkan pada sumber "garis" tak terhingga panjang dan kecil W.m1.K-1)

T1 = perubahan suhu pada t1 (K)

T2 = perubahan suhu pada t2 (K) (Suresh et al., 2011)

Pengukuran dilakukan pada tabung reaksi dengan jumlah fluida ± 20 ml, dimana pengkondisian suhu

pengukuran dilakukan dengan menggunakan Circulating Thermostatic Bacth (CTB). (Nata Septiadi et

al., 2015).

Gambar 2.2 Alat pengujian konduktivitas termal (Akilu et al., 2017)

3. Hasil dan Pembahasan

3.1. Hasil Sintesa Hybrid Nanofluida

Gambar 3.1 Larutan sintesa Hybrid Nanofluid dengan konsentrasi rendah dan tinggi



3.2. Hasil Pengujian Konduktivitas Termal

Pengukuran konduktivitas termal hybrid nanofluida dilakukan dengan mengunakan KD2 Pro thermal

properties analyzer Decagon. Pengukuran berlangsung selama 90 detik yang terdiri dari proses awal

dengan pemanasan dan pendinginan sensor masing-masing 30 detik yang kemudian sensor akan

menghitung keseimbangan kalor antara proses pemanasan dan pendinginan. Pada akhir pembacaan

sensor akan menunjukkan nilai konduktivitas termal dari hybrid nanofluida. Berikut adalah tabel hasil

pengujian kondutivitas termal dari berbagai macam fraksi volume dan komposisinya.

Tabel 3.1 Hasil pengujian konduktivitas termal hybrid nanoluida

Rasio Fraksi Volume

Konduktivitas Termal Krata-rata

Al2O3 – TiO2 K1 K2 K3 K4 K5

75%-25%

0,1 0,61 061 0,61 0,62 0,62 0,6140

0,3 0,67 0,67 0,68 0,67 0,68 0,6740

0,5 0,72 0,72 0,73 0,72 0,73 0,7240

0,7 0,74 0,74 0,75 0,74 0,74 0,7420

1 0,76 0,76 0,76 0,77 0,77 0,7640

3 0,78 0,77 0,77 0,77 0,77 0,7720

5 0,78 0,78 0,77 0,77 0,78 0,7760

7 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,7900

50%-50%

0,1 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,6000

0,3 0,64 0,64 0,65 0,64 0,64 0,6420

0,5 0,67 0,67 0,67 0,66 0,67 0,6680

0,7 0,72 0,72 0,71 0,72 0,71 0,7160

1 0,73 0,74 0,74 0,74 0,74 0,7380

3 0,75 0,74 0,75 0,75 0,75 0,7480

5 0,77 0,76 0,77 0,76 0,77 0,7660

7 0,78 0,78 0,78 0,78 0,77 0,7780

25%-75%

0,1 0,59 0,58 0,59 0,59 0,58 0,5860

0,3 0,63 0,63 0,62 0,62 0,63 0,6260

0,5 0,65 0,65 0,65 0,65 0,64 0,6480

0,7 0,71 0,71 0,70 0,70 0,71 0,7060

1 0,73 0,72 0,72 0,73 0,73 0,7260

3 0,74 0,73 0,73 0,74 0,74 0,7360

5 0,75 0,75 0,74 0,75 0,75 0,7480

7 0,76 0,76 0,76 0,75 0,76 0,7580

3.3. Karakter Konduktivitas Termal Hybrid Nanofluida Al2O3-TiO2-Air pada Konsentrasi

Rendah dan Tinggi

Berdasarkan nilai konduktivitas termal hasil pengujian tersebut maka dapat dibuat grafik dari masing-

masing rasio dan grafik perbandingan untuk ketiga rasio. Berikut grafik konduktivitas termal hybrid

nanofluida dengan berbagai rasio yaitu 75% Al2O3 : 25% TiO2, 50% Al2O3 : 50% TiO2, 25% Al2O3 :

75% TiO2 dan dengan varian konsentrasi rendah (0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7%) dan konsentrasi tinggi (1%,

3%, 5%, dan 7%) fraksi volume.

Gambar 3.2 Grafik perbandingan konduktivitas hybrid nanofluida terhadap air.



Gambar 3.3 Grafik perbandingan tiga rasio nanopartikel

Hasil grafik konduktivitas termal dari masing-masing rasio (75% Al2O3 : 25% TiO2, 50% Al2O3 : 50%

TiO2, 25% Al2O3 : 75% TiO2) tersebut menunjukkan peningkatan nilai konduktivitas termal yang

dihasilkan seiring semakin besarnya fraksi volume hybrid nanofluida baik dalam konsentrasi tinggi

maupun rendah. Selain itu dapat dilihat pula pada grafik bahwa nilai konduktivitas termal yang

dihasilkan oleh hybrid nanofluida lebih besar dari nilai koduktivitas termal fluida dasar yaitu air.

Sehingga dapat diketahui bahwa pembuatan hybrid nanofluida dengan menggunakan nanopartikel Al2O3

dan TiO2 dapat menghasilkan peningkatan konduktivitas termal yang lebih baik dari pada fluida dasar.

Grafik perbandingan ketiga rasio pada gambar 3.3 menunjukkan bahwa rasio yang menghasilkan nilai

konduktivitas termal paling besar berada pada rasio 75% Al2O3 : 25% TiO2. Pada fraksi volume rendah

ataupun pada fraksi volume tinggi hybrid nanofluida dengan rasio 75% Al2O3 : 25% TiO2 tetap

memberikan trend konduktivitas termal yang paling tinggi dibandingkan dengan 50% Al2O3 : 50% TiO2

dan 25% Al2O3 : 75% TiO2. Hal ini wajar karena konduktivitas termal nanopartikel Al2O3 memang lebih

tinggi dibandingkan dengan konduktivitas termal TiO2. Sehingga dengan komposisi persentase Al2O3

yang lebih besar akan menghasilkan nilai konduktivitas termal yang lebih besar pula. Hasil ini juga

didukung dengan penelitian yang dilakukan oleh Nata Septiadi et al., 2015 pada penelitiannya terkait

tentang karakterisasi konduktivitas termal nanofluida oksida berbasis fluida dasar H2O dengan

menggunakan tiga nanopartikel yaitu CuO, Al2O3 dan TiO2. Hasil penelitian yang dilakukan

menunjukan bahwa nilai konduktivitas termal nanofluida Al2O3-Air lebih besar dibandingkan nilai

konduktivitas termal yang dihasilkan oleh nanofluida TiO2-Air. Sehingga hybrid nanofluida yang

memiliki kandungan Al2O3 lebih besar akan memiliki nilai konduktivitas termal lebih baik.

3.4 Peningkatan Konduktivitas Termal Hybrid Nanofluida dari Konduktivitas Termal Nanofluida

Tunggal

Perbandingan nilai konduktivitas termal hybrid nanofluida dengan fluida dasar air dilakukan untuk

memperoleh titik fraksi volume yang menghasilkan peningkatan nilai konduktivitas termal yang paling

signifikan terhadap air. Berikut adalah contoh dan hasil perhitungan peningkatan persentase

konduktivitas termal yang terjadi pada rasio 75% Al2O3 : 25% TiO2 baik dalam konsentrasi rendah

(0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7%) dan konsentrasi tinggi (1%, 3%, 5%, dan 7%) fraksi volume.

Table 3.2 Hasil perhitungan peningkatan konduktivitas termal terhadap air.

Rasio

Al2O3 - TiO2

Fraksi Volume

(%)

Krata-rata

(W/moC)

Peningkatan

Konduktivitas Termal

Terhadap Air (%)

75% : 25%

0,1 0,6140 9,64

0,3 0,6740 20,35

0,5 0,7240 29,28

0,7 0,7420 32,50

1 0,7640 36,42

3 0,7720 37,85

5 0,7760 38,57

7 0,7900 41,07



Berdasarkan tabel hasil perhitungan nilai peningkatan konduktivitas termal hybrid nanofluida terhadap

air tersebut dapat dilihat persentase peningkatan konduktivitas termal hybrid nanofluida dibandingkan

dengan fluida dasar air. Peningkatan konduktivitas termal hybrid nanofluida ini terjadi pada semua fraksi

volume baik pada konsentrasi tinggi maupun konsentrasi rendah. Dari hasil ini juga diperoleh bahwa

peningkatan tertinggi dari konsentrasi rendah terdapat pada fraksi volume 0,7% yaitu 32,50% dan dari

konsentrasi tinggi terdapat pada fraksi volume 7% yaitu 41,07%.

3.5 Komposisi Nanopartikel pada Peningkatan Konduktivitas Termal Hybrid Nanofluida

Berdasarkan hasil yang diperoleh tentang peningkatan konduktivitas termal hybrid nanofluida terhadap

air, yang mana diperoleh bahwa peningkatan tertinggi dari konsentrasi rendah terdapat pada fraksi

volume 0,7% yaitu 32,50% dan dari konsentrasi tinggi terdapat pada fraksi volume 7% yaitu 41,07%.

Selanjutnya dilakukan perhitungan terhadap komposisi nanopartikel untuk mengetahui fraksi volume

yang menghasilkan peningkatan yang signifikan terhadap penambahan massa nanopartikel yang

digunakan. Hal ini bertujuan untuk menghasilkan hybrid nanofluida yang lebih efisien dimana

peningkatan konduktivitas termal terbaik dengan penggunaan nanopartikel yang tepat dan dapat

menghasilkan konduktivitas termal hybrid nanofluida yang meningkat secara signifikan terhadap

penambahan nanopartikel yang digunakan.

Berikut adalah hasil perhitungan penggunaan komposisi nanopartikel pada fraksi volume 0,7% dan 7%

dengan rasio 75% Al2O3 – 25% TiO2 dan perbandingannya terhadap air.

Rasio

Al2O3 - TiO2

Fraksi

Volume

(%)

Krata-rata

(W/moC)

Peningkatan

Komposisi

Nanopartikel

(gram)

Peningkatan

Krata-rata

Peningatan

terhadap

Air

75%-25% 0,7 0,7420 6 kali 20% 32,5%

7 0,7900 69 kali 28% 41%

Mengacu dari tabel diatas dapat dibandingkan bahwa pada fraksi volume 0,7% dengan peningkatan

komposisi sebanyak 6 kali dapat meningkatkan konduktivitas termal sebesar 20% dan 32,5% terhadap

air sedangkan fraksi volume 7% yang memerlukan peningkatan komposisi jauh lebih banyak yaitu 69

kali hanya dapat meningkatkan konduktivitas termal sebesar 28% dan 41% terhadap air. Hasil ini

menunjukkan bahwa pada fraksi volume 0,7% yang mampu menghasilkan peningkatan yang signifikan

dan efisien terhadap penggunaan nanopartikel dibandingkan dengan fraksi volume 7%.

Terjadi peningkatan yang signifikan dengan air (delited water) pada fraksi volume 0,7% dibandingankan

7%. Oleh karena itu dapat diperoleh nilai konduktivitas yang optimal dari pengujian ini adalah pada

rasio perbandingan 75%:25% dengan fraksi volume 0,7%. Hal ini terlihat bahwa peningkatan

konduktivitas termal pada fraksi volume rendah lebih signifikan dibandingkan dengan peningkatan

konduktivitas termal pada fraksi volume tinggi.

Peningkatan konduktivitas dengan peningkatan fraksi volume 0,7% dan rasio 75% Al2O3 – 25% TiO2

pada penelitian ini memiliki trend yang sama jika dibandingkan dengan model Maxwell dan Q. Xue

seperti yang terlihat pada Gambar 3.4. Nilai konduktivitas termal yang dihasilkan antara model

Maxwell, Q. Xue dan hasil pengujian menunjukkan trend yang meningkat semakin meningkatkan fraksi

volume. Namun terlihat bahwa nilai konduktivitas termal dari hasil pengujian berada di bawah dari

model Maxwell dan Q. Xue. Hal ini terjadi karena fluida yang digunakan model Maxwell dan Q. Xue

menggunakan nanofluida Al2O3-Air sedangkan dalam pengujian ini adalah hybrid nanofluida yaitu

campuran antara Al2O3-TiO2-Air yang bertujuan untuk menghasilkan fluida dengan peningkatan

konduktivitas optimum dan tingkat agglomerasi yang lebih panjang. Sehingga dengan pembuatan hybrid

nanofluida Al2O3-TiO2-Air dapat mencapai tujuan fluida kerja alternatif yang diinginkan.

Fraksi Volume 0,1% 0,6140 − 0,56

0,56𝑥 100% = 9,64%



Gambar 3.4 Perbandingan hasil penelitian dengan penelitian Maxwel dan Q.Xue

4. Kesimpulan

Karakter konduktivitas termal hybrid nanofluida Al2O3 - TiO2 - Air pada konsentrasi rendah dan tinggi

menunjukkan terjadi peningkatan nilai konduktivitas termal yang dihasilkan seiring semakin besarnya

fraksi volume hybrid nanofluida baik dalam konsentrasi tinggi maupun rendah dan memiliki nilai yang

lebih besar dibandingkan dengan konduktivitas fluida dasar. Rasio yang menghasilkan nilai

konduktivitas termal paling besar berada pada rasio 75% Al2O3 : 25% TiO2 baik dalam konsentrasi

rendah maupun konsentrasi tinggi. Peningkatan yang terjadi yaitu pada rasio 75% Al2O3 : 25% TiO2 ini

terjadi pada semua fraksi volume baik pada konsentrasi tinggi maupun konsentrasi rendah. Peningkatan

tertinggi dari konsentrasi rendah terdapat pada fraksi volume 0,7% yaitu 32,50% dan dari konsentrasi

tinggi terdapat pada fraksi volume 7% yaitu 41,07%. Komposisi terbaik nanopartikel pada peningkatan

konduktivitas termal hybrid nanofluida yang signifikan berada pada konsentasi rendah dengan fraksi

volume 0,7%. Fraksi volume 0,7% dengan peningkatan komposisi sebanyak 6 kali dapat meningkatkan

konduktivitas termal sebesar 20% dan 32,5% terhadap air sedangkan fraksi volume 7% yang

memerlukan peningkatan komposisi jauh lebih banyak yaitu 69 kali hanya dapat meningkatkan

konduktivitas termal sebesar 28% dan 41% terhadap air. Hal ini membuktikan terjadi peningkatan yang

signifikan dengan air (delited water) pada fraksi volume rendah yaitu 0,7%.

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih diucapkan kepada Kementerian Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi dan Lembaga

Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Udayana atas dukungan dana melalui skema Hibah

Penelitian Dasar Unggulan perguruan Tinggi (PDUPT) 2018 dengan Kontrak Nomor 171.77/

UN14.4.A/PL/2018, serta kepada Laboratorium AHTRG FT UI atas dukungan peralatan..

Daftar Pustaka

Akilu, S., Baheta, A. T. & Sharma, K. 2017. Experimental measurements of thermal conductivity and

viscosity of ethylene glycol-based hybrid nanofluid with TiO2-CuO/C inclusions. Journal of

Molecular Liquids, 246, 396-405.

Babu, J. R., Kumar, K. K. & Rao, S. S. 2017. State-of-art review on hybrid nanofluids. Renewable and

Sustainable Energy Reviews, 77, 551-565.

Chang, M.-H., Liu, H.-S. & Tai, C. Y. 2011. Preparation of copper oxide nanoparticles and its

application in nanofluid. Powder technology, 207, 378-386.



Choi, S. U. & Eastman, J. A. 1995. Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles.

Argonne National Lab., IL (United States).

Devendiran, D. K. & Amirtham, V. A. 2016. A review on preparation, characterization, properties and

applications of nanofluids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60, 21-40.

Duan & Fei 2012. Thermal Property Measurement of Al2O3-Water Nanofluid.

Duangthongsuk, W. & Wongwises, S. 2009. Measurement of temperature-dependent thermal

conductivity and viscosity of TiO 2-water nanofluids. Experimental thermal and fluid science, 33,

706-714.

Esfe, M. H., Arani, A. A. A., Rezaie, M., Yan, W.-M. & Karimipour, A. 2015a. Experimental

determination of thermal conductivity and dynamic viscosity of Ag–MgO/water hybrid nanofluid.

International Communications in Heat and Mass Transfer, 66, 189-195.

Esfe, M. H., Wongwises, S., Naderi, A., Asadi, A., Safaei, M. R., Rostamian, H., Dahari, M. &

Karimipour, A. 2015b. Thermal conductivity of Cu/TiO 2–water/EG hybrid nanofluid:

Experimental data and modeling using artificial neural network and correlation. International

communications in heat and mass transfer, 66, 100-104.

Fard, M. H., Esfahany, M. N. & Talaie, M. 2010. Numerical study of convective heat transfer of

nanofluids in a circular tube two-phase model versus single-phase model. International

Communications in Heat and Mass Transfer, 37, 91-97.

Ilyas, S. U., Pendyala, R. & Marneni, N. 2016. Stability and agglomeration of alumina nanoparticles in

ethanol-water mixtures. Procedia Engineering, 148, 290-297.

Kristiawan, B. & Kamal, I. S. 2015. Karakterisasi Reologi dan Transfer Kalor Konveksi Fluida Nano

Berbasis Anatase Titanium (IV) Dioxide. Universitas Gadjah Mada.

Madhesh, D., Parameshwaran, R. & Kalaiselvam, S. 2014. Experimental investigation on convective

heat transfer and rheological characteristics of Cu–TiO 2 hybrid nanofluids. Experimental

Thermal and Fluid Science, 52, 104-115.

Minea, A. A. 2017. Hybrid nanofluids based on Al 2 O 3, TiO 2 and SiO 2: Numerical evaluation of

different approaches. International Journal of Heat and Mass Transfer, 104, 852-860.

Mintsa, H. A., Roy, G., Nguyen, C. T. & Doucet, D. 2009. New temperature dependent thermal

conductivity data for water-based nanofluids. International Journal of Thermal Sciences, 48, 363-

371.

Nata Septiadi, W., Putra, N. & Saleh, R. 2015. Karakterisasi Konduktivitas Termal Nanofluida Oksida

Berbasis Fluida Dasar H2O. Jurnal Energi Dan Manufaktur, 8.

Pakravan, H. A. & Yaghoubi, M. 2013. Analysis of nanoparticles migration on natural convective heat

transfer of nanofluids. International Journal of Thermal Sciences, 68, 79-93.

Putra, N. 2003. Nano Teknologi: Pengembangan Potensi Nanofluida Sebagai Fluida Kerja Alternatif.

Putra, N. Wayan Nata, S, dan H, Rahman. 2010. Efek Konsentrasi Nano Fluida Al2O3-H2O dan

Al2O3-C2H6O2 Terhadap Kinerja Heat Pipe. Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin

(SNTTM) ke-9. Palembang, 2010. 85-92.

Putra, N. & Septiadi, W. N. 2014. Teknologi Pipa kalor, Teori dan Aplikasi. Departemen Teknik Mesin

Universitas Indonesia. Jakarta.

Putra, N., Septiadi, W. N., Rahman, H. & Irwansyah, R. 2012. Thermal performance of screen mesh

wick heat pipes with nanofluids. Experimental thermal and fluid science, 40, 10-17.

Saha, G. & Paul, M. C. 2015. Heat transfer and entropy generation of turbulent forced convection flow

of nanofluids in a heated pipe. International Communications in Heat and Mass Transfer, 61, 26-

36.

Sarkar, J., Ghosh, P. & Adil, A. 2015. A review on hybrid nanofluids: recent research, development and

applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 43, 164-177.

Sidik, N. A. C., Adamu, I. M., Jamil, M. M., Kefayati, G., Mamat, R. & Najafi, G. 2016. Recent progress

on hybrid nanofluids in heat transfer applications: a comprehensive review. International

Communications in Heat and Mass Transfer, 78, 68-79.

Suhanan, Kamal, S., Prayitno, Y. A. K., Wiranata, A. & Pradecta, M. R. 2016. studi ekperimental sifat

termofisik fluida nano TiO2/ThermoXT-32. Nasional Siomposium On Thermofluids VIII 2016.

Sundar, L. S., Sharma, K., Singh, M. K. & Sousa, A. 2017. Hybrid nanofluids preparation, thermal

properties, heat transfer and friction factor–A review. Renewable and Sustainable Energy

Reviews, 68, 185-198.



Suresh, S., Venkitaraj, K., Selvakumar, P. & Chandrasekar, M. 2011. Synthesis of Al 2 O 3–Cu/water

hybrid nanofluids using two step method and its thermo physical properties. Colloids and Surfaces

A: Physicochemical and Engineering Aspects, 388, 41-48.

Wang, X.-Q. & Mujumdar, A. S. 2007. Heat transfer characteristics of nanofluids: a review.

International journal of thermal sciences, 46, 1-19.

Wildan, M., Hamidi, N., Yuliati, L. & Sudarmadji 2013. pengaruh variasi prosentase masa nanopartikel

dan temperatur nanofluida terhadap fluid properties nanofluida H2O-Al2O3.

Yang, Y., Oztekin, A., Neti, S. & Mohapatra, S. 2012. Particle agglomeration and properties of

nanofluids. Journal of Nanoparticle Research, 14, 852.

Yu, W. & Xie, H. 2012. A review on nanofluids: preparation, stability mechanisms, and applications.

Journal of Nanomaterials, 2012, 1.

KONDUKTIVITAS TERMALEFEKTIF HYBRID NANOFLUIDA

AL2O3–TIO2–AIR PADAKONSENTRASI RENDAH DAN

TINGGIby Wayan Nata Septiadi

Submission date: 29-Jul-2018 09:33PM (UTC+0700)Submission ID: 985977201File name: 30.-Hal-227-236.pdf (863.32K)Word count: 4237Character count: 24203

17%SIMILARITY INDEX

15%INTERNET SOURCES

12%PUBLICATIONS

10%STUDENT PAPERS

1 1%

2 1%

3 1%

4 1%

5 1%

6 1%

KONDUKTIVITAS TERMAL EFEKTIF HYBRID NANOFLUIDAAL2O3–TIO2–AIR PADA KONSENTRASI RENDAH DANTINGGIORIGINALITY REPORT

PRIMARY SOURCES

tci-thaijo.orgInternet Source

Submitted to Swinburne University ofTechnologyStudent Paper

Rashidi, M. M., A. Hosseini, I. Pop, S. Kumar,and N. Freidoonimehr. "Comparative numericalstudy of single and two-phase models ofnanofluid heat transfer in wavy channel",Applied Mathematics and Mechanics, 2014.Publicat ion

www.chinasciencejournal.comInternet Source

www.gla.ac.ukInternet Source

Submitted to Universiti Teknologi MARAStudent Paper

7 1%

8 1%

9 1%

10 1%

11 1%

12 1%

13 1%

14 1%

15 1%

Mohammad Hemmat Esfe, SomchaiWongwises, Mousa Rejvani. "Prediction ofThermal Conductivity of Carbon Nanotube-EGNanofluid Using Experimental Data by ANN",Current Nanoscience, 2017Publicat ion

www.csidui.orgInternet Source

thermam.deu.edu.trInternet Source

publikasiilmiah.ums.ac.idInternet Source

jurnal.ft.uns.ac.idInternet Source

publikationen.bibliothek.kit.eduInternet Source

Submitted to The University of ManchesterStudent Paper

www.kona.or.jpInternet Source

Wasim Jamshed, Asim Aziz. "Cattaneo–Christov based study of $${\text{TiO}}_2$$TiO2–CuO/EG Casson hybridnanofluid f low over a stretching surface withentropy generation", Applied Nanoscience,

16 1%

17 <1%

18 <1%

19 <1%

20 <1%

21 <1%

22 <1%

23 <1%

2018Publicat ion

Suleiman Akilu, Aklilu Tesfamicheal Baheta,K.V. Sharma. "Experimental measurements ofthermal conductivity and viscosity of ethyleneglycol-based hybrid nanofluid with TiO 2 -CuO/C inclusions", Journal of MolecularLiquids, 2017Publicat ion

preserve.lehigh.eduInternet Source

Submitted to Symbiosis International UniversityStudent Paper

Submitted to Selçuk ÜniversitesiStudent Paper

www.unud.ac.idInternet Source

es.scribd.comInternet Source

docobook.comInternet Source

Giuliana Taglieri, Valeria Daniele, LudovicoMacera, Claudia Mondelli. " Nano Ca(OH)synthesis using a cost-effective and innovativemethod: Reactivity study ", Journal of the

24 <1%

25 <1%

26 <1%

27 <1%

28 <1%

29 <1%

30 <1%

31 <1%

32

American Ceramic Society, 2017Publicat ion

Wang, Xinwei, Xianfan Xu, and Stephen U. S.Choi. "Thermal Conductivity of Nanoparticle -Fluid Mixture", Journal of Thermophysics andHeat Transfer, 1999.Publicat ion

repository.unikom.ac.idInternet Source

H. Nishiguchi, J.-L. Zhang, M. Anpo."Characteristics of the PhosphorescenceSpectra of Benzophenone Adsorbed on Ti−AlBinary Oxides", Langmuir, 2001Publicat ion

pure.utm.myInternet Source

research-report.umm.ac.idInternet Source

p3m.dikti.orgInternet Source

etheses.whiterose.ac.ukInternet Source

vdocuments.siteInternet Source

repository.maranatha.edu

<1%

33 <1%

34 <1%

35 <1%

36 <1%

Exclude quotes Of f

Exclude bibliography Of f

Exclude matches Of f

Internet Source

umexpert.um.edu.myInternet Source

bbs.tigtag.comInternet Source

pt.scribd.comInternet Source

Madhesh, Devasenan, RajagopalanParameshwaran, and Siva Kalaiselvam."Experimental Studies on Convective HeatTransfer and Pressure Drop Characteristics ofMetal and Metal Oxide Nanofluids UnderTurbulent Flow Regime", Heat TransferEngineering, 2016.Publicat ion

ISSN (cetak) 2620-6331 Prosiding

Documents

Transcript of ISSN (cetak) 2620-6331 Prosiding