Model dan Algoritma Perhitungan Kecepatan Aliran Fluida Konveksi Alamiah pada Plat Rata Vertikal Reaktor Triga 2000

Abstract

Abstract. The heat transfer problem occurs in the nuclear reactor between the cooling fluid and heating surface is important to maintain the safety of the reactor. The cooling process happened from natural convection and can be studied by the size of the fluid’s boundary layer, where the temperature changes occur and changing the fluid properties, so that the fluid flow and velocity also changed. To determine the fluid flow velocity, a mathematical model is developed using momentum equation, energy equation and continuity equation. The model then implemented into algorithm using MATLAB programming language. From the results, it can be seen that the velocity gets higher in proportion with the height of the observation position, up to a point where the flow changed into turbulence pattern.

Keywords: natural convection, flow velocity, algorithm, MATLAB.

Abstrak. Masalah perpindahan panas antara fluida pendingin dengan bidang permukaan pemanas merupakan hal yang penting untuk menjaga keselamatan reaktor nuklir. Pendinginan merupakan salah satu syarat mutlak di dalam operasi suatu sistem pembangkit daya. Hal ini disebabkan karena sistem pembangkit daya akan menghasilkan energi dalam bentuk panas. Pendingin dalam reaktor nuklir terjadi secara konveksi alamiah. Untuk mengetahui kerja pendinginannya dapat dilakukan dengan melihat lapisan batasnya, tempat perubahan temperatur terjadi dan mengakibatkan sifat fluida berubah, sehingga gerakan aliran fluida atau kecepatan aliran juga berubah. Untuk mengetahui kecepatan aliran fluida konveksi alamiah pada plat rata vertikal diperlukan sebuah model yang melibatkan persamaan momentum, persamaan energi dan persamaan kontinuitas. Kemudian model tersebut dapat diimplementasikan dalam bentuk algoritma dan diterapkan menggunakan bahasa pemrograman MATLAB. Dari hasil yang diperoleh bisa dilihat nilai kecepatan aliran semakin tinggi saat posisi penelitian semakin tinggi yang sesuai dengan sifat aliran fluida itu sendiri yaitu aliran fluida dalam plat tersebut mulai membesar sampai suatu titik tempat mulai terjadi aliran turbulen.

Kata Kunci: konveksi alamiah, kecepatan aliran, algoritma, MATLAB.