SIMULASI NUMERIK PROSES PELELEHAN PARAFFIN WAX PADA UNIT PENYIMPAN ENERGI TERMAL TIPE PIPA GANDA KONSENTRIK
Abstract: Phase change
material (PCM) dikenal memiliki densitas energi yang lebih tinggi dibandingkan
dengan material penyimpan kalor sensibel. Oleh karena itu, PCM menarik
diaplikasikan pada pemanas air tenaga surya (PATS) yang umumnya menggunakan air
sebagai penyimpan energi termal. Penelitian terakhir untuk sistem PATS
thermosyphon belum dapat mengidentifikasi perilaku termal PCM pada arah radial
dan aksial. Selain itu, tidak diketahui temperatur PCM saat terjadi pelelehan
karena sumber kalornya berfluktuasi. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki
perilaku termal proses pelelehan paraffin wax secara numerik di dalam pipa
ganda konsentrik dengan sumber kalor yang konstan. Simulasi numerik dilakukan
pada penyimpanan energi termal berbentuk pipa ganda konsentrik. Paraffin wax
dimasukkan pada pipa bagian dalam sedangkan air sebagai heat transfer fluid
(HTF) dialirkan di bagian annulus. Termokopel dipasang di beberapa tempat baik
sisi HTF maupun sisi PCM. Software yang dipakai adalah ANSYS FLUENT 17. Proses
simulasi dilakukan dengan membuat meshing, menginput persamaan dan kondisi
batasnya, setting penghitungan jumlah iterasi serta batas konvergensi dan
dilanjutkan dengan pengambilan data temperatur selama proses charging. Simulasi
menggunakan variasi temperatur HTF input dan laju aliran massanya. Hasil
simulasi menunjukkan bahwa proses pelelehan PCM tidak terjadi secara isotermal.
Transfer kalor ke PCM saat awal charging terjadi secara konduksi dan
berlangsung cepat yang diakibatkan oleh besarnya gradien temperatur di arah
radial pada fasa padat. Pembentukan fraksi cairan di sepanjang sisi luar PCM
terjadi sejak awal proses charging. Bilangan Stefan mempunyai pengaruh yang
besar terhadap proses pelelehan PCM.
Penulis: Suhanan, Muhammad
Nadjib, Pathur Razi Ansyah, Fajar Anggara
Kode Jurnal: jptmesindd170082