Pusat T A B K o b d r v B C t e b d v p p b m r K V C C o a F t a t f o h t r B r r f e k
AN
WALL M
DIDIH
Ainur Rosid Teknologi Rea ANALISIS V BERONGGA KECEPATA operasi suat beberapa Pe dan Fukush reflooding d visual menja Benda uji Contrivance) temperatur tr eksperimen berongga de dalam temp visualisasi pe pengamatan perubahan r berupa kurv memiliki pan relatif kecil. Kata Kunci VISUAL AN CYLINDER CAMERA. T operating a accidents at Fukushima D the reactor c analysis of temperature for the inves object. Meth hollow cylind the water s recorded an Based on th regime chan result of hea film boiling re each radial p keywords: vNALISIS VI
MEAT SILI
H MENGG
di, Kiswantaaktor dan Kese
VISUAL FE A BERDAS N TINGGI. tu reaktor nu embangkit Li hima Dai-ch di teras reak adi salah sa RISCa (Ra ) yang me ransien seca dilakukan m engan berba peratur satur endidihan dil n kamera vid rejim didih fil va didih pad njang yang s : visualisasi, NALYSIS O HOLLOW Thermal ma nuclear rea several Nuc Dai-chi. The core followin reactor sa distribution stigation of t od of quench der with diffe saturation te nd visualizat he observatio nge in the film at flux calcula regime the sa point is relativ visualization,
ISUAL FE
INDER BE
GUNAKAN
a, Joko Prase elamatan Nuk E-mail R Mahasisw ENOMENA P SARKAN K Manajemen uklir, mengin istrik Tenaga hi. Pemaha ktor pasca k atu bagian d adially trans erupakan baara radial dig melalui pend agai variasi
rasi air. Sel ilakukan mela deo kecepata lm, didih tran da semua t sama yang b pendidihan, OF THE B UNDER TH anagement p actor, consid clear Power P understandin ng cooling w afety margi Inquiry Syst transient rad hing experim erent variatio emperature. tion of boilin ons of High m boiling, tran ation in the f ame length s vely low. boiling, holl
ENOMENA
ERONGGA
N KAMER
etio, Edy Sum
klir-BATAN, P l: ainur@bata Riska Khalis wa S1, Fisika ABSTRAK PENDIDIHA KURVA DI n termal me ngat telah te a Nuklir (PLT aman terhad kehilangan a dari analisis sient tempe agian uji eks gunakan seb dinginan que temperatur a lama eksper alui kamera an tinggi den nsisi, dan di titik radial m berarti perbe , silinder bero ABSTRACT BOILING P HE BOILIN plays a fun dering that Plant (NPP) ng of boiling water loss vi ins. The sp tem Contriva dial tempera ments carried ons of initial During the ng is done Speed Vide nsition boilin form boiling so that the te low cylinders
A PENDID
A BERDA
RA KECEP
marno, Ismu PUSPIPTEK S an.go.id sa - UNPAD N PADA W IDIH MENG enjadi peran erjadi bebera TN) seperti d dap fenome air pendingin terkait mar erature dist sperimen da agai obyek y enching sec awal dari 30 rimen data kecepatan ti ngan kecepa idih inti. Has menunjukkan edaan tempe ongga, kame T PHENOMENO NG CURVE damental ro there have as at Three phenomena isually becom pecimens R ance) as an ature distribu d out through temperature experiment through hig eo Camera w g, and core b curves at al emperature h s, high speedDIHAN PA
ASARKAN
PATAN TI
Handoyo, M Serpong, Tang WALL MEA GGUNAKAN penting da apa kasus k di Three Mile ena pendidi n yang dilak rjin keselam tribution Inq alam penelit yang dipanas cara alami p 00 oC sampa temperatur inggi (HSC). atan 500 fps sil perhitunga n bahwa reji eratur dianta era kecepata ON ON W USING HI ole in the in been seve Mile Island u a during post mes a part o Risca (radia experimenta ution is used the natural c of 300 oC to t temperatur gh-speed ca with a speed boiling are o ll radial point have differen d cameraADA
KURVA
INGGI
Mulya Juarsa gerang Selatan T SILINDER N KAMERA alam instalas kecelakaan d e Island unit ihan selam kukan secar matan reaktor quiry system tian distribus skan. Metod pada silinde ai 800 oC k direkam da Berdasarka s terlihat jela an fluks kalo jim didih film ara titik radia an tinggi WALL MEA IGH SPEED nstallation o eral cases o unit 2 and th t-reflooding i of the relate ally transien al test sectio d as a heate cooling of th o 800 oC int re data wa mera (HSC) d of 500 fps observed. Th ts shows tha nces between, 15310 R A si di 2 a ra r. m si de er ke n n s or m al T D of of e in d nt n d e to s ). s, e at n
PENDA spe dala nuklir keselam kasus k Tenaga manajem manage depth m tersebut yang te reaktor Kondisi terjadi p (TMI-2 diakiba penekan kategor kebocor Loss of mengar acciden maka d dilakuk yang pa kalor d kalor d dari pe aspek bejana r LOCA kaitann selama
A
AHULUAN k keselamata am desain dan sehingga matan, mengi kecelakaan di Nuklir (P men keselam ement, therma management[1 t terdapat be erjadi akibat p nuklir hing i gagalnya the pada reaktor d 2) di Pensylva tkan oleh ter n (pressurizer ri kehilanga ran skala kec f Coolant Acc rah pada peris nt, SA)[3]. Ber dalam hal in kan mengena ada akhirnya i celah sempi i celah sempi eningkatan u keselamatan reaktor selama Fenomena sangat pent ya dengan proses rewet an tentu menj n pengoperas diperlukan ingat telah t beberapa Pe PLTN). Tiga matan PLTN al managemen 1]. Terkait de eberapa seken peningkatan t gga di atas ermal manag daya Three M ania USA, M rlepasnya uap r) [2] dan dima an air pen cil ( SB-LOC ident ), denga stiwa kecelaka rdasarkan kas i terdapat ka ai mitigasi k mempelajari it. Penelitian it ini dilakuka unjuk kerja r nya berdasa a dan setelah k pendidihan ting untuk d keselamatan tting pasca Ladi peran uta ian suatu reak n manajem terjadi beber mbangkit Lis a pilar da N adalah c nt dan depend engan tiga as nario kecelak emperatur da kondisi norm ement ini per Mile Island un Maret 1979, y p melalui tabu asukkan keda ndingin den CA, Small Br an kejadian ak aan parah (sev sus yang terj ajian yang pe kecelakan nu laju perpinda laju perpinda an sebagai up reaktor teruta arkan intreg kecelakaan. pada simu dipahami da reaktor nuk OCA yang a Gambar ama ktor men rapa strik lam core d in spek kaan lam mal. rnah nit 2 yang ung lam ngan reak khir vere adi, erlu uklir ahan ahan paya ama gitas ulasi lam klir, akan terk unt pad kur uji dis me pen rad pem did lan pen ma den De pem ter TE did yan dar kal pen Per dip pen did Sed did eks dip 1. Kurva Nu kait dengan p tuk mengetah da wall mea rva didih (bo RISCa ( stribution Inq erupakan be nyelidikan dis dial. Pengama mbentukan re dih film wall ngkah utama ndidihan. Ke ampu memv ngan rentang engan demiki mbentukan ge amati dengan EORI Perpind definisikan se ng terjadi de ri fasa cair me lor pendidiha ndidihan k rpindahan pertimbangkan ndidihan di se dinginkan pad dangkan, re definisikan sperimen pa perlihatkan pa ukiyama[5] performa desai hui perubaha at silinder b oiling curve) (Radially tra quiry system enda uji stribusi tempe atan secara vis
ejim didih in l meat silinde a dalam pe ecepatan fram visualisasikan g visual 500 ian, setiap d elembung sela seksama. dahan ka ebagai mode engan meliba enjadi fasa uap
n terbagi me kolam dan kalor p n sebagai ekitar permuka da media flu ejim pendid oleh Nuki ada pendid ada Gambar 1. in ECCS. Eks an rejim pen erongga berd menggunakan ansient tem m Contrivance eksperimen eratur transien sual untuk men nti, didih tran
er berongga emahaman p me yang ting proses pen 0 gambar pe detail perubah ama pendidiha alor pen el perpindaha atkan perubah p. Proses perp enjadi dua jen pendidihan pendidihan
perpindahan aan obyek pan uida tidak b dihan sendiri iyama berd ihan kolam sperimen ndidihan dasarkan n bagian mperature e) yang sistem n secara ngetahui nsisi dan menjadi peristiwa ggi akan ndidihan er detik. han dan an dapat ndidihan an kalor han fasa pindahan nis yaitu n alir. kolam n kalor nas yang bergerak. i telah dasarkan m yang
fluks k panas m arah di (boiling berdasa lanjut) permuk saturasi kurva d
h
T
kalor [W wall sup dinyatam
q
dengan, rejim. T of boil (ONB), pada p puncak disebut (DNB), flux. T paling Bentuk kur kalor yang d menuju pendin inding yang g curve). Perb arkan temper yaitu per kaan dinding i (Tsat). Koef didih dinyataka
w satq
T
T
dengan h a W/m2K], q’’ a [K perheat[4]. Sedangkan kan dengan : ( ) ss p ssm c
dT
A
dt
, Terdapat tig Titik pertama ling (IB) ata , dimana gele ermukaan pa dari kurva sebagai dep , the critical h itik transisi t bawah dari r rva pendidiha dipindahkan nginan versus dikenal seba bedaan rejim ratur wall su rbedaan ant (Tw) dan te fisien perpind an sebagai: adalah koefis adalah fluks k K atau oC] ad nilai fluks a titik transisi (A) disebut se au onset of embung perta anas. Titik ke di bagian k parture from heat flux (CH terakhir (D) t rejim didih f an menunjuk dari permuk s panas lanjut agai kurva di m diklasifikasi uperheat (pa tara tempera emperatur cai dahan kalor p sien perpinda kalor [W/m2], dalah tempera s kalor da Gambar 2 i di antara em ebagai incipie nucleate boil ama kali tam edua (C) ada kurva didih i nucleate boil HF), or peak h terletak dibag film dan disekkan kaan t ke idih ikan anas atur iran pada (1) ahan dan atur apat (2) ss m me 1. 2. 3. 4. 2. Kurva didih mpat ence ling mpak alah inti, ling heat gian ebut seb Le TA Pe nam dis me dis s ss silinderV
Rejim pe enjadi beberap Konveksi b bebas satu fa saturasi tanp Didih inti, r fasa dimana dan meningg Didih transi terjadi diten rejim didih parsial. Pen menjadi dua kontak diant benda yaitu kontak perm transisi inti y benda deng diperlihatkan Didih film, suatu lapisa antara permu h transisi[6] bagai titik mi idenfrost poin ATA KERJA eralatan Eks Objek p ma ”RISCa” stribution Inq erupakan alat stribusi temper
2 2
4 ss D Do i
erpindahan ka pa rejim yaitu: ebas, dicirika asa dari permu a adanya pem rejim ini merugelembung m galkan permuk
isi, rejim ini ngah-tengah a film, juga d njelasan did a keadaan dili
tara muka air, u didih trans mukaan benda yang merupak gan air[6]. n pada Gamba rejim ini di an uap stabil ukaan panas d inimum film nt[7]. sperimen penelitian ya (Radially tr quiry System uji eksperim ratur transien
L untuk A alor dapat di : an dengan k ukaan panas k mbentukan gele upakan konve mulai muncul, kaan panas. i adalah reji antara didih disebut sebag dih transisihat dari ada t , uap, dan per sisi film (tid dengan air) d kan kontak per Mekanisme ar 2. icirikan oleh l yang terbe dan cairan. boiling (MF ang digunakan ransient temp m Contrivance men dalam pe secara radial. o D L
ibedakan konveksi ke cairan embung. eksi dua tumbuh, m yang inti dan ai didih terbagi tidaknya rmukaan dak ada dan didih rmukaan tersebut adanya entuk di FB) atau n diberi perature e) yang enelitianGambar eksperim Gambar Gambar terdiri d Heater (flanges pencelu glass), (HSC). dan po dipasan r 3 menu men RISCa r 3. Peralatan r 4. Posisi 8 te dalam ska Komponen dari, silinder p HeaTiNG-0 s, fire brick upan berisi air
termokopel, Gambar 4 m osisi penempa ng secara radi unjukkan se eksperimen R ermokopel pa ala milimeter utama Bagi panas (Stainle 1, dudukan dan tiang pe r bertemperatu DAS, High menguraikan atan 8 titik t
ial pada silin
et-up perala
RISCa
ada silinder pa
ian Uji RIS ess Steel SS3 silinder pa eyangga), me ur saturasi (py Speed Cam geometri uku termokopel y nder. Jarak ra atan anas SCa 16), anas edia yrex mera uran yang dial tiap term bag term dit Tab No. J ra Po Pr dah cyl sec yan aka Sed terb keg Ga HA sel me tem Pen ber pen tuju kec yan per ren pen dia me p termokope mokopel dila gian luar se mokopel d ampilkan pad bel 1. Posis penom .Termok opel TC1 Jarak adial, r [mm] 25 sisi jari-jari DALAM osedur Eks Eksperi hulu dengan m linder) denga cara bertahap, ng diinginkan an meluruh dangkan, pela bagi dalam giatannya (lih ambar 5. Diag ASIL DAN P Fenome lama eksper enggunakan k mperatur awal ngambilan gam rinteraksi d ncelupan), ka uan keselama celakaan terut ng sebenarny rmukaan ben ntang waktu 0 ndingin adalah anggap menca endidih sege el adalah 2 akukan dari b cara radial. dan penom da Tabel 1. si radial term moran (TC) TC 2 TC3 TC4 27 29 31 perimen men dilakuk memanaskan s an cara men , kemudian ke n tercapai, da tanpa ada aksanaan eksp tahapan hat Gambar 5). gram tahapan EMBAHASA ena pendidiha rimen divis kamera kecep l 300oC, 400o mbar difokusk dengan bat arena hal ini atan reaktor nu
tama pada pem ya terjadi anta
nda uji. Gam 0 detik sampa h air saturasi apai 100 oC y era dicelupk 2 mm. Pen bagian dalam Detail posis moran term mokopel berd C TC 5 TC6 T 1 33 35 kan dengan silinder panas naikkan daya etika tempera aya dimatikan anya inputan perimen secar berdasarkan . n eksperimen R AN an kolam yang sualisasikan patan tinggi oC, 600oC dan
kan pada saat tang panas
sangat pentin uklir pada saa mahaman me ara muka air mbar direkam ai dengan 6 de dimana dalam yaitu sesaat se kannya bend nomeran menuju si radial mokopel dasarkan TC 7 TC8 37 39 LUA R terlebih s (heated a heater tur awal n. Panas n daya. ra umum urutan RISCa g terjadi dengan dengan n 800oC. awal air (saat ng untuk at terjadi kanisme dengan m pada etik. Air m hal ini telah air da uji.
pendidi pencelu batang akibat m setelah lapisan seluruh terjadi s mengak bersentu terjadi p lapisan tempera kehadir tempera pending terbasah Sebagai pendidi keseluru tempera Gambar rejim p pencelu video H fps ter lapisan permuk pada t = lapisan didih tr = 1,11 d Ti = T Gambar 6. ihan kolam upan. Pada tem
panas masih masih tingginy
pencelupan k uap yang m permukaan saat didih film kibatkan perm
uhan dengan perpindahan k
uap. Lapisan atur awal pen ran uap yang
atur yang s gin. Kondisi hinya permuk i visualisasi m ihan masih uhan karen atur terhadap w r 6. Awal temperatu Gambar 7. pendidihan u upan t = 0,3 d High Speed C rbentuk rejim uap stabil kaan panas be = 0,4 masih t uap sudah tid ransisi film be detik. = 400 oC Ti= 800oC menggamba yang terja mperatur awa h berwarna m ya temperatur ke dalam air s menyelimuti batang pana m. Adanya seli mukaan batan n muka uap, kalor secara k n uap mulai ti ncelupan adala g terbentuk sama dengan saat itu belu kaan batang mekanisme pe belum te na melibatk waktu. pencelupan ur awal untuk memperlihat untuk Ti=300 detik berdasar Camera denga didih film ya yang terbe enda uji RIS terbentuk rejim
dak stabil rejm egitu juga yan
Ti Ti arkan fenom adi saat a al 800 oC tam menyala (mer r dimana seket saturasi terben (Vapor blank as. Selimut imut uap terse ng panas ha
hal ini ber konveksi terha idak stabil ket ah 300 oC kar mulai menca n temperatur um ada indik panas oleh erpindahan ka erwakili sec kan peruba untuk berag k detik ke 1 tkan mekanis oC. Pada a rkan pengama an kecepatan aitu adanya su entuk di ant SCa dan cair m didih film t m ini dinama ng terlihat pad = 300 oC = 600oC mena awal mpak rah) tika ntuk ket) uap ebut anya rarti adap tika rena apai air kasi air. alor cara ahan gam sme awal atan 500 uatu tara ran, tapi akan da t Ga tran ant lap gel rej tum que kal kor unt kal flu Ga tem dip me dan terb yan did me dan set ambar 7. Me Ti=3 Pada t = nsisi yaitu re tara didih in pisan uap yang
lembung keci im didih int mbuh, dan me Data enching digu lor mengguna relasi Bromle tuk rejim did lor berupa ku uks kalor dan ambar 8 untuk Gambar mperatur awa perlihatkan enunjukkan re n kondisi bentuknya re ng panjang. K dih film yang emiliki nilai y
n menjelaska tiap titik radia
t = 2,62 de t = 1,11 de t = 0,3 deti ekanisme reji 300 oC = 1,61 detik ejim yang terj nti dan rejim g stabil mulai il, pada t = 2 ti dimana ter ninggalkan pe transien t unakan untuk akan persama ey digunakan
dih film. Has urva didih y wall superhe k temperatur aw r 8 menunjukk al 800 oC, pada hasil ejim didih film
tersebut d ejim didih fil Keadaan yang m
g ditunjukkan yang sama unt an bahwa p l relative keci etik etik ik m pendidihan terbentuk reji jadi di tengah m didih film, muncul gelem 2, 62 mulai te rlihat mulai ermukaan pan temperatur k menghitun an (2) dan ke sebagai pem sil perhitunga yang memban eat ditunjukk wal 800 oC.
kan kurva did seperti yan visualisasi m berlangsun ditunjukkan lm pada kurv menarik adala n dengan pan
tuk semua titi erubahan tem il. t = 4,02 de t = 1,61 deti t = 0,4 detik n untuk im didih h-tengah daerah mbung – erbentuk muncul, nas. selama ng fluks emudian mbanding an fluks ndingkan kan pada dih untuk ng telah i yang ng lama, dengan va didih ah, rejim njang L ik radial mperatur tik ik k
KESIM 1. Peru tran bero peng kece 2. Pad term mem radi setia UCAPA team te Tugas Bogor, G MPULAN ubahan rejim nsisi dan didih ongga t gamatan vide epatan 500 fps a gambar mokople pada miliki panjang ial sehingga ap titik radial AN TERIMA Ucapan terim ermohidraulik akhir dari Fa Mahasiswa Gambar 8. Kur pendidihan d h inti pada w terlihat jela o High Speed s . kurva didih a benda uji, r g yang sama u perubahan t tidak begitu b A KASIH makasih kepad ka BOFa-PTR akultas Tekn Tugas akhi
rva didih pros
didih film, di wall meat silin as berdasar d Camera den h semua t rejim didih f untuk semua t emperatur set besar. da rekan-rekan RKN, Mahasis ik Mesin UI ir dari Faku ses quenching idih nder rkan ngan titik film titik tiap n di swa IKA ultas MI Tu Ma ekp DA 1. 2. pada tempera IPA Fisika U ugas akhir dar aster UGM ata perimen. AFTAR PUS Mulya Juars an Annulu Temperature Test Section on Nuclear Bandung. Mulya Juars Transfer Ph LOCA and of Indonesia Vol.IX, No.2 atur awal 800o UNPAD Band ri Fakultas Te as kerja kerasn TAKA a et al., Anal us Narrow e Variations n. Proceeding Technology sa et al., Stu henomena bas Severe Accid a Nuclear Tech 2, August 200 oC dung dan Ma eknik Mesin P nya dalam me lysis on Heat Gap with using HeaT of National and Scienc udy on Boilin se on The E dent. National hnology and 9. ahasiswa Program elakukan Flux in Initial TiNG-01 Seminar e 2009, ng Heat Event of Journal Science,
3. Mer The The Tran Lear 4. Juar Para Kec 200 5. Kre 199 ceta 6. Ozis seco Inc. rle C, Potter ermal Scien ermodynamics nsfer. United rning, Inc. rsa M. Simula ah Pada Pem celakaan, J T 7; 10(1):58-65 ith, Frank da 7. Prinsip-P akan keempat. sik, M. Nec ond edition. S and Elaine ces, An I s, Fluid Mech States of Am asi Eksperime mahaman As Tek Pengolah 5. an penerjemah Prinsip Perp Jakarta: Erlan cati.1993. H ingapore: Joh P, Scott. 20 Introduction hanics, and H merica: Thom ental Kecelak pek Manajem an Limbah. h Prijono, Ar indahan Pan ngga. eat Conducti hn Wiley & So 004. to Heat mson kaan men Juli rko. nas. ion, ons, 7. TA Pr A David P, D 1981. Funda States of Am ANYA JAWA ajitno Apakah pera rakitan sendir Ainur Rosid Peralatan dari desain thermohidr De Witt And amental of H merica : John W AB alatan eksper ri atau beli jad di eksperimen R n dan pemb rolika PTRKN Frank P, In Heat Transfer. Wiley & Sons
rimen RISCA di ? RISCA dibua buatannya ole N. ncropera. . United , Inc. A hasil at mulai eh team
