Optimisasi Transfer Panas Radial pada Tabung Vakum Termal Surya untuk Mencapai Suhu Tertinggi Fluida Kerja

Maharani, Dhias Ajeng (2025) Optimisasi Transfer Panas Radial pada Tabung Vakum Termal Surya untuk Mencapai Suhu Tertinggi Fluida Kerja. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5009201041-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan perpindahan panas radial pada tabung vakum termal surya guna meningkatkan suhu maksimum fluida kerja dan efisiensi sistem pemanas air. Model simulasi dikembangkan menggunakan pendekatan jaringan resistansi termal dalam perangkat lunak MATLAB, dengan memperhitungkan parameter seperti jari-jari foil, panjang tabung, kecepatan aliran, jenis fluida kerja, serta intensitas radiasi matahari. Validasi model dilakukan menggunakan data eksperimen suhu dan intensitas radiasi matahari secara real-time. Hasil menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan fluida dan jari-jari foil dapat meningkatkan energi yang terserap, meskipun kecepatan yang terlalu tinggi menurunkan suhu keluaran karena waktu kontak panas yang singkat. Air terbukti sebagai fluida kerja paling efisien, dengan efisiensi termal mencapai 88,3%. Efisiensi aktual yang diperoleh dari pengujian berkisar antara 70–85%, menunjukkan kesesuaian antara model simulasi dan kondisi nyata. Penelitian ini menunjukkan bahwa pendekatan optimasi berbasis model termal efektif digunakan sebagai alat bantu dalam desain sistem pemanas air surya yang hemat energi dan sesuai dengan kondisi tropis di Indonesia.

============================================================

This research aims to optimize radial heat transfer in a solar thermal vacuum tube to increase the maximum working fluid temperature and overall system efficiency. A simulation model was developed using a thermal resistance network approach in MATLAB, considering parameters such as foil radius, tube length, fluid velocity, fluid type, and solar radiation intensity. The model was validated using real-time experimental data on temperature and solar irradiance. The results indicate that increasing the fluid velocity and foil radius enhances absorbed energy; however, excessively high fluid velocity reduces outlet temperature due to reduced heat contact time. Water was found to be the most efficient working fluid, achieving a thermal efficiency of up to 88.3%. Experimental efficiency ranged from 70–85%, demonstrating strong agreement between the simulation and real conditions. This study confirms that a thermal model-based optimization approach is effective as a design tool for developing energy-efficient solar water heating systems suited to tropical climates like Indonesia.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Tabung Vakum Surya, Perpindahan Panas Radial, Efisiensi Termal, Fluida Kerja, Simulasi Numerik, Solar Vacuum Tube, Radial Heat Transfer, Thermal Efficiency, Working Fluid, Numerical Simulation.
Subjects:	Q Science Q Science > QC Physics > QC 611.97.T46 Temperature effects. Including transition temperature
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Physics Engineering > 30201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Dhias Ajeng Maharani
Date Deposited:	04 Aug 2025 03:30
Last Modified:	04 Aug 2025 03:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/126165

Actions (login required)

View Item