## KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI ALAMIAH ALIRAN
NANOFLUIDA AL 2 O 3 -AIR DI DALAM PIPA ANULUS VERTIKAL
Reinaldy Nazar Pusat Sains dan Teknologi Nuklir Terapan - BATAN E-mail: reinaldynazar@batan.go.id Diterima editor: 18 Desember 2015 Direvisi editor: 26 Januari 2016 Disetujui untuk publikasi: 1 Februari 2016

## ABSTRAK
KARAKTERISTIK  PERPINDAHAN  PANAS  KONVEKSI  ALAMIAH  ALIRAN  NANOFLUIDA AL 2 O 3 -AIR  DI  DALAM  PIPA  ANULUS  VERTIKAL .  Hasil  beberapa  penelitian  menunjukkan  bahwa nanofluida  memiliki  karakteristik  termal  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  fluida  konvensional  (air). Berkaitan dengan hal tersebut, saat ini sedang berkembang pemikiran untuk menggunakan nanofluida sebagai fluida perpindahan panas alternatif pada sistem pendingin reaktor. Sementara itu, konveksi alamiah di dalam pipa  anulus  vertikal  merupakan  salah  satu  mekanisme  perpindahan  panas  yang  penting  dan  banyak ditemukan pada reaktor riset TRIGA, reaktor daya generasi baru dan alat konversi energi lainnya. Namun di sisi  lain  karakteristik  perpindahan  panas  nanofluida  di  dalam  pipa  anulus  vertikal  belum  banyak  diketahui. Oleh  karena  itu  penting  dilakukan  secara  berkesinambungan  penelitian-penelitian  untuk  menganalisis perpindahan  panas  nanofluida  di  dalam  pipa  anulus  vertikal.  Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan  analisis numerik  menggunakan  program  computer CFD ( computational  of  fluids  dynamic )  terhadap  karakteristik perpindahan  panas  konveksi  alamiah  aliran  nanofluida  Al 2 O 3 -air  konsentrasi  2%  volume  di  dalam  pipa anulus  vertikal.  Hasil  kajian  ini  menunjukkan  terjadi  peningkatan  kinerja  perpindahan  panas  (bilangan Nuselt - N U ) sebesar 20,5% - 35%. Pada moda konveksi alamiah dengan bilangan 2,471e +09 ≤ R a ≤ 1,955e +13 diperoleh  korelasi  empirik  untuk  air 179 , 0 065 , 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U dan  korelasi  empirik  untuk  nanofluida  Al 2 O 3 -air 115 , 0 869 , 14 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U .
Kata kunci: Nanofluida Al 2 O 3 -air, konveksi alamiah, pipa anulus vertikal

## ABSTRACT
THE  CHARACTERISTICS  OF  NATURAL  CONVECTION  HEAT  TRANSFER  OF  AL 2 O 3 –WATER NANOFLUID  FLOW  IN  A  VERTICAL  ANNULUS  PIPE . Results of several researches have shown that nanofluids have better thermal characteristics than conventional fluid (water). In this regard, ideas for using nanofluids  as  an  alternative  heat  transfer  fluid  in  the  reactor  coolant  system  have  been  well  developed. Meanwhile  the  natural  convection  in  a  vertical  annulus  pipe  is  one  of  the  important  mechanisms  of  heat transfer  and  is  found  at  the  TRIGA  research  reactor,  the  new  generation  nuclear  power  plants  and  other energy  conversion  devices.  On  the  other  hand,  the  heat  transfer  characteristics  of  nanofluids  in  a  vertical annulus pipe has not been known. Therefore, it is important to do research continuously to analyze the heat transfer  nanofluids  in  a  vertical  annulus  pipe.  This  study  has  carried  out  numerical  analysis  by  using computer code of CFD (computational of fluids dynamic) on natural convection heat transfer characteristics of nanofluids flow of Al 2 O 3 -water 2% volume in the vertical annulus pipe. The results showed an increase in heat  transfer  performance  (Nusselt  numbers  -  N U )  by  20.5%  -  35%.  In  natural  convection  mode  with Rayleigh  numbers  2.471e +09 ≤ R a ≤ 1.955e +13 obtained  empirical  correlations  for  water  is 179 . 0 065 . 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U and empirical correlations for Al 2 O 3 -water nanofluids is
115 . 0 869 . 14 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U .
Keywords: Al 2 O 3 -water nanofluids, natural convection, vertical annulus pipe

## PENDAHULUAN
Salah  satu  aspek  yang  penting  dalam  keselamatan  reaktor  nuklir  adalah  kemampuan  fluida pendingin  dalam  mengambil  panas  dari  sumber  panas,  baik  yang  berasal  bidang  permukaan  bahan bakar  yang  ada  di  teras  reaktor  maupun  bidang  permukaan  panas  yang  terdapat  pada  alat  penukar panas.  Kemampuan  tersebut  harus  tetap  dijaga  untuk  mempertahankan  integritas  bidang-bidang permukaan sumber panas itu sendiri. Oleh karena itu pengetahuan tentang koefisien perpindahan panas antara  fluida  pendingin  dengan  bidang  permukaan  pemanas  merupakan  hal  yang  penting  dalam keselamatan reaktor nuklir.
Sementara  itu  berbagai  upaya  telah  dilakukan  para  peneliti  untuk  meningkatkan  kinerja perpindahan panas di dalam sistem reaktor, diantaranya menggunakan fluida pendingin alternatif yang memiliki karakteristik termal dan koefisien perpindahan panas yang lebih baik dibandingkan terhadap fluida  pendingin  konvensional  (air),  misalnya  nanofluida.  Saat  ini  sedang  berkembang  pemikiran tentang  penggunaan  nanofluida  sebagai  fluida  pendingin  alternatif  selain  air.  Buongiorno  [1] melaporkan  bahwa  beberapa  nanofluida  diantaranya  nanofluida  Al 2 O 3 -air  dapat  meningkatkan  batas CHF  ( critical  heat  flux )  dan  meningkatkan  perpindahan  panas  pada  proses quenching bahan  bakar ketika terjadi LOCA ( loss of coolant accident ) di teras reaktor. Nanofluida Al 2 O 3 -air cukup prospektif untuk dijadikan fluida pendingin reaktor sebagai fluida pendingin  alternatif  karena  konduktivitas  termal  nanofluida  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan konduktivitas  termal  fluida  pendingin  konvensional  (air).  Hasil  penelitian  Chandrasekar  dkk.  [2] menggunakan  nanofluida  Al 2 O 3 -air  dengan  konsentrasi  3%  menunjukkan  konduktivitas  termal mengalami  peningkatan  sebesar  9,7%.  Pernyataan  ini  diperkuat  oleh  hasil  penelitian  Karna  dkk  [3] yang  menunjukkan  bahwa  penambahan  partikel  nano  pada  fluida  kerja  akan  meningkatkan  nilai bilangan Nusselt lokal  dan  koefisien  perpindahan  kalor,  hal  ini  juga  diperkuat  oleh  hasil  penelitian Irawan dkk [4].
Liu  [5]  melakukan  penelitian  mengenai  karakteristik  perpindahan  kalor  nanofluida  Al 2 O 3 -air pada  saluran  mini  di  bawah  kondisi  fluks  kalor  konstan.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa koefisien  perpindahan  kalor  dan  bilangan Nusselt nanofluida  lebih  tinggi  dari  fluida  dasarnya  dan meningkat  seiring  dengan  meningkatnya  bilangan Reynolds dan  laju  aliran.  Penggunaan  nanofluida sebagai  fluida  kerja  transfer  kalor  sangat  menjanjikan  karena  hasil  penelitian  menunjukkan peningkatan koefisien perpindahan kalor yang tinggi. Bozorgan [6] menunjukkan kenaikan koefisien perpindahan panas total 3% nanofluida Al 2 O 3 -air sekitar 4,1 %  terhadap fluida dasar. Begitu juga hasil penelitian  Ashutosh  dkk  [7]  menunjukkan  partikel  Al 2 O 3 di  dalam  fluida  kerja  methanol  dan  etanol menaikkan laju perpindahan panas dengan perbedaan temperatur minimum.
Penelitian-penelitian  terhadap  penerapan  nanofluida  Al 2 O 3 -air  pada  sistem  pendingin  reaktor nuklir sebagai bagian dari kajian keselamatan reaktor, diantaranya dapat dilakukan melalui beberapa model  pendekatan  terhadap  model  aliran  pendingin  pada  berkas  bahan  bakar  reaktor,  diantaranya model aliran di dalam subkanal segitiga, subkanal segiempat, pipa anulus, silinder atau pipa, dan aliran antara  dua  pelat.  Terdapat  beberapa  hasil  penelitian  aliran  nanofluida  Al 2 O 3 -air  di  dalam  berkas pemanas model bahan bakar reaktor, diantaranya Zamzamian dkk [8] melakukan penelitian pengaruh nanofluida Al 2 O 3 -air terhadap koefisien perpindahan panas konveksi paksa pada aliran antara dua pelat sebagai  model  aliran  pada  berkas  bahan  bakar  reaktor.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  kenaikan koefisien  perpindahan  panas  konveksi  2  –  50%.  Sankar  dkk  [9]  telah  melakukan  eksperimen perpindahan  panas  konveksi  alamiah  aliran  di  dalam  anulus  vertikal,  sedangkan  Kamajaya  dkk  [10] telah melakukan eksperimen perpindahan panas konveksi alamiah aliran nanofluida Al 2 O 3 -air di dalam sub-buluh vertikal. Hasil penelitian-penelitian ini memperlihatkan bentuk-bentuk persamaan korelasi numerik perpindahan panas konveksi alamiah aliran nanofluida di dalam subkanal vertikal.
Berkaitan dengan pengembangan keselamatan reaktor dan prospek nanofluida Al 2 O 3 -air sebagai fluida  pendingin  reaktor,  pada  penelitian  ini  dilakukan  penentuan  korelasi  empirik  koefisien perpindahan panas aliran nanofluida Al 2 O 3 -air di dalam pipa anulus vertikal. Model aliran ini dipilih untuk melengkapi kajian-kajian aliran nanofluida Al 2 O 3 -air di dalam berkas pipa model bahan bakar reaktor guna mendukung kajiaan-kajian keselamatan reaktor, dimana sebelumnya Kamajaya dkk [10] telah melakukan eksperimen perpindahan panas konveksi alamiah aliran nanofluida Al 2 O 3 -air di dalam sub-buluh vertikal.
Metoda  yang  dilakukan  dalam  peneltian  ini  menggunakan  paket  program  computer  CFD ( Computational  of  Fluid  Dynamic ).  CFD code merupakan  paket  program  computer  yang  paling lengkap untuk melakukan analisis termohidrolik saat ini. Nazififard [11] telah menggunakan code ini pada  analisis  aliran  nanofluida  Al 2 O 3 -air  di  dalam  sub-buluh  tunggal.  Sedangkan  moda  perpindahan panas  yang  dikaji  adalah  perpindahan  panas  konveksi  alamiah  satu  fasa,  dimana  moda  perpindahan panas  ini  dijumpai  aplikasinya  pada  teknologi  reaktor  TRIGA  dan  alat-alat  konversi  energi  yang sejenis lainnya.

## METODOLOGI PERHITUNGAN

## Model Pipa Anulus
Menggunakan program komputer CFD dibuat model pipa anulus yang ditinjau dalam penelitian ini. Untuk menyamakan dengan kondisi eksperimen perpindahan panas aliran nanofluida Al 2 O 3 -air di dalam pipa anulus vertikal yang dapat dilakukan, maka pada penelitian ini dibuat model pipa anulus panjang 1 m, diameter pipa bagian luar 3,80 cm, dan diameter pipa bagian dalam 1,90 cm.

## Gambar 1. Geometri, nodalisasi pipa anulus yang dikaji, dan penampang pipa anulus (arah vertikal dinyatakan dengan penempatan gaya gravitasi pada sumbu x)
Nodalisasi  terhadap  model  pipa  anulus  dibuat  berupa  896.640  sel  tipe  heksahedral,  dengan ukuran yang lebih kecil di pinggir dinding dan jarak dalam arah vertikal (arah panjang pipa) dibuat seragam.  Sedangkan  jumlah  iterasi  yang  dibutuhkan  untuk  mencapai  konvergen,  tidak  sama  untuk setiap syarat batas fluks panas permukaan dinding pipa dalam anulus yang digunakan dan jenis fluida yang digunakan (nanofluida Al 2 O 3 -air atau fluida dasar). Adapun geometri dan nodalisasi pada pipa anulus yang terbentuk ditampilkan pada Gambar 1.
Berkaitan  dengan  eksperimen  yang  dapat  dilakukan,  dimana  daya  panas  pada  dinding  pipa sebelah dalam yang digunakan adalah 250 W, 500 W, 750 W, dan 1000 W, maka hal yang sama juga diterapkan pada analisis ini, serta dianggap uniform di seluruh permukaan dinding pipa dalam anulus. Adapun kondisi batas termal yang digunakan dalam model pipa anulus ini adalah memberikan nilai fluks  panas  (watt/m 2 )  yang  seragam  pada  permukaan  pipa  dalam  anulus  berdasarkan  variasi  daya panas yang digunakan. Pada kasus konveksi alamiah, pada masukan ( inlet ) dan keluaran ( outlet ) pipa anulus diterapkan syarat batas tekanan yang diketahui.
Mengingat  nanofluida  Al 2 O 3 -air  pada  konsentrasi  tinggi  akan  mudah  menimbulkan  korosi dengan  material  sekitarnya,  sehingga  pada  penelitian  ini  digunakan  nanofluida  Al 2 O 3 -air  dengan konsentrasi  2%  volume.  Sebagai  data  pembanding,  selain  menggunakan  nanofluida  Al 2 O 3 -air penelitian ini juga menggunakan fluida konvensional (air).
Adapun  input  CFD  yang  diberikan  untuk  parameter  termofisika  nanofluida  Al 2 O 3 -air konsentrasi 2% volume, ditentukan berdasarkan persamaan matematika berikut [11, 12],
( ) p bf nf ρ ϕ ρ ϕ ρ . 1 + − =
(1)
( ) ( ) ( ) ( ) p p bf p nf p C C C . . 1 . ρ ϕ ρ ϕ ρ + − = (2) ( ) bf nf µ ϕ ϕ µ 1 3 , 7 23 1 2 + + = (3) ( ) bf nf k k 1 72 , 2 97 , 4 2 + + = ϕ ϕ (4)
dengan nanofluida nf = , ) ( air dasar fluida bf = , partikel p = , partikel volume i konsentras = ϕ

## Penentuan Korelasi Empiris
Untuk  mendapatkan  persamaan  korelasi  empiris  koefisien  perpindahan  panas  konveksi  bebas aliran  nanofluida  Al 2 O 3 -air  di  dalam  pipa  anulus  vertikal,  penelitian  diawali  dengan  menentukan semua parameter yang mempengaruhi harga koefisien perpindahan panas konveksi alamiah tersebut. Kemudian  dengan  melalui  analisis  dimensional,  parameter-parameter  tersebut  dikelompokkan  ke dalam bilangan tak berdimensi. Bentuk umum persamaan korelasi koefisien perpindahan panas lokal untuk  konveksi  alamiah  pada  fluks  panas  tetap  diantaranya  dapat  dinyatakan  sebagai  persamaan  di bawah ini [10].
m H a U x D R C N X L ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = . .
(5)
( ) b s H U T T k D q N − = . " (6)
υ ρβ 2 4 '' k D q c g R H p a = (7)
dengan N U adalah bilangan Nusselt , R a adalah bilangan Rayleigh , x adalah posisi titik yang dihitung pada arah tinggi pipa anulus, D H adalah diameter basah pipa anulus, C dan m konstanta empirik, q” adalah  fluks  panas, k adalah  konduktifitas  fluida, T s adalah  suhu  permukaan  dinding  silinder  dalam anulus, T b adalah suhu curah fluida, g adalah gravitasi, ⍴ adalah rapat massa fluida, β adalah koefisien ekspansi, c p adalah kapasitas panas, dan υ adalah viskositas kinematik.
Untuk  mendapatkan  korelasi  empiris  koefisien  perpindahan  panas  konveksi  alamiah  yang dimaksud  dilakukan  dengan  mencari  nilai C ,  dan m yang  dinyatakan  pada  Persamaan  (5).  Hal  ini dilakukan dengan langkah-langkah berikut:
a) Ruas  kanan  dan  kiri  Persamaaan  (5)  dilogaritmakan  sehingga  menjadi  bentuk  persamaan  linier berikut:
( ) C Log x D R Log m N Log H a U X L + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = . (8)
b) Menggunakan data-data hasil penelitian yang diperoleh, kemudian dibuat grafik hubungan antara
( ) L U N Log dengan ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ x D R Log H a X . c) Melalui regeresi linier terhadap grafik hubungan antara ( ) L U N Log dengan ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ x D R Log H a X diperoleh harga C dan m berdasarkan persamaan (6).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data-data keluaran paket program computer CFD berupa temperatur permukaan pemanas dan temperatur  nanofluida  Al 2 O 3 -air  dan  air  yang  diperoleh,  digunakan  untuk  menghitung N u dan R a melalui Persamaan (6) dan Persamaan (7).
Berdasarkan  Gambar  2  dapat  dilihat  perbandingan  kemampuan  perpindahan  panas  konveksi alamiah  satu  fasa  nanofluida  Al 2 O 3 -air  konsentrasi  2%  volume  dengan  fluida  konvensional  (air). Terlihat  bahwa  nanofluida  Al 2 O 3 -air  memiliki  kinerja  perpindahan  panas  yang  lebih  baik  jika
dibandingkan dengan fluida konvensional (air), dimana terdapat peningkatan nilai bilangan N U sekitar 20,5%  -  35%.  Berbeda  dengan  percobaan  yang  dilakukan  Zamzamian  dkk  [8]  terhadap  koefisien perpindahan panas konveksi paksa pada aliran antara dua pelat sebagai model aliran pada berkas bahan reaktor, dimana hasil penelitian ini menunjukkan kenaikan koefisien perpindahan panas konveksi 2 – 50%. Perbedaan ini terjadinya karena penelitian yang dilakukan adalah untuk kasus konveksi alamiah pada  aliran  di  dalam  annulus  vertikal,  sedangkan  Zamzamian  dkk  melakukannnya  untuk  kasus konveksi  paksa  pada  aliran  antara  dua  pelat.  Terlihat  bahwa  faktor  nanofluida  Al 2 O 3 -air  sangat mempengaruhi besarnya peningkatan rasio koefisien perpindahan kalor konveksi nanofluida terhadap fluida dasarnya (air).
Gambar 2: Perbandingan kemampuan perpindahan panas konveksi alamiah nanofluida Al 2 O 3 -air 2% volume dengan fluida dasar (air)
Peningkatan  bilangan Nusselt ( N U )  nanofluida  Al 2 O 3 -air  sebesar  20,5%  -  35%  dibandingkan dengan  fluida  dasar  (air),  terjadi  karena  peningkatan  konduktivitas  panas,  perubahan  nilai  sifat-sifat termofisika  nanofluida.  Hal  ini  ditunjukkan  oleh  Persamaan  (7),  dimana  kinerja  perpindahan  panas nanofluida ditentukan oleh peningkatan nilai konduktivitas termal dan bilangan Prandl ( P r ). Perubahan bilangan P r berarti  pula  perubahan  nilai  kalor  jenis  spesifik  ( c p )  dan  viskositas  ( µ ).  Disinilah  letak pentingnya  penentuan  nilai  sifat-sifat  termofisika  nanofluida  secara  tepat  karena  hal  itu  sangat berpengaruh dalam ketepatan memprediksi kemampuan perpindahan panas nanofluida.
Gambar 3. Hubungan antara bilangan Nusselt (NU) dengan bilangan
Rayleigh (Ra) dan posisi non-dimensi (DH/x)
Menggunakan  persamaan  (6)  dan  persamaan  (7)  dihitung  harga  bilangan Nusselt ( N U )  dan bilangan Rayleigh ( R a )  dari  data-data  temperatur  permukaan  dinding  pemanas  dan  temperatur  fluida sebagai data-data keluaran paket program computer CFD . Selanjutnya ditentukan harga Log ( N U ) dan Log  ( R a .D H /x ).  Gambar  3  menyatakan  grafik  hubungan  antara  Log  ( N U )  dan  Log  ( R a .D H /x )  untuk nanofluida Al 2 O 3 -air dan fluida dasar.
Menggunakan  analisis  regresi  linear  terhadap  grafik  hubungan  antara  Log  ( N U )  dan  Log ( R a .D H /x )  untuk  nanofluida  Al 2 O 3 -air,  diperoleh  korelasi  empiris  hubungan  antara  bilangan Nusselt ( N U )  dan  bilangan Rayleigh ( R a )  dan  posisi  non-dimensi  pada  perpindahan  panas  konveksi  alamiah untuk nanofluida Al 2 O 3 -air di dalam pipa anulus vertikal, yang dinyatakan dengan persamaan berikut: 172 , 1 115 , 0 + = X Y , atau dapat juga ditulis sebagai
( ) 172 , 1 115 , 0 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R Log N Log H a U , sehingga dapat dinyatakan sebagai
115 , 0 869 , 14 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U pada daerah 2,4708e +09 ≤ R a ≤ 1,9554e +13
dengan koefisien determinasi R 2 adalah 0,951 Sementara itu dari analisis regresi linear terhadap grafik hubungan hubungan antara Log ( N U ) dan  Log  ( R a .D H /x )  untuk  fluida  dasar,  diperoleh  korelasi  empiris  hubungan  antara  bilangan Nusselt ( N U ) dengan bilangan Rayleigh ( R a ) dan posisi non-dimensi pada perpindahan panas konveksi alamiah untuk fluida dasar air di dalam anulus vertikal, yang dinyatakan dengan persamaan berikut:
027 , 0 179 , 0 + = X Y , atau dapat juga ditulis sebagai
( ) 027 , 0 179 , 0 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R Log N Log H a U , sehingga dapat dinyatakan sebagai
179 , 0 065 , 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U pada daerah 2,471e +09 ≤ R a ≤ 1,955e +13
dengan koefisien determinasi R 2 adalah 0,916 Pada Gambar 3 juga ditunjukkan bahwa kurva regresi linear fluida kerja nanofluida Al 2 O 3 -air memiliki  koefisien  arah  0,115  artinya  sudut  kemiringannya  adalah  6,57 0 ,  sedangkan  kurva  regresi linear  fluida  kerja  air  memiliki  koefisien  arah  0,179  artinya  sudut  kemiringannya  adalah  10,14 0 . Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kurva regresi linear fluida kerja air lebih curam dibandingkan dengan kurva regresi linear fluida kerja nanofluida Al 2 O 3 -air.
Secara  kualitatif  bentuk  linearisasi  kedua  persamaan  di  atas  menggambarkan  bahwa, koefisien perpindahan panas nanofluida Al 2 O 3 -air dan fluida dasar (air) semakin meningkat searah
dengan  tinggi  saluran  anulus,  dan  koefisien  perpindahan  panas  nanofluida  Al 2 O 3 -air  lebih  tinggi dari  fluida  dasar  (air).  Tetapi  searah  dengan  tinggi  saluran  anulus,  koefisien  perpindahan  panas fluida  dasar  (air)  naik  lebih  tajam  dibandingkan  dengan  nanofluida  Al 2 O 3 -air,  dimana  hal  ini ditunjukkan oleh kurva fluida dasar (air) lebih curam dari kurva nanofluida Al 2 O 3 -air.

## KESIMPULAN
Faktor nanofluida Al 2 O 3 -air mempengaruhi peningkatan koefisien perpindahan panas konveksi alamiah aliran fluida di dalam anulus vertikal, dimana terdapat peningkatan nilai bilangan N U sebesar 20,5%  -  35%  dibandingkan  menggunakan  fluida  kerja  konvensional  (air).  Kenaikan  koefisien perpindahan  panas  konveksi  alamiah  menggunakan  fluida  kerja  nanofluida  Al 2 O 3 -air,  akan memberikan  peluang  nanofluida  Al 2 O 3 -air  sebagai  fluida  alternatif  pendingin  reaktor,  paling  tidak sebagai air pendingin sekunder reaktor atau air pendingin pada sistem pendingin teras darurat (ECCS). Korelasi  empirik  perpindahan  panas  konveksi  alamiah  aliran  nanofluida  Al 2 O 3 -air  di  dalam  anulus vertikal  adalah 115 , 0 869 , 14 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U dan  korelasi  empirik  perpindahan  panas  konveksi  alamiah aliran  fluida  konvensional  (air)  di  dalam  anulus  vertikal  adalah 179 , 0 065 , 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = x D R N H a U yang  berlaku pada daerah 2,471e +09 ≤ R a ≤ 1,955e +13 . Kurva regresi linear fluida kerja nanofluida Al 2 O 3 -air memiliki sudut kemiringan lebih kecil dibandingkan kurva regresi linear fluida kerja air.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. Endang Kurnia, Drs. K. Kamajaya MT., dan Ir. Sudjatmi  KS,  MT.  atas  segala  bantuan  dan  kontribusinya  dalam  kegiatan  penelitian  ini  mulai  dari tahap pengajuan usulan kegiatan hingga penulisan laporan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Buongiorno  J.  and  Hu  L.W.,  Nanofluid  heat  transfer  enhancement  for  nuclear  reactor applications, Journal of Energy and Power Engineering 2010;4(6):1-8.
2. Chandrasekar M., Suresh S., Senthilkumar T., Mechanisms proposed through experimental investigations  on  thermophysical  properties  and  forced  convective  heat  transfer characteristics  of  various  nanofluids  –  A  review,  Renewable  and  Sustainable  Energy Reviews 2012;16:3917-3938.
3. Karna  E.D.,  Kristiawan  B.,  Budiana  E.P.,  Studi  ekperimental  perpindahan  kalor  konveksi fluida nano Al 2 O 3 -prophylene glicol pada circular tube di bawah kondisi fluks kalor konstan, Mekanika 2012;11: 14-21.
4. Defri Irawan, Budi Kristiawan, Eko Prasetyo Budiana, Studi ekperimental perpindahan kalor konveksi  fluida  nano Al 2 O 3 /ethyline  glicol  pada  circular  tube  di  bawah  kondisi  fluks  kalor konstan, Mekanika 2013;11:101-106.
5. Liu D and Yu L., Single-Phase Thermal Transport of Nanofluids in a Minichannel, Journal of Heat Transfer 2011;133:031009-1 - 031009-11.
6. Bozorgan  N.,  Evaluation  of  Using  Al 2 O 3 /EG  and  TiO 2 /EG  nanofluids  as  coolants  in  the double-tube heat exchanger, Int. J. Adv. Design and Manufacturing Technology 2012;5(2): 27-34.
7. Gadge  A.B.  and  Gohel  N.S.,  Effect  of  heat  transfer  in  circular  heat  pipe  with  ethanol methanol  and  Al 2 O 3 as  a  nanofluid,  The  International  Journal  Of  Science  &  Technoledge 2014;2:397-402.
8. Zamzamian  A.,  Oskouie  S.N.,  Doosthoseini  A.,  Joneidi  A.,  Pazouki  M.,  Experimental investigation  of  forced  convective  heat  transfer  coefficient  in  nanofluids  of  Al 2 O 3 /EG  and CuO/EG  in  a  double  pipe  and  plate  heat  exchangers  under  turbulent  flow,  Experimental Thermal and Fluid Science 2011;35:495-502.
9. Sankar M., Park Y., Lopez J.M., Do Y., Numerical study of natural convection in a vertical porous  annulus  with  discrete  heating,  International  Journal  of  Heat  and  Mass  Transfer 2011;54:1493–1505.
10. Kamajaya  K.,  Umar  E.,  Sudjatmi,  The  Empirical  correlations  for  natural  convection  heat transfer Al 2 O 3 and ZrO 2 nanofluid in vertical sub-channel, The 7 th International conference and  Exhibition  on  Cooling  and  Heating  Technologies  (ICCHT-2014);  2014,  Kualalumpur, Malaysia; 2014:1-6.
11. Nazififard M., Nematollahi M., Jafarpur K., Suh K.Y., Numerical simulation of water-based alumina  nanofluid  in  bubchannel  geometry,  Hindawi  Publishing  Corporation,  Science  and Technology of Nuclear Installations 2012; 2012:1-12.
12. Hosseini S.Sh., Shahrjerdi A., Vazifeshenas Y., A review of relations for physical properties of nanofluids, Australian Journal of Basic and Applied Sciences 2011;5:417- 435.