Studi ini menganalisis karakteristik termofisika garam alkali nitrat sebagai fluida kerja dalam loop sirkulasi alami, dengan membangun aparatus eksperimental khusus. Transisi fase garam (padat ke cair) dipelajari secara eksperimental dan komputasional, dan hasilnya telah dipublikasikan.
**Eksperimen Garam NaNO3:**
* Temperatur leleh NaNO3 adalah 306°C.
* Kenaikan temperatur terhambat saat mencapai titik leleh.
* Durasi temperatur stagnan bervariasi sesuai daya (176W, 132W, 95W).
* Semakin tinggi daya, semakin cepat garam mencair sempurna (titik leleh sepenuhnya, Tcm).
* Nilai Tcm/Tm meningkat seiring daya.
* Daya mempengaruhi durasi pemanasan dan temperatur operasi awal.
**Eksperimen Garam KNO3:**
* Mirip dengan NaNO3, kenaikan temperatur melambat saat mencapai titik leleh.
* Durasi temperatur stagnan bervariasi sesuai daya (132W, 95W, 63W).
* Kenaikan temperatur dari titik leleh hingga Tcm bervariasi sesuai daya.
* Daya tinggi mempercepat transisi fase, tetapi berpotensi melepaskan gas NO berbahaya.
* Semakin tinggi daya, semakin cepat garam mencair sempurna dan semakin tinggi nilai Tcm.
* Rasio Tcm/Tm pada KNO3 lebih tinggi daripada NaNO3.
**Eksperimen Garam Campuran NaNO3-KNO3 Eutektik:**
* Proses transisi fase mirip dengan NaNO3 dan KNO3.
* Terdapat lima tahapan transisi fase berdasarkan interaksi dengan lingkungan.
* Perubahan temperatur serupa dengan proses pengisian penyimpan energi panas laten (LHTES).
* Panas laten mempengaruhi durasi temperatur stagnan.
* NaNO3 memiliki panas laten tertinggi, diikuti campuran eutektik dan KNO3.
* Temperatur leleh dan nilai panas laten yang rendah penting untuk meminimalkan waktu dan daya operasi.
* Campuran eutektik NaNO3-KNO3 bersifat non-korosif dan baik sebagai fluida kerja alternatif.
* Pemanasan di bawah 6,5 kali temperatur leleh tidak berhasil mencairkan garam di permukaan atas.
* Daya pemanasan yang lebih tinggi dari 6,5x temperatur leleh dibutuhkan untuk mencairkan garam sepenuhnya.
* Efisiensi pemanasan tertinggi diperoleh pada campuran eutektik, diikuti KNO3, lalu NaNO3.
**Pemodelan Transisi Fase Garam:**
* Pemodelan dengan Ansys Fluent berhasil dilakukan untuk NaNO3, KNO3, dan campuran eutektik.
* Hasil pemodelan sesuai dengan hasil eksperimen (deviasi kecil).
* Pemodelan menggambarkan transisi fase yang tidak dapat diamati dalam eksperimen, termasuk perubahan fraksi massa garam cair.
* Model menunjukkan lima tahapan perubahan temperatur, termasuk panas diserap oleh garam dan panas dari dinding pipa.
Secara keseluruhan, studi ini memberikan pemahaman mendalam tentang karakteristik termofisika dan transisi fase garam alkali nitrat, khususnya NaNO3, KNO3, dan campuran eutektiknya, serta potensi mereka sebagai fluida kerja dalam loop sirkulasi alami. Campuran eutektik NaNO3-KNO3 menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan garam murni dalam hal efisiensi dan sifat non-korosif.