Komputasi Dinamika Fluida pada T - Mikro Mixer

Abstract

Difusi fluida dapat berjalan secara efektif jika memiliki gradien konsentrasi yang tinggi pada setiap bagian fluida. Hal ini dapat dicapai dengan memperkecil luas penampang pipa atau unit proses menjadi ukuran mikro. Ukuran yang kecil pada micro mixer menyebabkan difusi molekuler menjadi sangat efektif pada proses pencampuran. Pada penelitian ini, pemodelan untuk proses pencampuran dan perpindahan panas pada micro mixer pasif dilakukan. Micro mixer yang dipilih adalah jenis mixer berbentuk T (T-micro mixer). Air digunakan sebagai medium dan tracer pasif kemudian dimasukkan untuk membedakan profil air yang berasal dari dua inlet yang berbeda. Profil pencampuran dan perpindahan panas dalam T–micro mixer ini kemudian diamati. Pemodelan komputasi dinamika fluida pada T-micro mixer dilakukan dengan menggunakan program ANSYS®. Efek geometri T–micro mixer dan kecepatan fluida masuk diobservasi selama proses pencampuran. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah: (1) pada saat kondisi aliran laminar dengan Re = 25, terlihat tidak ada proces pencampuran tracer (tracer mixing). Pencampuran tracer terlihat ketika laju alir dinaikkan (Re meningkat), (2) fluks perpindahan panas keluar sistem sebesar 4,85x10-6 Watt/m2 ketika kondisi T-micro mixer tidak lagi dijaga isotermal, (3) peningkatan kinerja pencampuran juga tidak terlihat ketika T-micro mixer dilakukan scale-up sepuluh kali lebih besar dari referensi (Re dijaga konstan), dan (4) ketika bentuk penampang diganti dari segi empat menjadi lingkaran (luas penampang dijaga konstan), kinerja pencampuran tidak menjadi lebih baik.