BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.2 Saran
Dari jalannya percobaan yang telah dilakukan, dapat disarankan untuk peneliti selanjutnya:
1. Melakukan penelitian ini dengan jumlah pore yang lebih banyak dengan jarak yang dekat antar pore-nya.
2. Menuliskan rumus image force dan gaya dipol untuk UDF. 3. Permodelan 2D ini dapat dikembangkan menjadi 3D untuk
dapat mengetahui kondisi aliran di beberapa bidang pengamatan dan diberikan perpanjangan outflow agar dapat mengetahui kondisi fluida saat outflow
A-1
APPENDIKS
A.1. NRe Fluida Carrier Phase
Pada simulasi ini, digunakan variasi NRe untuk aliran laminer, transisi, dan turbulen untuk mengetahui bagaimana hubungan antara NRe fluida dengan jumlah partikel yang terdeposisi. Dimana rumus NRe adalah sebagai berikut:
NRe = 𝜌 𝑥 𝐷 𝑥 𝑣µ ………(1) dengan D = diameter ekivalen chamber
ρ = densitas fluida µ = viskositas fluida
v = kecepatan fluida
Pada kondisi simulasi ini (P = 1 atm, T = 373 K) dengan fluida adalah CO2, digunakan data sebagai berikut:
D = 25 mm = 0.025 m ρ = 1.7878 kg/m3 µ = 1.37 x 10-5
NRe yang digunakan pada simulasi ini ditetapkan sehingga mencakupi untuk aliran laminer, transisi, dan turbulen. Sehingga kecepatan fluida yang digunakan dapat dihitung menggunakan persamaan (1).
v = 𝑁𝑅𝑒 𝑥 µρ x D ……….……….(2)
Diambil contoh dengan NRe 500, maka v = 𝑁𝑅𝑒 𝑥 µρ x D
v = 𝑁𝑅𝑒 𝑥 µρ x D
v = 500 𝑥 1.37 𝑥 101.7878 x 0.025−5
v = 0.1533 m/s
Untuk hasil perhitungan kecepatan fluida dengan variasi NRe disajikan pada Tabel A.1
A-2 NRe v (m/s) NRe v (m/s) 500 0.1533 7500 2.2989 1000 0.3065 15000 4.5978 1500 0.4598 20000 6.1304 2500 0.7663 25000 7.6630 3000 0.9196 30000 9.1957 3500 1.0728
A.2. Volume Fraction Partikel pada Fluida Carrier Phase. Data yang digunakan pada simulasi ini adalah sebagai berikut:
Diameter Partikel : 76 nm = 0.000076 mm Jumlah Partikel : 1000
Panjang Chamber : 100 mm Lebar Chamber : 25 mm
Partikel diasumsikan monodisperse dimana memiliki bentuk spherical dan seragam. Sehingga perhitungan volume partikel menggunakan perhitungan volume bola, dimana rumus volume bola adalah sebagai berikut:
Vbola = 43𝑥 𝜋 𝑥 𝑟3 ………..(3) Untuk volume 1000 partikel, persamaan (3) menjadi sebagai berikut: V1000 partikel = 43𝑥 𝜋 𝑥 𝑟3 𝑥 1000 = 43𝑥 𝜋 𝑥 (𝐷2)3 𝑥 1000 = 43𝑥 𝜋 𝑥 𝐷83 𝑥 1000 V1000 partikel = 16𝑥 𝜋 𝑥 𝐷3 𝑥 1000 …………...(4) = 16𝑥 𝜋 𝑥 0.0000763 𝑥 1000 = 2.29 x 10-10 mm3
A-3
Sedangkan untuk volume chamber digunakan perhitungan volume silinder. Karena pada eksperimen menggunakan pipa silinder. Dimana rumus untuk volume silinder adalah sebagai berikut:
Vsilinder = 𝜋 𝑥 𝑟2 𝑥 𝑡 ………..……(5) Dimana untuk kondisi chamber, r adalah ½ dari lebar chamber, dan t adalah panjang chamber.
Vchamber = 𝜋 𝑥 12.52 𝑥 100
= 49062.5 mm3
Sehingga Volume Fraction setiap ukuran Partikel adalah :
Volume Fraction = Volume 1000 partikel Volume Chamber Tabel A.2 %Fraksi Tiap Ukuran Partikel Ukuran Partikel ( mm ) Volume 1000 partikel ( mm3) Volume Fraction % Fraksi 7.6x10-5 2.0x10-10 5.0x10-15 5.0x10-13 5.0x10-4 6.5x10-8 1.3x10-12 1.3x10-10 1.0x10-3 5.2x10-7 1.1x10-11 1.3x10-9 2.0x10-3 4.2x10-6 8.5x10-11 8.5x10-9 3.0x10-3 1.4x10-5 2.9x10-10 2.9x10-8
A.3. Jumlah Maksimum Partikel Dapat Terdeposisi dalam
Pore.
Pada ukuran pore tertentu terdapat jumlah partikel terbanyak yang dapat terdeposisi. Dimana dihitung melalui volume pore
dibagi dengan volume partikel. Diketahui : Diameter pore ( d ) : 0.0055 mm Kedalaman pore ( t ) : 0.13 mm Volume Pore = 𝑝ℎ𝑖 𝑥 𝑟2 𝑥 𝑡 = 3.14 𝑥 (0.00552 )2 𝑥 0.13 = 0.00000309 mm3
A-4 Partikel (mm) ( mm3) ( mm3) Partikel Maksimum 7.6x10-5 2 x 10-13 3.09 x 10-6 15450000 5.0x10-4 6.54 x 10-11 3.09 x 10-6 47247 1.0x10-3 5.23 x 10-10 3.09 x 10-6 5904 2.0x10-3 4.18 x 10-9 3.09 x 10-6 738 3.0x10-3 1.4 x 10-8 3.09 x 10-6 218
A.4. Ukuran Partikel Optimum yang Dapat Terdeposisi.
Ukuran partikel optimum yang dapat terdeposisi diartikan sebagai jumlah partikel yang terdeposisi pada setiap kondisi fluida dimana belum terjadi penurunan yang signifikan terhadap jumlah partikel terdeposisi di setiap ukuran partikel yang berbeda.
Untuk kondisi fluida laminer, sampel NRe yang diambil adalah dengan NRe 1500.
Tabel A.4 Jumlah Partikel Terdeposisi untuk NRe 1500 Ukuran Partikel (mm) Jumlah Partikel Terdeposisi (#)
7.6x10-5 260
5.0x10-4 253
1.0x10-3 241
2.0x10-3 221
3.0x10-3 189
Pada tabel di atas dapat dilihat keseluruhan ukuran partikel masih optimum atau belum terdapat penurunan yang signifikan sehingga persentase ukuran partikel per ukuran pore adalah :
A-5
Untuk kondisi fluida transisi, sampel NRe yang diambil adalah dengan NRe 3500.
Tabel A.5 Jumlah Partikel Terdeposisi untuk NRe 3500 Ukuran Partikel (mm) Jumlah Partikel Terdeposisi (#)
7.6x10-5 335
5.0x10-4 325
1.0x10-3 325
2.0x10-3 212
3.0x10-3 44
Pada tabel diatas dapat dilihat ukuran partikel optimum pada 0.002 mm sehingga persentase ukuran partikel per ukuran
pore adalah
= 0.00550.002 𝑥 100 % = 36 %
Untuk kondisi fluida turbulen, sampel NRe yang diambil adalah dengan NRe 7500.
Tabel A.6 Jumlah Partikel Terdeposisi untuk NRe 7500 Ukuran Partikel (mm) Jumlah Partikel Terdeposisi (#)
7.6x10-5 417
5.0x10-4 408
1.0x10-3 397
2.0x10-3 49
3.0x10-3 30
Pada tabel diatas dapat dilihat ukuran partikel optimum pada 0.001 mm sehingga persentase ukuran partikel per ukuran
pore adalah
A-6 berikut : 1. Ukuran Partikel = 0.000000076 m 2. Charged Partikel = 3 x 10-16 C Luas Area = 4 𝑥 𝑝ℎ𝑖 𝑥 𝑟2 = 4 x 3.14 x 0.000000076 m =1.81x 10-14 Charge Density = 𝑄𝐴 = 1.81 𝑥 10 3 𝑥 10−16−14 𝐶 = 2.095 C/m2
Tabel A.7 Surface Charged Density untuk Tiap Ukuran Ukuran Partikel (m) Surface Charged Density (C/m2)
7.6x10-8 2.095
5.0x10-7 0.048
1.0x10-6 0.012
2.0x10-6 0.003
A-7
UDF FOR ELECTRIC FORCE
#include "udf.h"
#define Q 3.8e-14 /* particle electric charge C*/ #define VM 80000 /* magnetic field strength V/M */ #define TSTART 1e-10 /* field applied at t = tstart S*/ #define WALL_ID_6 -3.8e-14 /* charged at pore */
/* Calculate magnetic force on charged particle. Magnetic */ /* force is particle charge times cross product of particle */ /* velocity with magnetic field: Fx= q*bz*Vy, Fy= -q*bz*Vx */ DEFINE_DPM_BODY_FORCE(particle_body_force, p, i) { real bforce; if(P_TIME(p)>=TSTART) { if(i==0) bforce=Q*((-0.0487*(P_POS(p)[0]))+6.4141)*10000)* P_VEL(p)[0];
else if(i==1) bforce=-Q*((-0.0487*(P_POS(p)[1]))+6.4141)* 10000)*P_VEL(p)[1];
} else
bforce=0.0;
/* an acceleration should be returned */ return (bforce/P_MASS(p));
A-8
FINAL PROJECT – TK 141581
NUMERICAL SIMULATION OF CHARGED AEROSOL
PARTICLE DEPOSITION INTO POROUS STRUCTURE
I Gede Wahyudi Mahendra Putra NRP 2311100 002
Rosmalia Andini NRP 2311100 154
Supervisors
Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng NIP. 195209161980031002
Dr. Kusdianto, S.T., M.Sc.Eng NIP. 197612292009121001
CHEMICAL ENGINEERING DEPARTMENT Faculty of Industrial Technology
Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya
i
SIMULASI NUMERIK DEPOSISI CHARGED AEROSOL
PARTICLE PADA POROUS STRUCTURE
Nama Mahasiswa : I Gede Wahyudi M.P. (2311100002)
Rosmalia Andini (2311100154)
Jurusan : Teknik Kimia FTI-ITS
Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng
Dr. Kusdianto, S.T., M.Sc.Eng
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kondisi yang optimum pada deposisi charged aerosol particle pada porous structure berdasarkan simulasi numerik dengan software Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan FLUENT dan UDF (User Defined Function). Dimensi yang akan digunakan
pada CFD ini adalah dengan permodelan 2 dimensi, dimana wall
memiliki panjang 10 cm dan lebar 2,5 cm. Cone jet digunakan sebagai inlet dari partikel dan porous structure sebagai substrat. Analisa yang dilakukan meliputi pola gerakan partikel, kecepatan gerakan partikel, dan jumlah partikel pada porous structure. Variabel yang ditetapkan pada permodelan ini adalah jarak partikel dengan substrat dan diameter pore dari substrat. Sedangkan ukuran partikel, kecepatan fluida, dan muatan pada partikel divariasikan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin kecil partikel yang digunakan maka semakin optimum deposisi yang terjadi. Deposisi yang optimum juga terjadi jika aliran fluidanya dalam kondisi memiliki NRe sebesar 7.500. Pada saat partikel diberikan muatan, deposisi yang optimum terjadi ketika partikel diberikan muatan sebesar 3,8x10-14 C dengan aliran fluida memiliki NRe 1.500, dan ukuran partikel 76 nm
ii
iii
NUMERICAL SIMULATION OF CHARGED AEROSOL PARTICLE DEPOSITION INTO POROUS STRUCTURE
Name of Student : I Gede Wahyudi M.P (2311100002)
Rosmalia Andini (2311100154)
Department : Chemical Engineering FTI-ITS
Advisor : Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng
Dr. Kusdianto, S.T., M.Sc.Eng
ABSTRACT
This research was commited to study deposition process of charged aerosol particle into porous structure based on CFD numerical simulation using FLUENT and UDF (User Defined Function). CFD modelling used in this research was 2 dimension, which had 10 cm length and 2,5 cm width as wall. Cone jet was used as inlet of the particles and porous structure as a substrate. This study through electric on particle, particle trajectory, particle distribution, flow velocity, and number of particles in the porous structure. The variables adjusted were the distance between particle and substrate, and the pore diameter of substrate. While the manipulated variables were diameter of particle, number of pore, velocity of fluid, and charges of particle. The result showed that the smaller particle size, the optimum deposition occurred. The optimum deposition also occurred when the fluid had NRe
7.500. When the particles were given a charge, the optimum deposition when the particle charge was 3,8x10-14 C, with the NRe
of fluid was 1.500, and particle size was 76nm
Keywords: Charged particle, Porous structure, Deposition,
iv
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT. yang selalu melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan Skripsi kami yang berjudul:
” Simulasi Numerik Deposisi Charged Aerosol Particle
pada Porous Structure”
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi program S-1 di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Penulis menyadari dalam penyusunan Skripsi ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua serta saudara-saudara kami yang selalu memberikan kasih sayang tulus, motivasi, bimbingan, dan doa yang selalu tercurah selama ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng selaku Dosen
Pembimbing dan Kepala Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS, atas bimbingan, saran, dan motivasi yang diberikan.
3. Bapak Dr. Kusdianto, S.T., M.Sc.Eng. selaku Dosen
Pembimbing, atas bimbingan, saran, dan motivasi yang diberikan.
4. Bapak dan Ibu Dosen serta Karyawan Laboratorium
Mekanika Fluida dan Pencampuran Jurusan Teknik Kimia
FTI – ITS Surabaya yang telah memberikan ilmu dan
bimbingan kepada penulis.
5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Kimia FTI – ITS
Surabaya yang telah memberikan ilmu serta bimbingannya selama kami kuliah.
6. Bapak Setiyo Gunawan, S.T., Ph.D selaku Sekretaris
vi
7. Yusi, Icha, Ardianto, Gin Gin Rika, Faning, Rosi, Stephen,
Azis, Hermawan, Laila, Ni’am, Juwi, Drajat, Dimas, Della, Wulan, Rina, Diana, Lia, Upik, Sarah, Lemon, Audit, Ridho dan Raga sebagai rekan-rekan seperjuangan di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran atas semangat dan motivasinya.
8. Seluruh civitas akademika Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS
yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis.
9. Keluarga besar Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh
Nopember (ITS), khususnya teman-teman di
Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS atas semua dukungan, semangat, serta kerjasamanya.
10. Serta semua pihak lainnya yang tidak bisa disebutkan
penulis satu persatu yang telah membantu penulis selama penulisan laporan
Penulis menyadari laporan skripsi ini tidak luput dari berbagai kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan dan perbaikannya. Semoga skripsi ini dapat berguna di kemudian hari.
Surabaya, Juli 2015
vii
DAFTAR
ISI
HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK (INDONESIA) ... i ABSTRAK (ENGLISH) ... iii KATA PENGANTAR ... v DAFTAR ISI ... vii DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ... 1 I.2 Perumusan Masalah ... 3 I.3 Batasan Masalah ... 3 I.4 Tujuan Penelitian ... 3 I.5 Manfaat Penelitian ... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Deposisi Partikel ... 5 II.1.1 Deposisi Fase Liquid ... 5 II.1.2 Deposisi Fase Gas ... 6 II.2 Porous Structure ... 7 II.3 Charged Particle ... 8 II.4 Particle Tracking ... 8 II.4.1 Eulerian Particle Tracking ... 9 II.4.2 Langrangin Particle Tracking ... 9 II.5 Metodologi Particle Tracking pada CFD ... 11
II.5.1 Discrete Phase ... 11 II.6 Model Deposisi Partikel ... 12 II.6.1 Particle Sticking ... 15 II.7 CFD (Computational Fluid Dynamics) ... 16 II.7.1 Persamaan Transport Senyawa ... 18 II.7.2 Permodelan untuk Turbulensi ... 18 II.7.3 Discrete Phase Model ... 20 II.7.4 Stochastic Tracking ... 20 II.7.5 Kondisi Batas Untuk Wall ... 20
viii
III.2 Kondisi Batas ... 24 III.3 Prosedut Penelitian untuk Permodelan ... 24 III.4 Variabel Penelitian ... 27 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Proses Deposisi dan Pemilihan Model pada CFD ... 29 IV.2 Validasi Hasil Eksperimen dengan Simulasi ... 30 IV.3 Ukuran Partikel Optimum pada Deposisi
Partikel ... 31 IV.4 Kondisi Carrier Phase Fluida Optimum pada
Deposisi Partikel... 37 IV.5 Pengaruh Jumlah Pore terhadap Deposisi
Partikel ... 43 IV.6 Pengaruh Electric Force pada Deposisi
Partikel ... 45 IV.7 Pengaruh Ukuran Charged Partikel pada Deposisi
Partikel ... 53 IV.8 Pengaruh NRe Fluida pada Deposisi Charged
Particle ... 56 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan ... 59 V.2 Saran ... 59 DAFTAR NOTASI ... xiii DAFTAR PUSTAKA ... xv APPENDIKS ... A-1 LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
xii
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Ilustrasi Pembentukan AAO ... 8 Gambar II.2 Ilustrasi Gerak ChargedParticle ... 14 Gambar II.3 Gaya yang Terjadi pada Adhesi Partikel pada
Permukaan ... 15 Gambar II.4 Kondisi Batas untuk Permodelan Wall ... 21 Gambar III.1 Dimensi Simulasi Charged Particle
Deposition ... 23 Gambar III.2 Flowchart Simulasi pada Simulasi Deposisi
Charged Particle ... 26 Gambar IV.1 Grafik Validasi Hasil Eksperimen dan
Simulasi ... 31 Gambar IV.2 Pengaruh Diameter Partikel pada Range NRe
500-3500 ... 32 Gambar IV.3 Pengaruh Diameter Partikel pada Range NRe
7500-30000 ... 33 Gambar IV.4 Gerak Partikel untuk Ukuran Partikel
7.6x10-5 mm ... 34 Gambar IV.5 Gerak Partikel untuk Ukuran Partikel
3.0x10-5 mm ... 36 Gambar IV.6 Vektor Fluida untuk Ukuran Partikel
7.6x10-5 mm ... 40 Gambar IV.7 Vektor Fluida pada NRe 1500 ... 41 Gambar IV.8 Vektor Fluida pada NRe 7500 ... 42 Gambar IV.9 Pengaruh Jumlah Pore Terhadap Jumlah
Partikel Terdeposisi ... 43 Gambar IV.10 Gerak Partikel pada Jumlah Pore Berbeda ... 44 Gambar IV.11 Hasil Simulasi dengan COMSOL Mengenai
Electric Field Strength pada Setiap Titik di Satu
Pore ... 46 Gambar IV.12 Nilai Electric Field pada Tiap Titik Hasil
Simulasi COMSOL ... 47 Gambar IV.13 Vektor Fluida dengan Adanya Outflow dan
x
Gambar IV.15 Pengaruh Muatan pada Partikel Terhadap Jumlah Partikel Terdeposisi ... 50 Gambar IV.16 Gerak Partikel untuk Beda Muatan Partikel .... 51 Gambar IV.17 Gerak Partikel di Pore untuk Muatan Partikel
Sebesar 3.8x10-16 C ... 52 Gambar IV.18 Gerak Partikel di Pore untuk Muatan Partikel
Sebesar 3.8x10-14 C ... 52 Gambar IV.19 Pengaruh Ukuran Charged Partikel pada Deposisi Partikel ... 53 Gambar IV.20 Gerak Partikel untuk Beda Ukuran Partikel ... 56 Gambar IV.21 Pengaruh Aliran Fluida pada Deposisi
Partikel ... 56 Gambar IV.22 Vektor Fluida pada Chamber untuk setiap
xiii
DAFTAR NOTASI
NOTASI KETERANGAN SATUAN
Cd Coefficient Drag [...]
dp Particle diameter m
FD Drag force on particle N
k Energy kinetic turbulent m
2/s
2mp Mass of particle kg
Rep Reynolds number of the
particle [...]
S Ratio of particle density to
fluid density [...]
t Time s
T Gas temperature K
Tp Particle temperature K
u Fluid velocity m/s
uj Instantaneous fluid velocity m/s
up Particle velocity m/s
u
τcCritical wall shear velocity m/s
vcr Capture velocity m/s
vn Normal velocity m/s
ε Turbulent dissipation rate m
2/s
3µ Dynamic viscosity of fluid Kg/m.s
v Kinematic viscosity M2/s
vp Poisson ratio of particle
material [...]
vs Poisson ratio of surfaces
material [...]
ɷ Specific dissipation rate s
-1ρ Density of fluid Kg/m3
xiv
τ
A luas permukaan m
2𝐹⃗ Additional acceleration term
Force/unit
particle
mass
g Konstanta gravitasi m/s
2n Jumah Droplet dalam 1 cell [...]
P Pressure Pa
Pr Prandtl number [...]
Re Reynold Number [...]
S
kUser defined source Term [...]
ɛ dissipation rate dari energi kinetik turbulen m
2/s
3𝜀
𝑝emisivitas partikel [...]
σ konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 x 10
-8) W/m
2-K
4η Effectiveness factor [...]
𝜃
𝑅Temperatur radiasi K
δ
ijKronecker delta [...]
xv
DAFTAR PUSTAKA
Besra, L., Uchikoshi, T., Suzuki, S., dan Sakka, Y. 2008. “Bubble -free aqueous electrophoretic deposition (EPD) by
pulse-potential application”. Journal of the American Ceramic Society, 91, 3154-3159.
Bogart, T.E., Dey, S., Lew, K. K., Mohnet, S. E., dan Redwing, J. M. 2005. “Diameter-controlled synthesis of silicon nanowires
using nanoporous alumina membranes”. Advanced Materials, 17, 114-117.
Brach, R. dan Dunn, P. 1992. “A mathematical model of the impact and adhesion of microspheres”. Aerosol Science and Technology, 16, 51-64.
Dehbi, A. 2008. “A CFD model for particle disepersion in turbulent boundary layer flows”. Nuclear Engineering, 238, 707-715. Friedlander, S.K. dan Johnstone, H.F. 1957. "Deposition of
Suspended Particles from Turbulent Gas Streams". Industry of Chemical Engineering, 49, 1151-1157.
Guha. A. 2008. “Transport and deposition of particles in turbulent and laminar flow”. Fluid Mechanical, 40, 311-41.
Haber, S. 1996. “Deep electrophoretic penetration and deposition of ceramic particles inside impermeable porous substrates”. Journal of Colloid and Interface Science, 179, 380-390. Hereidal, M. L. 2010. Particle Dynamics in Monolithic Catalyst.
Ph. D Thesis Technical University of Denmark, Department of Chemical and Biochemical Engineering: Tidak Diterbitkan Hinds, W. C. 1999. Aerosol Technology. Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles 2nd edition.New York: John Wiley & Sons.
Ishikawa, Y. dan Matsumoto, Y. 2001. “Elektrodeposition of TiO2
photocatalyst into nano-pores of hard alumite”.
Electrochimica Acta, 46, 2819-2824.
Jani, A.M.M., Losic, D., dan Voelcker, N. H. 2013. “Nanoporous
xvi
Johansson, E. M. 2010. Controlling the Pore Size and Morphology of Mesoporous Silica. Thesis Doktor Linkoping University Swedia Department of Physics, Chemistry, and Biology: Tidak Diterbitkan.
Kamada, K., Tokotumi, M., Enomoto, N., dan Hojo, J. 2005.
“Incorporation of oxide nanoparticles into barrier-type alumina film via anodic oxidation combined with
electrophoretic deposition”. Journal of Materials Chemistry, 15, 3388-3394.
Kladas, D. D. 1993. Turbine Cascade Optimization Against
Particle Deposition. Ph. D. Thesis University of Patras Department of Mechanical Engineering.
Kusdianto, K. 2014. The Role of Chemical and Physical Properties of Substrate in the Deposition of Particles. Thesis Doktor Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT) School of Bio-Applications and Systems Engineering: Tidak Diterbitkan.
Kusdianto, K., Naim, M. N., Sasaki, K., dan Lenggoro, I. W. 2014.
“Immobilization of colloidal particles into sub-100nm porous
structures by electrophoretic method in aqueous media”. Colloid and Surface: A Physicochemical and Engineering,
459, 142-150.
Kusdianto, K., Gen, M., Tsukada, M., dan Lenggoro, I. W. 2014.
“Insertion of presynthesized particles in the pores of honeycomb structure by an aerosol process”. Journal of the Society of Powder Technology Japan, 51, 759-764.
Kyotani, T. 2002. “Chemical modification of carbon-coated anodic
alumina films and their application to membrane filter”. Journal of Membrane Science, 196, 231-239.
Losic, D., Cole, M. A., Dollmann, B., Vasilev, K., dan Griesser, H. J. 2008. “Surface modification of nanoporous alumina membranes by plasma polymerization”. Nanotechnology, 19, 245-254.
xvii
Martinson, A.B.F., Elam, J. W., Hupp, J. T., dan Pellin, M. J. 2007.
“ZnO nanotube based dye-sensitized solar cells”. Nano Letters, 7, 2183-2187.
Masuda, H., Higashitami, K., dan Yoshida, H. 2006. Powder Technology Handbook Third Edition. New York: Taylor & Francis Group.
Matsumoto, Y., Ishikawa, Y., dan Nishida, M. 2000. “A new
electrochemical method to prepare mesoporous titanium (IV)
oxide photocatalyst fixed on alumite substrate”. Journal of Physical Chemistry, 104, 4204-4209.
Menguturk, M dan Sverdrup, E. F. 1982. “A theory for fine particle
deposition in two-dimensional boundary layer flows and
application to gas turbines”. Journal of Engineering for Power, 104, 68-76.
Murakami, S., Kato, S., Nagano, S., dan Tanaka, S. 1992.
“Diffusion characteristics of airborne particles with
gravitational settling in a convention-dominant indoor flow
field”. Ashrae Transactions, 98, 82-97.
Naim, M.N., Iijima, M., Sasaki, K., Kuwata, M., Kamiya, H., dan Lenggoro, I. W. 2010. “Electrical-driven disaggregation of the two-dimensional assembly of colloidal polymer particles under pulse DC charging”. Advanced Powder Technology, 21, 534-541.
Ortega-Cervantez, G., Rueda-Morales, G., dan Ortiz-Lopez, J.
2009. “Cold-wall CVD carbon nanotube synthesis on porous
alumina substrates”. Journal of Materials Science-Materials in Electronics, 20, 403-407.
Shankara, P. 2010. CFD Simulation and Analysis of Particulate Deposition on Gas Turbine Vanes. Thesis Magister The Ohaio State University Department Aeronautical and Astronautical Engineering: Tidak Diterbitkan
Soltani, M dan Ahmadi, G. 1994. “On particle adhesion and
removal mechanisms in turbulent flows”. Journal Adhesion Science Technologi, 8, 763-785.
xviii
suspensions by electrophoretic deposition”. Journal of
Materials Research, 16, 321-324.
Wong-ek, K. Et al. 2010. “Silver nanoparticles deposited on anodic
aluminium oxide template using magnetron sputtering for surface-enhanced Raman scattering substrate”. Thin Solid Films, 518, 7128.
Wood, N. B. 1981. “A Simple Method for the Calculation of Turbulent Deposition to Smooth and Rough Surfaces”. Journal of Aerosol Science, 12, 275-290.
Yao, Qiang., Zhengwei Long., Qiang Dong, Shuiqing Li. 2009. ”
Three Dimensional Simulation of Electric Field and Space
Charge in the Advanced Hybrid Particulate Collector”. Journal Of Electrostatics, 835-843.
Yau, K. K. dan Young, J. B. 1987. “The deposition of fog droplets on steam turbine blades by turbulent diffusion, Transactions
of ASME”. Journal of Turbomachinery, 109, 429-435.
Yook, S. J., Asbach, C., dan Ahn, K. H. 2010. “Particle deposition
velocity onto a face-up flat surface in a laminar parallel flow
considering Brownian diffusion and gravitational settling”. Journal of Aerosol Science, 41, 911-920.
Biodata Penulis
I Gede Wahyudi Mahendra Putra lahir di Denpasar, 14 Februari 1993. Anak dari Bapak Ir. Nyoman Gede Baliarta, MT dan Ibu Ir. Nyoman Kusumayani ini telah menempuh pendidikan di SD Negeri 6 Ubung Tahun 1999-2005, melanjutkan di SMP Negeri 10 Denpasar Tahun 2005-2008, dan melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 4 Denpasar Tahun 2008-2011. Penulis melanjutkan studi S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Jurusan Teknik Kimia pada Tahun 2011-2015. Penulis pernah melaksanakan kerja praktek di PT. Pupuk Kalimantan Timur periode Juli-September 2014. Penulis juga aktif sebagai Ketua Study Excursion K51. Di akhir masa studi, penulis mengerjakan Tugas Akhir di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran bersama patnernya Rosmalia Andini di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng dan Dr. Kusdianto, S.T., M.Sc.Eng. Penulis berhasil menyelesaikan tugas pra-Desain
Pabrik Kimia dengan judul “Pabrik Gula Kristal Putih” dan Skripsi yang berjudul “Simulasi Numerik Deposisi Charged Aerosol Particle pada Porous Structure”. Saya ucapkan terima kasih terutama untuk partner saya Rosmalia Andini, teman-teman Lab Mixing, Ibu dr. Laksmi Duarsa,Sp.KK, Bapak Prof. Gede Wibawa dan keluarga, serta kedua orang tua saya atas segala dukungan dan bantuannya selama ini.
RAN
Nama : I Gede Wahyudi M.P
Alamat : Purimas Gianyar C5/5, SBY
No. Telepon : 085239175555
Email : gdwahyudi_its@yahoo.com
Rosmalia Andini
Lahir di Kota Jakarta pada tanggal 28 Desember 1993. Merupakan putri bapak Swesly dan ibu Nurfaidah yang telah menempuh pendidikan TK Muara Warta (1998-1999). Penulis melanjutkan pendidikan di SD Negeri 05 Pagi, Jakarta tahun 1999-2005, melanjutkan di SMP Negeri 109, Jakarta tahun 2005-2008, dan melanjutkan penddikan di SMA Negeri 8, Jakarta tahun 2008-2011. Penulis melanjutkan studi S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Jurusan Teknik Kimia pada tahun 2011-2015. Penulis pernah melaksanakan kerja praktek di PT. PERTAMINA RU VI Balongan periode Juli 2014. Di akhir masa studi, penulis mengerjakan Tugas Akhir di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran bersama patner I Gede Wahyudi M. P. di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng dan Dr. Kusdianto, S.T., M.Sc.Eng. Penulis berhasil menyelesaikan tugas pra-Desain Pabrik Kimia dengan judul “Pabrik Gula Kristal Putih” dan Skripsi yang berjudul “Simulasi Numerik Deposisi
Charged Aerosol Particle pada PorousStructure”.
Nama : Rosmalia Andini
Alamat : Taman Permata Cikunir, B2
No. 4, Bekasi Selatan
No. Telepon : 0856 9229 5381
Email : rosmalia.andini@gmail.com
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dewasa ini, perkembangan teknologi dalam bidang porous
structure material semakin berkembang. Penggunaan porous