Publisher

STTMCILEUNGSISTTMCILEUNGSI

Journal TEKNOSAINS : Jurnal Sains, Teknologi dan InformatikaTEKNOSAINS : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika Abstract

Pengembangan sistem mikrofluidik pada skala mikro memerlukan pemahaman mendalam tentang karakteristik aliran dua fase, khususnya ketika melibatkan cairan non-Newtonian seperti larutan Xanthan Gum (XG). Penelitian ini bertujuan memeriksa pola aliran, transisi antar pola, dan penurunan tekanan geser dalam aliran XG-Nitrogen dan Aquades-Nitrogen di microkanal berbentuk kotak horizontal pada suhu tinggi. Metode yang digunakan meliputi pendekatan eksperimental dengan visualisasi kamera kecepatan tinggi dan pengukuran tekanan, serta analisis numerik menggunakan model prediksi penurunan tekanan dua fase. Hasil eksperimental menunjukkan tiga pola utama, yaitu slug, churn, dan slug‑annular, tanpa pola bubble dan wavy‑annular pada aliran XG, menandakan pengaruh nyata viskositas non-Newtonian. Transisi pola terjadi dengan peningkatan laju aliran gas, mengubah bentuk slug. Evaluasi model prediksi menunjukkan akurasi lebih baik pada solusi XG 0,2 % dibandingkan Aquades, meskipun masih ada deviasi pada nilai tinggi. Studi ini menegaskan pentingnya viskositas cairan non-Newtonian terhadap stabilitas aliran dan tegangan geser, serta berkontribusi pada desain sistem pendingin mikro yang lebih efisien.

Conclusion

Metode eksperimental dan numerik berhasil mengidentifikasi pola aliran, transisi pola, dan penurunan tekanan geser pada aliran Xanthan Gum‑Nitrogen di microkanal kotak horizontal.Pola utama yang ditemukan adalah slug, churn, dan slug‑annular, sedangkan pola bubble dan wavy‑annular tidak muncul karena viskositas non‑Newtonian.Model prediksi penurunan tekanan menunjukkan akurasi lebih tinggi pada solusi XG 0,2 % dibandingkan dengan air, dengan kesalahan masih dalam batas yang dapat diterima.

Future Research

Penelitian lanjutan dapat memanfaatkan teknik pencitraan 3‑D untuk memetakan pergerakan partikel suspend pada aliran XG‑Nitrogen, serta mengevaluasi pengaruh variasi suhu dan konsentrasi XG terhadap transfer panas. Selain itu, studi pada mikrokanal dengan geometri berbeda, seperti berbentuk segiempat atau bulat, dapat memberikan wawasan tentang bagaimana bentuk saluran mempengaruhi pola aliran non‑Newtonian. Terakhir, pengembangan model prediksi numerik yang menggabungkan efek visko‑elastisitas XG dengan faktor gaya geser turbulen dapat meningkatkan akurasi perhitungan tekanan geser pada kondisi operasional yang lebih ekstrem.

Metadata

File size	310.49 KB
Pages	8
DMCA	Report