Komputasi dinamika fluida pada T–mikro mixer

Abstrak

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/unit proses menjadi ukuran mikro. Ukuran yang kecil pada mikro mixer menyebabkan difusi molekuler menjadi sangat efektif pada proses pencampuran. Pada penelitian ini, pemodelan untuk proses pencampuran dan perpindahan panas pada mikro mixer pasif dilakukan. Mikro mixer yang dipilih adalah jenis mixer berbentuk T (T –mikro 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–mikro mixer ini kemudian diamati. Pemodelan komputasi dinamika fluida pada T–mikro mixer dilakukan dengan menggunakan program ANSYS®. Efek geometri T – mikro 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) Flux perpindahan panas keluar sistem sebesar 4,85x10-6 Watt/m2ketika kondisi T – mikro mixer tidak lagi dijaga isotermal, (3) Peningkatan kinerja pencampuran juga tidak terlihat ketika T – mikro 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.