STUDI PENGARUH SUHU PERMUKAAN TERHADAP QUASI STATIC ADVANCING CONTACT ANGLE DAN SPREADING FACTOR PADA TUMBUKAN MULTIPLE DROPLET DI ATAS PERMUKAAN STAINLESS STEEL

ARDI WIRANATA, Indro Pranoto, S.T., M.Eng., Ph.D.;Dr.Deendarlianto, S.T., M.Eng.

2016 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Dalam studi ini fenomena tumbukan droplet di atas permukaan horizontal telah dipelajari. Aplikasi fenomena tumbukan droplet adalah pada alat pemadam api dengan sprinkler system, tumbukan droplet pada sudu - sudu gas turbine engine saat pesawat melakukan penerbangan pada musim hujan, pendinginan peralatan elektronik dengan menggunakan sistem spray dan sistem pembakaran dengan menggunakan sistem spray saat memasukkan bahan bakar ke dalam ruang bakar. Selain aplikasi engineering, droplet juga digunakan pada beberapa aplikasi di luar kegiatan engineering, sebagai contoh pada bidang agriculture. Pada bidang agriculture pengetahuan tentang dinamika tumbukan droplet sangat diperlukan untuk melakukan pengendalian erosi pada tanah. Pengetahuan tentang karakteristik dan proses spreading diperlukan untuk melakukan penelitian tentang penyemprotan pestisida terhadap tanaman, sehingga dapat ditemukan pola penyemprotan yang tepat, dengan demikian penggunaan pestisida per satuan luas dapat direduksi. Pada penelitian ini, telah dipelajari karakteristik dari tumbukan droplet pada permukaan stainless steel di mana droplet ini akan diteteskan pada permukaan stainless steel secara continuous dengan frekuensi 120 tetes permenit. Permukaan stainless steel yang ditetesi dengan multiple droplet ini akan diberi dua perlakuan yang berbeda yaitu dengan polishing dan pelapisan (coating) dengan TiO2. Di dalam penelitian ini juga dipelajari secara mendalam pengaruh suhu permukaan terhadap pola tumbukan, proses kecepatan pendinginan terhadap frekuensi tetes dan energi tumbukan droplet serta pengaruh perbedaan sudut kontak statis akibat perbedaan perlakuan permukaan stainless steel. Pada penelitian ini model matematis untuk melakukan prediksi terhadap spreading ratio dari tumbukan multiple droplet juga telah diusulkan. Kata kunci: droplet, spreading factor, bilangan Weber, Droplet impingement

The phenomena of a multiple droplet impingement on a horizontal solid surface have been studied. The application of the multiple droplet impingements are fire sprinkler system, the impingement of a droplet on the turbine blades when an airplane flying in a rainy condition, electronic spray cooling system, and a combustion engine with a fuel spray intake system. Not only in engineering, multiple droplet impingements also has another application in agriculture. In agriculture, the dynamic characteristic of spreading in multiple droplet impingements is very important for understanding how to spray pesticide without damaging the environment or causing erosion to the ground. Droplet impingement characteristic also has a very important influence in pesticide spraying system. With knowing the characteristic of the multiple droplet impingements, the amount of pesticide that needed to be sprayed on the plant can be predicted and reduced. In this experiment, the characteristic of multiple droplet impingements on a horizontal stainless steel surface are studied experimentally and analytically. The droplet is dropped on a horizontal stainless steel surface with 120 drops per minutes for the frequency. The surface of the stainless steel is finished with polishing and TiO2 coating. In this experiment, the effect of temperature on the multiple droplet impingement characteristics is studied. The effect of droplet frequency to the evaporation time as well as the influence of the static contact angle difference due to the difference treatment of the stainless steel surface are studied experimentally. In this study, mathematics model for predicting the spreading ratio of multiple droplet impingement has been carried out. Keyword : droplet, spreading factor, Weber number, Droplet impingement

Kata Kunci : droplet,spreading factor,Weber number,Droplet impingement