Studi Eksperimental mengenai dinamika tumbukan droplet dengan permukaan padat yang dipanaskan pada bilangan Weber menengah

SUSILA E.S., M. Dyan, Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA

2008 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Dinamika tumbukan droplet tunggal dengan permukaan padat yang dipanaskan divisualisasikan menggunakan teknik high-speed photographic. Temperatur permukaan, sudut kontak statis, dan bilangan Weber merupakan parameter penting yang menentukan perilaku tumbukan dan perpindahan kalor saat interaksi droplet dengan permukaan padat. Materi droplet adalah air destilasi dengan diameter awal droplet tetap 2,5 mm dan permukaan padatnya adalah stainless steel. Energi tumbukan dinyatakan dalam bilangan Weber, yaitu 52,1; 57,7; 63,3. Temperatur permukaan padat divariasikan dari 60−340°C untuk mengamati seluruh pola perpindahan kalor, yaitu pola fase tunggal, pendidihan nukleat, pendidihan transisi, dan pendidihan film. Sebagai hasil, diketahui bahwa sudut kontak statis dan bilangan Weber mempunyai pengaruh pada karakteristik penyebaran (spread) setelah droplet menumbuk permukaan padat. Spreading factor meningkat dengan menurunnya sudut kontak statis atau meningkatnya bilangan Weber. Waktu evaporasi menurun dengan menurunnya sudut kontak statis atau meningkatnya bilangan Weber.

The collision dynamics of a single droplet on a heated solid surface were visualized by using high-speed photographic technique. Surface temperature, static contact angle, and Weber number were important parameters which influenced the impact behavior and heat transfer during the interaction of droplet and solid surface. Droplet substance was destilated water with initial diameter of 2.5 mm and solid surface material was stainless steel. Impact energy was expressed in Weber number, they were 52.1, 57.7, and 63.3. Solid surface temperature was varied from 60−340°C to cover the heat transfer regimes, they were single-phase liquid, nucleate boiling, transition boiling, and film boiling. As a result, it was known that static contact angle and Weber number have influenced on spread characteristic after droplet impacting solid surface. Spreading factor increases due to the decrease of static contact angle or the increase of Weber number. Evaporation time decreases due to the decrease of static contact angle or the increase of Weber number.

Kata Kunci : Droplet,Visualisasi,Sudut kontak statis,Bilangan weber, droplet, visualisation, static contact angle, Weber number