STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH BILANGAN WEBER TERHADAP DINAMIKA TUMBUKAN SINGLE DROPLET PADA PERMUKAAN ALUMINIUM DAN TEMBAGA TEMPERATUR TINGGI

WILSON SUSANTO, Dr. Ir. Suhanan, DEA

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Single droplet adalah tetesan tunggal air yang bertumbukan pada suatu permukaan dengan memiliki tujuan tertentu. Spray cooling merupakan salah satu contoh aplikasi penggunaan droplet dalam proses pendinginan. Spray cooling biasanya untuk mendinginkan permukaan panas pada suatu proses reaksi inti nuklir, pembentukan material dengan metode quenching, dan peralatan elektronik. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji dinamika tumbukan droplet dengan permukaan padat yang dipanaskan dan juga mengkaji pengaruh temperatur, dan bilangan Weber terhadap perubahan temperatur, spreading factor, dan ketinggian recoil pada butiran air. Pada penelitian ini gunakan tetesan tunggal butiran air dengan diameter 2,8 mm yang memiliki bilangan Weber 30,1; 52,6; dan 82,7 yang dijatuhkan pada dua buah spesimen permukaan yang memiliki tingkat wettability yang berbeda yaitu aluminium dan tembaga. Perlakuan panas dilakukan pada temperatur di atas Leidenfrost berkisar 1600C sampai 2400C. Dinamika tumbukan droplet yang mengenai spesimen tersebut direkam menggunakan high speed camera. Hasil dari penelitian ini diketahui bahwa bilangan Weber sangat menentukan nilai spreading factor. Semakin tinggi bilangan Weber semakin tinggi pula spreading factor-nya. Sedangkan ketinggian recoil yang tinggi didapatkan dengan bilangan Weber rendah. Juga semakin tinggi temperatur maka semakin cepat waktu recoil-nya.

Single droplet is a droplet of water which collides on a surface for a specific purpose. Spray cooling is an example of application of using droplet for cooling process. Spray cooling is usually used for cooling down the heat on the surface of a nuclear reaction process, heat treatment material with a quenching method, and electronic equipment. The purpose of this study is to examine the dynamics of droplet collision on a heated solid surface. This study also aims to examine the effect of temperature and Weber number to temperature changes, spreading factor, and the recoil height of water droplet. This study uses a droplet of water with a diameter of 2.8 mm and has Weber numbers of 30.1; 52.6; and 82.7. It was were dropped on two specimen surfaces, i.e aluminum and copper, which have different levels of wettability. Experiment is undertaken in Leidenfrost temperature range from 1600C to 2400C. Dynamics of droplet collision on the specimen were recorded using a high speed camera. Results of this research are the Weber number will determine the value of the spreading factor. The higher the Weber number is, the higher its spreading factor is. Meanwhile, high altitude of recoil occurs in low Weber numbers. Also, the higher the temperature is, the faster the time of the recoil is.

Kata Kunci : Droplet, Spreading, Spreading factor, bilangan Weber, Recoil/Droplet, Spreading, Spreading factor, Weber number, Recoil