Single Droplet Studi Eksperimental Pengaruh Bilangan Weber Terhadap Dinamika Tumbukan Single Droplet Pada Permukaan Aluminium dan Tembaga Temperatur Tinggi

Wilson Susanto; Windy Hermawan Mitrakusuma; s Suhanan; d Deendarlianto; Samsul Kamal

Wilson Susanto Mahasiswa S1 Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,
Windy Hermawan Mitrakusuma Mahasiswa S3 Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,
s Suhanan Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
d Deendarlianto
Samsul Kamal

Abstract

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.

Kata Kunci: Leidenfrost, recoil, seminar RETTI, spreading, spreading factor.

Author Biographies

Wilson Susanto, Mahasiswa S1 Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,

Mahasiswa S1 Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,

Windy Hermawan Mitrakusuma, Mahasiswa S3 Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,

Mahasiswa S3 Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,

s Suhanan, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

References

Bernardin, J. D., and I. Mudawar. 1999. “The Leidenfrost Point: Experimental Study and Assessment of Existing Models.” Journal of Heat Transfer 121(4): 894.

Bernardin, John D., and Issam Mudawar. 2004. “A Leidenfrost Point Model for Impinging Droplets and Sprays.” Journal of Heat Transfer 126(2): 272.

Bernardin, John D., Clinton J. Stebbins, and Issam Mudawar. 1997. “Mapping of Impact and Heat Transfer Regimes of Water Drops Impinging on a Polished Surface.” International Journal of Heat and Mass Transfer 40(2): 247–67.

“CA7-Deendarlianto-The Effect of Contact Angle on Evaporation of Water Droplet-1.pdf.”

“CA-Kandlikar-Contact Angle of Droplets During Spread and Recoil After Impinging on a Heated Surface.pdf.”

Chandra, S., and C. T. Avedisian. 1991. “On the Collision of a Droplet with a Solid Surface.” Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 432(1884): 13–41.

Chaves, Humberto, Artur Michael Kubitzek, and Frank Obermeier. 1999. “Dynamic Processes Occurring during the Spreading of Thin Liquid Films Produced by Drop Impact on Hot Walls.” International Journal of Heat and Fluid Flow 20(5): 470–76.

Gottfried, B.S., C.J. Lee, and K.J. Bell. 1966. “The Leidenfrost Phenomenon: Film Boiling of Liquid Droplets on a Flat Plate.” International Journal of Heat and Mass Transfer 9(11): 1167–88.

Hidaka, Sumitomo, Akimitsu Yamashita, and Yasuyuki Takata. 2006. “Effect of Contact Angle on Wetting Limit Temperature.” Heat Transfer - Asian Research 35(7): 513–26.

Kandlikar, Satish G, Mark E Steinke, and Ashish Singh. 2001. “Effects of Weber Number and Surface Temperature on the Boiling and.” 35th National Heat Transfer Conference: 1–10.

Šikalo, Š, and E. N. Ganić. 2006. “Phenomena of Droplet-Surface Interactions.” Experimental Thermal and Fluid Science 31(2): 97–110.

Xie, Heng, and Zhiwei Zhou. 2007. “A Model for Droplet Evaporation near Leidenfrost Point.” International Journal of Heat and Mass Transfer 50(25-26): 5328–33.