Pengaruh Contact Angle Terhadap Pembentukan Droplet dengan Menggunakan Simulasi CFD
Sari
ABSTRAK
Penelitian mengenai pembentukan droplet merupakan salah satu topik penting dan dalam 10 tahun terakhir mengalami perkembangan yang cukup pesat pada penelitian ini, dilakukan simulasi dengan menggunakan model volume of fluid (VOF) untuk menganalisis pengaruh sudut kontak terhadap pembentukan droplet. Geometri yang digunakan adalah tipe T-Junction dengan menggunakan fluida air dan oli. Melalui variasi kontak sudut maka diperoleh hasil dengan kondisi kecepatan air 0.001 m/s dan oli sebesar 0.0002 m/s, droplet terbentuk pada kondisi sudut kontak sebesar 135°, hal ini dikarenakan air memasuki saluran oli sehingga menyebabkan lapisan oli menjadi tipis pada bagian percabangan dan seiring berjalanya waktu lapisan tersebut putus dan menghasilkan droplet. Mekanisme pembentukan droplet adalah pemisahan fase, pembentukan droplet, dan pelepasan droplet.
Kata kunci: droplet, CFD, Microfluidic, T-Junction
ABSTRACT
Research on droplet formation is one of the important topics and in the last 10 years has developed quite rapidly in this study, simulations were carried out using the volume of fluid (VOF) model to analyze the effect of contact angle on droplet formation. The geometry used is the T-Junction type using water and oil fluids. Through variations in contact angle, the results obtained under the condition of water velocity of 0.001 m/s and oil of 0.0002 m/s, droplets are formed at a contact angle of 135°, this is because water enters the oil channel causing the oil layer to become thin in the branching section and over time the layer breaks up and produces droplets. The mechanism of droplet formation is phase separation, droplet formation, and droplet release.
Key words: droplet, CFD, Microfluidic, T-Junction.
Teks Lengkap:
PDFReferensi
Y.-F. Yap, S.-H. Tan, N.-T. Nguyen, S. M. S. Murshed, T.-N. Wong, and L. Yobas, ‘Thermally mediated control of liquid microdroplets at a bifurcation’, J. Phys. Appl. Phys., vol. 42, no. 6, p. 065503, Mar. 2009, doi: 10.1088/0022-3727/42/6/065503.
J. M. Zhang, Q. Ji, and H. Duan, ‘Three-Dimensional Printed Devices in Droplet Microfluidics’, Micromachines, vol. 10, no. 11, 2019, doi: 10.3390/mi10110754.
C.-H. Yeh, Q. Zhao, S.-J. Lee, and Y.-C. Lin, ‘Using a T-junction microfluidic chip for monodisperse calcium alginate microparticles and encapsulation of nanoparticles’, Sens. Actuators Phys., vol. 151, no. 2, pp. 231–236, Apr. 2009, doi: 10.1016/j.sna.2009.02.036.
C.-X. Zhao and A. P. J. Middelberg, ‘Two-phase microfluidic flows’, Microfluid. Eng., vol. 66, no. 7, pp. 1394–1411, Apr. 2011, doi: 10.1016/j.ces.2010.08.038.
S. Bashir, J. M. Rees, and W. B. Zimmerman, ‘Simulations of microfluidic droplet formation using the two-phase level set method’, Chem. Eng. Sci., vol. 66, no. 20, pp. 4733–4741, Oct. 2011, doi: 10.1016/j.ces.2011.06.034.
H. Yang, Y. Xu, and T. Knowles, ‘Droplet dynamics in asymmetric microfluidic junctions’, Eur. J. Mech. - BFluids, vol. 102, pp. 118–134, Nov. 2023, doi: 10.1016/j.euromechflu.2023.07.011.
I. L. Chaves, L. C. Duarte, W. K. T. Coltro, and D. A. Santos, ‘Droplet length and generation rate investigation inside microfluidic devices by means of CFD simulations and experiments’, Chem. Eng. Res. Des., vol. 161, pp. 260–270, Sep. 2020, doi: 10.1016/j.cherd.2020.07.015.
L. Wu, J. Qian, X. Liu, S. Wu, C. Yu, and X. Liu, ‘Numerical Modelling for the Droplets Formation in Microfluidics - A Review’, Microgravity Sci. Technol., vol. 35, no. 3, p. 26, May 2023, doi: 10.1007/s12217-023-10053-0.
DOI: https://doi.org/10.26760/JREM.v3i2.154
Refbacks
- Saat ini tidak ada refbacks.
ISSN (elektronik) :Â 2775-8087
diterbitkan oleh :
Teknik Mesin Institut Teknologi Nasional Bandung
Alamat : Gedung 11 Jl. PHH. Mustofa 23 Bandung 40124
Kontak : Tel. 7272215 Fax. 7202892
Surat Elektronik : jurnal.mesin@itenas.ac.id
_________________________________________________________________________________________________________________________
Jurnal ini terlisensi oleh Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.