OPTIMASI MIKROMIXER BERBASIS RINTANGAN KOCH SNOWFLAKES FRACTAL UNTUK APLIKASI LAB ON CHIP

Devi Fitria Nurvadila, - (2021) OPTIMASI MIKROMIXER BERBASIS RINTANGAN KOCH SNOWFLAKES FRACTAL UNTUK APLIKASI LAB ON CHIP. S1 thesis, Universitas Pendidikan Indonesia.

	Text S_FIS_1701330_Title.pdf Download (2MB)
	Text S_FIS_1701330_Chapter1.pdf Download (520kB)
	Text S_FIS_1701330_Chapter2.pdf Restricted to Staf Perpustakaan Download (1MB)
	Text S_FIS_1701330_Chapter3.pdf Download (1MB)
	Text S_FIS_1701330_Chapter4.pdf Restricted to Staf Perpustakaan Download (1MB)
	Text S_FIS_1701330_Chapter5.pdf Download (490kB)
	Text S_FIS_1701330_Appendix.pdf Restricted to Staf Perpustakaan Download (6MB)

Abstract

Perkembangan sistem mikromixer telah menarik minat khusus sejalan dengan perkembangan perangkat Lab on Chip (LoC) dengan upaya miniaturisasi dan portable. Penelitian ini bertujuan: 1) Mengetahui pengaruh struktur rintangan Koch snowflakes fractal terhadap efisiensi pencampuran, 2) Mengetahui pengaruh struktur saluran masuk T-vortex terhadap efisiensi pencampuran, dan 3) Mengetahui pengaruh bilangan Reynolds (0,05-100) terhadap efisiensi pencampuran. Penelitian ini menggunakan metode simulasi pada perangkat lunak COMSOL Multiphysics 4.6. Desain yang digunakan dalam simulasi ini terdiri dari empat struktur yang berbeda yaitu pada struktur rintangan Secondary Snowflakes Fractal (SSF), Tertiary Snowflakes Fractal (TSF), Rounding Secondary Snowflakes Fractal (RSSF), dan Rounding Tertiary Snowflakes Fractal (RTSF). Masing-masing struktur diuji berdasarkan sudut rintangan yaitu 15°, 30°, 45°, 315°, 330°, dan 345°, serta kedalaman rintangannya yaitu dari rentang 0,01-0,19 mm. Kemudian struktur SSF, TSF, RSSF, dan RTSF dikombinasikan dengan struktur saluran masuk T-vortex untuk lebih meningkatkan efisiensi pencampurannya. Struktur geometri tersebut memiliki panjang, lebar dan tinggi 5 mm x 0,3 mm x 0,2 mm. penelitian ini dilakukan untuk mengoptimalkan struktur mikromixer berbasis rintangan dalam aplikasi LoC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mikromixer dengan struktur rintangan Tertiary Snowflakes Fractal (TSF) pada sudut 30° dan kedalaman 0,17 mm, serta saluran utama T-vortex menghasilkan performa yang lebih baik yaitu sebesar >98% pada Re rendah (0,05-100). Hasil tersebut dapat diasumsikan bahwa cairan telah tercampur secara homogen. Dengan tercapainya parameter dimensi panjang saluran <5,3 mm dan mendapatkan efisiensi pencampuran >80% yang beroperasi pada Re rendah, maka desain mikromixer ini sesuai dengan konsep divais dalam sistem LoC yang dapat diaplikasikan pada bidang analisis kimia. The development of micromixer systems has attracted special interest, in line the development of Lab on Chip (LoC) devices with efforts to miniaturization and portable. This study aims to: 1) determine the effect of the Koch snowflakes fractal barrier structure on the mixing efficiency, 2) determine the effect of T-vortex inlet structure on mixing efficiency, and 3) determine the effect of Reynolds number (0.05-100) on mixing efficiency. This study used the simulation method on the COMSOL Multiphysics 4.6 software. The design used in this simulation consists of four different structures, namely Secondary Snowflakes Fractal (SSF), Tertiary Snowflakes Fractal (TSF), Rounding Secondary Snowflakes Fractal (RSSF), dan Rounding Tertiary Snowflakes Fractal (RTSF). Each structure was tested based on the angle of obstruction, namely 15°, 30°, 45°, 315°, 330°, and 345°, and the depth of the obstacle is from 0.01-0.19 mm. Then the SSF, TSF, RSSF, and RTSF structures are combined with the T-vortex inlet structure to further improve their mixing efficiency. The geometry structure has a length, width and height of 5 mm x 0.3 mm x 0.2 mm. This research was conducted to optimize the barrier-based micromixer structure in LoC applications. The results showed that the micromixer with the obstacle structure Tertiary Snowflakes Fractal (TSF) at an angle of 30° and a depth of 0.17 mm, as well as a T-vortex main channel produced better performance of >98% at low Re (0.05- 100). These results can be assumed that the liquid has been mixed homogeneously. With the achievement of the channel length dimension parameter is <5.3 mm and mixing efficiency >80% operating at low Re, the design of this micromixer is following the concept of devices in the LoC system that can be applied to the field of chemical analysis.

Item Type:	Thesis (S1)
Uncontrolled Keywords:	Micromixer, Koch fractal, Mixing efficiency, Reynolds Number
Subjects:	L Education > L Education (General) Q Science > QC Physics
Divisions:	Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam > Jurusan Pendidikan Fisika > Program Studi Fisika (non kependidikan)
Depositing User:	Devi Fitria Nurvadila
Date Deposited:	06 Sep 2021 06:20
Last Modified:	06 Sep 2021 06:20
URI:	http://repository.upi.edu/id/eprint/65724

Actions (login required)

View Item