Perpustakaan Digital ITB

Mikrofluida merupakan teknologi manipulasi fluida dalam skala mikro yang dapat digunakan untuk memproses fluida dengan keunggulan berupa biaya yang murah, waktu analisis yang cepat, kemampuan pemanfaatan fluida dalam volume kecil, serta produksi limbah yang lebih sedikit. Mikrofluida menjamin aliran laminar pada fluida karena skalanya yang kecil memungkinkan proses manipulasi fluida yang lebih mudah. Mikrofluida droplet merupakan salah satu subkategori mikrofluida yang dimanfaatkan untuk memproduksi droplet fluida dalam skala mikro yang dapat diaplikasikan untuk berbagai kebutuhan. Subkategori tersebut memanfaatkan setidaknya dua fluida yang tidak dapat tercampur, di mana suatu fluida terdispersi diinjeksikan ke suatu aliran fluida kontinu. Salah satu contoh pengaplikasian konsep tersebut dapat ditemui pada perangkat pasif mikrofluida droplet dengan geometri T-junction yang mempertemukan fluida terdispersi yang dipisahkan menjadi droplet dengan fluida kontinu secara tegak lurus. Skema tersebut umum diujicobakan secara eksperimen untuk memproduksi droplet dengan ukuran seragam dan mekanisme pembentukan yang sederhana serta memiliki kecenderungan pengaturan aliran yang mudah. Penelitian ini fokus membahas simulasi numerik pembentukan droplet pada perangkat mikrofluida dengan memanfaatkan computational fluid dynamics (CFD) dengan skema dua dimensi. Hasil simulasi tersebut berhasil memberikan pemahaman komprehensif mengenai skema pembentukan droplet berdasarkan nilai tegangan geser, tekanan, dan kecepatan pada titik pembentukan droplet. Semakin tinggi laju aliran fluida terdispersi, maka diperoleh nilai tegangan geser dan tekanan yang meningkat dan kecepatan yang menurun, memberikan droplet yang lebih panjang dan jarak antardroplet yang lebih pendek. Hasil simulasi juga memberikan variasi ukuran droplet yang cukup seragam pada rentang 0.81 hingga 3.28%. Selain itu, hasil simulasi memberikan tren yang komparatif dengan perolehan eksperimen pada penelitian sebelumnya untuk variasi tinggi kanal dan laju aliran, ditunjukkan dengan koefisien korelasi Pearson yang bernilai lebih dari 0.9 dengan p-value di bawah 0.05 meskipun masih terdapat galat yang tidak dapat dihindari.