ANALISIS DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN ALIRAN UDARA … · Analisis Perpindahan Panas dan Massa pada Inkubator Bayi dengan Variasi Tipe Dinding dan Overhead Screen ... panas radiasi terendah

Tugas AkhirAnalisis Perpindahan Panas dan Massa pada InkubatorBayi dengan Variasi Tipe Dinding dan Overhead Screen

Ruri Agung Wahyuono

NRP. 2408100014

Pembimbing:

DR. Ridho Hantoro, S.T., M.T.

DR. Gunawan Nugroho, S.T., M.T.

HASIL dan PEMBAHASAN

14 February 2012 Seminar Tugas Akhir 2

VERIFIKASI HASIL SIMULASI AWAL CFD

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.530

32

34

36

38

Pengaturan Temperatur (derajat Celcius)

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.530

32

34

36

38


Tem

pera

tur

Pengukura

n d

an S

imula

si C

FD

(dera

jat

Celc

ius)

Temp. Pengukuran Titik 1

Temp. Simulasi CFD Titik 1



Temperatur Titik Pengukuran T1 dan T2

Eror min = 0,86%Eror max = 2,42%





Temperatur Titik Pengukuran T3 dan T4

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.530

32

34

36

38

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.530

32

34

36

38


Tem

pera

tur

Pengukura

n d

an S

imula

si C

FD

(dera

jat

Celc

ius)











Kecepatan Aliran Udara di dalam Inkubator

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.50

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12


Kecapata

n A

liran U

dara

Pengkura

n d

an S

imula

si (m

/s)

Kecepatan Udara Hasil Pengukuran

Kecepatan Udara Hasil Simulasi

Eror min = 3,37%Eror max = 20%

Secara keseluruhan data hasil simulasi temperatur dan kecepatan aliran udara denganCFD terverifikasi dengan hasil yang baik Inisiasi kondisi batas dapat digunakanuntuk pemodelan pada inkubator yang dimodifikasi



DISTRIBUSI TEMPERATUR DALAM INKUBATOR

Kontur distribusi temperatur (K) dalam inkubator : (a) dinding tunggal, (b) dinding tunggal dengan overhead screen, (c) dinding ganda, (d) dindingganda dengan overhead screen

Pengaturan Temperatur Ruang 32oC

Inkubator dindingtunggal memiliki

distribusitemperatur paling

baik



DISTRIBUSI ALIRAN UDARA

Path line kecepatan aliran udara (m/s) dalam inkubator : (a) dinding tunggal, (b) dinding tunggal dengan overhead screen, (c) dinding ganda, (d) dindingganda dengan overhead screen



DISTRIBUSI ALIRAN UDARA

Inkubator Dinding Tunggal Inkubator Dinding Tunggal – Overhead Screen

Inkubator Dinding Ganda Inkubator Dinding Ganda – Overhead Screen

Rata-rata terjadi peningkatan kecepatanaliran udara yang kembali ke tubuh bayi

akibat adanya penambahan dinding dalamataupun overhead screen



KEHILANGAN PANAS RADIASI

Pengaturan Temperatur Ruang 32oC

Kontur fluks radiasi (W/m2) dalam inkubator : (a) dinding tunggal, (b) dinding tunggal dengan overhead screen, (c) dinding ganda, (d) dindingganda dengan overhead screen



KEHILANGAN PANAS RADIASI

Pengaturan Temperatur Ruang 32oCPengaturan Temperatur Ruang 33oCPengaturan Temperatur Ruang 35oC

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.51

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

Pengaturan temperatur (derajat Celcius)

Kehilangan p

anas r

adia

si (W

)

Dinding tunggal

Dinding tunggal dengan overhead screen

Dinding ganda

Dinding ganda dengan overhead screen Tren kehilanganpanas radiasi

terendah padainkubator dinding

ganda



KEHILANGAN PANAS KONVEKSI

Koefisien Konveksi Permukaan Bayi

Kontur Koef. konveksi Permukaan Bayi (W/m2K) dalam inkubator : (a) dindingtunggal, (b) dinding tunggal dengan overhead screen, (c) dinding ganda, (d) dinding ganda dengan overhead screen



TEMPERATUR SEKITAR TUBUH BAYI

Inkubator Dinding Tunggal Inkubator Dinding Tunggal – Overhead Screen

Inkubator Dinding Ganda Inkubator Dinding Ganda – Overhead Screen



KEHILANGAN PANAS KONVEKSI

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.50.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8


Kehila

ngan P

anas K

onveksi (W

)

Dinding Tunggal

Dinding Tunggal - Overhead Screen

Dinding Ganda

Dinding Ganda - Overhead Screen

Kehilangan panas konveksi relatif jauh lebih rendah dibandingkan kehilangan panasradiasi. Inkubator dinding ganda efektif menurunkan kehilangan panas konveksi.



VERIFIKASI HASIL SIMULASI KEHILANGAN PANAS

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5

12

14

16

18

20

22

24

26

28


Flu

ks K

ehilangan P

anas R

adia

si dan K

onveksi (W

/m2)

Dindinding Tunggal

Dinding Tunggal - Overhead Screen

Dinding Ganda

Dinding Ganda - Overhead Screen

Elabbassi dkk (2004)

Hey & Katz (1970)

Tren dry heat loss(konveksi dan radiasi) secara simulasi hampir sama dengan hasileksperimen representasi secara riilkehilangan panas pada model inkubatoryang lain.



KETIDAKSEIMBANGAN PANAS TOTAL

31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.52.4

2.6

2.8

3

3.2

3.4

3.6

3.8

4

Pengaturan temperatur (derajat Celcius)

Ketidakseim

bangan p

anas t

ota

l (W

)

Dinding tunggal

Dinding tunggal dengan overhead screen

Dinding ganda

Dinding ganda dengan overhead screen

Catatan: laju kehilangan panas evaporasi adalah sama untuk semua kondisikarena hanya dipengaruhi oleh massa dan umur pasca lahir bayi.

Inkubator dinding gandamenyebabkan

ketidakseimbangan panastotal terendah

dibandingkan model inkubator lain

KESIMPULAN


1)Penambahan dinding dalam pada inkubator menyebabkan penurunantemperatur rata-rata ruang inkubator sebesar 0,2 – 0,3oC sertamengurangi kehilangan panas pada tubuh bayi cukup signifikan sebesar 8– 10 Watt.

2)Penambahan overhead screen pada inkubator dinding tunggalmenyebabkan penurunan temperatur rata-rata ruang sekitar 0,3 – 0,5oCdan menyebabkan kehialangan panas total semakin berkurang 5 – 9Watt.

3)Penambahan overhead screen dapat menurunkan temperatur rata-rataruang inkubator dinding ganda secara signifikan hingga 1,07oC sertakehilangan panas total pada tubuh bayi mengalami peningkatan 2 - 5Watt.

4) Inkubator dinding ganda merupakan model inkubator dengan distribusitemperatur dan aliran udara yang baik serta menyebabkan kehilanganpanas total yang paling minimum untuk mendukung tercapainya kondisineutral temperature environment (NTE) bagi bayi.

REFERENSI


Dollberg, Shaul & Hoath, Steven B. (2001), “Temperature Regulation in Preterm Infants: Role of The Skin-Environment

Interface,”lmountacer B. Elabbassi, Khalid Belghazi, Ste´phane Delanaud, J. P. Libert (2004) .Dry heat loss in incubator: comparison

of two premature newborn sized manikins.

Ginalsi, Maciej K., A. J. Nowak, L. C. Wrobel (2007). A combined study of heat and mass transfer in an infant incubator

with an overhead screen.

Hey, E. N. & Katz, G. (1970). “The optimum termal environment for naked babies,” Archives of Disease in Childhood.

Indrasanto, E., N. Dharmasetiawati, R. Rohsiswanto, R. K. Kaban (2010). Termoregulasi Neonatus, Ikatan Dokter Anak

Indonesia (IDAI)

Laroia N, Phelps D. L, Roy J. (2007). Double wall versus single wall incubator for reducing heat loss in very low birth

weight infants in incubators.

McCall EM, Alderdice FA, Halliday HL, Jenkins JG, Vohra S (2006). “Interventions to prevent hypothermia at birth in

preterm and/or low birth weight babies,”

Sauer, Dane, dan Viser (1984), “New standards for neutral termal environment of healthy very low birth weight infants in

week one of life,”

Sullivan, K, Ibe, O. E., Austin, T, Fabanwo, O., Disu, E., Costello, A. M. de L. (2004), “A comparison of kangaroo mother

care and conventional incubator care for termal regulation of infants < 2000 g in Nigeria using continuous

ambulatorytemperature monitoring (Abstract),”

Yudiyana, I Nyoman (2009). Analisis Distribusi Temperatur Pada Matras “Baby Incubator” (Abstrak). Tugas Akhir. Teknik

Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.


TERIMA KASIH

Documents

ANALISIS DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN ALIRAN UDARA … · Analisis Perpindahan Panas dan Massa pada Inkubator Bayi dengan Variasi Tipe Dinding dan Overhead Screen ... panas radiasi terendah