Studi Numerik Aliran Tiga Dimensi pada Ruang Isolasi Bertekanan Negatif dengan Konfigurasi Satu Inlet dan Dua Outlet dengan Variasi Posisi Tempat Tidur dan Variasi Perbedaan Tekanan Outlet

Muhlis, Rifqi Amin (2021) Studi Numerik Aliran Tiga Dimensi pada Ruang Isolasi Bertekanan Negatif dengan Konfigurasi Satu Inlet dan Dua Outlet dengan Variasi Posisi Tempat Tidur dan Variasi Perbedaan Tekanan Outlet. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000002-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until October 2023. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Bulan Desember 2019 di kota Wuhan negara China terjadi peningkatan kasus penyakit pneumonia yang diasosiakan dengan severe acute respiratory syndrome (SARS). Pada 12 Februari 2020 WHO resmi memberikan informasi bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh virus corona jenis baru yang diberi nama coronavirus disease 2019 atau sering disebut COVID-19. Pasien yang terpapar COVID-19 akan dirawat di fasilitas medis yang telah disiapkan berupa ruang isolasi bertekanan negatif. Dalam mendesain ruangan isolasi dibutuhkan perencanaan ventilasi yang baik. Desain sistem ventilasi harus membuat setiap bagian ruangan tersirkulasi udara dengan baik sehingga udara tidak mengalami stagnasi. Selain itu, udara juga tidak boleh mengalami short-circuiting antara inlet dan outlet. Aspek kenyamanan pasien juga harus diperhatikan yaitu berupa temperatur, kecepatan dan tekanan udara pada ruangan. Dengan dilakukannya simulasi diharapkan dapat diketahui karakteristik aliran yang optimal agar menjaga kondisi udara ruangan isolasi pada level infeksi yang rendah dan pasien pada ruangan tetap merasa nyaman.
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah studi numerik tiga dimensi pada ruang isolasi bertekanan negatif dengan ukuran 6 m x 8 m x 3 m. Proses pembuatan geometri dan mesh menggunakan software Gambit 2.4 dan proses simulasi menggunakan software Ansys Fluent 19.1. Mesh pada geometri menggunakan bentuk hexahedral map mesh. Variasi yang dilakukan pada penelitian ini yaitu berupa posisi tempat tidur pasiden dan differential pressure sebesar -2,5Pa, -5 Pa, -8 Pa, -15 Pa. Boundary condition pada inlet menggunakan tipe mass flow inlet dengan mass rate 0,5642kg/s ( 12 ACH ) dan pada outlet menggunakan tipe pressure outlet. Turbulance viscous model yang digunakan pada penelitian ini yaitu k-ε standart dengan kriteria konvergensi 10-5.
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah variasi tekanan outlet -5 Pa merupakan variasi yang paling baik karena sudah dapat membuat ruangan bertekanan negatif sesuai standar yang ada dan juga kenyaman pasien tetap terjadi karena tekanan ruangan tidak terlalu bernilai negatif. Konfigurasi ruang isolasi dengan satu tempat tidur memiliki karakteristik aliran udara yang lebih baik daripada ruang isolasi dengan satu tempat tidur karena tidak adanya stagnasi udara pada daerah atas tempat tidur. Kenyamanan pasien dapat tetap terjaga karena kecepatan di area tempat tidur kurang dari 0,2 m/s, temperatur di dekat tempat tidur kurang dari 301 K, dan tekanan ruangan tidak mencapai -1mmHg atau -133 Pa (Gauge Pressure).
====================================================================================================
In December 2019 in the city of Wuhan, China, there was an increase in cases of pneumonia disease associated with severe acute respiratory syndrome (SARS). On February 12, 2020, WHO officially provided information that the disease caused by a new type of corona virus named coronavirus disease 2019 or often called as COVID-19. Patients infected by COVID-19 will be treated in medical facilities which take place in the negative pressure isolation room. Designing the isolation room need good ventilation planning. The design of the ventilation system must make every part of the room well circulated so that the air does not stagnate. In addition, the air must not be short-circuited between the inlet and outlet. Aspects of the comfortability of the patient must be considered including temperature, velocity and air pressure in the room. By doing simulation, it is expected that the optimal flow characteristics can be known in order to maintain the air condition of the isolation room at a low infection level and the patient in the room still feels comfortable.
The method used in this research is a three-dimensional numerical study in a negative pressure isolation room with a size of 6 m x 8 m x 3 m. The process of making geometry and mesh use Gambit 2.4 software. The simulation process use Ansys Fluent 19.1 software. The mesh on the geometry uses a hexahedral map mesh shape. Variations carried out in this study are position of the patient's bed and difference in the outlet pressure of -2.5Pa, -5 Pa, -8 Pa, -15 Pa. The boundary conditions at the inlet uses a mass flow inlet type with a mass rate at 0.5642 kg/s (12 ACH ) and at the outlets use a pressure outlet type. The viscous turbulence model used in this study is k-ε standard with convergence criteria equal to 10-5.
The results obtained from this study are changes in the number of the outlet pressure have no effect on the distribution of air velocity and temperature in the isolation room but only affect the room pressure. Configuration of the bed position affects the distribution of speed, temperature and air pressure in the isolation room. The configuration of the isolation room with one bed has better airflow characteristics than the isolation room with one bed because there is no air stagnation in the area above the bed. Patient comfort can be maintained because the speed in the bed area is less than 0.2 m/s, the temperature near the bed is less than 301 K, and the room pressure does not reach -1mmHg or -133 Pa (Gauge Pressure).

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	COVID-19, Ruang Isolasi Bertekanan Negatif, Desain Ventilasi, Studi Numerik, Kecepatan, Temperatur, Tekanan,COVID-19, Negative Pressure Isolation Room, Ventilation Design, Numerical Studies, Velocity, Temperature, Pressure
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics. Fluid Mechanics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rifqi Amin Muhlis
Date Deposited:	12 Aug 2021 11:34
Last Modified:	12 Aug 2021 11:34
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/86038

Actions (login required)

View Item