Studi Numerik Karakteristik Aliran Tiga Dimensi Pada Ruangan Isolasi Dengan Perbedaan Tekanan Negatif

Nugroho, Satryo Fadhian Shidqi (2021) Studi Numerik Karakteristik Aliran Tiga Dimensi Pada Ruangan Isolasi Dengan Perbedaan Tekanan Negatif. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000088-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Pada desember 2019, wabah yang terjadi di Wuhan disebabkan oleh virus corona baru yang disebut sebagai 2019- nCoV. WHO menyatakan penyakit ini disebut sebagai COVID-19 dan ditetapkan sebagai pandemi. Penularan virus ini dapat terjadi dalam bentuk tetesan (droplets) maupun di udara (airborne). Salah satu tindakan untuk mengurangi jumlah korban jiwa adalah dengan mengurangi laju penularan virus. Pasien yang terpapar COVID-19 harus diisolasi untuk mencegah penularan kepada orang lain. Sebuah ruangan isolasi dirancang untuk memastikan perlindungan dari segala metode penularan. Cara infeksi yang paling dominan, yaitu penularan melalui udara yang ditangani oleh sistem heating, ventilation and cooling (HVAC) yang sesuai. Secara garis besar, terdapat dua kelas ruang isolasi yaitu kelas N yang mempunyai tekanan negatif dan kelas P yang mempunyai tekanan positif. Ruangan isolasi dengan tekanan negatif cocok untuk pasien yang menderita penyakit menular seperti Tuberkulosis dan SARS. Tujuan dari menempatkan pasien yang terinfeksi di dalam ruangan tekanan negatif adalah untuk mengurangi penularan penyakit melalui udara.
Pada studi ini menggunakan metode studi numerik tiga dimensi dengan menggunakan software Gambit 2.4 dalam proses perancangan geometri dan meshing yang kemudian digunakan ANSYS Fluent 19.1 dalam proses analisis. Benda uji yang digunakan berupa ruangan isolasi dengan satu inlet dan satu outlet

dengan variasi konfigurasi satu bed dan dua bed. Variasi perbedaan tekanan pada outlet yaitu -2,5 Pa, -5 Pa, -8 Pa, dan -15 Pa. Mesh yang digunakan adalah structured dengan tipe hexahedral-map dengan jumlah 1,3 juta cells. Fluida yang digunakan adalah udara pada suhu 24˚C pada tekanan 1 atm dengan laju pertukaran udara 12 ACH. Turbulence viscous model yang digunakan adalah k-ε standard dengan kriteria konvergensi sebesar 10-5.
Hasil yang didapatkan adalah variasi nilai tekanan pada outlet ditunjukkan adanya kesamaan trend pada grafik perbandingan kecepatan dan temperatur. Pada variasi -15 Pa menunjukkan distribusi tekanan hampir seragam dengan tekanan outlet sehingga variasi -15 Pa merupakan perbedaan tekanan yang paling baik. Konfigurasi ruangan isolasi atau posisi bed pasien mempengaruhi karakteristik aliran udara di ruangan isolasi. Ruangan isolasi dengan konfigurasi dua bed kurang direkomendasikan karena memiliki aliran pusaran yang berbahaya yaitu tepat di atas bed dekat inlet. Kecepatan, temperatur, dan tekanan rata-rata yang terjadi di atas bed masih dalam batas aman pernapasan pasien.
=========================================================
In December 2019, the outbreak in Wuhan was caused by a new coronavirus known as 2019-nCoV. WHO declared this disease referred to as COVID-19 and a pandemic. Transmission of this virus can occur in the form of droplets or in the air (airborne). One of the measures to reduce the number of fatalities is to reduce the rate of transmission of the virus. Patients exposed to COVID- 19 must be isolated to prevent transmission to others. An isolation room is designed to ensure protection from all methods of transmission. The most dominant mode of infection is airborne transmission which is handled by appropriate heating, ventilation, and cooling (HVAC) systems. Broadly speaking, there are two classes of isolation rooms, namely class N which has negative pressure, and class P which has positive pressure. The isolation room with negative pressure is suitable for patients suffering from infectious diseases such as Tuberculosis and SARS. The purpose of placing infected patients in negative pressure rooms is to reduce airborne disease transmission.
This study uses a three-dimensional numerical study method using Gambit 2.4 software in the geometry and meshing design process which is then used ANSYS Fluent 19.1 in the analysis process. The test object used is an isolation room with one inlet and one outlet with variations in the configuration of one bed and two beds. The variation of the pressure difference at the outlet

is -2.5 Pa, -5 Pa, -8 Pa, and -15 Pa. The mesh used is a structured hexahedral-map type with a total of 1.3 million cells. The fluid used is air at a temperature of 24˚C at a pressure of 1 ATM with an air exchange rate of 12 ACH. The turbulence viscous model used is k- ε standard with a convergence criterion of 10-5.
The results obtained are variations in the pressure value at the outlet showing a similar trend on the speed and temperature comparison chart. The -15 Pa variation shows almost uniform pressure distribution with outlet pressure so that the -15 Pa variation is the best pressure difference. The configuration of the room or the position of the bed affects the characteristics of the air flow in the isolation room. The isolation room with a two-bed configuration is less certain because it has a dangerous eddy flow that is right above the bed near the inlet. The average speed, temperature, and pressure that occur on the bed are still within the safe limits of the patient's breathing

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Negative Pressure Room, Simulation, Ventilation Negative Pressure Room, Simulation, Ventilation
Subjects:	R Medicine > RA Public aspects of medicine > RA0421 Public health. Hygiene. Preventive Medicine R Medicine > RA Public aspects of medicine > RA644.C67 COVID-19 (Disease) 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
Depositing User:	Satryo Fadhian Shidqi Nugroho
Date Deposited:	12 Aug 2021 12:27
Last Modified:	12 Aug 2021 12:27
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/85335

Actions (login required)

View Item