Buku Pidato Pengukuhan Guru Besar - Prof. Warjito

Dinamika Bubble dan Aplikasinya Pada Engineering Warjito Pidato pada Upacara Pengukuhan sebagai Guru Besar dalam Bidang Mekanika Fluida Pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok, 27 Maret 2021



Dinamika Bubble dan Aplikasinya Pada Engineering Warjito Pidato pada Upacara Pengukuhan sebagai Guru Besar dalam Bidang Mekanika Fluida Pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok, 27 Maret 2021



Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Bismillahirrahmaanirrahim Yang saya hormati, Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia Ketua dan Anggota Majelis Wali Amanah Universitas Indonesia Rektor dan Wakil Rektor Universitas Indonesia Ketua dan Anggota Senat Akademik Universitas Indonesia Ketua dan Anggota Dewan Guru Besar Universitas Indonesia Dekan, Wakil Dekan dan jajaran pimpinan Fakultas Teknik Universitas Indonesia Para Dekan dan Wakil Dekan Fakultas di Universitas Indonesia Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia Para Ketua dan sekretaris Departemen di Fakultas Teknik Universitas Indonesia Ketua dan Anggota Senat Akademik Fakultas Teknik Universitas Indonesia Guru Besar Fakultas Teknik Universitas Indonesia Seluruh Sivitas Akademika Universitas Indonesia Guru Besar dari perguruan tinggi lain yang menjadi tamu kehormatan kami Sahabat-sahabat sekolah dan kuliah tercinta Serta sanak saudara yang saya cintai, dan Ibu, Bapak, segenap undangan yang saya hormati. 1

Warjito Assalamualaikum Wr. Wb Selamat pagi dan salam sejahtera untuk kita semua, Pada kesempatan yang berbahagia ini perkenankanlah saya memanjatkan segala puji dan syukur ke hadirat Allah SWT, yang atas anugerahNya kita diperkenankan hadir pada upacara pengukuhan saya sebagai Guru Besar Tetap dalam bidang Ilmu Mekanika Fluida di Universitas Indonesia. Shalawat serta salam tercurah kepada Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarga dan para sahabatnya. Terima kasih yang sebesar-besarnya saya sampaikan kepada Hadirin yang berkenan meluangkan waktu untuk mengikuti upacara ini. Kerelaan segenap Hadirin merupakan suatu kehormatan dan kebahagiaan bagi saya bersama keluarga. Hadirin yang saya hormati, Izinkanlah saya menyampaikan pidato saya yang berjudul: Dinamika bubble dan aplikasinya pada engineering Definisi Menurut KBBI, bubble adalah gelembung. Merupakan fasa gas yang larut dan terperangkap dalam fasa liquid. Untuk beberapa kasus, fasa gas tersebut merupakan uap dari fasa liquid. Dalam kondisi alamiah, semua liquid mengandung sejumlah gas dalam bentuk bubble, namun dengan ukurannya yang kecil kadang tidak nampak oleh mata. Bubble yang paling kita kenal adalah gelembung air sabun yang merupakan bagian dari permainan saat kita kecil. Gelembung air sabun terbentuk oleh lapisan sandwich air sabun, air dan air sabun. Aliran dua fasa di dalam saluran menempati posisi penting dan mempunyai banyak masalah untuk diselesaikan oleh engineer dan ilmuwan. Sehingga pemahaman phenomena physic sangat diperlukan. Aliran dua fasa umum didapati dalam sistem kimia, minyak bumi dan 2

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering industry nuklir. Bagian berikut akan membahas secara singkat klasifikasi aliran dua fasa. Pola aliran dua fasa pada suatu saluran vertical diklasifikasikan menjadi: aliran bubbly, slug, churn dan mist [1]. Aliran bubbly adalah aliran dua fasa dimana fasa kontinyu adalah cair dengan bubble terdispersi dalam cairan. Slug flow adalah aliran dua fasa dimana bubble bergabung membentuk bubble dengan diameter besar sebanding dengan ukuran saluran. Pada pola aliran ini, bubble naik dengan lintasan pada pusat saluran sedangkan cairan berbentuk lapisan yang menempel pada dinding turun. Pola aliran ini akan selalu berubah-ubah. Pada aliran churn atau froth, bubble mempunyai bentuk yang tidak beraturan dan sering terjadi pencampuran secara makro diantara fasanya. Cairan cenderung bergerak naik turun berosilasi. Pada aliran anular mist, cairan menutup permukaan dinding saluran dan kabut berada ditengah. Pola aliran pada saluran vertical dapat dilihat pada gambar 1. Ada beberapa metode untuk menyusun peta pola aliran aliran dua fasa [2]. Parameter utama yang digunakan dalam peta untuk menentukan pola aliran adalah kecepatan superficial. Kecepatan superficial adalah kecepatan fasa cairan atau gas jika fasa tersebut mengalir sendiri di dalam saluran. Contoh peta pola aliran adalah peta aliran yang dikembangkan oleh Griffith dan Wallis [2] pada gambar 2. Gambar 1. Klasifikasi aliran dua fasa vertikal 3

Warjito Gambar 2. Peta aliran dua fasa Pengaruh Perubahan Tekanan Seperti kita ketahui pada sistem transportasi satu fasa, sistem transportasi dua fasa juga terdiri dari berbagai fitting/komponen seperti: diffuser, contraction, bend, turn, tee, orifice dan lain-lain. Komponen ini akan menimbulkan gangguan, sehingga menyebabkan perubahan karakter aliran: tekanan, kecepatan dan lain-lain. Sudah diketahui bahwa tekanan cairan di sekeliling bubble mempunyai peran penting dan menentukkan dinamika gelembung. Jika tekanan disekitar bubble berubah, bubble akan mengalami deformasi, osilasi, bahkan pecah. Beberapa studi tentang aliran bubbly yang mengalami perubahan tekanan pada venture menunjukkan perilaku penting bubbly flow seperti: distribusi void fraction, kecepatan dan jatuh tekanan. Struktur aliran bubbly melewati suatu ventury telah disampaikan oleh beberapa peneliti [3, 5]. Void faction sepanjang sumbu akan naik saat aliran melalui bagian konvergen, mencapai maksimu di bagian leher 4

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering dan kemudian turun [2, 3]. Pengukuran distribusi void fraction pada penampang melintang menyimpulkan bahwa profil void distribution selalu menunjukkan maksimum local berada di pusat venturi. Pada bagian leher venture, profile void distribution secara umum mempunyai bentuk yang sama dengan bagian inlet. Hal ini menunjukkan distribusi void tidak mengalami reorganisasi saat aliran melalui bagian divergen venturi. Akan tetapi setelah melewati leher venturi, aliran menyerupai jet-like diffusing transitional flow dan bubble pecah, diameter jadi kecil dan void fraction tertinggi di bagian luar. Kecepatan aliran bubbly meningkat saat melalui bagian konvergen dan menurun saat melewati bagian divergen tabung venture [2, 3]. Kecepatan aliran maksimum dekat dengan leher venturi, dengan profile kecepatan maksimum di bagian sumbu. Kecepatan cairan dan bubble berbeda [3 - 5 dan 6 - 9]. Pada aliran yang mengalami percepatan , bubble akan mengalami akselerasi lebih besar dibanding air, karena densitinya lebih rendah. Kecepatan bubble tidak begitu terpengaruh oleh ukurannya pada aliran dengan perbedaan cukup besar [2]. Pada saat mengalir melalui venturi, bentuk bubble berubah sebagai hasil interaksi dengan cairan, dinding dan bubble di sekitarnya. Perubahan bentuk bubble bergantung pada ukurannya, semakin besar ukuran bubble semakin besar perubahannya. Deformasi maksimum terjadi dekat leher venturi. Deformasi bubble juga bergantung pada perubahan tekanan yang dialami, gradient tekanan besar menyebabkan deformasi besar. Evolusi bentuk bubble pada venturi telah dipelajari secara numerik oleh Sherwood [6] dan khayat et all [9]. Evolusi bentuk bubble pada gradient tekanan yang sangat tinggi pada orifice akan disampaikan berikut ini. Dinamika bubble saat mengalami jatuh tekanan ekstrim dipelajari dengan menggunakan peralatan uji dengan gambar skematik ditunjukkan pada gambar 5

Warjito Gambar 3. Gambar skematik alat uji Bubble Pecah Deformasi yang berlebihan akan menyebabkna bubble pecah. Ishi [3] telah mempelajari bubble pecah pada aliran melewati venture. Mereka menyampaikan bahwa bubble pecah terjadi di bagian divergen venturi. Ivany berpendapat bahwa bubble pecah dipicu oleh jet mikro yang tumbuh dari sisi tekanan tinggi mengarah ke sisi tekanan rendah. Hammit [10] menunjukkan bahwa bubble yang mengalami pressure gradient, pertama-tama titik pusat bubble berpindah ke arah sisi tekanan rendah. Kemudian dinding bubble di sisi tekanan tinggi berakselerasi lebih besar dibanding permukaan yang lain sehingga terbentuk cekungan yang berkembang menjadi jet. Bagaimana jika bubble mengalami jatuh tekanan yang ekstrim ? Semakin curam gradien tekanan, menyebabkan semakin besar migrasi pusat bubble dan pembentukan jet. Kecepatan micro jet dalam rentang ratusan meter per detik [11, 12]. Semakin cepat micro jet semakin besar tekanan terbentuk saat bubble pecah, dan interaksi ini dipahami sebagai penyebab erosi permukaan. Bagian berikut akan membahas proses 6

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering perubahan bentuk bubble tunggal saat mengalami jatuh tekanan akstrim saat melewati orifice, focus pada hubungan antara perubahan tekanan dan ukuran bubble saat mengalami jatuh tekanan ekstrim. Bagian berikut akan mendiskusikan proses bubble pecah, fraksi bubble pecah dan lokasi bubble pecah dengan parameter yang digunakan ukuran bubble awal dan jatuh tekanan. Bubble tunggal diproduksi oleh nozzle tunggal yang dihubungkan ke pensupli udara volume konstan dan jatuh tekanan dihasilkan oleh orifice. Proses bubble pecah Suatu image berurutan tipikal suatu bubble tunggal melewati orifice ditunjukkan pada gambar 4. Laju aliran air adalah dengan , dan Bentuk awal bubble adalah oblate dengan salah satu sumbunya parallel dengan sumbu orifice seperti terlihat pada frame 1 dan 2. Bubble bergerak dengan kecepatan konstan seperti terlihat pada frame 1 sampai frame 3. Dekat orifice, aliran mengalami percepatan, dan bubble memasuki daerah ini mengalami deformasi seperti terlihat pada frame 3. Saat bubble memasuki orifice, bubble seperti deperas dan ditarik dalam arah aliran seperti terlihat di frame 4. Bagian bawah bubble hampir rata saat melewati orifice. Karena gradient tekanan bernilai negative, tekanan yang bekerja pada bagian ini lebih besar dari pada tekanan pada bagian atas. Sehingga bubble bagian bawah ditekan dan bagian atas ditarik. Beda tekanan menyebabkan terbentuknya cekungan ke arah downstream dan cekungan terus berkembang seperti terlihat pada frame 5 sampai frame 7. Saat bubble bergerak lebih lanjut, cekungan mencapai bagian ujung atas bubble seperti terlihat pada frame 10, bubble mulai pecah. Proses bubble pecah dapat dilihat pada frame 10 sampai dengan frame 14. Perbedaan tekanan berpengaruh pada pembentukan cekungan. Bentuk bubble di dekat orifice sesaat ditunjukkan pada gambar 5, dan gambar 6, . Photo diambil pada waktu berbeda, sehingga bukan merupakan time series dari satu bubble. 7

Warjito Akan tetapi selalu didapatkan bentuk bubble yang sama pada lokasi yang sama. Sehingga susunan photo berdasarkan lokasi dapat dianggap sebagai urutan proses pertumbuhan cekungan. Gbr 11 dan 12. Gambar 4. Perubahan bentuk bubble saat melalui orifice 8

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Gambar 5. Perubahan bentuk bubble saat melalui orifice. 9

Warjito Gambar 6. Perubahan bentuk bubble saat melewati orifice. 10

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Suara bubble pecah Bubble terbentuk, karena dinamika lingkungan bubble berosilasi dan pecah menimbulkan fluktuasi tekanan disekitarnya, yang berasosiasi dengan suara [3, 9, 19]. Contoh suara yang ditimbulkan oleh bubble adalah: suara yang muncul saat air dipanci mulai mendidih, suara air hujan saat menumbuk genangan air dan suara yang muncul pada pompa karena kavitasi. Suatu bubble pada cairan dapat menjadi suatu osilator [13]. Frekuensi natural suatu bubble berbentuk bola dalam cairan yang mengalami gerakan low-amplitude simple harmonic, dapat diperkirakan dengan persamaan: ……………………………………………………………..1) Dengan r diameter bubble, po tekanan lingkungan, adalah densitas air dan adalah rasio panas spesifik gas. persamaan ini pertama kali disampaikan oleh Minnaert. Sebagai ilustrasi, bubble dengan diameter 2 mm did dalam air pada tekanan 1 atmosphere dan = 1,4 memberikan frekuensi resonansi 3,26 kHz. Pengambilan gambar dan signal suara dengan hydrophone menunjukkan bahwa saat bubble pecah akan terbentuk bubble dengan ukuran kecil. Pada saat yang hampir sama juga ditangkap oleh hydrophone suatu spike signal seperti ditunjukkan pada gambar 7. pada gambar ini juga ditunjukkan signal yang ditangkap hydrophone untuk aliran air tanpa bubble. Pengambilan image bubble saat melewati orifice dengan video dan signal suara dengan hydrophone secara simultan ditunjukkan pada gambar 8 di bawah ini. Pada video, bubble pecah sehingga terbentuk bubble kecil terjadi pada waktu antara 35 ms dan 40 ms, dan pada waktu yang sama, signal hydrophone menunjukkan spike menandakan signal suara bubble pecah tersebut. 11

Warjito Gambar 7. Signal hydrophone untuk air a) dan signal hydrophone yang ditimbulkan oleh bubble pecah b) Gambar 8. Image dan signal hydrophone yang diambil simultan saat bubble melewati orifice 12

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Bagaimana Karakteristik suara bubble Replot tipikal signal suara bubble yang ditangkap oleh hydrophone seperti gambar 9a) ke dalam grafik amplitudo terhadap waktu, gambar 9b), menunjukkan bahwa signal tersebut adalah sinusoidal dan meluruh dengan cepat terhadap waktu. Gambar 9. Replot emisi suara bubble pecah Kecepatan bubble Bagian berikut akan membahas hasil penelitian saat bubbly flow mengalami aliran yang dipercepat seperti saat melalui orifice. Gambar 10 menunjukkan posisi bubble sebagai fungsi waktu saat mengalami percepatan saat mengalir melalui orifice.data diperoleh dengan 13

Warjito memproses image bubble di sekitar orifice. Image diperoleh dengan menggunakan high speed video camera dengan 400 frame perdetik. Posisi bubble pada gambar ini menyatakan posisi titik pusat bubble. Pada bagian upstream orifice, bubble mengalir dengan kecepatan konstan, hal ini ditunjukkan dengan posisi bubble yang membentuk garis lurus. Saat mendekati orifice, aliran dipercepat demikian juga dengan bubble, dan akan melambat pada bagian downstream orifice. Bubble bergerak lebih cepat karena secara keseluruhan aliran mengalami percepatan akibat jatuh tekanan. Grafik juga menunjukkan berbagai ukuran bubble menghasilkan kurva yang sama sehingga dapat juga disimpulkan kecepatan bubble tidak tergantung pada ukuran dalam rang penelitian ini. Penelitian ini juga membuktikan bahwa kecepatan bubble lebih tinggi dari kecepatan liquid saat aliran mengalamipercepatan karena jatuh tekanan. Ada slip velocity antara liquid dan bubble, gaya apung berperan pada phenomena ini. Slip velocity juga ditemui pada penelitian sebelumnya. Gambar 10. Posisi bubble saat melewati orifice vs waktu Bagaimana dengan bubble cluster ? Karakteristik suara yang dibangkitkan oleh bubble cluster berbeda dengan karakteristik suara yang dibangkitkan oleh bubble tunggal. Prosperetti [14] menyarankan bahwa bubble cluster bisa 14

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering dianggap sebagai coupled oscillator, yaitu suatu sistem yang dapat memiliki mode normal pada frekuensi jauh lebih rendah dibanding frekuensi resonansi dari individual oscillator. Hasil ini telah dibuktikan oleh beberapa peneliti, bahwa frekuensi bubble cluster jauh lebih rendah dari frekuensi natural individual bubble pembentuknya. [15 – 18]. Lu et al. [15] menunjukkan bahwa frequency shift oleh bubble cluster, yang berosilasi secara bersama dapat diperkirakan dengan persamaaan. ………………………………………………………………………………2) β adalah fraksi volume gas dan Nb jumlah bubble. ………………………………………………….………………………………3) Dengan r adalah radius bubble dan L dimensi linear awan bubble. Gambar 11. Bubbly flow sat melewati orifice 15

Warjito Saat melalui orifice, sebagian besar bubble pecah menjadi bubble dengan ukuran beragam seperti terlihat pada gambar 11. Efek jatuh tekanan dan konsentrasi gas sangat signifikan. Semakin tinggi jatuh tekanan, menyababkan ukuran bubble semakin halus dan homogen. Sedangkan efek konsentrasi gas sebaliknya. Kondisi ini dapat dilihat pada gambar 12. 16

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Gambar 12. Ukuran bubble pada upstream dan downstream orifice untuk berbagai jatuh tekanan dan konsentrasi gas 17

Warjito Suara yang ditimbulkan oleh bubbly flow Signal suara yang ditimbulak saat bubbly flow melewati orifice dan pecah ditunjukkan pada gambar 13 di bawah ini. Gambar ini menunjukkan signal suara yang dihasilkan oleh aliran air tanpa bubble dan dengan bubble pada berbagai konsentrasi udara. Konsentrasi udara mempunyai efek “kebisingan” yang signifikan. Semakin tinggi konsentrasi udara menghasilkan semakin banyak spike signal suara. 18

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Gambar 13. Signal suara yang ditangkap oleh hydrophone saat bubbly flow melewati orifice Suara yang dihasilkan oleh bubbly flow saat melewati orifice dicirikan dengan frequensi rendah, lebih rendah dari frequensi bubble constituent nya. Pada gambar 14 menunjukkan pergeseran frequensi tersebut. Hasil pengukuran SPL ditunjukkan pada gambar 15. Gambar ini menjelaskan pengaruh konsentrasi udara dan jatuh tekanan pada SPL suara bubbly flow saat melewati orifice. Pemahaman tentang hal ini akan membantu dalam proses disain system transportasi dua fasa, mengingat suara berkaitan dengan vibrasi. 19

Warjito Gambar 14. FFT signal suara pada berbagai konsentrasi udara Gambar 15. SPL suara bubbly flow saat melewati orifice 20

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Bapak dan ibu hadirin yang terhormat, Bagian berikut akan menyampaikan aplikasi penting bubble pada dunia engineering yaitu flotasi. Apakah itu flotasi ? Salah satu kekayaan alam Indonesia adalah bahan tambang. Bahan tambang yang diambil dari alam merupakan campuran dari mineral berharga dan bahan lain yang tidak berharga berupa pasir dan batu. Agar dapat digunakan untuk keperluan industri, mineral berharga tersebut dipisahkan dari bahan pengotornya. Salah satu proses pemisahan yang digunakan karena alasan efektifitas dan efisiensi adalah flotasi. Flotasi adalah proses pemisahan yang bekerja berdasarkan selektifitas suatu material/bahan terhadap media tertentu dalam hal ini air dan udara. Proses flotasi memanfaatkan sifat permukaan material/bahan yaitu hydrophobic (takut air) dan hydrophilic (suka air). Pada suatu sel flotasi udara dinjeksi dari bagian bawah membentuk bubble bergerak ke atas dan bertemu dengan bahan tambang yang diumpan dari bagian tertentu sel flotasi. Material berharga, karena bersifat hydrophobic akan menempel pada bubble membentuk agregat naik terpisah dari bahan/material pengotor yag bersifat hydrophilic. Dalam beberapa kasus sifat permukaan bahan/material dimodifikasi dengan cara menambahkan reagent sehingga bahan/material menjadi hydrophobic. Efektifitas flotasi gelembung bergantung pada tiga hal, yaitu probabilitas tumbukan antara gelembung dengan partikel, pelekatan gelembung dengan partikel, dan kestabilan pelekatan gelembung dengan partikel yang terbawa ke permukaan. Semakin besar nilai probabilitas tersebut, maka semakin tinggi efektifitas flotasi. Pada saat mineral berharga menempel dengan gelembung terdapat banyak faktor yang mempengaruhi kesuksesannya untuk dapat sampai ke permukaan media cair dengan kondisi tetap menempel. Faktor stabilitas ini dipengaruhi oleh kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada agregat partike-gelembung. 21

Warjito Banyak penelitian telah dilakukan dan hasilnya telah mampu menjelaskan fenomena ini dengan baik [19, 20, 21, 22], namun demikian ada beberapa hal yang secara fisik penting tetapi belum dipelajari. Kebanyakan penelitian pada bidang ini menggunakan partikel terbuat dari gelas dan berbentuk bola sebagai pengganti partikel bahan tambang. Sehingga hasil penelitian tersebut memiliki kekurangan dalam aspek aplikasi. Karena hal tersebut, diperlukan penelitian dengan menggunakan partikel yang berasal dari hasil tambang. Penelitian dilaboratorium Teknik Mesin menggunakan partikel bahan tambang dari salah satu tambang di di pulau Irian. Bentuk geometri dan ukuran partikel dipelajari dengan SEM. Beberapa image SEM ditunjukkan dibawah ini. ab cd Gambar 16. Image partikel bahan tambang dengan menggunakan SEM, perbesaran 200 X (a) 38 μm, (b) 45 μm, (c) 75 μm, (d) 106 μm Geometri paartikel didefinisikan dengan persamaan Wadell. Hasil analisis SEM ditunjukkan pada table 1. Terlihat bahwa geometri partikel didominasi oleh sub angular. 22

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Parameter kesuksesan dari flotasi adalah partikel tetap melekat pada gelembung. Heindel [23] menyatakan bahwa stabilitas pelekatan atau stabilitas agregat dapat dijelaskan melalui kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja. Kesetimbangan gaya-gaya secara umum terjadi ketika partikel berada pada bagian bawah gelembung yang sedang naik ke permukaan. Probabilitas kestabilan dari agregat adalah : .................................................................... 4) Dimana Bo’ adalah bilangan Bond. Bilangan Bond didefinisikan sebagai (Schulze, 1989): ...................................................................................... 5) Table 1. Particle Geometry measurement using Wadell’s equation Particle Sphericity Roundness Zingg Form Roundness Size (μm) Index Degree 38 0.6621 0.1245 Oblate Angular 45 0.6695 0.2663 Oblate Sub-angular 75 0.5642 0.2523 Oblate Sub-angular Sub-angular 106 0.5750 0.2503 Bladed Sub-angular Sub-angular 150 0.6232 0.1645 Bladed 212 0.5492 0.2553 Bladed 300 0.6230 0.2058 Prolate Dimana adalah gaya-gaya yang menyebabkan partikel terlepas dari gelembung. Gaya-gaya tersebut adalah gaya gravitasi akibat dari berat partikel , gaya hambat akibat arah gerak partikel belawanan arah aliran , dan gaya kapiler pada bagian gelembung akibat tegangan permukaan gelembung Sedangkan, adalah gaya- gaya yang mengakibatkan partikel melekat pada gelembung. Gaya-gaya tersebut adalah gaya kapiler pada bagian liquid dan gaya tekan 23

Warjito hidrostatik . Penelitian mengenai interaksi partikel-gelembung terbaharu [24] menjelaskan karakterisktik interaksi dalam bentuk kecepatan sliding. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa, kecepatan partikel sliding pada permukaan gelembung memiliki 3 tahapan. Tahapan tersebut adalah tahapan kecepatan lambat, kecepatan cepat, dan kecepatan kembali mengalami perlambatan. Interaksi antara bubble dan partikel Penelitian di DTM dilakukan dengan experimental setup terdiri dari: kolom flotasi, bubble generator, particle feeding system, sistem pencahayaan dan image capturing device dan software pemroses citra/image. Kolom flotasi terbuat dari kaca dengan ukuran 9 x 9 x 26 cm. Bubble generator berupa nozzle berdiameter 0,3 mm yang disuple udara oleh programmable syringe pump dengan debit udara konstan sebesar 15 ml/jam. Video kamera berkecepatan tinggi (high speed video camera) dilengkapi dengan lensa makro dan sistem pencahayaan digunakan untuk menangkap dinamika bubble dan partikel. Kecepatan rekam sebesar 500 fps (frame per second). Hasil rekaman kemudian diproses dan dianalis untuk mendapatkan dinamika interaksi bubble- partikel dengan menggunakan soft ware image J. Ukuran partikel bervariasi dari 38 µm – 300 µm. Data yang diperoleh digunakan untuk mempelajari sudut tumbukan partikel, sudut akhir agregat. Visualisasi interaksi bubble-partikel untuk ukuran partikel 38 mikrometer, 75 mikrometer dan 300 mikrometer ditunjukkan pada gambar 17. Image ini ditangkap oleh video kamera pada kecepatan 500 frame/detik. Lintasan partikel berukuran kecil saat mendekati gelembung mengikuti garis arus (streamline) yaitu lurus dan berlanjut mengikuti lintasan yang serupa dengan bentuk permukaan gelembung. Namun, pada partikel berukuran besar, arah aliran cenderung lurus dan menabrak langsung permukaan gelembung tanpa mengikuti bentuk garis arus. Secara umum interaksi bubble-partikel terdiri dari tumbukan, partikel menempel pada bubble, partikel meluncur pada kulit bubble (sliding) kemudian partikel berhenti dibagian bawah membentuk agragat stabil atau terlepas. 24

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering (a) (b) (c) Gambar 17. Waktu Interaksi partikel-gelembung dengan ukuran partikel : (a) 38 mirometer (b) 75 mirometer (c) 300 mikrometer 25

Warjito Dari visualisasi jelas terlihat ukuran partikel berpengaruh pada durasi interaksi bubble-partikel terutama durasi waktu sliding. Semakin besar ukuran partikel semakin pendek durasi waktu sliding. Kondisi ini dapat dijelaskan sebagai berikut bahwa dari beberapa gaya yang bekerja pada interaksi bubble-partikel, gaya yang dominan adalah gaya gravitasi. Gaya gravitasi berbanding lurus dengan ukuran partikel. Pada partikel berukuran kecil, gaya gravitasi juga relatif kecil sehingga gerakan sliding lambat hal ini ditujukkan dengan laju pertambahan sudut yang kecil. Hal sebaliknya terjadi pada partikel berukuran besar, gerakan sliding relatif cepat ditunjukkan dengan laju pertambahan sudut yang besar. Fonemena laju perubahan sudut yang dipengaruhi oleh ukuran partikel lebih jelas ditunjukkan pada grafik di gambar 18. Grarfik ini menunjukkan posisi partikel pada dinding bubble yang dinyatakan dalam sudut Ø yang diukur dari pusat bubble dan sumbu nozzle. Gradien dari grafik ini menunjukkan laju pertambahan sudut untuk berbagai ukuran partikel. Partikel berukuran 38 mikro meter mempunyai gradien relatif lebih kecil dibanding gradien untuk partikel yang lebih besar. Gerakan sliding partikel pada dinding gelembung sepanjang lintasannya mempunyai laju yang tidak konstan, seperti terlihat pada gambar 17 dan grafik pada gambar 18. Gerakan sliding diawali dengan gerakan lambat, kemudian lebih cepat dan diakhiri dengan gerakan lambat kembali sebelum partikel berhenti membentuk agreagat bubble- partikel stabil atau terlepas dari permukaan bubble. Fenomena sliding ini dapat digambarkan menjadi 3 zona, yaitu: zona laju pertambahan sudut kecil (zona I), zona laju pertambahan sudut besar (zona II), dan zona laju pertambahan sudut kecil kembali (zona III). Posisi zona-zona tersebut ditunjukkan pada gambar 19 a) di bawah ini. Karena interaksi bubble-partikel mungkin terjadi pada pada permukaan kulit bubble, maka zona-zona tersebut juga terdapat di dipermukaan kulit bubble. 26

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Gambar 18. Grafik Laju Pertambahan Sudut pada setiap Ukuran Partikel Peralihan dari zona I ke zona II tidak dapat dipastikan berada pada sudut tertentu. Peralihan zona I ke zona II tergantung pada posisi tumbukan partikel dengan gelembung. Namun, hasil eksperimen menunjukkan bahwa akhir dari zona II dan awal dari zona III pada berbagai ukuran partikel menunjukkan kecenderungan yang sama yaitu berada pada posisi sudut sekitar 140o, yaitu: 144o untuk partikel berukuran 45 mikro meter,135o untuk partikel berukuran 75 mikro dan 132o untuk partikel berukuran 106 mikro meter. Sedangkan pada partikel berukuran 150 mikro dan 212 mikro menunjukkan peralihan zona II ke zona III berada pada posisi sudut sekitar 150o. Hal ini menunjukkan pengaruh ukuran partikel pada laju pertambahan sudut. Fenomena ini juga didapatkan pada peneltian sebelumnya [24] seperti ditunjukkan pada gambar 4 b). Hasil mengenai zona lambat-cepat experimen saat ini memiliki kecenderungan yang sama dengan hasil yang dilakukan oleh Wang [23]. Penelitian yang dilakukan sebelumnya juga menunjukkan interaksi laju pertambahan sudut yang lambat pada awal tumbukan, laju pertambahan sudut cepat pada permukaan bubble, dan laju pertambahan sudut lambat ketika mencapai kestabilan. 27

Warjito (a) Gambar 19. Ilustrasi Interaksi partikel-gelembung (a) hasil eksperimen (b) secara eksperimen dan numerik [6] Probabilitas Stabilitas Agregat Partikel-Gelembung Kestabilan agregat partikel – gelembung dinyatakan melalui bilangan non-dimensional Bond. Nilai Bond mendekati nilai 0, agregat partikel-gelembung memiliki probabilitas kestabilan menuju angka 1. Ketika gaya-gaya yang menyebabkan partikel terlepas lebih kecil dari gaya-gaya yang menyebabkan partikel melekat, maka nilai Bond bernilai kurang dari 1 dan nilai probabilitas kestabilan agregat bervariasi dari 0 hingga 1. Ketika gaya-gaya yang menyebabkan partikel terlepas sama besar dengan gaya-gaya yang menyebabkan partikel melekat, maka nilai 28

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Bond bernilai 1 dan nilai probabilitas kestabilan agregat bernilai 0. Nilai Bond dan kestabilan agregat hasil penelitian riset ini ditunjukkan pada gambar 20. Gambar 20. (a) Persentase Stabilitas Agregat Partikel-Gelembung dan (b) bilangan Bond Nilai bilsangan Bond menuju angka 0 dan memiliki nilai kestabilan menuju angka 1. Mulai dari ukuran partikel 150, nilai Bond akan menurun dan probalitias stabilitas agregat menurun juga. Walaupun nilai kestabilan pelekatan pada setiap ukuran cenderung menuju angka 1 (stabil). Namun, probabilitas pelekatan partiel berukuran besar sangat kecil. Sehingga kemungkina partikel berukuran besar untuk melekat akan sangat kecil walaupun stabilitas agregat bernilai besar. Penutup Bubble menjadi tema penelitian yang sangat aktif di dunia. Aplikasi bubble banyak pada berbagai bidang. Hampir semua cabang engineering dari teknik sipil, kapal, material, mesin, nuklir, kelautan dan biologi laut, mineral, kimia dll, juga pada bidang medis. Banyak hal tentang dinamika bubble telah dipahami namun demikian bubble semakin menantang untuk dipelajari, terutama pada dinamika dan aplikasi bubble ukuran sangat kecil: micro bubble dan nano bubble, sonoluminescence dan sonochemistry. 29

Warjito Referensi 1. Clayton T. Crowe, Multiphase Multi Component Flows, Handbook of Flu Dynamics and Fluid Machinery, vol. 1, edited by Joseph A. Schetz andAller Fuhs, 1996, John Willey & Sons, pp. 884-885. 2. Govier G. W and Aziz K., The flow of Complex Mixtures in Pipe, 1987,RobertE. Krieger Publishing Company, pp. 335 3. Ishi, R., et al., Bubbly Flow Through a Converging-diverging Nozzle, Physic of Fluids, A5 (7), July 1993, 1630-1643. 4. Yonechi, H., et al., Bubbly Flow Through a Converging-diverging Nozzle, Memoir of The Faculty of Engineering Kyoto University, vol. LIV part 2, April 1992. 5. Kuo J., T., and Wallis G., B., Flow of Bubbles Through Nozzles, Internationa Journal of Multiphase Flow, vol. 4, No. 5, 1988, 547-564 6. Sherwood J.D. (2000), Potential Flow Around a Deforming Bubble in a Venturi, Int Journal of Multiphase flow, 26, 2005-2047 7. Soubiran J., Sherwood J.D. (2000), Bubble Motion in Potential Flow withina Venturi, Int. Journal of Multiphase flow, 26, 1771- 1796 8. Kowe R, Hunt J., C., R., Hunt a., and Couet B., The Effects of Bubbles onThe Volume Fluxes and Pressure Gradient in Unsteady and Non-uniform Flow of Fluid Int. Journal Multiphase flow, vol. 14, No. 5, 1988, 587-606. 9. Roger E Khayat et all, Influence of Shear and Elongation on Drop Deformation in Convergent-divergent Flows, Int Journal of Multiphase flow, 26, 2000, 17-44 10. Mitchell, T. M. and Hammitt, F G. (1973). Asymmetric CavitationBubble Collapse, Journal of Fluid Engineering, trans. ASME, March 29 - 37 11. Vogel, A., Lauterborn, W., and Timm, R. (1989), Optical and Acoustic Investigations of the Dynamics of laser-produces Cavitation Bubbles Near a solid Boundary, Journal of fluid Mechanics, vol. 206, 299-338 30

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering 12. Phillip, A., and Lauterborn, W. (1998). Cavitation Erosion by Single Laser-produced Bubbles, Journal of Fluid mechanics, vol. 361, 75-116 13. Plesset, M S., and Chapman, R. B., 1971, Collapse of an InitiallySpherical Vapor Cavity in The neighborhood of a Solid Boundary, Journal ofFluid mechanics, vol. 41, part 2, 283-290 14. Wang, Y C., and Brennen, C. E. (1998), One-Dimensional Bubbly Cavitating Flows Through a Converging-diverging Nozzle, Journal of Fluid Engineering, trans., ASME, 120: 166 – 170 15. Leighton, TG, The Acoustic Bubble, Academic Press, New York, 1997 pp.129 16. Leighton, T. G, The Acoustic Bubble, Academic Press, New York, 1997 pp 288 17. Lu, N. Q., Prosperetti, A., and Yoon, S. W. (1990), Underwater Noise Emissions From Bubble Clouds, IEEE J. Ocean Eng, 15, 275-281. 18. Koller, D., P., and Shankar, M., (1993), Low Frequency Oscillations of Bubble Plu1mes, Journal Acoustical Society of America, vol. 93 (3), 1362-1364. 19. Nguyen, A.V., Schulze, H.J., Ralston, J., (1997), Elementary steps in particle-bubble attachment, International Journal of Mineral Processing. Volume 51, pp. 183-195. 20. Ralston, J., Fornasiero, D., Hayes, R., (1999), Bubble-particle attachment and detachment in flotation, Int. J. Mineral Processing. 56 (1-4), 133-164. 21. Nguyen, A.V., Schulze, H.J., (2004), Colloidal Science of Flotation, Marcel Dekker, New York. 22. Ralston, J., Dukhin, S.S., Mischchuk, N.A., (2002), Wetting film stability an rd flotation kinetics. Advance Colloid Interface Science. Volume 95, pp. 145-236 23. Bloom, F., Heindel, T. J. (1997), Mathematical modelling of the flotation deinking process, Mathematical Computer Modelling, Volume 25, pp. 13-58. 24. Wang, G., Gao, Y., Mitra, S., Li, Y., Zhou, S., Evans, G., (2015), Instantaneous Bond Number for a Particle Detaching from a Bubble, Int. J. Mineral Processing. 31

Warjito Ucapan terima kasih Hadirin yang saya hormati, perkenankan saya kembali memanjatkan puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala karunia, limpahan rezki, dan nikmat yang tidak terhitung yang telah Allah berikan kepada saya dan keluarga selama ini. Pada kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia melalui Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Bapak Nadiem Anwar Makarim, yang telah memberikan kepercayaan kepada saya dengan mengangkat saya menjadi Guru Besar tetap pada fakultas teknik universitas Indonesia, serta kepada Rektor Universitas Indonesia Prof. Ari Kuncoro, S.E., M.A., Ph.D. beserta jajaran Pimpinan Universitas Indonesia dan kepada Ketua Dewan Guru Besar Universitas Indonesia Prof. Harkristuti Harkrisnowo, SH, MA, PhD beserta seluruh anggauta dewan guru besar universitas Indonesia yang telah menerima kehadiran saya di dalam jajaran jabatan akademik yang terhormat ini. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Dekan Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Dr. Ir. Hendri D.S. Budiono, M. Eng., Ketua dewan guru besar fakultas teknik prof. Yulianto S. Nugroho Ir., PhD. beserta anggauta dewan guru besar fakultas teknik universitas Indonesia, Wakil Dekan Prof. Dr. Ing Nandy Putra dan Dr. Muhammad Asvial beserta jajaran Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Indonesia, manajer umum dan fasilitas FTUI Jos Istianto PhD, ketua departemen teknik mesin prof. Dr. Ario Sunar Baskoro, sekretaris departemen teknik mesin Dr. Agus Pamitran yang telah memproses, mengusulkan dan mendukung saya sehingga pengukuhan guru besar ini dapat terlaksana dengan baik. Terimakasih kepada tim review usulan guru besar saya, baik dari internal departemen teknik mesin prof. Dr., Ir., Raldi Artono Koestoer DEA, prof. Dr. Ir. Yanuar M.Eng. dan juga dari ekternal prof. Dr. Ir. Indarto DEA, dari departemen teknik mesin dan industry, Universitas Gajah Mada yang telah memberikan tenaga , pkiran dan waktu dalam me-review karya-karya ilmiah saya. 32

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Ucapan terimakasih saya sampaikan untuk Dr. Ir. Budihardjo Dipl Ing yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk bergabung dengan Departemen Teknik Mesin menjadi dosen pada 30 tahun lalu. Dr. Ir. Budihardjo Dipl Ing adalah pembimbing tugas akhir S1 saya dan akan tetap menjadi panutan saya. Terimakasih juga saya sampaikan untuk sempai saya Prof Dr. Ir Bambang Sugiarto MEng yang telah membuka jalan untuk menuju Hokkaido University dengan menjadi hosonin saya kepada prof MASARU Kiya di laboratorium Ryiutairikigaku. Di sinilah saya mengenal banyak pribadi menarik dan juga dinamika bubble, yang kemudian menjadi tema riset dalam studi dan hidup saya sebagai akademisi. Terimakasih saya sampaikan kepada rekan-rekan dosen dan guru besar di departemen teknik mesin. Terimakasih kepada prof Yulianto untuk diskusi pagi hari saat menunggu jam delapan. Terimakasih kepada Dr. Engkos dan Dr. Gatot untuk diskuasi-diskusi masalah kemanusiaan. Terima kasih juga saya sampaikan kepada kolega saya di laboratorium Mekanika Fluida: Prof. Budiarso, Prof Harinaldi, Dr. Ahmad Indra Siswantara (DAI) , Dr. Ridho untuk semua dukungan dan suntikan semangat. Khusus untuk prof. Budiarso terimakasih telah mengijinkan saya untuk bergabung dengan grup penelitian Pico hydro. Berkat bapak- bapak, fluida tetap mengalir sampai jauh meskipun selalu tak terhindar dari turbulensi…..tak usah risau dengan disipasi karena akan selalu ada produksi. Terimakasih saya sampaikan untuk kolega di laoratorium Teknik pendingin DTM FTUI di mana saya pernah menjadi kepala lab nya saat menunggu kepulangan prof. Nasruddin dari Aachen, Jerman. Terimakasih kepada Dr. Ir. Indra Almanar, Dr. Henky, Ir Arif Ahmadi, Mas Yo, Ir Bambang Suprianto (alm) dan Ir. Rico atas kebersamaan, persahabatan dan sharing knowledge saat dalam tim Machine Tools Design and Development Centre (MTDDC). 33

Warjito Terimakasih juga saya sampaikan kepada kolega di laboratorium manufaktur atas kesempatan yang diberikan saat awal menjadi dosen untuk belajar tentang ISO 9000, CNC dan FMS. Terima kasih juga saya sampaikan kepada Prof. Dr. Dedi Priadi, Wakil Rektor Universitas Indonesia dan Direktur SDM Universitas Indonesia bersama jajarannya, Manajer SDM Fakultas Teknik Universitas Indonesia Jos Istiyanto, Ph.D. beserta jajarannya, yang telah menjalankan tugas dengan sangat baik dalam proses pengusulan saya untuk menjadi guru besar. Saya sampaikan terimaksih kepada para karyawan DTM FTUI, ibu Tina, Ibu Ida, Indah, Yani, H. Maruih, Nurul, Hasan, Sarip, Udiyono, Ferry , Yasin, ibu Wati dll yang telah banyak membantu saya selama ini. Khusus untuk H. Maruih, saya mengucapkan terimakasih untuk bantuannya mengumpulkan dan merapikan berkas pengusulan guru besar saya. Terimakasih juga untuk semua karyawan P2M DTM FTUI yang telah banyak membantu saya terutama saat bertugas sebagai direktur P2M periode 2003 – 2008. Terimakasih kepada bapak dan ibu guru saya di SD center no 5 Petungan, SMPN 1 dan SMAN Cilacap, serta para dosen di Jurusan Teknik Mesin FTUI yang telah mendidik saya dengan tulus, semoga menjadi amal jariyah untuk para guru dan dosen yang saya cintai. Terimakasih juga saya sampaikan kepada alumni seangkatan di sekolah dan juga Alumni Mesin 82 (M82), kalian semua ikut membentuk dan mewarnai hidup saya. Ucapan terimakasih juga saya sampaikan untuk sahabat-sahabat saya semasa sekolah Yekti, Ida, Arief, Dinalia, Dr. Imam A Putro, dr. Dalmi Triyono, Rita Jatmikowati. Juga teman kuliah: Prof. Dr. T. Yuri M. Zagloel, Prof. Isti Surjandari, Ph. D Ucapan terimakasih juga untuk teman dan saudara dari kampung halaman Nusakambangan. Semoga kalian yang dari Candi, Limus Buntu, Karang Anyar, Karang tengah, Kembang Kuning, Gliger dan permisan dapat lebih memahami pepatah dimana ada kemauan di situ ada jalan…..pemahaman tersebut semakin relevan dengan kondisi Nusakambangan yang sedang menderita karena kerusakan lingkungan. 34

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering Ucapan terima kasih saya yang tak terhingga kepada mendiang orang tua kami, Ibu dan Bapak Moelyopawiro, pidato ini saya persembahkan kepada Beliau berdua, serta kepada mendiang Ibu Mertua saya, Asmala Sutiara. Terima kasih juga saya sampaikan kepada adik, kakak, adik ipar, dan kakak ipar bersama keluarga besar, serta saudara kami yang selalu mendukung dalam perjalanan karir saya. Ucapan terima kasih secara khusus saya sampaikan kepada kakak kami Mas Rodji dan mba Killah yang telah memberi kesempatan dan dukungan luar biasa dalam perjalanan hidup saya. Kepada isteri terkasih Euis Ipit Kusmiyati dan anak-anak yang kami sayangi Iqbal Eka Junianto, Rido Dwi Oktanto dan Ryan Warjito, terima kasih untuk kasih sayang dan dukungan yang tiada henti kepada saya. Sebenarnya masih banyak pribadi-pribadi luar biasa yang selalu membantu dan mendukung saya, yang tidak memungkinkan untuk disebut satu per satu, dan oleh karena keterbatasan itu saya mohon untuk dimaafkan. Akhirnya kepada seluruh hadirin, sahabat dan handai taulan, saya berterima kasih untuk kehadiran dan doanya. Izinkanlah saya memohon maaf yang sebesar-besarnya jika ada kata dan ucapan serta penerimaan yang kurang diperkenan dalam upacara pengukuhan ini. Semoga Allah SWT membalas budi baik bapak dan ibu sekalian dengan balasan yang lebih baik lagi. Terima kasih. Wabillahi Taufiq Wal Hidayah, Wassalaamualaikum warahmatullahi Wabarakaatuh 35

Warjito 36

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering DAFTAR RIWAYAT HIDUP (Curriculum vitae) Nama : Warjito NIP/NIDN : 196308081990031002/0008086305 Jabatan : Guru Besar Pangkat : Pembina Utama Muda Golongan : IV/C Tempat dan Tgl Lahir : Cilacap/ 8 Agustus 1963 Jenis Kelamin : Laki-laki Agama : Islam Status Pernikahan : Nikah Istri : Euis Kusmiyati Anak : Iqbal Eka Junianto Rido Dwi Oktanto Alamat Rumah Ryan Warjito : Jl. Manggis no. 79, RT. 06 RW.01 Alamat Kantor Rangkapan Jaya Baru, Depok, Jawa Barat : Universitas Indonesia, Departemen Taknik Telepon Kantor Mesin, Kampus Baru UI, Depok Mobile : 021-7270032 : 081219972970 Fax : 021-7270033 E-mail : [email protected] Pendidikan Formal SD Negeri 5 Cilacap. 1. 1975 SMP Negeri 1 Cilacap. 2. 1979 SMA Negeri Cilacap. 3. 1982 37

Warjito Ir, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Indonesia. 4. 1988 5 1998 MSc., Mechanical Science, Faculty of 6 2001 Engineering, Hokkaido University, Sapporo Japan. PhD, Mechanical Science, Faculty of Engineering, Hokkaido University, Sapporo, Japan. Pendidikan Tambahan: 1. Electric measuring instruments seminar (flow rate dan pressure), Dirjen Industri Mesin dan Logam Dasar dan Elektronika Departemen Perindustrian dan Japan Electric Measuring Intruments manufacturer association dan Japan External Trade Organization, 1 november 1990, 2. Application of pumps and turbine, ITB, Bandung, 1991 3. CNC technology and programming, EMCO, Austria 1991 3. Robotic and Flexible Manufacturing System, EMCO, Austria 1991. 4. Machine Tool Design and Development, UNDP, CVUT, Praha, Czechoslovakia, 1992 5. Training programmable logic controllers, OMRON Singapore, 1993 6. ISO 9000 Internal Quality Auditing, NOVO Quality Service, Singapore, 1993. 7. Documentation and Implementation of ISO 9000 Quality System, NOVO Quality Service, Singapore, 1993. 8. Registered Lead Assessor Training Course ISO 9000 incorporating subcontractor control and assessments, P-E Batalas, England, 1993. 9. Pre-Overseas Training: Bahasa Jepang, Dikti, Bogor, 1995. 10. Japanese Language Training for Foreign Student, Hokkaido University, Japan, 1996. 11. Risk Based Inspection (RBI) Level I (Engineer) Course, Tischuk, 2004 12. Training Asesor Kompetensi BNSP, LSP Mesin dan Logam Dasar, 2006 14. Training asesor dosen, pelatihan memberikan pemahaman dan praktek metode assessment dosen profesional dilanjutkan dengan praktek assessment dan sertifikasi asesor dosen, 2006. 15. Turbomachinery Course, ITB, 2017. 38

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering PENGALAMAN KERJA Dalam Bidang pendidikan 1. Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia, staff pengajar, 1991 – sekarang. Mengampu mata kuliah program pendidikan S1 dan S3: Optimasi sistem thermal, Sistem Fluida dan Pemipaan, Mekanika fluida, Sistem fluida, Transport fenomena, Manajemen Pemeliharaan, Teknik Aerodinamika dan Risk Manajemen. 2. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kepala Laboratorium Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, 2002 – 2004. 3. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kepala Laboratorium Mekanika Fluida, 2008 – sekarang. 4. Anggauta Senat Akademi Fakultas, Fakultas Teknik Universitas Indonesia tahun 2008 – 2012 dan 2012 – 2014. 5. Anggauta Unit Penjamin Mutu Akademik (UPMA) Fakultas Teknik Universitas Indonesia Dalam Bidang Industri 1. PT. GUNANUSA UTAMA FABRICATORS Mechanical and piping engineer untuk peralatan industri minyak dan gas, 1988 – 1991. Desain dan fabrikasi peralatan minyak dan gas: piping system, pressure vessel, storage tank, flushing schedule, hydro test procedure and application for pipe and pressure vessel, review and revision of equipment lay out, isometric review and BOM. 2. PT. Garuda Mahakam Prahasta (Engineering, procurement and construction of oil and gas production facilities) Mechanical engineer 1991-1992. 3. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, pelatihan, program profesi dan konsultasi, Direktur P2M 2004 – 2008. 4. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, pelatihan, program profesi dan konsultasi, Dewan pengawas P2M 2008 - sekarang. 39

Warjito 5. Anggauta TPIB (Tim Pemeriksa Instalasi Bangunan) TABG-ME (Tim Ahli Bangunan dan Gedung – Mekanikal dan Elektrikal) DKI untuk Sanitasi, Drainase dan Plambing, Juni 2014 – sekarang. 6. RCM Study untuk Belida Platform, PT. ConocoPhillips Indonesia, 2004. 7. RCFA Analysis on Condenser Fan Problem, Conocophillips Indonesia, 2007. 8. Verifikasi Peralatan Mekanikal & Elektrikal Gedung BI Padang, 2008. 9. Kaji-Semoga Gas Compression System Reliability Improvement, PT. Medco E&P Indonesia (RCM), 2008 10.Instruktur Training di Unit P2M Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 1992 sampai sekarang, untuk: • Desain Sistem Plumbing. • Pump and pumping system • Piping system • Pressure vessel. • Storage tank, operation and safety. • Basic air conditioning syatem design course. • Welding Engineer and Welding Inspector. • Manajemen pemeliharaan 11. Penyusunan materi pelatihan turbomachinery: gas turbin, kompresor, generator dan pompa untuk PT. MEDCO Energy, Team leader, 2017. 12. Penyusunan study Reliability, Availability, Maintainability dan Safety (RAMS) LRT PT. INKA bekerja sama dengan BPPT, UI Tim leader 2018. 13. Damage assessment PLTU Palu karena gempa dan tsunami 2018, P2M bekerja sama dengan departemen Teknik Sipil dan departemen Teknik Metalurgi, team leader, 2019. 40

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering PUBLIKASI HASIL RISET DALAM TIGA TAHUN TERAKHIR Jurnal 1. Warjito, Budiarso, Celine Kevin, Sanjaya BSN, Computational Method for Designing Nozzle Shape to Improve the Performance of the Pico-Hydro Cross-Flow Turbine, International Journal of Technology (IJTech), 2020, accepted 2. Warjito, Ridho Irwansyah, Budiarso, Mu’az Syawali, Sanjaya BSN, Analysing Hydraulic Efficiency of Water Vortex Pico-Hydro Turbine using Numerical Method, Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal sciences, 2020 Accepted 3. Adanta, D., Warjito , Febriansyah, D.,Budiarso. “Feasibility analysis of a pico-scale turgo turbine bucket using coconut shell spoons for electricity generation in remote areas in Indonesia. “. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences. (2020): Vol. 69, No. 1. pp. 85-97. 4. Adanta, D., Warjito, Budiarso., Prakoso, A. P., & Wijaya, E. P. \"Effect of Blade Depth on the Energy Conversion Process in Crossflow Turbines.\" CFD Letters 12.1 (2019): 123-131. 5. Prakoso,AP., Warjito, AI Siswantara, Budiarso, Dendy A.. “ Comparison between 6-DOF UDF and moving mesh approaches in CFD methods for predicting cross-flow pico-hydro turbine performance”. CFD Letters. (2019) ; Vol. 11, No. 6. pp. 86-96. 6. Adanta, D., Budiarso, Warjito, Emanuele Quaranta, and T. M. I. Mahlia. \"Investigation of the effect of gaps between the blades of open flume Pico hydro turbine runners.\" Journal of Mechanical Engineering and Sciences 13.3 (2019): 5493-5512. 7. Adanta, Dendy, and Dwijaya F, Budiarso, Warjito. \"Simple micro controller measurement devices for pico hydro turbines.\" International Review of Mechanical Engineering 13.8 (2019): 471-480. 8. Warjito, Dendy A, Budiarso, Sanjaya BS Nasution, Muhamad AFK. \"The effect of blade height and inlet height in a straight-blade undershot waterwheel turbine by computational method.\" CFD Letters 11.12 (2019): 66-73. 9. Warjito, Budiarso, Celine K, Dendy Adanta, and Aji Putro Prakoso. \"Computational methods for predicting a pico-hydro cross-flow turbine performance.\" CFD Letters 11.12 (2019): 13-20. 41

Warjito 10. Warjito, Alwaini, UG., \"Effect of the air flow angle on a microbubble generator with a spherical body.\" International Review of Mechanical Engineering 12.12 (2018): 950-956. 11. Warjito, Harinaldi , Setyantono, M.,. \"Visualization of angular particle-bubble surface interaction using a high speed video camera.\" International Journal of Technology 7.6 (2016): 1045- 1053. 12. Warjito, Nurrohman, N. \"Bubble dynamics of batik dyeing waste separation using flotation.\" International Journal of Technology 7 (2016): 898-909. 13. Warjito, Setyantono, Manus, and Sahala D. Siregar. \"Attachment probability of particle on bubble surface and the stability of its aggregate.\" International Review of Mechanical Engineering 11.2 (2017): 121-126. 14. Nasution, S. B., Warjito, Budiarso, Dendy Adanta. \"A Comparison of Openflume Turbine Designs with Specific Speeds (Ns) Based on Power and Discharge Functions.\" J. Adv. Res. Fluid Mech. Therm. Sci 45 (2018): 53-60 15. Adanta, Dendy, Warjito, Budiarso, and Ahmad Indra Siswantara. \"Assessment of turbulence modelling for numerical simulations into pico hydro turbine.\" Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences 46.1 (2018): 21-31. 16. Budiarso, Warjito, Dendy A, Nesen Syah Puta, and Hans Vohra. \"Cutout types analysis on pico hydro pelton turbine.\" International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology 8.5 (2018): 2024-2030. 17. Warjito, Setyantono, M,. \"Angular particle-Bubble attachment mechanism in flotation.\" International Review of Mechanical Engineering 10.2 (2016): 99-106. 18. Adanta, Dendy, Budiarso, Warjito, AI Siswantara, Prakoso AP. \"Performance comparison of NACA 6509 and 6712 on pico hydro type cross-flow turbine by numerical method.\" Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences 45.1 (2018): 116-127. 19. Febriansyah, D., Budiarso, Warjito, Watanabe K., Dendy A.. \"Storage System Manufacturability, Portability and Modularity for a Pico Hydro Turbine.\" Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences 51.2 (2018): 209-214. 42

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering 20. Siswantara, AI., AP Prakoso, GGR Rinaldi, Warjito, Dendy A. \"Assessment of turbulence model for cross-flow pico hydro turbine numerical simulation.\" CFD Letter 10 (2018): 38-48. 21. Warjito, Budiarso, AI Siswantara, Dendy A., Kamal M., Dianofitra R. \"Simple bucket curvature for designing a low-head Turgo turbine for pico hydro application.\" International Journal of Technology 8.7 (2017): 1239-1247. Prosiding terindeks Scopus 1. Warjito, Budiarso, Kevin K, Sanjaya BS N, M. Farhan Syahputra, Effect of Camber Line Variations on Open Flume Turbine Performance, 11th International Conference on Thermofluid 2020 UGM, 10 – 11 November 2020 2. Warjito, Budiarso, Elang PP, Sanjaya BSN, The Effect of Nozzle- Connector Angle on Cross-flow Turbine Performance, Itrec UI 2020, 29-30 Oktober 2020. 3. Warjito, Budiarso ,Christopher, C. R., and D. Adanta. \"The effect of basin geometry on gravitational vortex hydropower.\" IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 788. No. 1. IOP Publishing, 2020. 4. Warjito, Sanjaya BSN., Dendy A., Budiarso, AI Siswantara. \"Comparison of plate and aerofoil blade performance in open-flume turbines.\" AIP Conference Proceedings. Vol. 2227. No. 1. AIP Publishing LLC, 2020. 5. Budiarso, Helmizar, Warjito, Nuramal, A., Ramadhanu, W., & Adanta, D. \"Performance of breastshot waterwheel in run of river conditions.\" AIP Conference Proceedings. Vol. 2227. No. 1. AIP Publishing LLC, 2020. 6. Adanta, D., Nasution, S. B., Budiarso, Warjito, Siswantara, A. I., & Trahasdani, H. \"Open flume turbine simulation method using six- degrees of freedom feature.\" AIP Conference Proceedings. Vol. 2227. No. 1. AIP Publishing LLC, 2020. 7. Budiarso , Febriansyah, D., Warjito, Adanta, D. \"The effect of wheel and nozzle diameter ratio on the performance of a Turgo turbine with pico scale.\" Energy Reports 6 (2020): 601-605. 43

Warjito 8. Adanta, D, Budiarso, Warjito. \"The effect of channel slope angle on breastshot waterwheel turbine performance by numerical method.\" Energy Reports 6 (2020): 606-610. 9. Warjito, Prakoso, AP., Dendy A., Budiarso, Ridho Irwansyah. \"Approach for a breastshot waterwheel numerical simulation methodology using six degrees of freedom.\" Energy Reports 6 (2020): 611-616. 10. Nasution, S., Adanta, D., Warjito, Budiarso. \"Effect of tangential absolute velocity at outlet on open flume turbine performance.\" E&ES 431.1 (2020): 012023. 11. Adanta, D., Kurnianto, M. A. F., Warjito, Budiarso. \"Effect of the number of blades on undershot waterwheel performance for straight blades.\" IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 431. No. 1. IOP Publishing Ltd., 2020. 12. Warjito, Budiarso, Pamungkas, Bima Putra. \"The Effects of Water Flow Rate On The Air Entrainment Process From Vertical Plunging Water Jet With Downcomer.\" IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 268. No. 1. IOP Publishing, 2019. 13. Budiarso, Warjito, MN Lubis, Adanta, D. \"Performance of a low cost spoon-based turgo turbine for pico hydro installation.\" Energy Procedia 156 (2019): 447-451. 14. AI Siswantara, Warjito, Budiarso, R Harmadi, MH Gumelar S, Adanta, D. \"Investigation of the α angle’s effect on the performance of an Archimedes turbine.\" Energy Procedia 156 (2019): 458-462. 15. Warjito, Budiarso, Jaya, Raka Loh. \"The effect of diameter downcomer in air entrainment process from vertical plunging water jet with downcomer.\" IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 539. No. 1. IOP Publishing, 2019. 16. Warjito, Budiarso, IA Pramono, ML Samosir, Dendy Adanta. \"The effect of nozzle diameter on the flow characteristics of air entrainment phenomenon in vertical plunging jets.\" AIP Conference Proceedings. Vol. 2062. No. 1. AIP Publishing LLC, 2019. 17. Warjito, Budiarso, IA Pramono, ML Samosir, Dendy Adanta.\"The effect of jet height in air entrainment process of vertical plunging jet with downcomer.\" AIP Conference Proceedings. Vol. 2062. No. 1. AIP Publishing LLC, 2019. 44

Dinamika Bubbe dan Aplikasinya Pada Engineering 18. Warjito, Harinaldi, M Setyantono, SD Siregar.\"Particle-bubble aggregate stability on static bubble generated by single nozzle on flotation process.\" AIP Conference Proceedings. Vol. 1737. No. 1. AIP Publishing LLC, 2016. 19. Adanta, D., Arifianto, SA, Budiarso, Warjito, Nasution, SBS. \"Effect of Blades Number on Undershot Waterwheel Performance with Variable Inlet Velocity.\" 2018 4th International Conference on Science and Technology (ICST). IEEE, 2018 20. J Sahat, AP Prakoso, D Adanta, Warjito, Budiarso .\"Influence of bucket shape and kinetic energy on breastshot waterwheel performance.\" 2018 4th international conference on science and technology (ICST). IEEE, 2018. 21. Adanta, Dendy, Richiditya Hindami, Siswantara, AI., Budiarso, Warjito. \"Blade Depth Investigation on Cross-flow Turbine by Numerical Method.\" 2018 4th International Conference on Science and Technology (ICST). IEEE, 2018. 22. Siswantara, Ahmad Indra, Rudias Harmadi, and Dendy Adanta, Budiarso, Warjito. \"Analysis of the Effects of Overflow Leakage Phenomenon on Archimedes Turbine Efficiency.\" 2018 4th International Conference on Science and Technology (ICST). IEEE, 2018. 23. Budiarso, Dendy A., Warjito, AI Siswantara, P Saputra, R Dianofitra. \"Optimization of the Water Volume in the Buckets of Pico Hydro Overshot Waterwheel by Analytical Method.\" MS&E 316.1 (2018): 012056. 24. Warjito, Budiarso, Adanta, D,. Prakoso, AP. \"The effect of bucketnumber on breastshot waterwheel performance.\" IOP conference series: Earth and environmental science. Vol. 105. No. 1. IOP Publishing Ltd., 2018. 25. Budiarso, Dendy Adanta, AP Prakoso, AI Siswantara, R Dianofitra, Warjito. “Effect of Air Foil Profile in Cross-flow Banki Turbine Blade Using Numerical Simulation”. International Conference on Quality in Research (2017) 45

Setting & Percetakan Oleh: UI PUBLISHING JI. Salemba Raya No. 4, Jakarta Pusat - 10430 WA : 0818 436 500 Komplek ILRC Gedung B Lt. 1 & 2 E-mail: [email protected] Perpustakaan Lama Universitas Indonesia, Kampus UI, Depok, Jawa Barat - 16424