BAB 3 METODOLOGI. 40 Universitas Indonesia

dokumen-dokumen yang mirip
BAB 4 MODELISASI KOMPUTASI dan PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN. 1 Universitas Indonesia

PEMODELAN KOMPUTASI 3D SEL TUNAM MEMBRANE PERTUKARAN PROTON (PEMFC) MELALUI TEKNIK BEDA HINGGA

BAB IV PEMODELAN DAN SIMULASI SEL BAHAN BAKAR MEMBRAN PERTUKARAN PROTON DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MATLAB/SIMULINK

MAKALAH KOMPUTASI NUMERIK

BAB III ANALISA KONDISI FLUIDA DAN PROSEDUR SIMULASI

BAB III PEMODELAN DENGAN METODE VOLUME HINGGA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

SIMULASI FLUIDIZED BED DRYER BERBASIS CFD UNTUK BATUBARA KUALITAS RENDAH

1.1 Latar Belakang dan Identifikasi Masalah

IRVAN DARMAWAN X

BAB IV PROSES SIMULASI

INVESTIGASI KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS PADA DESAIN HELICAL BAFFLE PENUKAR PANAS TIPE SHELL AND TUBE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

BAB I PENDAHULUAN. Tabel 1.1 Besaran dan peningkatan rata-rata konsumsi bahan bakar dunia (IEA, 2014)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Prosedur Penggunaan Software Ansys FLUENT 15.0

Bab 4 Perancangan dan Pembuatan Pembakar (Burner) Gasifikasi

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

(Fuel cell handbook 7, hal 1.2)

Analisa Aliran Fluida Pada Pipa Spiral Dengan Variasi Diameter Menggunakan Metode Computational Fluid Dinamics (CFD)

STUDI NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN OBSTACLE BENTUK PERSEGI PADA PIPA TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN DAN PERPINDAHAN PANAS.

BAB III SISTEM PENGUJIAN

Lampiran 1 CAD Drawing Hasil Optimasi Circular Hovercraft Proto X-1

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

ANALISIS LAPISAN BATAS ALIRAN DALAM NOSEL STUDI KASUS: NOSEL RX 122

BAB III PERUMUSAN MODEL MATEMATIS SEL BAHAN BAKAR MEMBRAN PERTUKARAN PROTON

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) B-198

SIMULASI KOMPUTASIONAL BEDA HINGGA 2D ANALISA TRANSPORT MASSA EFEK PARAMETER DESAIN DAN OPERASI TERHADAP KINERJA PEM FUEL CELL

BAB V VALIDASI DAN ANALISIS HASIL SIMULASI MODEL SEL BAHAN BAKAR MEMBRAN PERTUKARAN PROTON

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) B-192

BAB IV KAJIAN CFD PADA PROSES ALIRAN FLUIDA

ANALISIS PERPINDAHAN KALOR YANG TERJADI PADA RECTANGULAR DUCT DENGAN ANSYS 11 SP1 DAN PERHITUNGAN METODE NUMERIK

ANALISA NUMERIK ALIRAN DUA FASA DALAM VENTURI SCRUBBER

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB IV PENGOLAHAN DATA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

BAB I PENDAHULUAN. portable tersebut biasanya menggunakan baterai litium yang dapat diisi ulang.

BAB II LANDASAN TEORI

FORMULASI PENGETAHUAN PROSES MELALUI SIMULASI ALIRAN FLUIDA TIGA DIMENSI

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAHAN BAKAR KIMIA (Continued) Ramadoni Syahputra

Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA NIP

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

1. BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

IV. PEMBAHASAN A. Distribusi Suhu dan Pola Aliran Udara Hasil Simulasi CFD

ABSTRAKSI Analisis Aliran Fluida Pada sambungan Pipa Ellbow Dan SambunganPipaTee Dengan Computational Fluid Dynamics (CFD) Pipa merupakan alat transpo

I. PENDAHULUAN. hingga peningkatan efesiensi energi yang digunakan. Namun sayangnya

Prosiding Matematika ISSN:

4.2 Laminer dan Turbulent Boundary Layer pada Pelat Datar. pada aliran di leading edge karena perubahan kecepatan aliran yang tadinya uniform

BAB II GAMBARAN UMUM TEKNOLOGI SEL BAHAN BAKAR

LAMPIRAN II PERHITUNGAN

WATER TO WATER HEAT EXCHANGER BENCH BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Tujuan Pengujian

STUDI NUMERIK PENGARUH GEOMETRI DAN DESAIN DIFFUSER UNTUK PENINGKATAN KINERJA DAWT (DIFFUSER AUGMENTED WIND TURBINE)

Gambar 2.1.(a) Geometri elektroda commit to Gambar user 2.1.(b) Model Elemen Hingga ( Sumber : Yeung dan Thornton, 1999 )

STUDI PENGARUH PERUBAHAN PARAMETER TEKANAN, TEMPERATUR DAN KELEMBABAN TERHADAP KINERJA FUEL CELL PEMFC

III. METODOLOGI PENELITIAN

Simulasi Perpindahan Panas pada Lapisan Tengah Pelat Menggunakan Metode Elemen Hingga

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN. 3.2 Tahapan Analisis Persamaan Differensial untuk Transfer Energi

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Definisi Fluida

METODE BEDA HINGGA DALAM PENENTUAN DISTRIBUSI TEKANAN, ENTALPI DAN TEMPERATUR RESERVOIR PANAS BUMI FASA TUNGGAL

KAJIAN EKSPERIMEN DAN NUMERIK PADA SPOT COLLING MENGGUNAKAN VORTEX TUBE (PENGARUH TEKANAN TERHADAP TEMPERATUR OUTLET)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Analisa Pola dan Sifat Aliran Fluida dengan Pemodelan Fisis dan Metode Automata Gas Kisi

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING... LEMBAR PENGESAHAN DOSEN PENGUJI... PERSEMBAHAN... MOTTO... KATA PENGANTAR...

REYNOLDS NUMBER K E L O M P O K 4

PERPINDAHAN MASSA KONVEKTIF DENGAN KONTROL TURBULENSI MENGGUNAKAN GANGGUAN DINDING PADA SEL ELEKTROKIMIA PLAT SEJAJAR SKRIPSI

Bab IV Analisis dan Diskusi

ANALISIS CASING TURBIN KAPLAN MENGGUNAKAN SOFTWARE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS/CFD FLUENT

PERBANDINGAN ANALISIS AERODINAMIKA PADA MOBIL SEDAN GENERIK BERBAGAI MODEL DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

BAB I PENDAHULUAN. Desain yang baik dari sebuah airfoil sangatlah perlu dilakukan, dengan tujuan untuk meningkatkan unjuk kerja airfoil

BAB III METODE PENELITIAN

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL PERHITUNGAN PARAMETER PENSTOCK

Losses in Bends and Fittings (Kerugian energi pada belokan dan sambungan)

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA TUMPUKAN SEL BAHAN BAKAR MEMBRAN ELEKTROLIT POLIMER

STUDI NUMERIK DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN KECEPATAN UDARA PADA RUANG KEDATANGAN TERMINAL 2 BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA TUMPUKAN SEL BAHAN BAKAR MEMBRAN ELEKTROLIT POLIMER SKRIPSI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

GEOFISIKA EKSPLORASI. [Metode Geolistrik] Anggota kelompok : Maya Vergentina Budi Atmadhi Andi Sutriawan Wiranata

II. TINJAUAN PUSTAKA Nutrient Film Technique (NFT) 2.2. Greenhouse

Simulasi Kondisi sirkulasi udara di dalam suatu ruangan ibadah

STUDI NUMERIK VARIASI INLET DUCT PADA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR

Hasil Penelitian dan Pembahasan

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA POMPA HIDRAM DENGAN TINGGI AIR JATUH 2.3 M DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD

TAKARIR. Computational Fluid Dynamic : Komputasi Aliran Fluida Dinamik. : Kerapatan udara : Padat atau pejal. : Memiliki jumlah sel tak terhingga

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 1, (2016) ISSN: ( Print) B36

Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

LAMPIRAN II PERHITUNGAN

Analisa Unjuk Kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG) dengan Menggunakan Pendekatan Porous Media di PLTGU Jawa Timur

LAMPIRAN PEMBUATAN SIMULASI RUMAH TURBIN VORTEX. 1. Pembuatan model CAD digambar pada Software SolidWorks 2010.

BAB II ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA. beberapa sifat yang dapat digunakan untuk mengetahui berbagai parameter pada

Muchammad 1) Abstrak. Kata kunci: Pressure drop, heat sink, impingement air cooled, saluran rectangular, flow rate.

SIMULASI CFD PERSAMAAN NAVIER STOKES UNTUK ALIRAN FLUIDA TUNAK LAMINAR DI ANTARA PLAT SEJAJAR SKRIPSI AZMAH DINA TELAUMBANUA

SIMULASI NUMERIK ALIRAN 3D UNTUK KONDISI QUASI STEADY DAN UNSTEADY PADA TURBIN UAP AKSIAL

Hasil dan Pembahasan

Transkripsi:

BAB 3 METODOLOGI 3.1. Hipotesa Untuk mencapai tujuan dari studi pengembangan model matematis sel tunam membran pertukaran proton, diperolehnya karakteristik reaktan di dalam kanal distribusi terhadap kinerja densitas arus, maka ditetapkan beberapa asumsi atau pernyataan sementara yang bersumber pada korelasi hukum Faraday (persamaan 2-28) dan hubungan gas ideal (persamaan 2-19). Hukum Faraday menunjukkan bentuk hubungan arus terhadap laju reaktan yang dinyatakan dalam parameter konsentrasi (mol). Sehingga melalui pendekatan gas reaktan sebagai gas ideal dapat diperoleh hubungan persamaan distribusi tekanan terhadap distribusi konsentrasi. Dalam pemodelan perlu dinyatakan sebuah penyederhanaan/idealisasi, guna memfokuskan tujuan yang diharapkan, terkait variabel fisik utama yang akan terlibat dalam persamaan matematis pengatur (governing laws) yaitu konservasi momentum, massa, spesies dan energi. Sebagaimana yang telah diberikan dalam batasan masalah (ruang lingkup) model yang dibangun merupakan model isotermal dan kondisi tunak, dengan mengambil kondisi operasional sel tunam pada temperatur tetap. Untuk penyelesaian model distribusi momentum, digunakan model 2 dimensi hal ini didasarkan pada pengamatan rasio perbandingan antara tinggi/lebar kanal yang sangat kecil terhadap panjang lintasan (path) kanal dalam pelat elektroda. Sementara untuk distribusi massa, sesuai proses fisik yang terjadi difusi terjadi pada membran ke arah 1 dimensi (normal). Dari hasil distribusi tekanan, kecepatan dan konsentrasi dapat diketahui karakteristik distribusi reaktan dalam kanal tipe paralel dan serpentine. Dan model domain komputasi yang dibangun diperoleh luas permukaan difusi untuk analisa lanjut memprediksi densitas arus yang dihasilkan. 40

41 3.2. Modelling Modelisasi merupakan sebuah analisa komputasional sebuah model fisik melalui metode numerik sistem persamaan diferensial matematis yang mengatur sebuah fenomena fisik. Melalui teknik analisa numerik akan diselesaikan persamaan matematis tersebut bersama dengan sebuah kondisi batas operasional fisik. Teknik analisa numerik yang dapat digunakan antara lain metode beda hingga (finite difference), elemen hingga (finite element) atau volume hingga (finite volume). Model fisik sebuah sel tunam terdiri dari pelat kanal gas dan membrane elektrolit polimer yang tersusun oleh lapisan difusi gas dan katalis. Persamaan fisik tentang kesetimbangan dinamik momentum, spesies dan massa digunakan untuk menyelesaikan proses transport spesies dan momentum untuk menghasilkan distribusi tekanan, kecepatan, dan fraksi spesies. Sebagaimana dijelaskan bahwa performance sel tunam dianalisa melalui kurva polarisasi yang menyatakan relasi tegangan dan densitas arus yang terjadi. Fenomena dinamik berperan penting dalam proses reaksi elektrokimia untuk menghasilkan energi arus listrik. Sifat aliran gas reaktan berperan dalam proses transport di dalam struktur sel tunam seperti tekanan lokal yang terjadi menentukan saturasi uap air yang mempunyai pengaruh kepada water flooding. Sebagai lingkup sistem pemodelan dalam studi ini mengambil daerah pembentukan diskretisasi berdasarkan pada model 2 dimensi dan satu bagian kanal saluran baik untuk model kanal Serpentine dan model kanal berbelok (serpentine). Hal ini untuk mengurangi beban perhitungan numerik cell yang terlalu banyak.

42 Yang kedua sistem area domain terbagi atas region kanal aliran gas pelat elektroda dan lapisan difusi gas sebagai integrasi susunan membran elektrolit (MEA, Membrane Electrolyte Assembly). Sebagai tujuan modelisasi adalah untuk mengetahui distribusi gas reaktan di dalam kanal saluran fuel cell sehingga dapat diperoleh karakteritik aliran di dalam pelat kanal paralel dan serpentine. Persamaan pengatur yang digunakan untuk menyelesaikan fenomena fisik yaitu momentum, spesies dan massa adalah persamaan difusi dan konveksi di mana terdapat parameter propertis material. Untuk pemodelan aliran gas dalam fuel cell sifat fluida seperti densitas dan viskositas serta porositas diperlukan di dalam pendefinisian model. Sifat-sifat tersebut mempengaruhi karakteristik distribusi yang terjadi. Untuk melakukan analisa pemodelan sel tunam beberapa simplifikasi proses operasi dipilih sebagai berikut : a. Model beroperasi pada keadaan tunak dengan humidifikasi 100% pada membran melalui pengelolaan air dan kalor yang ideal. [3,7] b. Model dibatasi pula oleh transport air fase tunggal di dalam lapisan difusi dan kanal aliran gas. [7] c. Karakteristik angka Reynolds di dalam kanal aliran gas adalah rendah, sehingga aliran diasumsikan aliran laminar. [3,7] d. Air hanya berada pada fase cair atau diasumsikan sebagai transport air fase tunggal. [3,7] e. Kondisi temperatur operasi konstan (isotermal) dan tekanan berbanding terbalik terhadap volume spesies reaktan. f. Spesies reaktan memenuhi hubungan persamaan gas ideal. 3.3. Implementasi Dalam membuat modelisasi komputasi dengan teknik volume hingga simulasi distribusi aliran gas reaktan di dalam kanal distribusi fuel cell ini,

43 digunakan tools paket modelling Engineering Fluid Dynamics (EFD) Lab.8 yang terintegrasi dalam tools CAD (Computer Aided Design) Solid Works. Model geometri yang dibuat tersimpan sebagai file komponen (part) dan model simulasi tersusun sebagai file rakitan (assembly) yang sudah tergabung dengan geometri kondisi batas (lids). Langkah pertama dalam pemodelan geometri part dimulai dari pembuatan sketch pada bidang gambar (plane) 2 dimensi yang dilanjutkan dengan operasi geometri konversi menjadi solid melalui fungsi Extrude. Untuk model solid dengan bentuk non masive, dilakukan dengan membuat sketch profil bidang masive langsung pada satu plane lalu di-extrude atau dapat juga dengan membuat sketch bidang masive utama dan di-extrude kemudian sketch bidang non masive sebagai pemotong masive utama lalu diextrude. Selain langkah pemodelan geometri dengan cara di atas dapat pula pemodelan dilakukan dari tools CAD lain yang compatible, seperti misalnya AutoCAD melalui bentuk file ACIS (ekstensi.sat). Bagi penulis langkah ini lebih memudahkan, yang lebih familiar dengan tools tersebut. Dalam EFD area aliran gas (fluid domain) harus terdefinisikan secara lengkap bersama dengan batas padatnya. Sehingga jika diperhatikan bentuk area komputasi (computation domain) domain fluid terletak di tengah-tengah batas padat dengan ujung-ujung yang terbuka sebagai tempat meletakkan sisi masuk dan keluar aliran gas. Setelah model geometri selesai dibuat, selanjutnya mendefinisikan batas untuk memasukkan parameter kondisi batas (boundary condition) yaitu sisi masuk dan sisi keluar aliran gas reaktan. Dalam pendefinisian tersebut digunakan parameter aliran massa (massflow) di inlet dan tekanan statik (static pressure) di outlet. Pemodelan geometri untuk kondisi batas dengan memasukkan perintah make assembly dan digunakan fitur Create Lids di dalam EFD dengan memilih profil batas sisi masuk dan keluar dan memilih mode extrude middle sehingga geometri akan terbentuk tepat secara simetri di bidang batas sisi. Sampai dengan langkah ini pendefinisian solid modelling sudah selesai, dan file tersimpan dalam format assembly dan siap untuk diberikan parameter batas melalui fitur Wizard.

44 Di dalam fitur wizard akan ditentukan antara lain pemodelan internal flow, steady flow dan jenis fluida. Secara lengkap untuk pemodelan distribusi aliran gas reaktan di dalam kanal distribusi diberikan dalam tabel keterangan berikut ini : Tabel 3.1. Data Simulasi Parameter Batas Nilai/Kondisi Batasan Kanal Distribusi Paralel dan Serpentine Mode Aliran Internal flow Mode Simulasi Steady flow Mode Fluida Gas Hidrogen dan Oksigen Mode Dimensional Momentum 2 D Mode Dimensional Spesies 1 D Laju aliran masuk H 2 (@ 1 ampere) 0,04 kg/j Laju aliran masuk O 2 (@ 1 ampere) 0,02 kg/j Tekanan statik keluar 108.218 Pa (1 Psi.abs) Porositas elektroda dan tebal difusi layer 0,4 dan 23 µm Ukuran area membran elektrolit 50 cm 2 (73 mm x 73 mm) Kedalaman kanal elektroda 1 mm Fraksi massa Hidrogen masuk dan keluar 1 dan 0 Fraksi massa Oksigen masuk dan keluar 1 dan 0 Untuk mengetahui ketelitian hasil perhitungan iterasi digunakan batas toleransi sisa perhitungan (residu) sesuai default yaitu sebesar 1e-4, dengan mengatur kerapatan jumlah cell (grid) yang dapat dilakukan pada menu level mesh setting, mulai dari level 3 hingga batas optimalnya. Dalam simulasi kanal

45 model paralel pendefinisan mesh dilakukan secara non-automatic meshing sedangkan pada model serpentine menggunakan automatic meshing. Hal ini didasari pertimbangan kepada bentuk domain fluid yaitu model paralel relatif lebih proporsional antara bagian fluid dan solid sedangkan pada model serpentine perbandingan domain fluid dan solid relatif terlalu besar. Sebagai parameter yang ingin diperoleh dari hasil simulasi adalah tekanan statik dan fraksi spesies, yang dapat didefinisikan melalui penentuan fitur Goals dari menu analisis EFD. Tujuannya adalah untuk mengetahui nilai akhir hasil perhitungan sesuai akurasi yang diinginkan yang dapat dilihat atau dimonitor selama perhitungan numerik. Hasil distribusi dinamik dan massa dapat diperoleh melalui fitur cut plots dengan menentukan variabel tekanan dan fraksi massa. 3.4. Evaluasi Dalam simulasi distribusi aliran gas reaktan di dalam kanal akan dikaji distribusi momentum dan masssa spesies, sehingga untuk mengetahui distribusi transport tersebut dilakukan tahap analisa melalui 3 langkah berikut yaitu : 3.3.1. Analisa Pemodelan Komputasi Yaitu untuk mengetahui tingkat pendekatan pendefinisian model mulai dari pembuatan solid modelling, kriteria operasi dan perhitungan solusi. Untuk solid modelling, geometri import dengan format acis file didownload melalui fitur open file. Kemudian melalui perintah make assembly, pada bidang sisi masuk dan keluar aliran dibuat geometri boundary condition dengan menu create lids. Domain batas fluid dapat diperiksa dengan fitur fluid domain dalam menu EFD-tree. Kriteria operasional fluid ditentukan berdasarkan idealisasi yang dipilih sebagai berikut : aliran merupakan aliran dalam saluran (internal flow) dengan

46 kondisi tidak tergantung waktu (steady) dan jenis fluida adalah gas hidrogen dan oksigen, yang semuanya didefinisikan melalui menu wizard. Propertis fluida menggunakan data yang ada dalam database di dalam paket simulasi (data default). Sedangkan propertis porositas lapisan difusi gas dimasukkan ke dalam menu engineeering database, dengan menentukan porositas yang diketahui dan permeabilitas, tebal dan luas permukaan serta tipe hubungan laju massa dengan pressure drop sebesar 2000 Pa pada laju massa maksimum. 3.3.2. Analisa Perhitungan Pressure Drop Besarnya kerugian tekanan aliran terjadi ditentukan oleh profil saluran kanal yaitu oleh kekasaran permukaan dan perubahan penampang aliran atau bidang batas. Faktor utama yang mempengaruhi kerugian tekanan adalah dari angka Reynold yang besarnya sebanding dengan kecepatan. Pressure drop yang terjadi secara umum dihitung oleh persamaan Darcy-Weisbach berikut : P = f l d Keterangan : v 2 2 (3-1) ΔP = pressure drop (Pa) l = panjang kanal (m) d = diameter/lebar kanal (m) v = kecepatan fluida(m/det) f = faktor kerugian aliran Untuk faktor kerugian aliran akibat kekasaran permukaan dapat ditentukan untuk aliran laminar oleh perhitungan :

47 f = 64 Re di mana Re = ρ vd µ (3-2) Sedangkan kerugian tekanan akibat perubahan penampang aliran dihitung oleh bentuk persamaan berikut : P = ρ u 2 2 2g 1 C c 1 2 (3-3) Keterangan : u 2 = kecepatan aliran pada penampang kedua (downstream) C c = rasio perbandingan penampang ke-1 (upstream) dan ke-2 3.3.3. Analisa Perhitungan Konsumsi Reaktan Distribusi gas reaktan yang diperoleh dari hasil pemodelan, selanjutnya akan dianalisa melalui sebuah perbandingan perhitungan analitis laju konsumsi reaktan spesies reaksi. Analisa laju konsumsi reaktan dapat ditentukan melalui sebuah ketetapan dari hasil analisis Faraday yang menyatakan hubungan besarnya arus sebagai fungsi laju konsumsi dan muatan total elektron sebagai berikut : i = n F J (3-1) di mana : i = arus yang dibangkitkan (A, ampere) n = jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi (n oksidasi = 2, n reduksi = 4) F = angka Faraday (muatan 1 mol elektron) = 96485 Coulomb/mol

48 J = laju konsumsi reaktan (mol/det) Sementara dari hasil simulasi, parameter perhitungan yang diperoleh dievaluasi melalui hubungan gas ideal guna mendapatkan laju mol spesies reaksi seperti berikut ini : P V = N R univ T (3-2) dengan pendefinisian parameter persamaan : P = tekanan spesies (atm) V = laju volume spesies (liter/det) N = laju mol spesies (mol/det) = J R univ = konstanta gas universal = 0,0821 liter.atm/mol.k T = temperatur spesies ( o K)

49 Tabel 3.2. Sistematika Analisa Pemodelan METODOLOGI URAIAN PARAMETER INPUT DATA AWAL COMPUTATIONAL MODELLING OUTPUT DATA (INPUT DATA LANJUT) MATHEMATICAL MODELLING OUTPUT DATA (VERIFIKASI) DATA PEMODELAN Dimensi dan Geometri Sistem Kanal dan Lapisan Difusi Gas Material dan Properti Fisik Parameter Operasional SOLID MODEL Elektroda Kanal Lapisan difusi DOMAIN Transport Momentum Transport Massa BOUNDARY CONDITION Inlet Outlet Interface Lapisan Difusi dan Katalis Porous Medium DATA HASIL Kanal Kanal dan Lapisan Difusi (Lokal) HUKUM FARADAY HUKUM GAS IDEAL Panjang, Lebar, Tebal dan Kedalaman Spesies Reaktan dan Porositas Tekanan,Temperatur dan Konsentrasi CAD Import ACIS File DXF File Assembly (Integrated Tools) Dimensi dan Geometri Kanal Porositas, Tebal, Luas Permukaan Difusi Gas Tekanan Statik dan Konsentrasi Laju volume aliran reaktan Tekanan Statik dan Konsentrasi Porositas, Tebal, Luas, Massflow vs Pressure Distribusi Tekanan Distribusi Tekanan dan Jatuh Tekanan Kecepatan Luas dan atau Volume Arus, muatan dan laju mol reaktan Tekanan, Volume, mol dan temperatur DENSITAS ARUS