Abstrak —Ayam broiler merupakan salah satu sumber protein hewani  sehingga  tingkat  produktivitasnya  perlu  dijaga.  Salah satu  parameter  untuk  menjaga  produktivitas  ayam  adalah dengan  menjaga  temperatur  lingkungan  kandang  ideal. Temperatur ideal kandang dapat dicapat melalui pemilihan tipe konstruksi  dan  ventilasi  kandang  yang  tepat.  Tipe  konstruksi dan  ventilasi  kandang  yang  umum  digunakan  untuk  daerah dengan iklim tropis dan kelembaban relatif tinggi adalah close house tipe ventilasi lorong ( tunnel ) dan evaporative cooling . Tipe ventilasi  lorong  memiliki  karakteristik  distribusi  temperatur udara  yang  kurang  merata  sehingga  produktivitas  ayam terganggu.  Untuk  meningkatkan  produktivitas,  diperlukan pengaturan  peletakan  dan  jumah cooling  pad sehingga distribusi  temperatur  udara  lebih  merata.  Penelitian  ini menggunakan perangkat lunak ANSYS 18.0 dan FLUENT 18.0 untuk  simulasi  kandang  broiler close  house .  Model simulasi kandang  broiler  terdiri  dari  konstruksi  kandang  dan  ayam broiler  berjumlah  5600  ekor.  Geometri  ayam  broiler dimodelkan  sebagai porous  media .  Variasi  yang  dilakukan berupa penggunaan 2 buah cooling pad bukaan penuh, 4 buah bukaan  setengah,  dan  6  buah  bukaan  sepertiga.  Pemodelan serta  meshing  kandang  broiler close  house dilakukan  dengan ICEM  ANSYS  18.0  sementara  simulasi  dilakukan  dengan software FLUENT  18.0.  Hasil  akan  ditampilkan  secara kualitatif  berupa  kontur  temperatur  dan  kontur  kecepatan maupun secara kuantitatif berupa grafik distribusi temperatur udara  yang  dirasakan  ayam  dalam  kandang.  Hasil  simulasi menunjukkan  bahwa  separasi  aliran  terbesar  terjadi  pada kabin kandang dengan 2 buah cooling pad . Aliran pada kandang dengan  4  dan  6 cooling  pad mengalami  pembentukan vortex wake karena terjadi perubahan penampang aliran masuk yang sangat  signifikan.  Ayam  merasakan  suhu  udara  dengan  batas kenyamanan  28 o C  –  32 o C  saat  diletakkan  pada  ketiga  jenis variasi  kandang . Ayam  pada  kandang  dengan  4  dan  6 cooling pad yang  berada  di  dekat  pertemuan  2  aliran cooling  pad memiliki  potensi  mengalami thermal  shock akibat  dari perbedaan  temperatur  yang  signifikan. Thermal  shock dapat meningkatkan feed  conversion  rate (FCR)  dan  resiko  ayam terserang penyakit.
Kata Kunci —CFD, Evaporative Cooling, Kandang Broiler .

## I. PENDAHULUAN
EMBANGUNAN sub sektor peternakan terus dilakukan hingga  saat  ini  dengan  tujuan  untuk  mencukupi kebutuhan protein hewani yang berasal dari daging, susu dan telur.  Berdasarkan  data  dari  Badan  Pusat  Statistik,  rata  rata harian konsumsi protein perkapita Indonesia terus meningkat setiap  tahun.  peningkatan  tersebut  diakibatkan  oleh pertambahan penduduk, daya beli masyarakat meningkat dan
kesadaran masyarakat akan pentingnya makanan yang bergizi bertambah.  Salah  satu  sumber  protein  hewani  yang  paling banyak diminati masyarakat indonesia berupa daging berasal dari ayam potong (broiler).
Kebutuhan  pasar  akan  daging  ayam  perlu  diimbangi dengan produktivitas yang stabil. Berbagai usaha peternakan dalam  menjaga  produktivitas  daging  ayam  adalah  menjaga kualitas  pakan  ternak,  memilih  bibit  unggul,  hingga menyediakan  lingkungan  kandang  ideal.  Salah  satu parameter  lingkungan  kandang  ideal  ditentukan  oleh temperatur  dan  kelembaban  kandang.  Indonesia  merupakan negara  beriklim  tropis  dimana  matahari  bersinar  sepanjang tahun.  Hal  ini  membuat  suhu  dan  kelembaban  lingkungan terlalu  tinggi  untuk  memelihara  ayam  karena  suhu  optimal untuk  memelihara  ayam  broiler  berkisar  antara  28-32 o C. Salah  satu  cara  yang  dapat  digunakan  untuk  menciptakan iklim kandang yang sehat yaitu sistem kandang close house. Sistem  ini  menjamin  keamanan  secara  biologi  atau  kontak dengan  organisme  lain,  dengan  pengaturan  ventilasi  udara yang  baik  sehingga  mengurangi  stres  pada  ternak.  Tujuan sistem kandang close house adalah untuk menyediakan udara dan iklim yang kondusif bagi ternak sehingga meminimalisasi tingkat stress.
Sistem manajemen kandang close house harus mempunyai sistem  pendinginan  yang  baik.  Sistem  yang  dipakai  pada kandang  broiler close  house yaitu evaporative  cooling . Sistem  pendinginan  menggunakan evaporative  cooling memiliki  kelebihan  jika  dibandingkan  dengan  sistem refrigerasi, antara lain memiliki konsumsi energi lebih hemat, proses maintenance lebih  mudah,  dan  biaya  relatif  lebih murah.  Sistem evaporative  cooling menggunakan  media pendingin  berupa  air.  Udara  luar  akan  didinginkan  oleh  air sehingga  temperatur  udara  menurun  dan  kelembaban bertambah.
Beberapa peternakan di Indonesia sudah mulai menerapkan  manajemen  kandang close  house dalam membangun  konstruksi  kandang.  Penggunaan evaporative cooling dapat  menurunkan  suhu  kandang,  namun  distribusi temperatur kandang masih kurang merata. Suhu udara sesaat setelah  keluar  dari evaporative  cooling cenderung  lebih dingin  dari  suhu  udara  dekat exhaust. Temperatur  ideal kandang  harus  terdisribusi  secara  merata  agar  semua  ayam dapat tumbuh dengan baik. Temperatur ideal kandang dapat dicapai dengan nilai kecepatan udara yang sesuai. Di sisi lain, kecepatan udara dalam kandang dapat memberikan efek wind chill sehingga  temperatur  yang  dirasakan  ayam  lebih  kecil dari suhu lingkungan terukur sehingga diperlukan pengaturan

## Studi Numerik Pengaruh Peletakan Cooling Pad Terhadap Distribusi Temperatur dan Pola Aliran Udara Ventilasi Kandang Ayam Broiler Close House Tipe Ventilasi Lorong
Adistana Sandyawan dan Ary Bachtiar Krishna Putra Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : aribach@me.its.ac.id
P
putaran dari exhaust-fan untuk menghasikan kecepatan udara yang sesuai.  Untuk itu, penelitian ini akan mengangkat kasus pengaruh  posisi peletakan dna jumlah cooling pad terhadap distribusi temperatur dan pola aliran udara ventilasi kandang broiler close house tipe ventilasi lorong.

## II. URAIAN PENELITIAN
Penelitian mengenai pengaruh posisi peletakan dan jumlah cooling  pad terhadap  distribusi  temperatur  dan  pola  aliran udara  ventilasi  kandang  broiler  close  house  tipe  ventilasi lorong dilakukan dengan melakukan beberapa kajian pustaka. Ayam  yang  digunakan  sebagai  obyek  penelitian  memiliki tinggi  badan  21,4  cm  [1].  Luas  permukaan  tubuh  ayam digunakan  untuk  menghitung  panas  yang  dihasilkan  oleh ayam.  Luas  Permukaan  tubuh  ayam  obyek  penelitian memiliki  nilai  0,1250  m 2 [2].  Data  panas  tubuh  ayam  per satuan  luas  tubuh  ayam  didapat  dari  gambar  1  [3]. Perhitungan  suhu  udara  masuk  dan  kelembaban  kandang dihitung  menggunakan  persamaan  perhitungan direct evaporative  cooler [4] . Nilai  konduktivitas  material penyusun kandang yaitu batako, terpal dan bambu berturut – turut bernilai 0,339 W/m o C,  0,5 W/m o C, dan 0,227 W/m o C [5].  Udara  ventilasi  didinginakan  oleh direct evaporative cooling melalui proses cooling and humidifying [6] . Cooling load yang  diterima  kandang  dihitung  menggunakan metode cooling  load  temperature  difference (CLTD)  untuk mengetahui  beban  pendinginan  maksimum  kandang  [7]. Beban  pendinginan  maksimum  tersebut  digunakan  sebagai input  simulasi.  Standar  kenyamanan  suhu  lingkungan  ayam diambil berdasarkan standart yang diterapkan oleh PT. FSI, Lamongan yaitu senilai 28 – 32 o C [8]. Tingkat kenyamanan ayam  dilihat  dari  pengaruh  efek wind  chill yang  dirasakan ayam  [9].  Semakin  besar wind  chill ,  maka  ayam  akan merasakan temperatur dibawah suhu udara sekitar.

## A. Obyek Penelitian
Objek pada penelitian ini merupakan kandang ayam broiler close  house  CV  JAYA  ABADI,  Lumajang.  Kandang memiliki  dimensi  p  x  l  x  t  yaitu  80  x  10  x  5  meter  dengan ayam  berjumlah  5600  ekor  umur  28  hari.  Dinding  kandang tersusun atas batako dan campuran terpal dan bambu.
Gambar 2. Geometri kandang ayam broiler close house.

## B. Pengumpulan Data
Kandang  broiler  close  CV  JAYA  ABADI  menjadi  objek utama  penelitian  ini.  Data  geometri,  material  penyusun, kapasitas  ayam,  spesifikasi fan dan evaporative  cooler kandang diambil dengan cara melakukan kunjungan langsung dan  wawancara  dengan  pemilik  kandang.  Data  penunjang penelitian seperti komposisi material penyusun kandang, arah angin,  geometri  ayam,  dan properties udara  lingkungan diambil dari jurnal terdahulu dan sumber lainnya.

## C. Permodelan Geometri dan Meshing
Geometri  kandang  broiler close  house dapat  dimodekan secara  3  dimensi  berdasarkan  data  dimensi  yang  diperoleh. Pada  penelitian  ini,  dilakukan  3  jenis  variasi  geometri kandang  untuk  melihat  pengaruh  peletakan cooling  pad terhadap terhadap distribusi temperatur dan pola aliran udara dalam  kandang.  Bukaan  setiap  variasi  kandang  diatur  agar luasan total udara masuk bernilai sama untuk menjaga mass flow rate udara yang masuk sama besar.
Gambar 3.  Geometri kandang  (a)  2 buah cooling pad bukaan penuh;  (b) 4 buah cooling pad bukaan setengah; (c) 6 buah cooling pad bukaan sepertiga
Tahap  pembuatan mesh dilakukan  setelah  geometri pemodelan selesai dibuat. Untuk mendapatkan hasil simulasi yang  baik,  maka  perlu  dilakukan  proses grid  independency test .  pada  tingkat  kerapatan coarse , medium ,  dan fine  mesh pada model yang telah digambarkan pada software ANSYS ICEM  CFD.  Pengaturan  yang  digunakan  dalam  membuat meshing pada  ANSYS  ICEM  CFD  pada  ketiga  geometri dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini:
Tabel 1. Pengaturan pemodelan meshing pada ANSYS ICEM CFD
Meshing parameter Setting Physics Preference CFD Solver Preverence Fluent Size Function Proximity and Curvature Relevance Center Fine Method Multizone Edge sizing Geometry 36 edges Type Element size (110 mm) Curvature Normal Angle 18 o Smooting Coarse Statistics (Nodes,Element) (1125733 ; 1053790) Element Quality Average 0,96953
Adapun  pengaturan  meshing  yang  dilakukan  pada  salah satu geometri dapat dilihat pada Gambar 4 dibawah ini :
Gambar 4. Meshing geometri kandang dengan 6 buah cooling pad
D. Pemodelan Simulasi
Pemodelan geometri dan meshing yang sudah dibuat akan digunakan  untuk  simulasi  aliran  udara  ventilasi  kandang broiler close house. Simulasi aliran dilakukan dalam keadaan steady  state dengan  memberikan  efek  gravitasi  sebesar  9.8 m/s 2 . Beban pendinginan dari setiap komponen kandang yaitu dinding,  atap  dan  panas  tubuh  ayam  akan  diolah  dalam bentuk heat  flux dan heat  generation .  Udara  luar  dengan temperatur  ambien  memasuki  kandang  melalui evaporative cooler sehingga terjadi penurunan suhu udara ventilasi . Suhu udara keluar evaporative cooler digunakan sebagai suhu inlet udara simulasi. Pressure drop dalam kandang dibuat konstan pada  setiap  variasi  simulasi  sehingga  kondisi  udara  masuk dan keluar domain berupa presure inlet dan pressure outlet.
Simulasi dilakukan dengan menggunakan boundary condition seperti  pada  Tabel  2.  Kumpulan  ayam  dalam kandang dimodelkan dalam bentuk geometri balok 3 dimensi. Ayam  diasumsikan  menyebar  secara  merata  pada  dasar kandang sehingga geometri balok digambarkan pada seluruh dasar kandang dengan level ketinggian ayam. Geometri balok dimodelkan  sebagai porous  media dengan  nilai porosity 0,845. Heat  generation dilepaskan  melalui  p orous  media untuk menciptakan panas tubuh dari ayam.
Tabel 2.
Boundary condition kandang Boundary type Setting Inlet Pressure inlet Outlet Exhaust-fan Dinding kandang Wall, Heat Flux Permukaan ayam Wall, Heat Flux
Aliran dalam simulasi dimodelkan menggunakan viscous model standart k-epsilon dengan pengaturan enhanced wall treatment. Pemodelan  uap  air  pada  kandang  menggunakan species  transport.  Solution  method yang  digunakan  untuk simulasi  ini  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.  Dengan  memilih solution methods yang tepat, maka akurasi hasil simulasi akan meningkat. Solution  methods  second  order akan  mampu menambah akurasi iterasi walaupun memerlukan memori dan daya komputasi yang lebih besar dibandingkan first order .
Tabel 3.
Solution method Spatial Discretization Setting Pressure-Velocity Coupling SIMPLE Gradient Least Square Cell Base Pressure Second Order Momentum Second Order Upwind Turbulent Kinetic Energy Second Order Upwind Turbulent Dissipation Rate Second Order Upwind
Energy
Second Order Upwind

## E. Validasi model
Validasi  model  dilakukan  dengan  membandingkan temperatur  outlet  udara  hasil  simulasi  dengan  perhitungan termodinamika. Input dari perhitungan adalah mass flow rate udara masuk kandang, specific heat (C p ) yang dievaluasi dari temperatur  inlet,  dan  temperatur  udara  keluar evaporative cooler.  Control  volume yang  digunakan  dalam  perhitungan termodinamika  adalah  seluruh  bagian  kandang  seperti  pada Gambar 5.
Gambar 5. Control volume perhitungan termodinamika
Perhitungan  termodinamika  dilakukan  dengan  uraian sebagai berikut :
𝑄      = 𝑚̇ × 𝐶 𝑝 × (𝑇 𝑜𝑢𝑡 − 𝑇 𝑖𝑛 ) (1)
𝑇 𝑜𝑢𝑡 = ( 𝑄 𝑚̇ × 𝐶 𝑝 ) + 𝑇 𝑖𝑛 = ( 67017 𝑊 85,248 𝑘𝑔 𝑠 ×1006,4 𝐽 𝐾 ) + 301,6 𝐾 = 302,44 𝐾
Sementara  temperatur  outlet  udara  simulasi  diambil dengan  metode temperature  surface  integral pada plane bagian  paling  belakang  dari  model.  Tampilan  distribusi temperatur  udara  simulasi  belakang  kandang  dapat  dilihat pada  Gambar  6.  Nilai  temperatur  outlet  udara  domain simulasi bernilai 302,3 K.

## Gambar 6. Kontur temperatur udara belakang kandang
Perhitungan  termodinamika  dan  hasil  simulasi  kemudian dibandingkan  sehingga  didapatkan  nilai error .  Nilai error yang  kecil  menandakan  bahwa  model  simulasi  yang  telah dibangun  dapat  digunakan    untuk    penelitian.  Perhitungan nilai error dapat dilihat pada uraian berikut :
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 302,44 − 302,3 302,44 × 100%
=  0,04%

## F. Variasi yang Digunakan
Variasi yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 4. Hal yang menjadi variabel terikat pada variasi yang  digunakan  adalah  luasan  udara  masuk.  Luaran  dari variasi yang dilakukan adalah distribusi temperatur dan pola aliran udara vetilasi berupa kontur temperatur dan kecepatan serta grafik temperatur udara yang dirasakan ayam.
Tabel 4. Variasi penelitian Variasi Karakeristik Geometri Variasi 1 2 buah cooling pad bukaan penuh Variasi 2 4 buah cooling pad bukaan setengah Variasi 3
6 buah cooling pad bukaan 1/3
Pengambilan  kontur  kecepatan  dan  temperatur  diambil pada domain fluida sepanjang kandang sumbu y 0.214 m, y 2 m dan y 3,9 m seperti pada gambar 7 dan  data kecepatan dan temperatur  secara  kuantitatif  diambil  pada  sumbu  y  dengan jarak x 0 m, x 35 m, dan x 70 m. Sementara untuk pengamatan temperatur  udara  yang  dirasakan  ayam  dilakukan  pada ketinggian ayam yaitu y 0,214 m dengan sumbu z 0 (zona 1), z  2.5 (zona 2), dan z 4.9 (zona 3) seperti pada gambar 8.  Data diambil  pada  ketinggian  tersebut  untuk  mengetahui  tingkat kenyamanan  ayam  yang  ditentukan  dari  temperatur lingkungan dan efek wind chill pada titik tersebut.
Gambar 8. Bidang pengambilan data temperatur udara kenyamanan ayam.

## III. HASIL DAN ANALISA
A. Kandang dengan 2 Buah Cooling Pad
Pada  simulasi  kandang  dengan  2  buah cooling  pad didapakan fenomena aliran dan distribusi temperatur berturut – turut seperti pada gambar 9 dan 10. Exhaust fan kandang membuat tekanan kabin menjadi negatif sehingga menimbulkan  aliran  udara  dari  luar  menuju  dalam  kabin dengan kapasitas 94 kg/s. Udara yang mengalir menuju kabin mengalami  perubahan  penampang  aliran  secara  tiba  -  tiba sehingga  menyebabkan  terjadinya flow  separation .  Besar luasan  daerah  separasi  tergantung  beberapa  faktor  seperti kekasaran  permukaan  dan    bilangan  reynold.  Aliran  yang masuk pada daerah separasi tidak memiliki cukup momentum untuk  kembali  pada  aliran  utama  ( primary  flow )  sehingga akan  terperangkap  pada  daerah  tersebut    dan  menjadi secondary flow .  Kecepatan udara pada daerah separasi lebih rendah dari aliran utama. Di luar daerah separasi, kecepatan aliran  udara bertambah karena adanya pertemuan antara dua aliran udara dari kedua ujung cooling pad . Ketika aliran udara menabrak  sudut  dinding  pemisah  menyebabkan  aliran terdesak  pada  daerah  pertemuan  dua  aliran  udara.  Pada daerah  ini  kecepatan  aliran  udara  bertambah  karena berkurangnya  daerah  efektif  aliran.  Aliran  udara    menjadi terganggu  sebelum  akhirnya    membentuk fully  developed flow setelah masuk melewati cooling pad dan bertumbukan. Gangguan  pada  aliran  udara  ini  disebabkan  karena  adanya tumbukan udara dari 2 buah cooling pad yang berbeda.
Peristiwa  perpindahan  panas  terjadi  dari  udara  menuju cooling pad . Panas berupa kalor sensible dan kecepatan udara diubah  menjadi  kalor  laten  air  yang  melapisi cooling  pad sehingga  timbul  peristiwa  evaporasi  air  menuju  udara. Peristiwa  ini  menyebababkan  penurunan  temperatur  udara menjadi  301.6  K  dengan  kenaikan  kelembaban  relatif menjadi 87%. Kecepatan rendah pada daerah wake membuat laju  perpindahan  panas  rendah  sehingga  temperatur  udara pada  daerah wake bernilai  tinggi.  Udara  mengambil  panas dari  komponen  sepanjang  kandang  sehingga  temperatur udara meningkat saat mendekati fan .
Gambar 9. Kontur kecepatan udara kandang ketinggian (a) z 2 m; (b) z 3,9 m; (c) z 0,214 m.
Gambar 10. Kontur temperatur udara kandang ketinggian (a) z 0,214 m; (b) z 2 m; (c) z 3,9 m
Data  temperatur  dan  kecepatan  udara  pada  lantai  dasar digunakan  untuk  menganalisa  efek wind  chill yang  dialami ayam. Laju perpindahan panas terendah terdapat pada daerah separasi sehingga menciptakan temperatur udara yang tinggi. Kecepatan  aliran  pada  daerah  separasi  bernilai  rendah sehingga  efek  wind  chill  yang  diterima  ayam  juga  kecil. Temperatur udara lingkungan yang tinggi dan efek wind chill yang  rendah  membuat  ayam  akan  merasakan  temperatur terpanas pada daerah separasi sehingga ayam akan merasakan suhu  udara  antara  28,7  –  31 o C.  Kondisi  ini  masih    berada dalam  batas  toleransi  kenyamanan  ayam  yaitu  28  –  32 o C sehingga konfigurasi kandang ini masih dapat digunakan.
Gambar  11.  Distribusi  temperatur  udara  yang  dirasakan  ayam  kandang dengan 2 buah cooling pad

## B. Kandang dengan 4 Buah Cooling Pad
Pada  simulasi  kandang  dengan  4  buah cooling  pad didapakan fenomena aliran dan distribusi temperatur berturut –  turut  seperti  pada  gambar  12  dan  13. Exhaust  fan menimbulkan  tekanan  udara  negatif  dalam  kabin  sehingga timbul  aliran  udara  ventilasi  memasuki  kandang.  Udara lingkungan memasuki kandang melalui 4 buah cooling pad . Peristiwa  perpindahan  panas  terjadi  dari  udara  menuju cooling pad . Panas berupa kalor sensible dan kecepatan udara diubah  menjadi  kalor  laten  air  yang  melapisi cooling  pad sehingga  timbul  peristiwa  evaporasi  air  menuju  udara. Peristiwa  ini  menyebababkan  penurunan  temperatur  udara menjadi  301.6  K  dengan  kenaikan  kelembaban  relatif menjadi  87%.  Dua  buah cooling  pad tambahan  diletakkan lebih  dekat  dengan exhaust  fan .  Fan  yang  digunakan  masih menggunakan  konfigurasi  (putaran  fan,  posisi,  dan  jumlah) yang sama sehingga menciptakan tekanan negatif kabin yang sama.  Udara  yang  masuk  menuju  kabin  berasal  dari lingkungan  tanpa  mengalami  proses  peningkatan  maupun penurunan  tekanan  sehingga  bernilai  tekanan  atmosfir.  Dua buah cooling  pad baru  memiliki  selisih  tekanan  inlet  dan outlet  yang  sama  dengan  2  buah cooling  pad yang  lama sehingga headloss kedua aliran adalah sama. Lintasan aliran udara  yang  berasal  dari cooling  pad baru  lebih  pendek  dari udara yang berasal dari cooling pad lama sehingga mass flow udara cooling  pad baru  lebih  besar  untuk  mempertahankan
beda  tekanan  yang  sama.  Distribusi mass  flow  rate yang berbeda membuat kecepatan aliran juga berbeda untuk setiap cooling pad . Laju perpindahan panas kandang bagian depan lebih  rendah  dari  bagian  belakang  karena  kecepatan  aliran yang rendah.
Gambar 12. Kontur kecepatan udara kandang ketinggian (a) z 2 m; (b) z 3,9 m; (c) z 0,214 m
Udara  mengalir  dari cooling pad lama  dengan mass  flow rate 35.3  kg/s.  Aliran  dari  masing  -  masing cooling  pad kemudian bertabrakan dan berbelok 90 derajat menuju kabin. Aliran  dalam  kabin  bergesekan  dengan  dinding  kandang sehingga  timbul  tegangan  geser  dan  gradien  temperatur udara. Gesekan aliran akan terakumulasi dan bertambah besar sehingga  membentuk thermal dan velocity  boundary  layer. Aliran  udara  yang  menuju  kabin  mengalami  perubahan penampang  secara  tiba  –  tiba  sehingga  timbul wake . Wake akan  terus  tumbuh  pada  kabin  karena  terdorong  aliran  lain. Aliran kemudian terus mengalir pada kabin hingga bertemu dengan  aliran  udara  yang  berasal  dari cooling  pad baru dengan mass flow rate 59.7 kg/s.  Aliran dari kedua cooling pad memiliki  tekanan  yang  berbeda.  Aliran  yang  tidak memiliki  cukup  momentum  untuk  melawan  separasi  akan berputar – putar pada daerah wake dan membentuk secondary flow .  Peristiwa  perpindahan  panas  kandang  bagian  tengah kebelakang  mendapatkan  udara  pendinginan  dari  keempat cooling pad sehingga pendinginan menjadi maksimal.
Gambar 13. Kontur emperatur udara kandang ketinggian (a) z 0,214 m; (b) z 2 m; (c) z 3,9 m
Ayam  merasakan  temperatur  udara  sekitar  28,8 o C  pada jarak  1  meter.  Separasi  aliran  yang  terjadi  tidak  seluas kandang  dengan  2  buah cooling  pad sehingga  memiliki karakteristik  distribusi  temperatur  yang  berbeda  pada  jarak awal.  Temperatur  terus  mengalami  kenaikan  hingga mencapai suhu 30,15 o C pada jarak 37 meter. Aliran cooling pad lama  kemudian  bertemu  dengan cooling  pad baru. Pertemuan  dua  aliran  ini  meningkatkan  kecepatan  aliran sehingga memperbesar efek wind chill . Efek wind chill yang besar membuat temperatur udara yang dirasakan ayam turun hingga  mencapai 29 o C. Temperatur kemudian  kembali naik
hingga mencapai domain terakhir ayam pada jarak 70 meter. Udara  yang  mengalir  pada  kandang  membawa  panas  dari ayam dan dinding yang sudah dilewati sebelumnya sehingga terjadi peningkatan suhu udara. Suhu udara yang meningkat membuat  beda  temperatur  antara  udara  dengan  komponen kandang  mengecil  sehingga  menurunkan  laju  perpindahan panas. Konfigurasi kandang dengan 4 buah cooling pad dapat diterapkan karena terdapat ayam pada ketiga zona merasakan temperatur  udara  didalam  batas  kenyamanan  ayam  yaitu antara 28 - 32 o C. Namun, ayam yang berada di sekitar daerah pertemuan  aliran cooling  pad lama  dan  baru  akan  mudah mengalami thermal shock karena perbedaan temperatur yang tinggi  sehingga  rentan  terhadap  penyakit . Efek  lain  yang dapat ditimbulkan  yaitu  meningkatnya feed conversion rate ayam. Feed conversion rate (FCR) merupakan jumlah pakan yang  dibutuhkan  untuk  menumbuhkan  1  kilogram  daging sehingga meningkatkan biaya produksi.
Gambar  14.  Distribusi  temperatur  udara  yang  dirasakan  ayam  kandang dengan 4 buah cooling pad
C. Kandang dengan 6 Buah Coolimg Pad
Pada  simulasi  kandang  dengan  6  buah cooling  pad didapakan fenomena aliran dan distribusi temperatur berturut – turut seperti pada gambar 15 dan 16. Udara mengalir dari cooling pad 1 dengan mass  flow rate 22.7 kg/s.  Aliran dari masing  -  masing cooling  pad kemudian  bertabrakan  dan berbelok  90  derajat  menuju  kabin.  Aliran  dalam  kabin bergesekan  dengan  dinding  kandang  sehingga  timbul tegangan geser dan gradien temperatur udara. Gesekan aliran akan terakumulasi dan bertambah besar sehingga membentuk thermal dan velocity  boundary  layer. Aliran  udara  yang menuju kabin mengalami perubahan penampang secara tiba – tiba sehingga timbul wake . Wake akan terus tumbuh pada kabin  karena  terdorong  aliran  lain. Cooling  capacity udara cooling  pad 1  lebih  kecil  dari  beban  pendinginan  kandang bagian depan sehingga proses perpindahan panas tidak terjadi dengan  baik.  Hal  ini  dapat  ditunjukkan  dengan  temperatur udara  kabin  yang  masih  panas.  Aliran  kemudian  terus mengalir  pada  kabin  hingga  bertemu  dengan  aliran  udara yang berasal dari cooling pad 2 dengan mass flow rate 28.4 kg/s.  Aliran  yang  masuk  kabin  melalui cooling  pad 2 mengalami perubahan penampang secara tiba – tiba sehingga menimbulkan  separasi  aliran.  Aliran  yang  tidak  memiliki cukup  momentum  untuk  melawan  separasi  akan  berputar  – putar  pada  daerah wake dan  membentuk secondary  flow . Udara yang digunakan untuk mendinginkan kandang bagian tengah  berasal  dari  campuran  udara  cooling  pad  1  dan  2 sehingga  meningkatkan cooling  capacity aliran. Cooling capacity aliran  pada  kandang  bagian  tengah  cukup  untuk mendinginkan  beban  kandang  bagian  tengah.  Hal  ini  dapat dilihat  pada  kontur  temperatur  rata  rata  udara  yang  lebih rendah  dari  udara  kandang  bagian  depan.  Aliran  kemudian bertemu  dengan  aliran cooling  pad 3.  Aliran cooling  pad 3
dengan mass flow rate 44,1 kg/s mengalami fenomena aliran yang sama dengan aliran cooling pad 1 dan 2. Pendinginan maksimal  berada  pada  kandang  bagian  belakang  karena ketiga aliran bertemu sehingga menciptakan cooling capacity udara  tertinggi.  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  kontur  temperatur udara kandang yang paling dingin daripada kandang bagian depan dan tengah pada segala level ketinggian.
Gambar 15. Kontur kecepatan udara kandang ketinggian (a) z 2 m; (b) z 3,9 m; (c) z 0,214 m
Tekanan udara aliran cooling pad 1 lebih rendah dari aliran cooling pad 2. Aliran yang masuk kabin melalui cooling pad 2  mengalami  perubahan  penampang  secara  tiba  –  tiba sehingga  menimbulkan  separasi  aliran.  Aliran  yang  tidak memiliki  cukup  momentum  untuk  melawan  separasi  akan berputar – putar pada daerah wake dan membentuk secondary flow . Aliran cooling pad 1 bercampur dengan aliran cooling pad 2  dan  cenderung  mengisi  daerah wake yang  diciptakan oleh aliran cooling pad 2. Hal ini terjadi karena aliran cooling pad 1 tidak memiliki cukup momentum sehingga cenderung mengisi  daerah  tersebut.    Aliran  kemudian  bertemu  dengan aliran cooling pad 3. Aliran udara cooling pad 3 memasuki kandang  dengan  tekanan  paling  tinggi  daripada  aliran sebelumnya.  Aliran cooling pad 3 yang  memasuki  kandang mengalami perubahan penanpang secara tiba -  tiba sehingga menimbulkan  separasi  aliran.  Aliran  yang  tidak  memiliki cukup  momentum  untuk  melawan  separasi  akan  berputar  – putar  pada  daerah wake dan  membentuk secondary  flow. Aliran dalam daerah wake akan berkembang  semakin besar karena  terdorong  oleh  aliran  sebelumnya  kearah  aksial sehingga  membentuk vortex. Aliran  berbentuk  vortex menciptakan  zona  dengan  kecepatan  rendah  pada  bagian tengah.
Gambar 16. Kontur emperatur udara kandang ketinggian (a) z 0,214 m; (b) z 2 m; (c) z 3,9 m
Ayam  merasakan  temperatur  udara  sekitar  28,7 o C  pada zona 1 dengan jarak 1 meter. Separasi aliran yang terjadi tidak seluas kandang dengan 2 buah cooling pad sehingga memiliki karakteristik  distribusi  temperatur  yang  berbeda  pada  jarak awal.  Temperatur  terus  mengalami  kenaikan  hingga mencapai  suhu  30,5 o C  pada  jarak  23  meter.  Aliran cooling
pad 1  kemudian  bertemu  dengan cooling  pad 2. Pertemuan dua  aliran  ini  meningkatkan  kecepatan  aliran  sehingga memperbesar  efek wind  chill .  Efek wind  chill yang  besar membuat  temperatur  udara  ayam  turun  hingga  mencapai 29,5 o C.  Panas  yang  dibawa  oleh  aliran  sebelumnya meningkatkan  temperatur  sebesar  29,7 o C.  Aliran  campuran cooling pad 1 dan 2 kemudian bertemu dengan aliran cooling pad 3. Pertemuan  ketiga  aliran  ini  meningkatkan  kecepatan aliran sehingga memperbesar efek wind chill . Efek wind chill membuat  temperatur  udara  ayam  turun  hingga  mencapai 29,3 o C. Udara yang mengalir pada kandang membawa panas dari  ayam  dan  dinding  yang  sudah  dilewati  sebelumnya sehingga terjadi peningkatan suhu udara.
Ayam merasakan suhu udara yang dingin pada jarak 0 dan 70  meter  pada  zona  1  dan  2.  Pada  saat  udara  mengenai domain  ayam  pertama,  terjadi  penyempitan  aliran  sehingga meningkatkan  kecepatan  pada  zona  penyempitan  tersebut. Kecepatan  aliran  yang  meningkat  membuat  efek wind  chill semakin besar sehingga menurunkan temperatur udara ayam. Aliran  udara  membentuk vortex pada  zona  3. Pusaran  yang dihasilkan menciptakan zona dengan kecepatan rendah pada zona 3 dengan jarak 1 meter sehingga menciptakan efek wind chill rendah.    Konfigurasi  kandang  dengan  6  buah cooling pad dapat diterapkan karena terdapat ayam pada ketiga zona merasakan  temperatur  udara  didalam  batas  kenyamanan ayam  yaitu  antara  28  -  32 o C. Namun,  ayam  yang  berada  di sekitar daerah pertemuan aliran cooling pad 1,2 dan 3 akan mudah  mengalami thermal  shock karena  perbedaan temperatur  yang  signifikan  sehingga  rentan  terhadap penyakit . Efek  lain  yang  dapat  ditimbulkan  yaitu meningkatnya feed  conversion  rate ayam. Feed  conversion rate (FCR) merupakan jumlah pakan yang dibutuhkan untuk menumbuhkan  1  kilogram  daging  sehingga  meningkatkan biaya produksi.
Gambar  17.  Distribusi  temperatur  udara  yang  dirasakan  ayam  kandang dengan 6 buah cooling pad .

## IV. KESIMPULAN
Aliran  udara  kandang  dengan  dua  buah cooling  pad memasuki  kabin  dengan  distribusi  aliran  yang uniform . Aliran  mengalami  separasi  akibat  perubahan  penampang aliran secara tiba – tiba. Temperatur udara ayam dari ketiga zona  ayam  masih  berada  pada  batas  kenyamanan  ayam sehingga  konfigurasi  kandang  dengan  2  buah cooling  pad dapat digunakan.
Aliran  udara  kandang  dengan  empat  buah cooling  pad memasuki  kabin  dengan  distribusi  aliran  yang uniform . Aliran  mengalami  separasi  akibat  perubahan  penampang aliran  secara  tiba  –  tiba  hingga  timbul wake. Aliran  yang terperangkap  dalam  daerah wake terdorong  oleh  aliran  lain sehingga  terbentuk vortex .  Temperatur  udara  ayam  dari ketiga  zona  ayam  berada  pada  batas  kenyamanan  ayam sehingga  konfigurasi  kandang  dengan  4  buah cooling  pad
dapat digunakan. Namun, ayam pada daerah pertemuan aliran akan rentan terhadap penyakit dan meningkatkan FCR.
Aliran  udara  kandang  dengan  enam  buah cooling  pad memasuki  kabin  dengan  distribusi  aliran  yang uniform . Aliran  mengalami  separasi  akibat  perubahan  penampang aliran  secara  tiba  –  tiba  hingga  timbul wake. Aliran  yang terperangkap  dalam  daerah  wake  terdorong  oleh  aliran  lain sehingga  terbentuk vortex .  Temperatur  udara  ayam  dari ketiga  zona  ayam  berada  pada  batas  kenyamanan  ayam sehingga  konfigurasi  kandang  dengan  6  buah cooling  pad dapat digunakan. Namun, ayam pada daerah pertemuan aliran akan rentan terhadap penyakit dan meningkatkan FCR.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] W. E. Saputra, “Korelasi Dimensi Tubuh dan Berat Badan Akhir Ayam  Pedaging  Jantan  dan  Betina,”  Universitas  Hasanuddin, 2017.
[2] J.  A.  Morris,  “Examination  of  Broiler  Growth,”  University  of Georgia, 2015.
[3] S. T. Nascimento, A. S. C. Maia, K. G. Gebremedhin, and C. C. N. Nascimento,  “Metabolic  heat  production  and  evaporation  of poultry,” Poult. Sci. , vol. 96, no. 8, pp. 2691–2698, 2017.
[4] R.  O.  Parker  and  R.  E.  Treybal,  “The  heat,  mass  transfer characteristics  of  evaporative  coolers,”  in Chemical  Engineering Progress Symposium Series , 1959, vol. 57, no. 32, pp. 138–149.
[5] R. Rahmaniah, A. Akmal, and M. S. Lanto, “Thermal conductivity test  value  batako,” TEKNOSAINS  Media  Inf.  Sains  dan  Teknol. , vol. 9, no. 1, pp. 1–12, 2015.
[6] S. K. Wang, Handbook of Air Conditioning and Refrigeration , 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Company, Inc, 2001.
[7] E.  G.  Pita, Refrigeration  Principles  and  Systems:  An  Energy Approach . New York: John Wiley and Sons, Ltd, 1984.
[8] N. Hudi and M. Dahlan, “Studi manajemen perkandangan ayam broiler  di  Dusun  Wangket  Desa  Kaliwates  Kecamatan Kembangbahu Kabupaten Lamongan,” Ternak , vol. 02, no. 01, pp. 24–29, 2011.
[9] “Poultry Housing,” Nature , vol. 177, no. 4520, p. 1111, 1956.