## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-20, 2024
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
1     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## Optimasi Aliran Turbulen pada Tangki Evaporator dengan Computational Fluid Dynamics
Optimization of Turbulent Flow in Evaporator Tanks using Computational Fluid Dynamics
Yayan Heryana 1* , Ni Putu Dian Nitamiwati 1 , Maharani Dewi Solikhah 1
1 Pusat Riset Konversi dan Konservasi Energi, Badan Riset dan Inovasi Nasional *Email korespondensi: yaya023@brin.go.id
Article Info Abstract Submitted: July 27, 2023
Accepted: December 22, 2023
Keywords: Biodiesel, dewatering, computational fluid dynamics (CFD), sparger, turbulence The increase in water content during biodiesel storage poses a significant challenge that necessitates finding a solution. One proposed approach is the implementation of a thermal vacuum dewatering system for biodiesel, which effectively reduces the water content to meet the required specifications. In this study, the evaporator tank is the main component of the dewatering system. While the current water content reduction meets the standard, continuous optimization is essential to achieve a water content in biodiesel below 200 ppm. This research aims to optimize the turbulent flow within the evaporator tank by employing a pipe sparger with various hole configurations through computational fluid dynamics (CFD) simulations. Additionally, these simulations aim to enhance the understanding of biodiesel flow behavior as it passes through the orifice plate and pipe sparger, ultimately identifying the best operational conditions. The research encompasses CFD simulations of the evaporator tank using both orifice plate and pipe sparger setups. Four models were investigated: evaporator tank equipped with an orifice plate, pipe sparger A, pipe sparger B, and pipe sparger C. The simulation results indicate that the evaporator tank with pipe sparger C offers the most optimal turbulent flow, as evidenced by the velocity distribution observed at Re=5000, Re=10000, and Re=50000. Consequently, installing pipe sparger C in the evaporator tank holds promise for achieving higher water content reduction compared to the orifice plate, pipe sparger A, and pipe sparger B configurations.
Doi: https://doi.org/10.19028/jtep.012.1.1-20

## 1. Pendahuluan
Biodiesel merupakan bahan bakar motor diesel yang terbuat dari minyak nabati maupun lemak hewani dengan alkohol rantai pendek misalnya metanol sehingga produknya menjadi fatty acid methyl ester (FAME)  (Knothe & Razon, 2017). Sebagai bahan bakar nabati, biodiesel memiliki perbedaan karakteristik dengan minyak solar, dimana biodiesel merupakan bahan bakar oksigenat. Biodiesel sifatnya lebih higroskopis dan bersifat solven sehingga pengaplikasiannya di lapangan menyebabkan beberapa isu teknis. Beberapa parameter penting  yang menjadi perhatian pemerintah untuk peningkatan kualitas biodiesel yaitu kadar air, kadar monogliserida dan stabilitas oksidasi. Spesifikasi teknis biodiesel di Indonesia saat ini diatur dalam Keputusan Dirjen EBTKE No.195.K/EK.05/DJE/2022

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
2     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
jo. Keputusan Dirjen EBTKE No.207.K/EK.05/DJE/2022 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Nabati ( Biofuel ) Jenis Biodiesel sebagai Bahan Bakar Lain yang Dipasarkan di Dalam Negeri (EBTKE, 2022). Berdasarkan spesifikasi teknis tersebut kadar air maksimum yang diijinkan dalam biodiesel yaitu 340 ppm.
Peningkatan kadar air dalam proses penyimpanan biodiesel merupakan permasalahan yang harus dicari solusinya. Salah satu solusi yang ditawarkan yaitu dengan menghilangkan kandungan air pada biodiesel dengan teknologi vakum termal. Berdasarkan percobaan skala laboratorium  oleh Pamungkas et al. (2023), kadar air pada biodiesel berkurang menjadi <200 ppm  menggunakan teknologi vakum termal. Sedangkan scale up dari percobaan laboratorium tersebut yaitu dengan percobaan kapasitas 300 liter/jam menggunakan tangki evaporator tipe horizontal yang dilengkapi sekat dan pada bagian inlet dilengkapi orifice plate , kadar air berkurang menjadi 200-300 ppm. Dengan adanya gap tersebut perlu dilakukan optimasi agar pengurangan kadar air minimal bisa menyamai percobaan laboratorium. Aliran turbulen dalam tangki evaporator dengan teknologi vakum termal merupakan faktor penting agar pengurangan kadar air menjadi optimal terutama untuk mendapatkan aliran turbulen yang optimal.
Beberapa penelitian aliran turbulen dapat  dijadikan acuan dalam penelitian ini terutama  dalam melakukan simulasi dengan software berbasis computational fluid dynamics (CFD). Gajbhiye et al. (2020)  melakukan simulasi aliran turbulen pada fitting sistem perpipaan menggunakan ANSYS Fluent. Fitting sistem perpipaan yang diteliti meliputi reducer , elbow , bend dan tee . Fluida kerja yang digunakan yaitu air. Kondisi batas inlet meliputi bilangan Reynolds [Re=10000 (v=0.39 m/s)], sedangkan pada outlet dikondisikan pada tekanan atmosfir. Dengan Simulasi CFD tersebut dapat diketahui koefisien kerugian dari berbagai fitting perpipaan seperti reducer , elbow , bend dan tee yang berguna dalam merancang jaringan perpipaan. Simulasi CFD membantu memahami ketidak idealan dan pola aliran yang kompleks dalam sistem fitting perpipaan yang berbeda. Bhandari dan Singh (2012) melakukan penelitian aliran turbulen pada pipa menggunakan CFD.
Penelitian tersebut menganalisis variasi kecepatan aksial dan koefisien gesek kulit sepanjang pipa. Hasil yang diperoleh secara komputasional memiliki kesesuaian dengan hasil yang diperoleh secara analitis. Dabirian et al. (2015) melakukan penelitian pola aliran gas-cair dalam pipa horizontal menggunakan simulasi CFD dan membandingkan hasilnya dengan data eksperimen. Selain itu melakukan investigasi struktur aliran turbulen di bawah interface gas-cair dengan menghitung profil kecepatan aliran. Validasi hasil CFD dengan data eksperimen menunjukkan simulasi CFD memiliki potensi untuk digunakan dalam desain fasilitas dan proses scale-up di industri perminyakan. Dutta et al. (2015) melakukan penelitian aliran turbulen fase tunggal melalui lengkungan pipa 90 ° dengan perbandingan kelengkungan yang berbeda (Rc/D = 1 sampai 5) kemudian diteliti secara numerik

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
3     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## untuk bilangan Reynolds (Re) mulai dari 1x10
5 sampai 10x10 5 . D merupakan diameter pipa, sedangkan Rc merupakan jari-jari lengkungan pada belokan pipa. Tujuan dari penelitian adalah untuk mensimulasikan secara numerik pola aliran dan karakterisasi perputaran aliran sekunder pada lengkungan 90 ° . Simulasi aliran menggunakan CFD untuk memahami fenomena yang terjadi. Validasi model dilakukan dengan data eksperimental yang telah dipublikasikan. Kecenderungan pemisahan aliran lebih tinggi untuk belokan dengan perbandingan kelengkungan rendah, dan kemampuan untuk mengatasi pola aliran yang tidak stabil dan kompleks lebih tinggi untuk belokan dengan perbandingan kelengkungan tinggi.
Penelitian mengenai penggunaan orifice plate dapat dijadikan acuan juga dalam penelitian ini karena tangki evaporator yang akan diteliti aliran turbulennya dilengkapi dengan orifice plate pada inlet nozzle . Simulasi aliran melalui sebuah orifice plate yang dilakukan oleh Ahmed et al. (2023) menunjukkan adanya fenomena peningkatan amplitudo fluktuasi turbulen, namun hal ini juga diikuti kavitasi. Hal ini menjadi pertimbangan dalam mendisain orifice plate agar  penurunan tekanan tidak terjadi. Talageri et al. (2021) melakukan eksperimen single stage dan multistage orifice plates , hasil eksperimen dibandingkan dengan analisis simulasi CFD. Berdasarkan hasil simulasi CFD, pada area downstream terjadi turbulensi akibat kavitasi. Hasil tersebut dapat digunakan sebagai pedoman dalam pengendalian aliran instalasi pembangkit listrik tenaga air skala kecil dan pipa gas bertekanan tinggi. Berdasarkan penelitian tentang penggunaan orifice plate , dapat disimpulkan bahwa orifice plate dapat meningkatkan aliran turbulen, namun dikarenakan lokasinya pada tangki evaporator terletak pada inlet nozzle , perlu dipikirkan agar aliran turbulen tersebut merata pada area tangki.
Beberapa penelitian tentang penggunaan sparger menjadi acuan dalam upaya optimasi aliran turbulen pada tangki evaporator tipe horizontal. Walaupun pada berbagai kasus sparger digunakan untuk menyuntikan fase yang lebih ringan ke dalam fase yang lebih berat sebagaimana penelitian Kulkarni et al. (2007), Gallego Marcos et al. (2015), Pourtousi et al. (2016), Besagni et al. (2018), dan Wang et al. (2023), namun penerapan pada tangki evaporator dimungkinkan untuk mengalirkan biodiesel ke dalam tangki evaporator untuk menciptakan efek pengadukan, sebagaimana penelitian Hofman et al. (2004)  bahwa agitator di dalam tangki diperlukan untuk mencampur bahan secara merata dan menjaga zat kimia tetap terlarut, hal tersebut dicontohkan dengan penggunaan jet agitator dan sparger tube dimana dari segi biaya lebih murah dibandingkan dengan agitator mekanik yang dilengkapi poros dan bilah.
Penelitian ini meliputi simulasi aliran turbulen pada tangki evaporator yang merupakan bagian dari sistem dewatering biodiesel dengan teknologi vakum termal dengan bantuan software berbasis Computational Fluids Dynamics (CFD). Penelitian ini bertujuan memperoleh aliran turbulen yang optimal dari tangki evaporator yang dilengkapi sparger pipa dengan variasi lubang yang berbeda.

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439                                                                                                      DOI: 10.19028/jtep.012.1.1-19
4     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Selain itu, simulasi ini diharapkan dapat memberikan pemahaman mengenai perilaku aliran biodiesel ketika melewati orifice plate dan sparger pipa sehingga diperoleh kondisi operasi yang terbaik.

## 2.  Bahan dan Metode
Penelitian untuk mengurangi kandungan air dalam biodiesel telah dilakukan baik skala laboratorium kapasitas 300 ml maupun scale up dengan kapasitas 300 liter/jam dengan tujuan kandungan air dalam biodiesel memenuhi Spesifikasi teknis biodiesel di Indonesia yang diatur dalam Keputusan  Dirjen EBTKE No.195.K/EK.05/DJE/2022  jo. Keputusan Dirjen EBTKE No.207.K/EK.05/DJE/2022 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Nabati ( Biofuel ) Jenis Biodiesel sebagai Bahan Bakar Lain yang Dipasarkan di Dalam Negeri (EBTKE, 2022) dimana kadar air maksimum yang diijinkan dalam biodiesel yaitu 340 ppm. Penelitian skala laboratorium yaitu menggunakan labu ukur dan magnetic stirrer , sedangkan penelitian kapasitas 300 liter/jam yaitu menggunakan tangki evaporator tipe horizontal yang dilengkapi sekat-sekat pada bagian dalamnya serta pada lubang masuk ( inlet nozzle ) dipasang orifice plate . Adapun skema 4isban dewatering biodiesel skala laboratorium dan scale up dapat dilihat pada Gambar 1 .
(a) (b)
Gambar 1. Skema proses mengurangi kandungan air dalam biodiesel a). 4isban pengaduk (skala lab), b). tangki evaporator tipe horizontal (scale up)
Kandungan air yang dihasilkan pada penelitian skala laboratorium yaitu < 200 ppm sedangkan pada percobaan kapasitas 300 liter/jam yaitu 200-300 ppm. Dengan adanya gap yang terjadi antara percobaan laboratorium dan scale up maka diperlukan pemecahan masalah agar hasilnya mendekati bahkan sama dengan percobaan laboratorium. Pemecahan masalah mengarah kepada aliran turbulen yang dihasilkan tangki evaporator. Turbulen yang optimum juga ditandai dengan sebaran molekul dengan kecepatan yang merata di dalam tangki sehingga penguapan air lebih cepat dibandingakan jika pada aliran turbulen yang tidak optimum dimana hanya terjadi pada titik tertentu di dalam tangki atau hanya pada bagian dasar tangki. Sebagai langkah awal diperlukan pengamatan fenomena

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
5     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
turbulensi pada tangki evaporator  yang memerlukan peralatan dan biaya yang tidak sedikit jika dilakukan melalui eksperimen. Selanjutnya, hasil pengamatan terhadap turbulensi digunakan sebagai dasar modifikasi desain peralatan yang tentu membutuhkan biaya dan waktu. Diperlukan alternatif metode analisis yang dapat menjabarkan parameter-parameter desain dan operasi dengan biaya dan dapat dilakukan dalam waktu lebih cepat. Oleh karena itu software berbasis Computational Fluids Dynamics (CFD) digunakan dalam penelitian ini.
Penelitian meliputi simulasi CFD tangki evaporator kapasitas 300 liter/jam menggunakan orifice plate dan simulasi CFD tangki evaporator kapasitas 300 liter/jam menggunakan sparger pipa untuk optimasi proses evaporasi. Adapun gambaran mengenai orifice plate dan sparger pipa  pada 5isban evaporator dapat dilihat pada Gambar 2 .
(b) (b)
(c) ©(d)
Gambar 2. Tangki evaporator a). dengan pemasangan orifice plate ( existing ), b). dengan pemasangan sparger pipa A, c). dengan pemasangan sparger pipa B, d). dengan pemasangan sparger pipa C
Pada Gambar 2a , terdapat orifice plate dengan diameter 3 mm. Pada Gambar 2b , terdapat sparger pipa dengan 4 lubang masing-masing berdiameter 1,5 mm dengan konfigurasi lubang sejajar pipa ( sparger pipa A ). Pada Gambar 2c , terdapat sparger pipa dengan 4 lubang masing-masing berdiameter 1,5 mm dengan konfigurasi mengelilingi diameter pipa ( sparger pipa B ). Sedangkan pada Gambar 2d , terdapat sparger pipa dengan 3 lubang masing-masing berdiameter 1,5 mm dengan konfigurasi lubang mengelilingi diameter pipa ( sparger pipa C ). Melalui simulasi CFD dilakukan analisis aliran turbulen pada masing-masing model dengan acuan bilangan Reynolds 5isban nilainya minimal sama dengan

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439                                                                                                      DOI: 10.19028/jtep.012.1.1-19
6     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
yang dilakukan skala laboratorium (menggunakan labu ukur dan magnetic stirrer ). Adapun bilangan Reynolds diperoleh menggunakan Persamaan 1 dan Persamaan 2 . Persamaan 1 merupakan persamaan umum untuk menetukan bilangan Reynolds sedangkan Persamaan 2 digunakan untuk menentukan bilangan Reynolds pada 6isban berpengaduk.
𝑅𝑅𝑅𝑅 = 𝜌𝜌 . 𝑣𝑣 . 𝐷𝐷 𝜇𝜇 (1)
𝑅𝑅𝑅𝑅 adalah bilangan Reynolds, ρ adalah massa jenis fluida, v adalah kecepatan fluida, D adalah diameter 6isban dan 𝜇𝜇 adalah viskositas dinamik fluida.
𝑅𝑅𝑅𝑅 = 𝜌𝜌 . 𝑛𝑛 . 𝐷𝐷 2 𝜇𝜇 (2)
𝑅𝑅𝑅𝑅 adalah bilangan Reynolds, ρ adalah massa jenis fluida, n adalah kecepatan impeller , D adalah diameter impeller dan 𝜇𝜇 adalah viskositas dinamik fluida.
Simulasi CFD dilakukan untuk memberikan gambaran geometri serta menganalisa aliran fluida, sehingga dapat memvisualisasikan distribusi fluida pada tangki evaporator. Prosedur simulasi CFD dimulai dengan pembuatan geometri fluida pada tangki evaporator  menggunakan software Catia . Proses selanjutnya yaitu meshing menggunakan software ANSYS FLUENT . Meshing merupakan ikatan- ikatan pembentukan geometri, 6isban mesh yang biasa diterima agar iterasi berjalan dengan baik adalah memiliki nilai skewness <0.9. Selanjutnya menentukan kondisi batas ( boundary layer ) yaitu nilai batas biodiesel yang dapat dilihat pada Tabel 1 . Langkah selanjutnya visualisasi distribusi fluida dengan iterasi tertentu sesuai target yang diinginkan dengan memasukkan data inputan yang dibutuhkan.
Simulasi CFD aliran turbulen melibatkan persamaan berikut ini (ANSYS, 2013):
1. Persamaan kontinuitas
Bentuk umum persamaan kontinuitas yang berlaku untuk aliran tak termampatkan dan termampatkan:
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 + 𝛻𝛻 ⋅ ( 𝜕𝜕𝑣𝑣⃗ ) = 𝑆𝑆 𝑚𝑚 (3)
Pada Persamaan 3 , 𝜕𝜕 adalah densitas fluida dan 𝑣𝑣⃗ adalah kecepatan fluida.
2. Persamaan kekekalan momentum Persamaan kekekalan momentum adalah sebagai berikut:
𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 ( 𝜕𝜕𝑣𝑣⃗ ) + 𝛻𝛻 ⋅ ( 𝜕𝜕𝑣𝑣⃗𝑣𝑣⃗ ) = −𝛻𝛻𝛻𝛻 + 𝛻𝛻 . ( 𝜏𝜏̿ ) + 𝜕𝜕𝑔𝑔⃗ + 𝐹𝐹⃗ (4)
Pada Persamaan 4 , 𝛻𝛻 adalah tekanan statis, 𝜏𝜏̿ adalah tegangan tensor, 𝜕𝜕𝑔𝑔⃗ adalah gaya gravitasi benda, dan 𝐹𝐹⃗ adalah gaya benda eksternal .

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
7     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## 3. Model Turbulensi
Model turbulensi yang digunakan yaitu Realizable k- ε dengan persamaan sebagai berikut: 𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 ( 𝜕𝜕𝜌𝜌 ) + 𝜕𝜕 𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑗𝑗 �𝜕𝜕𝜌𝜌𝑢𝑢 𝑗𝑗 � = 𝜕𝜕 𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑗𝑗 ��𝜇𝜇 + 𝜇𝜇 𝜕𝜕 𝜎𝜎 𝑘𝑘 � 𝜕𝜕 𝑘𝑘 𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑗𝑗 � + 𝐺𝐺 𝑘𝑘 + 𝐺𝐺 𝑏𝑏 − 𝜕𝜕𝜌𝜌 − 𝑌𝑌 𝑀𝑀 + 𝑆𝑆 𝑘𝑘 (5)
Dan
𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 ( 𝜕𝜕𝜌𝜌 ) + 𝜕𝜕 𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑗𝑗 �𝜕𝜕𝜌𝜌𝑢𝑢 𝑗𝑗 � = 𝜕𝜕 𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑗𝑗 ��𝜇𝜇 + 𝜇𝜇 𝑡𝑡 𝜎𝜎 𝜀𝜀 � 𝜕𝜕 𝜀𝜀 𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑗𝑗 � + 𝜕𝜕𝜌𝜌 1 𝑆𝑆 𝜀𝜀 − 𝜕𝜕𝜌𝜌 2 𝜀𝜀 2 𝑘𝑘+√𝑣𝑣𝜀𝜀 + 𝜌𝜌 1𝜀𝜀 𝜀𝜀 𝑘𝑘 𝜌𝜌 3𝜀𝜀 𝐺𝐺 𝑏𝑏 + 𝑆𝑆 𝜀𝜀 (6)
Dimana:
𝜌𝜌 1 = 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑥𝑥 � 0.43, 𝜂𝜂 𝜂𝜂 + 5 � , 𝜂𝜂 = 𝑆𝑆 𝜌𝜌 𝜌𝜌 , 𝑆𝑆 = � 2 𝑆𝑆 𝑖𝑖𝑗𝑗 𝑆𝑆 𝑖𝑖𝑗𝑗 (7)
Pada Persamaan 5, 6 dan 7 , 𝐺𝐺 𝑘𝑘 menunjukkan pembentukan energi 7 isband  turbulensi yang disebabkan gradien kecepatan rata-rata, 𝐺𝐺 𝑏𝑏 menunjukkan  pembentukan energi 7isband  turbulensi yang disebabkan gaya apung, 𝑌𝑌 𝑀𝑀 menunjukkan kontribusi fluktuasi yang luas dalam turbulensi aliran kompresibel terhadap keseluruhan laju disipasi, 𝜌𝜌 2 dan 𝜌𝜌 1𝜀𝜀 adalah konstanta, 𝜕𝜕 𝑘𝑘 dan 𝜕𝜕 𝜀𝜀 adalah bilangan Prandtl turbulen untuk k dan ε , 𝑆𝑆 𝑘𝑘 dan 𝑆𝑆 𝜀𝜀 adalah sumber yang ditentukan pengguna . Simulasi aliran fluida dalam tanki evaporator melibatkan persamaan kontinuitas massa dan momentum. Aliran turbulen diperhitungan dengan dengan pembentukan energi 7isband turbulensi yang berkaitan dengan 7 isband  acak dan kompleks dari fluida, dan pembentukannya dapat melibatkan interaksi antara 7isbanding  sendiri atau dengan permukaan di mana fluida mengalir. Pada simulasi ini juga mempertimbangkan adanya gaya apung karena berkaitan dengan adanya interaksi kompleks antara 7isbanding sendiri dan dengan permukaan di mana fluida mengalir, 7isban hal ini juga memperhatikan perbedaan massa jenis 7isbanding sendiri dan massa fluida disekitarnya.
Adanya perbedaan massa jenis fluida yang diapungkan dengan massa jenis fluida di sekitarnya juga berkaitan dengan gaya apung, sehingga gaya apung perlu dilibatkan.  Simulasi CFD tangki evaporator dilakukan dengan pemodelan 3D untuk mengamati pola aliran fluida akibat pemasangan orifice plate dan sparger pipa. Analisis parameter kecepatan, tekanan dan energi 7isband  turbulen dilakukan pada bidang 2D yang dipotong sepanjang sumbu geometri. Meshing yang digunakan dalam model 3D tangki evaporator  yaitu polyhedral . Meshing pada area yang sempit lebih halus dibandingkan dengan area lainnya agar hasil analisis lebih akurat. Model turbulensi yang dipilih yaitu realizable k- ε . Alasan pemilihan realizable k- ε yaitu berdasarkan penelitian hydrofoil yang dilakukan Mulvany et al. (2004) menggunakan model turbulensi standard k- ε, realizable k - ε, standard k - ω, dan SST k- ω hasilnya menunjukkan model turbulensi realizable k- ε lebih baik 7isbanding model turbulensi lainnya. Begitu juga dengan penelitian aliran turbulen yang dilakukan Hariyadi  (Hariyadi,

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
8     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
2017) menggunakan model turbulensi standard k- ε, realizable k - ε, dan RNG k- ε hasilnya menunjukkan model turbulensi realizable k- ε adalah yang terbaik.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Pemodelan 3D Fluida pada Tangki Evaporator
Tangki evaporator  yang dianalisis pada ANSYS Fluent terdiri tangki evaporator  dengan pemasangan orifice plate sebagai kondisi saat ini dan modifikasi tangki evaporator  dengan pemasangan sparger pipa  A,  tangki evaporator  dengan pemasangan sparger pipa  B dan tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C. Adapun pemodelan 3D fluida masing-masing tangki evaporator  yang dibuat pada perangkat lunak Catia dapat dilihat pada Gambar 3 . Gambar 3 menunjukkan pemodelan 3D fluida yang melewati tangki evaporator untuk proses simulasi pada software ANSYS Fluent. Fluida tidak memenuhi tangki evaporator karena terjadi overflow pada sekat- sekat tangki. Sedangkan ruang kosong pada bagian atas tangki evaporator adalah ruangan untuk proses penguapan air dari biodiesel dan selanjutnya pada bagian atas dihisap oleh pompa vacuum. Pemodelan dengan pemasangan sparger pipa  bertujuan meningkatkan turbulensi dalam tangki evaporator dibandingkan dengan pemasangan orifice plate pada mulut lubang masuk ( inlet nozzle ) dengan  harapan turbulensinya minimal sama dengan penggunaan pengaduk pada skala laboratorium.
Gambar 3. Pemodelan 3D fluida tangki evaporator a). dengan pemasangan orifice plate ( existing ), b). dengan pemasangan sparger pipa A, c). dengan pemasangan sparger pipa B, d). dengan pemasangan sparger pipa C

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
9     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## 3.2. Simulasi CFD Tangki Evaporator
Tahap awal sebelum melakukan simulasi CFD yaitu melakukan impor geometri yang dibuat pada software Catia . Geometri fluida dibuat dalam model 3D untuk mengetahui lebih jelas pola aliran yang terjadi. Adapun geometri fluida tampak depan dan samping dapat dilihat pada Gambar 3 . Tahap selanjutnya meshing menggunakan mesh jenis polyhedral . Mesh jenis polyhedral dipilih dengan alasan agar iterasi berjalan lebih cepat dengan akurasi hasil simulasi yang tinggi sebagaimana penelitian yang dilakukan Heryana et al. (2022). Kualitas mesh mempengaruhi ketepatan hasil simulasi, oleh karena itu perlu dilakukan pengecekan yaitu dengan melihat nilai skewness (<0,9) serta melakukan studi independensi mesh .
Kondisi batas pada pemodelan tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate dan sparger pipa terdiri dari inlet , outlet dan wall . Pada inlet tiap-tiap model diset dengan kecepatan 0,14 m/s, sedangkan pada outlet dikondisikan mass flow rate sebesar 0,07 kg/s. Fluida yang digunakan yaitu biodiesel pada kondisi suhu 105 ° C, dengan massa jenis 810,3 kg/m 3 .
3.3. Studi Independensi Mesh Geometri tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate selanjutnya dinilai kualitas mesh dari hasil studi independensi mesh. Ahmed et al. (2023)  membandingkan laju aliran massa melalui hasil simulasi dengan flow rate aktual dalam menilai kualitas mesh yang akan digunakan untuk simulasi. Pemilihan mesh berdasarkan nilai eror terkecil dari beberapa jumlah elemen. Pada penelitian ini dilakukan pengujian mesh M1, M2 dan M3 dengan membandingkan nilai kecepatan yang diperoleh pada 3 (tiga) titik yaitu pada jarak 20 mm dari ujung orifice plate (kecepatan 1), jarak 40 mm dari ujung orifice plate (kecepatan 2), dan jarak 60 mm dari ujung orifice plate (kecepatan 3) dengan nilai skewness <0,9 yang dapat dilihat pada Tabel 1 . Berdasarkan hasil yang diperoleh, mesh yang dipilih yaitu M2 dengan alasan keakuratan tidak jauh berbeda dengan M3 namun jumlah elemen lebih sedikit sehingga dapat mempersingkat waktu iterasi.
Tabel 1. Pengujian kualitas mesh Mesh Jumlah Node Jumlah Mesh Kecepatan 1 (m/s) Kecepatan 2 (m/s) Kecepatan 3 (m/s) Skewness max M1 53703 270154 3,028 1,087 0,384 0.817 M2 81212 417865 2,367 1,085 0,425 0,796 M3 125292 659708 2,457 1,051 0,422 0,774 3.4. Analisis Fluida pada Tangki Evaporator
Analisis yang dilakukan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate dan sparger pipa meliputi parameter kecepatan, tekanan dan energi kinetik turbulen untuk memperoleh desain sistem dewatering biodiesel yang optimal dalam menurunkan kadar air dalam biodiesel.

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439                                                                                                      DOI: 10.19028/jtep.012.1.1-19
10     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## 3.4.1 Kecepatan
Parameter kecepatan fluida merupakan faktor penting dalam pembentukan aliran turbulen. Semakin besar fluktuasi kecepatan maka intensitas turbulensi pun semakin besar (Hariyadi, 2017). Demikian juga dengan penelitian Hossain et al. (2022) dikatakan bahwa nilai bilangan Reynolds yang tinggi meningkatkan medan kecepatan. Gambar 4 menunjukkan perbandingan kontur kecepatan yang terjadi pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d). Kontur tersebut menampilkan kecepatan sampai dengan 0,15 m/s. Berdasarkan warna yang terbentuk, pada sparger pipa C sebaran fluida dengan kecepatan 0,075 hingga 0,15 m/s menjadi lebih merata di dalam tanki dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B. Hal tersebut dapat dilihat juga pada vektor kecepatan yang terbentuk dimana pusaran aliran pada tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C lebih banyak dibandingkan yang lainnya seperti terlihat pada Gambar 5. Pusaran aliran juga menyebar hingga area disekitar dinding tangki yang jika dibandingkan dengan sparger pipa A dan B, fluida dengan kecepatan rendah bahkan diam didapati lebih banyak.
Gambar 4. Kontur kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
11     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Gambar 5. Vektor kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)
Gambar 6. Grafik kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439                                                                                                      DOI: 10.19028/jtep.012.1.1-19
12     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Gambar 6 menunjukkan grafik kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C dimana sebaran kecepatan ditampilkan mulai dari inlet di posisi 0 m sampai posisi 0,8 m sepanjang sumbu Z . Adapun kecepatan maksimum yaitu 18,9 m/s pada lubang sparger pipa C sedangkan kecepatan maksimum pada orifice plate yaitu 15,9 m/s. Pada grafik ini, setelah melewati orifice plate dan sparger pipa terlihat bahwa sebaran fluida dengan kecepatan tinggi pada desain sparger pipa C lebih merata dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan B, hal ini sesuai dengan kontur kecepatan yang terbentuk pada Gambar 4 . Molekul fluida yang keluar dari lubang memiliki kecepatan tinggi diakibatkan oleh luasan lubang pada sparger pipa C lebih kecil dibandingkan A dan B. Luasan lubang pada sparger pipa C yang lebih kecil, kecepatan aliran fluida akan meningkat. Fluida dengan kecepatan lebih tinggi, seperti pada pipa C, akan menyebabkan pergolakan pada fluida disisi lainnya dan molekul fluida terdistribusi lebih merata. Diharapkan dengan kondisi seperti itu akan mempercepat proses penguapan karena ada distribusi suhu yang merata akibat pergerakan molekul.
3.4.2 Tekanan
Parameter tekanan dapat dijadikan acuan dalam analisis terbentuknya aliran turbulen. Menurut Hossain et al. (2022), bilangan Reynolds yang lebih tinggi menghasilkan gradien tekanan yang lebih rendah dalam domain fluida. Gambar 7 menunjukkan perbandingan kontur tekanan yang terjadi pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C. Berdasarkan warna yang terbentuk, tekanan yang besar terjadi disepanjang pipa kemudian dilepaskan secara cepat melalui lubang sparger pipa C, hal ini menyebabkan penurunan tekanan drastis dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B.
Gambar 8 menunjukkan grafik tekanan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C dimana sebaran tekanan ditampilkan mulai dari inlet di posisi 0 m sampai posisi 0,8 m sepanjang sumbu Z . Tekanan inlet mengalami penurunan drastis saat melewati lubang orifice plate dan sparger pipa. Penurunan tekanan paling rendah terjadi pada tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C dimana dari tekanan 1,9 x 10 5 Pa menjadi -8,6 x 10 4 Pa. Pada saat aliran di dalam pipa C berada pada kondisi kecepatan tinggi yang berdampak pada adanya peningkatan tekanan dinamis, namun setelah melewati lubang mengalami penurunan kecepatan dan tekanan. Berbeda dari desain A dan B, aliran yang melewati spager pipa A dan B memiliki kecepatan rendah dan tekanan yang timbul tidak sebesar pada C.

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
13     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Gambar 7. Kontur tekanan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)
Gambar 8. Grafik tekanan pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
14     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## 3.4.3 Energi Kinetik Turbulen
Parameter energi kinetik turbulen dapat menggambarkan pusaran arus pada aliran turbulen dan berkaitan dengan terjadinya fluktuasi tekanan dan kecepatan serta transfer masa pada area downstream . Hal ini berkontribusi terhadap terjadinya aliran turbulen. Gambar 9 menunjukkan perbandingan kontur energi kinetik turbulen yang terjadi pada tangki evaporator  dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C. Kontur tersebut menampilkan energi kinetik turbulen sampai dengan 5x10 -4 m 2 /s 2 . Berdasarkan warna yang terbentuk, energi kinetik turbulen tertinggi terjadi pada lubang orifice dan sparger kemudian menyebar sesuai dengan masing-masing lubang orifice dan sparger A, B, dan C. Energi kinetik turbulen pada Gambar 9 (d), menunjukkan aliran fluida memiliki energi kinetik turbulen yang lebih tinggi dan berlangsung hingga lubang sparger pipa C dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa  A dan sparger pipa  B. Intensitas turbulen yang tinggi yang berlangsung disepanjang pipa inlet juga berhubungan  dengan kecepatan aliran fluida yang tinggi pada pipa tersebut. Hal serupa juga dikemukan oleh Ochowiak et al. (2021) pada aliran fluida melalui sebuah saluran berbentuk kerucut.
Gambar 9. Kontur energi kinetik turbulen pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
15     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Gambar 10. Grafik energi kinetik turbulen pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C
Gambar 10 menunjukkan grafik energi kinetik turbulen pada  tangki evaporator  dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A, sparger pipa B dan sparger pipa C dimana sebaran energi kinetik turbulen ditampilkan mulai dari inlet di posisi 0 m sampai posisi 0,8 m sepanjang sumbu Z . Adapun energi kinetik turbulen maksimum yaitu 2,8 m 2 /s 2 pada lubang sparger pipa C sedangkan energi kinetik turbulen maksimum pada orifice plate yaitu 2,6 m 2 /s 2 . Pada grafik ini, setelah melewati orifice plate dan sparger pipa terlihat bahwa sebaran energi kinetik turbulen pada sparger pipa C lebih tinggi dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B, hal ini sesuai dengan kontur energi kinetik turbulen yang terbentuk pada Gambar 9.

## 3.4.4 Analisis Aliran Turbulen pada Tangki Evaporator
Aliran turbulen pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate dan sparger pipa dapat dianalisis berdasarkan bilangan Reynolds dengan memasukkan data hasil simulasi CFD. Pada Tabel 2 dapat dilihat bilangan Reynolds yang diperoleh berdasarkan kecepatan maksimum fluida baik hasil simulasi CFD dengan pemasangan orifice plate maupun sparger pipa. Pada pengadukan skala laboratorium, bilangan Reynolds diperoleh sebesar 2532.2 pada putaran pengaduk 60 rpm.

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439                                                                                                      DOI: 10.19028/jtep.012.1.1-19
16     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## Tabel 2 Kecepatan maksimum hasil simulasi dan bilangan Reynolds yang dihasilkan
Evaporator Biodiesel Kecepatan max fluida (m/s) Reynolds Number Pemasangan orifice plate 14.4 43756.20 Pemasangan sparger pipa A 1.24 622958.64 Pemasangan sparger pipa B 1.28 643054.08 Pemasangan sparger pipa C 20.08 10087910.88
Tabel 2 hanya menampilkan turbulensi pada titik tertentu saat tercapai kecepatan maksimum, sedangkan untuk mencari sebaran aliran turbulen pada tangki evaporator, dapat ditampilkan kontur sebaran kecepatan pada ANSYS Fluent dengan menentukan bilangan Reynolds mana yang akan ditampilkan. Pada penelitian ini sebaran kecepatan yang ditampilkan yaitu pada Re=5000, Re=10000, dan Re=50000, alasannya yaitu sebaran kecepatan pada Re>50000 semakin sedikit dan hanya pada lokasi orifice plate dan sparger pipa. Pada Gambar 11 dapat dilihat pada Re=5000, sebaran kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C lebih merata dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B. Pada Gambar 12 dapat dilihat pada Re=10000, sebaran kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C lebih luas dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B. Begitu juga pada Re=50000 yang ditunjukkan Gambar 13, sebaran kecepatan pada tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C lebih luas dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C merupakan yang paling optimal dalam menghasilkan aliran turbulen, sehingga berpotensi menurunkan kadar air lebih tinggi dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B.

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
17     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Gambar 11. Sebaran kecepatan 0,0099 m/s (Re=5000) pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)
Gambar 12. Sebaran kecepatan 0,0199 m/s (Re=10000) pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
18     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Gambar 13. Sebaran kecepatan 0,0995 m/s (Re=50000) pada tangki evaporator dengan pemasangan orifice plate (a), sparger pipa A (b), sparger pipa B (c) dan sparger pipa C (d)
4. Kesimpulan
Simulasi CFD yang dilakukan terhadap tangki evaporator yang dilengkapi orifice plate (1 lubang berdiameter 3 mm), sparger pipa A (4 lubang masing-masing berdiameter 1,5 mm dengan konfigurasi lubang sejajar pipa), sparger pipa B (4 lubang masing-masing berdiameter 1,5 mm dengan konfigurasi lubang mengelilingi diameter pipa) dan sparger pipa C (3 lubang masing-masing berdiameter 1,5 mm dengan konfigurasi lubang mengelilingi diameter pipa) menunjukkan bahwa tangki evaporator yang dilengkapi sparger pipa C merupakan yang paling optimal dalam menghasilkan aliran turbulen. Hal tersebut berdasarkan sebaran kecepatan yang ditampilkan pada Re=5000, Re=10000, dan Re=50000. Dengan demikian, tangki evaporator dengan pemasangan sparger pipa C berpotensi menurunkan kadar air lebih tinggi dibandingkan dengan pemasangan orifice plate , sparger pipa A dan sparger pipa B.

## Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada Laboratorium Teknologi Termodinamika, Motor, dan Propulsi yang telah memberi fasilitas software melalui E-Layanan Sains BRIN.

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
19     Heryana, et al. Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

## 5. Daftar Pustaka
Ahmed, S., Hassan, A., Zubair, R., Rashid, S., & Ullah, A. (2023). Design modification in an industrial multistage orifice to avoid cavitation using CFD simulation. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers , 104833. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jtice.2023.104833 ANSYS. (2013). ANSYS Fluent Theory Guide, Release 15.0 . Ansys, Inc.
Besagni, G., Gallazzini, L., & Inzoli, F. (2018). Effect of gas sparger design on bubble column hydrodynamics using pure and binary liquid phases. Chemical Engineering Science , 176 , 116–126. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.10.036
Bhandari, D., & Singh, S. (2012). Analysis  of Fully Developed Turbulent Flow In A Pipe Using Computational Fluid Dynamics. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) , I (5), 1–8. www.ijert.org Dabirian, R., Mansouri, A., Mohan, R., & Shoham, O. (2015). CFD Simulation of Turbulent Flow Structure in Stratified Gas/Liquid Flow and Validation with Experimental Data. Paper Presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition .  https://doi.org/https://doi.org/10.2118/ 174964-MS
Dutta, P., & Nandi, N. (2015). Effect of Reynolds number and curvature ratio on single phase turbulent flow in pipe bends. Mechanics and Mechanical Engineering , 19 (1), 5–16. EBTKE. (2022). Standar Dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Nabati (Biofuel) Jenis Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Lain Yang Dipasarkan Di Dalam Negeri D. EBTKE-ESDM Keputusan Dirjen EBTKE No.195.K/EK.05/DJE/2022 Jo. Keputusan Dirjen EBTKE No.207.K/EK.05/DJE/2022 . Gajbhiye, B. D., Kulkarni, H. A., Tiwari, S. S., & Mathpati, C. S. (2020). Teaching turbulent flow through pipe fittings using computational fluid dynamics approach. Engineering Reports , 2 (1), e12093. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/eng2.12093 Gallego Marcos, I., Filich, L., Villanueva, W., & Kudinov, P. (2015). Modelling of the Effects of Steam Injection through Spargers on Pool Thermal Stratification and Mixing . NKS Report 347. Hariyadi, S. (2017). Simulasi Dinamika Aliran Turbulen Pada Flat Plate Boundary Layer Menggunakan Turbulent Model k – ε (Standard, Realizable, RNG). Jurnal Teknologi Penerbangan ,
1 (1), 1–11.
Heryana, Y., Wulandani, D., & Supriyanto, S. (2022). Orifice Analysis in Biodiesel Reactor with Hydrodynamic Cavitation System using Computational Fluid Dynamics. Jurnal Keteknikan Pertanian , 10 (1), 85–94. https://doi.org/10.19028/jtep.010.1.85-94 Hofman, V., & Solseng, E. (2004). Spray Equipment and Calibration . NDSU Extension Service, North Dakota State University of Agriculture and Applied Science, and U.S. Department of Agriculture cooperating.
Hossain, R., Hasan, M. J., Azad, A. K., & Rahman, M. M. (2022). Numerical study of low Reynolds number effect on MHD mixed convection using CNT-oil nanofluid with radiation. Results in Engineering , 14 , 100446. https://doi.org/10.1016/J.RINENG.2022.100446 Knothe, G., & Razon, L. F. (2017). Biodiesel fuels. Progress in Energy and Combustion Science , 58 , 36–59. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.pecs.2016.08.001

## j TEP J URNAL K ETEKNIKAN P ERTANIAN,
Available online:
Vol. 12 No. 1, p 1-19, 2023
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439                                                                                                      DOI: 10.19028/jtep.012.1.1-19
20     Heryana, et al.
Copyright © 2024.  This is an open-access article distributed under the CC BY-SA 4.0 License 11(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
Kulkarni, A. V, Roy, S. S., & Joshi, J. B. (2007). Pressure and flow distribution in pipe and ring spargers: Experimental measurements and CFD simulation. Chemical Engineering Journal , 133 (1), 173–186. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cej.2007.03.011 Mulvany, N. J., Chen, L., Tu, J. Y., & Anderson, Brendon. (2004). Steady-State Evaluation of Two- Equation RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) Turbulence Models for High-Reynolds Number Hydrodynamic Flow Simulations. DSTO Platform Sciences Laboratory .
Ochowiak, M., Janecki, D., Krupińska, A., Włodarczak, S., Wilk, T., & Olszewski, R. (2021). Conical two-phase swirl flow atomizers—numerical and experimental study. Energies , 14 (6). https://doi.org/10.3390/en14061745
Pamungkas, A., Solikhah, M. D., Pratiwi, F. T., Romelan, Matheofani, & Wirawan, S. S. (2023).
Investigation of Biodiesel Stability under Vacuum Heating Process. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 1187 (1), 012017. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1187/1/012017 Pourtousi, M., Ganesan, P., Sandaran, S. C., & Sahu, J. N. (2016). Effect of ring sparger diameters on hydrodynamics in bubble column: A numerical investigation. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers , 69 , 14–24. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jtice.2016.10.006 Talageri, A. M., & Nagaraj Sitaram, D. C. (2021). A Comparative Study on Multistage Orifice Assembly with Experimental and CFD Analysis. In Nat Conf on Cost Effec Civ Prac Rural Urb Infras Dev , 7 (1), 2456–6667.
Wang, X., Grishchenko, D., & Kudinov, P. (2023). Simulation of jets induced by steam injection through multi-hole sparger using effective heat and momentum models. Nuclear Engineering and Design , 405 , 112222. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2023.112222