Electronic Theses and Dissertation

Penyakit menular melalui udara kini menjadi perhatian utama karena penyebarannya yang tidak terlihat dan sangat cepat. Batuk dan bersin merupakan dua penyakit yang penyebarannya diindikasi melalui udara, dengan batuk memiliki kecepatan semburan mulai dari 6 m/s hingga 22 m/s (rata-rata 11,2 m/s), dan bersin memiliki kecepatan semburan antara 10 m/s hingga 50 m/s (rata-rata 40 m/s). Sehingga untuk mengurangi risiko kontaminasi tenaga medis saat berinteraksi dengan pasien yang batuk dan bersin, diperlukan penelitian yang mengembangkan simulator batuk dan bersin. Simulator ini berfungsi sebagai pengganti manusia dalam penelitian terkait penyebaran batuk dan bersin. Komponen utama dalam menciptakan semburan yang menyerupai kecepatan batuk dan bersin manusia adalah nozzle. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menentukan nozzle yang tepat untuk menghasilkan kecepatan semburan yang mirip dengan batuk atau bersin manusia. Nozzle yang dipilih akan didesain ulang dan disimulasikan menggunakan analisis komputasi CFD. Setelah dianalisis dengan CFD, nozzle akan diuji secara eksperimental menggunakan metode optik untuk menentukan kecepatan semburannya. Hasil komputasi menunjukkan bahwa kecepatan semburan dari berbagai nozzle dengan berbagai tekanan masuk kedalam klasifikasi bersin. Dimana kecepatan semburan tertinggi simulasi CFD terjadi pada nozzle 0,1 dengan tekanan 6,6 bar (32,02 m/s), dan terendah pada nozzle 0,5 dengan tekanan 6,0 bar (29,96 m/s). Sementara pada metode eksperimental menunjukkan kecepatan semburan tertinggi terjadi pada nozzle 0,1 dengan tekanan 6,6 bar (5,69 m/s), dan terendah pada nozzle 0,5 dengan tekanan 6,0 bar (4,91 m/s). Kedua metode menunjukkan bahwa kecepatan semburan menurun seiring dengan peningkatan diameter nozzle dan penurunan tekanan.

Airborne infectious diseases have become a major concern due to their invisible and rapid spread. Coughs and sneezes are two diseases suspected to spread through the air, with coughs having a discharge speed ranging from 6 m/s to 22 m/s (average 11.2 m/s), and sneezes having a discharge speed between 10 m/s and 50 m/s (average 40 m/s). To reduce the risk of contamination for medical personnel when interacting with patients who cough and sneeze, research was needed to develop a cough and sneeze simulator. This simulator served as a substitute for humans in studies related to the spread of coughs and sneezes. The main component in creating a discharge speed that resembles human coughs and sneezes is the nozzle. Therefore, this research aimed to determine the appropriate nozzle to produce discharge speeds similar to human coughs or sneezes. The selected nozzle was redesigned and simulated using CFD computational analysis. After being analyzed with CFD, the nozzle was experimentally tested using optical methods to determine its discharge speed. Computational results showed that the discharge speed from various nozzles with different inlet pressures fell within the sneeze classification. The highest discharge speed in the CFD simulation occurred with the 0.1 nozzle at 6.6 bar pressure (32.02 m/s), and the lowest with the 0.5 nozzle at 6.0 bar pressure (29.96 m/s). Experimental methods showed that the highest discharge speed occurred with the 0.1 nozzle at 6.6 bar pressure (5.69 m/s), and the lowest with the 0.5 nozzle at 6.0 bar pressure (4.91 m/s). Both methods indicated that discharge speed decreased with increasing nozzle diameter and decreasing pressure.