Gaya Thermophoresis

Thermophoresis adalah fenomena pergerakan partikel dalam suatu aliran fluida yang tersebar pada suatu sistem yang diakibatkan oleh perbedaan temperatur dalam sistem tersebut. Pertikel bergerak dari zona temperatur panas menuju zona temperatur rendah. Hal ini disebabkan oleh adanya transfer momentum dari lingkungan sekitar ke partikel melalui media panas. Pergerakan partikel dalam sistem itu bergerak menuju daerah-daerah yang memiliki temperatur lebih rendah. Jika terdapat gradien temperatur didalam suatu volume udara maka partikel cenderung akan bergerak ke tempat yang lebih dingin (Sippola, 2002). Perbedaan temperatur akan menyebabkan terbentuknya perbedaan momentum pada partikel yang menempati region di dalam sistem volume kontrol. 

Lingkungan sekitar partikel diasumsikan dalam kondisi diam tanpa adanya gerakan udara dan tidak ada gaya-gaya lain yang bekerja pada partikel. 

Gaya thermophoresis memiliki aplikasi dalam berbagai bidang diantaranya untuk aerosol thermal precipitator, pembuatan serat optik, pembersihan gas, safety pada reaktor nuklir, proses pembuatan semiconductor dan perlindungan permukaan benda dari deposisi partikel. 

Beberap gaya menyebabkan pergerakan partikel, tetapi gaya thermophoresis mempunyai pengaruh yang dominan pada pergerakan partikel yang berukuran 0.01 µm ≤ dp ≤ 1 µm. Diluar ukuran tersebut maka gaya thermophoresis tidak dominan mempengaruhi pergerakan partikel, melainkan gaya lainnya. 

Gaya Thermophoresis yang melewati pelat horizontal

Persamaan dasar gaya thermophoresis adalah sesuai dengan yang dirumuskan oleh Talbott, yaitu :

Dimana, Kn = Knudsen number = 2λ/Dp

 λ = jarak tempuh partikel

K = k/kp, dimana k adalah konduktivitas thermal fluida k =(15/4) µR

Kp adalah konduktivitas thermal partikel

Cs = 1.17

Ct = 2.18

Cm = 1.14

T = temperatur lokal fluida

µ = viskositas fluida

Persamaan Talbott didasarkan atas asumsi partikel berbentuk bola dengan fluida gas ideal.