EFISIENSI PEMBAKARAN NYALA TURBULEN TAK-PRACAMPUR YANG DIPENGARUHI ANGIN SILANG DAN PENAMBAHAN STEAM

Wusnah Wusnah; Yazid Bindar

Authors

Wusnah Wusnah Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Malikussaleh
Yazid Bindar Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri Institut Teknologi Bandung

Keywords:

simulasi, nyala turbulent tak-pracampur, angin silang, steam, pembakaran

Abstract

Artikel ini memaparkan hasil yang diperoleh dari dinamika fluida komputasi (DFK) untuk mensimulasi nyala turbulen tak pra-campur. Konfigurasi, diskretisasi dan kondisi batas nyala digambarkan menggunakan perangkat lunak pra-prosessor Gambit dan kalkulasi turbulensi dan pembakaran menggunakan perangkat lunak Fluent. Penelitian ini memfokuskan pada kajian pengaruh berbagai kecepatan angin silang dan penambahan steam terhadap karakteristik nyala hidrokarbon dan pengaruhnya terhadap efisiensi pembakaran yang dihasilkan. Model turbulensi yang digunakan pada penelitian ini adalah model k-Îµ standard dan model pembakaran Eddy Dissipasi. Kajian dilakukan pada berbagai kecepatan angin silang yaitu 3,77 m/s, 7,5 m/s dan 10 m/s dan ratio steam terhadap bahan bakar 0,14, 0,25, dan 2,35 serta dilakukan pada kecepatan bahan bakar tetap 20 m/s. Hasil yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk kontur temperatur dari berbagai kecepatan angin silang dan penambahan steam. Dari kontur tersebut terlihat bahwa besarnya nilai S yang diberikan pada berbagai kecepatan angin sangat mempengaruhi terhadap temperatur pembakaran yang dihasilkan, dimana dari hasil kontur tersebut dapat diketahui bahwa temperatur nyala menurun seiring peningkatan jumlah steam yang diberikan di dalam aliran bahan bakar, dan hal tersebut secara nyata terlihat pada nilai S yang besar (2,35). Efisiensi pembakaran pada berbagai kecepatan angin silang semakin menurun seiring bertambahnya ratio steam terhadap bahan bakar.

References

Areas, D. C., (2006), A Computational Fluid Dynamic Simulation Model for Flare Analysis and Control,. Dissertation, University of Texas.

Bandaru, R.V., dan Turns, S.R., (2000), Turbulent Jet Flames in a Crossflow: Effects of Some Jet, Crossflow, and Pilot-Flame Parameters on Emissions, Combustion and Flame, 121:137-151.

Crauford, N.L, Liew SK, dan Moss JB., (1985), Experimental and numerical simulation of a buoyant fire, Combustion and Flame, 61:55.

Fairweather, M., Jones, W.P., dan Lindstedt, R.P., (1992), Prediction of Radiative Transper from a Turbulent Reacting Jet in a Cross-Wind, Combustion and Flame 89: 45-63.

Fluent 6.2, (2005), Users Guide. Fluent Inc.

Johnson, M.R., dan Kostiuk, L.W., (2000), Efficiencies of Low-Momentum Jet Diffusion Flames in Crosswinds, Combustion and Flame, 123:189-200.

Kuipers, E. W., Jarvis, B., Bullman, S. J., Cook, D. K., dan McHugh, D. R., (1996), Combustion Efficiency of Natural Gas Nyalas; Effect of Wind Speed, Flow Rate and Pilots, Internal Report, Shell Research and Technology Thornton and British Gas Research Centre.

Magnussen, B.F. dan Hjertager, (1976), On Mathematical Models of Turbulen Combustion with Special Emphasis on Soot Formation and Combustion. In 16th Symp. (intl) on Combustion, The Combustion Institute.

Meier, W.,Barlow, R.S., Chen, Y.-L. dan Chen, J.-Y., (2000), Raman/Rayleigh/LI F measurement in a turbulent CH4/H2/N2 jet diffusion flame: experimental techniques and turbulence-chemistry interaction. Combustion and Flame, 123:326-343.

Peters, N., (1984), Laminar Diffusion Flamelet Models in Non-Premixed Turbulent Combustion, Progress in Energy and Combustion Science, 10:319-339.

Pohl, J.H., Lee, J., dan Payne, R., (1986), Combustion Efficiency of Flares, Combustion Science and Technology, Vol.50, pp. 217-231.

Pope, S.B., (1997), Computationally Efficient Implementation of Combustion Chemistry using In-situ Adaptive Tabulation, Combustion Theory and Modeling, 1: 41-63.

Sinai, Y.L., dan Owens, M.,P., (1995), Validation of CFD Modelling of Unconfined Pool Fires with Cross-Wind : Flame Geometry, Fire Safety Journal 1-34.

Tamanini F., (1977), Reaction rates, air entraiment and radiation in turbulence fire plumes, Combustion and Flame, 30: 85-101.

Tsue, M., Kadota, T., dan Kono, M., (2000), Detailed Measurements of the Structure of a Jet Diffusion Flame in a Cross Flow, Proceeding of the Combustion Institude, Vol.28, 295-301.

Wusnah, (2011),Simulasi Pengaruh Angin Silang Terhadap Karakteristik Nyala Hidrokarbon Turbulen Tak-Pracampur, Tesis Magister Teknik Kimia Unsyiah, B.Aceh.