Download - 03 Pembakaran
-
8/18/2019 03 Pembakaran
1/20
PROSES DAN FASE-FASEPROSES DAN FASE-FASE
PEMBAKARANPEMBAKARAN
Mesin Konversi Energi
-
8/18/2019 03 Pembakaran
2/20
ISI Definisi pembakaran
Air Fuel Ratio (AFR
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
– ber"asarkan berat ba!an bakar
– ber"asarkan berat #as buan#
– ber"asarkan $olume ba!an bakar
– ber"asarkan $olume #as buan#
-
8/18/2019 03 Pembakaran
3/20
Fire fundamentals triangle: oxygen, heat, fuel
%ntuk te
r&a"in'a pembakaran "iperlukan ti#a !al'an# "isebut "en#an se#i ti#a api
-
8/18/2019 03 Pembakaran
4/20
Phases of combustion
Preignition
DehydrationPyrolysis
Ignition
Flaming combustion
Smoldering combustion
Extinction
-
8/18/2019 03 Pembakaran
5/20
Pembakaran
Pembakaran lengkap
bila cukup oksigen maka akan
menghasilkan CO2
)
*)
+ O,
O,
+ *,
O
Pembakaran tidak sempurna
ti"ak cukup oksigen maka akan
menghasilkan jelaga ( soot )
)*) + O, + *,O
-
8/18/2019 03 Pembakaran
6/20
Pembakaran
Pembakaran tidak sempurna
ti"ak cukup oksigen maka akan
menghasilkan CO)*) + O, O + *,O
-
8/18/2019 03 Pembakaran
7/20
arbon mono)i"e #as 'an# beraun
-
8/18/2019 03 Pembakaran
8/20
Pembakaran
Pembakaran a"ala! suatu proses reaksi kimia "en#anpersamaan
)*' + a(O, + ./01N, )O, + 2/3'*,O + O, + ./014a4N,
onto!n'a 5
Pembakaran Met!ana (*6 "en#an u"ara kerin# 5
*6 + ,O, + (, (./07N, O, + ,*,O + (,(./07N,
Ini berarti "iperlukan , (6/07 mol u"ara untukmembakar 8 mol met!ana seara sempurna4
-
8/18/2019 03 Pembakaran
9/20
%"ara berlebi! (e)es air
keban'akan pembakaran sesun##u!n'a "itemuipermasala!an pa"a penampuran ba!an bakar"en#an u"ara t"k memuaskan4 Krn itu u"ara"iberikan "alam ¨a! berlebi! untukmemastikan pembakaran ter&a"i searasempurna4
onto!n'a 5
Met!ana "ibakar "en#an kelebi!an u"ara 8294
Persamaan pembakaran 5
*6 + (8/8(,(O, + ./07N, O, + ,*,O + 2/, O,
+ (8/8(,(./07N,
-
8/18/2019 03 Pembakaran
10/20
Air Fuel Ratio (AFR
Perban"in#an antara u"ara "en#an massaba!an bakar 'an# "ibakar
Pembakaran Met!ana (*6 "en#an u"arakerin# 5
*6 + ,(O, + ./07N, O, + ,*,O + (,(./07N,
bahanbakar
udara
M
M AFR =
)!)("()!2)(!()2#)($%&"2(kmol kg kmol kmol kg kmol
kmol kg kmol M M AFRbahanbakar
udara
+
×==
' * !$&2 kg udara per kg bahan bakar
-
8/18/2019 03 Pembakaran
11/20
E:ui;alene Ratio
Perban"in#an e:ui;aelnt 'an# "apat "i"efinisikan
Contoh +
,ebuah gas turbin stasioner rendah emisi beroperasi
dengan beban penuh (-#./k0) dan e1uivalent ratio/23% dengan aliran udara .#&% kgs Komposisi bahan
bakar gas adalah C4" 4itunglah massa bahan bakar
dan air 5uel ratio untuk mesinn6a
φ
!//7tri'irstoichiome7 =
φ φ !//7
)8(!'irE9ec7 ×=
-
8/18/2019 03 Pembakaran
12/20
E:ui;alene Ratio
' * !$&2 kg udara per kg bahan bakar
!&%/23%&/
2&!$!//7tri'irstoichiome7 ===
φ
:adi dari aliran udara untuk mendapatkan aliran bahan bakar adalah +
s Kg BBassa ##&/!&%/
.#&%kgsm ==
-
8/18/2019 03 Pembakaran
13/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan berat ba!an bakar
:umlah oksigen atau udara dam hasil pembakaran dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan kimia 6ang
disebut persamaan pembakaran
;ahan bakar cair& memiliki komposisi berat+
C
-
8/18/2019 03 Pembakaran
14/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan berat ba!an bakarKarbon akan mengikat oksigen dalam bentuk molekul CO
2& berikut
persamaann6a+
C < O2 * CO
2
!2 -2 ""
!kg 3-kg - 2- kg
satu kg karbin berekasi dengan 3- kg Oksigen menghasilkan - 2- kg
CO2
Persamaan pembakaran hidrogen diperoleh+
2 42 < O2 * 242O
2mol 42
< !mol O2
2mol 42O
" -2 -%
!kg 3kg #kg
Kemudian& satu kg hidrogen berekasi dengan 3 kg Oksigen menghasilkan
-
8/18/2019 03 Pembakaran
15/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan berat ba!an bakar
4itunglah berat udara 6ang dibutuhkan pembakaran sempurna bahan bakarcair 6ang memiliki komposisi sebagai berikut+ C *33&%7 = 42*!!&"7
4itung juga komposisi hasil pembakaran+
>otal o96gen 6ang dibutuhkan satu kg 5uel * -&2$. kg
:adi& berat udara 6ang dibutuhkan * -&2$. 9 (!//2-)
* !"&2" kg per kg o5 5uel
-
8/18/2019 03 Pembakaran
16/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan berat #as buan#
,ecara umum analisa volumetric 5lue gases 6ang pertama harus dirubahmenjadi analisa berdasarkan berat molekul ?alu berat 5lue gases per kg o5
5uel terbakar diperolah * 0eight o5 carbon in ! kg 5uel
0eight o5 carbon in @ kg o5 5lue gas
Problem 824 Estimasikan berat udara 6ang disuplai per kg o5 5uel jika
analisa gas buang menunjukkan bahAa volume B2& 3/ 7 O2& !/ 7 CO2&
!/ 7 dan kandungan karbon di 5uel 3/ 7
0t * proportional Aeight total proportional Aeight
-
8/18/2019 03 Pembakaran
17/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan berat #as buan#
Oleh karena itu berat karbon per kg gas buang adalah */!"%%9!2 *//"
kg
""0t
karbon dalam one kg o5 5ue!*/&3/ kg
0t gas buang per kg o5 5uel burned * 0t o5 carbon in ! kg o5 5uel
0t o5 carbon in ! o5e9haust gases
* /3/ *2/ kg
//"* *
-
8/18/2019 03 Pembakaran
18/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan $olume ba!an bakar
Problem 7
Prosentase komposisi contoh crude oil ditemukan analisis
sebagai berikut+
C #/7
42 --7O
2-/7
B2
/37
, /#7
'sh 2/7
:ika ./7 e9cess udara disuplai& temukanlah prosentase
pembakaran volume dr6 5lue gases
-
8/18/2019 03 Pembakaran
19/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan $olume ba!an bakar
>otal O2 dibutuhkan dari atm * 2%$- kg
Ddara minimum 6ang dibutuhkan * !// 9 2%$- * !!%2 kg
2-
B2suppla6 actual * !!%2 9 !. 9 /$$ * !-2$
>otal B2 * !-"2! < ///3 * !-2$3 kgE9cess o96gen * !!%2 9 /. 9 /2- * !-2- kg
-
8/18/2019 03 Pembakaran
20/20
Analisa pembakaran kebutu!an u"ara
ber"asarkan $olume #as buan#Problem 14 Analisa volumetric gas buang sebuah mesin adalah sebagai
berikut+ Carbon dio9ide !. 7
Carbon mono9ide 2&2 7
O96gon !% 7
Bitrogen 3!&2 7
ubahlah analisa ini menjadi analisa berdasarkan berat molekul+
Solusi
'nalisa volumetric gas buang 6ang telah dirubah menjadi berdasarkan berat& berikut table hasil analisan6a+
Kemudian analisa berat molekul adalah+ CO2 22%7
CO 227
O2 !$7B $" .7