Baananto, Fauzan (2018) Studi Numerik Pembakaran Butana (C4h10) Dalam Meso Scale Combustor Dengan Perforated Plate. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Perkembangan teknologi berskala mikro dalam dua dekade ini secara signifikan telah berkembang pesat untuk meminimalisir kebutuhan dan multifungsi dari komunikasi, pengambilan gambar, analisis kimia dan peralatan biomedik. Hal tersebut mendorong untuk pengembangan micropower generation yang berukuran kecil, ringan dan mempunyai densitas energi yang tinggi. Densitas energi yang tinggi pada micropower generation dapat diperoleh dari pembakaran yang stabil pada micro- atau meso-scale combustor. Kestabilan api pada micro-combustor menjadi masalah yang nyata karena keterbatasan waktu yang tidak memadai dan tingginya panas yang hilang terkait dengan peningkatan rasio luas permukaan terhadap rasio volume, yang mana menyebabkan thermal quenching, selain itu tidak mungkin menyalakan api pada skala milimeter. Hal itu tergantung pada geometri, komposisi, laju alir dan campuran bahan bakar methana/udara yang akan mengakibatkan api padam dengan dimensi kritikal kurang dari 2 mm. Penelitian yang telah dilakukan secara ekperimental, perlu dikembangakan lagi secara numerik dengan menggunakan tools CFD. Computational fluid dynamics (CFD) merupakan metode berdasarkan simulasi numerik yang dilakukan untuk mempelajari pembakaran, terutama masalah pembakaran premixed stokiometri campuran butana (C4H10) – udara pada ruang bakar berskala mikro. Reaksi kimia yang terperinci pada pembakaran campuran butana (C4H10) – udara sudah termasuk dalam simulasi CFD, sehingga dari hasil simulasi CFD tersebut, hal mendasar yang perlu ditingkatkan dalam mengembangkan peralatan pembakaran dengan skala mikro maupun mesoscale adalah masalah teknik proses pendinginan (radical quenching) dengan perbandingan volume dan luas permukaan dari peralatan yang berskala. Hasil dari simulasi CFD juga dapat menjadi dugaan sementara untuk penelitian eksperimental ketika merubah model dari meso-scale combustor tersebut. Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah semakin tinggi kecepatan reaktan maka akan semakin tinggi temperatur yang dihasilkan. Akan tetapi, pada kondisi equivalen rasio yang semakin tinggi dengan kecepatan reaktan yang semakin tinggi bisa mengakibatkan api dalam kondisi blowoff (api dimana padam) sehingga dapat ditarik sebuah kesimpulan bahwa masing-masing kecepatan reaktan mempunyai batas maksimum temperatur yang dapat dicapai, dan setelah itu temperatur yang dihasilkan akan semakin turun.
English Abstract
The development of micro-scale technology in two decades has significantly increase to minimize multifunction of communication, image capture, chemical analysis and biomedical equipment. Push toward to development of micropower generation in small scale, lightweight and has a high energy density. High energy densities in micropower generation can be obtained from stable combustion in micro- or meso-scale combustor. The flame stability in the micro-combustor becomes a real problem because of inadequate time constraints and high heat loss associated with increasing the ratio of surface area to volume ratio, which causes thermal quenching, otherwise it is impossible to ignition on a millimeter scale. It depends on the geometry, composition, flow rate and methane/air fuel mixture which will result in a fire extinguished with a critical dimension less than 2 mm. Experimental research need to be developed again numerically by using tools CFD. Computational fluid dynamics (CFD) is a method based on numerical simulations performed to study combustion, especially the issue of premixed butane (C4H10)-air mixture in the micro-combustion chamber. Detailed chemical reactions in the combustion of the butane mixture (C4H10) - air are included in the CFD simulation, so that from the CFD simulation results, the fundamental thing that needs to be improved in developing the micro-scale and mesoscale combustion equipment is the problem of the radical quenching technique with the ratio of the volume and surface area of the scaled apparatus. The results of the CFD simulation can also be a temporary estimate for experimental research when changing the model of the meso-scale combustor. The conclusion from this research is the higher velocity of the reactant, the higher the temperature produced. However, in equivalent conditions higher ratios with higher reactant velocities may result in a flame under blowoff conditions (fires which are extinguished) so the conclusion is reactant velocity has a temperature maximum, and decreasingly temperature.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/621.31/BAA/s/2018/041802265 |
| Uncontrolled Keywords: | ELECTRIC POWER PRODUCTION, COMBUSTION, CHEMISTRY |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting > 621.31 Generations, modification, storage, transmission of electric power |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Nur Cholis |
| Date Deposited: | 21 Dec 2018 07:43 |
| Last Modified: | 21 Oct 2021 02:47 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/162318 |
Preview |
Text
FAUZAN BAANANTO.pdf Download (3MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |