Perdana, Dony (2020) Peranan Variasi Orientasi Medan magnet dan Kandungan Asam Lemak Berbagai Jenis Minyak Nabati Terhadap Karakteristik Nyala Api Pada Pembakaran Difusi Dan Premixed. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Penelitian ini menyajikan studi eksperimental yang dilakukan pada nampan stainless steel yang digenangi berbagai minyak nabati murni dan dipanasi oleh heating elemen. Tujuan penelitian ini menyelidiki pengaruh kandungan asam lemak dari berbagai minyak nabati terhadap perilaku nyala api pada proses pembakaran. Lima minyak nabati murni yang diuji, minyak kelapa, minyak inti kelapa sawit, minyak kapas, minyak kapuk dan minyak jarak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembakaran minyak nabati murni dipengaruhi oleh kandungan asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Semakin tinggi kandungan asam lemak jenuhnya semakin terang cahaya nyala api. Semakin banyak finger pada ujung nyala api, semakin stabil nyala apinya. Kandungan asam lemak juga mempengaruhi warna nyala api, minyak jarak sebagian besar warna nyala api premix/biru sehingga menghasilkan energi panas yang paling tinggi, sedangkan minyak kelapa sebagian besar warna nyala api difusi/kuning. Jarak terjauh ujung nyala api terhadap ujung nampan ditunjukkan pada minyak kelapa. Semakin tinggi kandungan asam lemak tak jenuhnya semakin tidak stabil nyala apinya. Penelitian ini menyelidiki pengaruh medan magnet dan tampa dengan variasi empat arah medan magnet pada bahan bakar minyak nabati berupa minyak kelapa dan minyak jarak pagar terhadap karakteristik nyala api dalam proses pembakaran premixed minyak nabati. Empat variasi arah medan magnet, S-S, N-N, S-N dan NS ditambah tampa medan magnet. Eksperimen dilakukan di burner jenis silinder, uap bahan bakar dan udara diberi pematik nyala api sehingga terbentuknya awal nyala api difusi sampai nyala api premixed kemudian lift off sampai blow off. Hasil penelitian menunjukkan bahwa arah medan magnet N-S mempunyai kekuatan medan magnet yang lebih tinggi, menyebabkan pembakaran premixed semakin meningkat sehingga nyala api premixed lebih dominan, area nyala api melebar namun tingginya menurun. Meningkatkan kecepatan api laminar karena spin electron menjadi lebih energetic dan perubahan spin proton hydrogen dari para ke orto. Peningkatan kecepatan api lebih besar pada minyak nabati yang berkutub. Medan magnet tarik menarik memberikan pengaruh yang paling kuat terhadap peningkatan kecepatan flame, membuat api lebih stabil, lebih terang, kecepatan pembakarannya lebih tinggi dan temperatur semakin meningkat . Hal ini terjadi karena O2 yang bersifat paramagnetic dipompa lebih banyak melintasi api dari kutub selatan ke utara sedangkan panas yang dibawa H2O yang bersifat diamagnetik dipompa lebih banyak melintasi api dari kutub utara ke selatan. Akibatnya pembakaran mendekati angka Lewis sama dengan satu. Sedangkan pada kutubix magnet tolak menolak S-S lebih banyak O2 yang dipompa masuk ke api sedangkan panas lebih banyak dipompa keluar api sehingga pembakaran di dalam api lebih miskin dan reaksi tidak maksimal. Sebaliknya pada kutub U-U lebih banyak panas yang dibawa H2O dipompa ke dalam api sedangkan O2 lebih banyak dipompa keluar api. Akibatnya pembakaran di dalam api lebih miskin dan reaksi juga tidak maksimal. Sebagai konsequensi, kecepatan api laminar pada kutub tolak menolak lebih rendah dari yang tarik menarik.
English Abstract
his study investigates the effects of fatty acid composition of various vegetable oils on the behavior of flames in the combustion process. The research is important for the substitution of fossil fuel using environmental friendly vegetable oil. Five oils were tested including coconut oil, palm kernel oil, cotton seed oil, ceiba petandra oil and jatropha curcas oil. The results show that the higher saturated fatty acid content makes the flame brighter and more wavelet numbers present at the flame front maintaining the flame stability. The fatty acid content also affects the flame color which is evident in jatropha curcas oil with mostly a premixed/blue flame color and producing the highest thermal energy, while coconut oil is mostly a diffusion flame/yellow color. The longer ignition delay is shown in coconut oil because of the high saturated fatty acid content. The higher the unsaturated fatty acid content makes the flame more unstable. This study observed the influence of magnetic field orientation on the premixed combustion vegetable oil. The results show that the magnetic field increased the laminar burning velocity because spin of electron became more energetic and changes spin of hydrogen proton from para to ortho. The increase of flame speed became larger on vegetable oil with stronger electric poles. Attraction magnetic field giving the strongest effect against the increase of flame speed and makes flame stability limit wider toward lean equivalent ratio. This is because O2 with the paramagnetic nature is pumped more crossing flame from the south pole (S) to north pole (N) whereas the heat energy carried by H2O from the reaction product with the diamagnetic nature is pumped more crossing flame in the N pole to the S. This made the combustion closed to Lewis number equal to unity. Whereas in the repulsion magnetic poles, S-S more O2 is pumped into the flame while more heat is pumped out of the flame thus combustion in the flame is leaner and reactions are not optimal. Conversely, at N-N poles more heat carried by H2O was pumped into the flame while more O2 was pumped out of the flame. As a result, combustion in the flame is richer and the reaction is also not optimal. As a consequence, the velocity of the laminar flame at the repelling poles is lower than that of attracting poles
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | 0620070008 |
| Uncontrolled Keywords: | Minyak nabati, asam lemak, premix, difusi, orientasi medan magnet, karakteristik nyala api. vegetable oil, fatty acid, premixed combustion, diffusion combustion, magnetic field orientation, flame characteristics |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.4 Prime movers and heat engineering > 621.402 Heat engineering > 621.402 3 Fuels and combustion |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Bambang Septiawan |
| Date Deposited: | 28 Feb 2021 04:22 |
| Last Modified: | 09 Jan 2023 04:30 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183717 |
Actions (login required)
 |
View Item |