1 STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH ENERGI INISIASI DAN TEKANAN AWAL TERHADAP JARAK INDUKSI DETONASI CAMPURAN HIDROGEN-OKSIGEN

WILLIE PRASIDHA, Dr. Jayan Sentanuhady, S.T., M.Eng.

2018 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Fenomena detonasi terjadi karena bahan bakar yang terbakar akan menghasilkan gelombang pembakaran yang merambat dengan laju perambatan sangat tinggi serta energi yang merambat bersamanya juga sangat tinggi. Penelitian ini difokuskan pada pengaruh energi inisiasi dan tekanan awal terhadap jarak induksi detonasi campuran hidrogen-oksigen menggunakan pipa uji detonasi (PUD) horizontal berdiameter dalam 50 mm dengan panjang total 1000 mm yang dilengkapi dengan sensor tekanan dan ion probe. Campuran hidrogen-oksigen diinjeksikan ke dalam PUD dengan variasi tekanan awal 10 kPa hingga 100 kPa dan energi inisiasi divariasikan dari 27 J sampai 54 J. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa peningkatan energi inisiasi dan tekanan awal mampu mempengaruhi jarak induksi detonasi (detonation induction distance - DID) dan terjadinya gelombang detonasi. Jarak induksi detonasi akan mengalami pemendekan ketika energi inisiasi dan tekanan awal diperbesar, namun pada tekanan awal lebih dari 70 kPa penambahan energi inisiasi hanya mempengaruhi DID kurang dari 12% dari selisih DID terjauh. Pada tekanan awal 30 kPa terjadi detonasi hanya saat energi inisiasi 47,25 J dan 54 J dengan jarak induksi detonasi 96 cm dan 80 cm. Detonasi mulai terjadi untuk semua energi inisiasi pada tekanan awal 40 kPa dengan jarak induksi detonasi 89 cm untuk energi inisiasi 27 J lalu memendek menjadi 72 cm untuk energi inisiasi 54 J. Pada tekanan awal 100 kPa dengan energi inisiasi 27 J sampai dengan 54 J, jarak induksi detonasinya dari 20,5 cm menjadi 18,5 cm.

The detonation phenomenon occurs because the burning fuel will produce a propagating wave that propagates with very high propagation rate and the energy that propagates with it is also very high. This study focused on the influence of initiation energy and initial pressure on the detonation induction distance of hydrogen-oxygen mixture using a 50 mm diameter horizontal puncture test tube with a total length of 1000 mm equipped with pressure sensors and probe ions. The hydrogen-oxygen mixture was injected into the PUD with an initial pressure variation of 10 kPa to 100 kPa and the initiation energy was varied from 27 J to 54 J. From the results of the study it was found that the initiation energy and initial pressure increase can influence the detonation induction distance (DID ) and the occurrence of detonation waves. The detonation induction distance will be shortened when the initiation energy and initial pressure are enlarged, but at the initial pressure of more than 70 kPa the addition of initiation energy affects only DID less than 12% of the farthest DID difference. At the initial pressure of 30 kPa occurs only detonation at initiation energy of 47.25 J and 54 J with detonation induction distance of 96 cm and 80 cm. Detonation begins for all initiation energies at the initial pressure of 40 kPa with a 89cm detonation induction distance for the J 27 initiation energy then shortens to 72 cm for initiation energy 54 J. At initial pressure of 100 kPa with initiation energy of 27 J to 54 J, the distance induction of detonation from 20.5 cm to 18.5 cm.

Kata Kunci : detonasi, hidrogen, jarak induksi detonasi, energi insiasi, tekanan awal