Studi Eksperimental Karakterisasi Aliran dan Pembakaran Biodiesel B100 Pada Burner Tipe Swirlel Dengan Variasi Flow Rate Nosel

FADJAR NOVEL, Dr. Ir. Jayan Sentanuhady, S.T., M.Eng., IPU., ASEAN Eng.

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Meningkatnya kebutuhan energi dunia di saat semakin berkurangnya cadangan bahan bakar fosil mengharuskan untuk memanfaatkan dan mengembangkan energi alternatif yang bersifat terbarukan. Salah satu bahan bakar energi alternatif yang berpotensi menggantikan bahan bakar fosil untuk proses pembakaran yaitu biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar terbarukan yang diturunkan dari minyak nabati dimana memiliki sifat paling mendekati dengan bahan bakar diesel. Salah satu upaya untuk dapat memanfaatkan biodiesel adalah pada burner karena hampir digunakan pada setiap sektor lini kehidupan. Akan tetapi masih banyak parameter-parameter yang belum diketahui untuk dapat memanfaatkan biodiesel B100 secara maksimal pada burner. Pada penelitian ini berbasis studi eksperimental menggunakan burner biodiesel B100, di mana pada penelitian ini menggunakan nosel dengan kapasitas 5 gph, 6 gph, 7 gph, 8 gph, 9 gph, dan 10 gph, yang kemudian dialirkan udara yang berasal dari blower dengan variasi 5,23 m/s, 8,11 m/s, 10,54 m/s, 12,21 m/s, dan 14,78 m/s. Kemudian pada penelitian ini juga dikaji bagaimana pengaruh swirler terhadap pembakaran biodiesel B100. Pada penelitian ini akan ditinjau karakteristik dari aliran dan pembakaran biodiesel B100 yaitu sudut semprot bahan bakar, sudut pembakaran awal, serta pola aliran kecepatan udara yang disebabkan oleh swirler. Hasil dari penelitian ini yaitu dengan menggunakan swirler terbentuk pola aliran udara yang turbulen sehingga terjadi resirkulasi yang menyebabkan bahan bakar dan udara dapat bercampur secara homogen sehingga biodiesel B100 dapat terbakar. Kemudian sudut semprot bahan bakar yang dihasilkan cenderung lebih kecil ketika kecepatan udara yang diberikan lebih besar. Selanjutnya yaitu sudut semprot yang dihasilkan ketika menggunakan swirler lebih kecil jika dibandingkan tanpa menggunakan swirler. Kemudian sudut pembakaran awal biodiesel B100 menunjukkan bahwa nosel 5 gph menghasilkan sudut pembakaran yang lebih besar, dan sudut pembakaran awal semakin kecil setiap peningkatan kecepatan udara.

The increasing world energy demand at a time when there are fewer fossil fuel reserves are needed to utilize and develop alternative renewable energies. Biodiesel is one of the potential alternatives to replace the receeding fossil fuel reserves. Biodiesel is a renewable fuel derived from vegetable oil which has the closest properties to diesel fuel. One way to utilize biodiesel is to use it on a burner, but currently there are still an unknown number of parameters to be able to utilize biodiesel B100 on a burner maximally. This research is based on an experimental study by using lab scale industrial burner biodiesel B100, where the nozzle capacity variation ranging from 5 gph to 10 gph. In other hand, the variation of circulated air from the blower are 5,23 m/s, 8,11 m/s, 10,54 m/s, 12,21 m/s, and 14,78 m/s. The focus of this study is to analyze the effect of swirler on the combustion of biodiesel B100. In this study, the characteristics of flow and combustion Biodiesel B100 will be reviewed, namely the fuel spray angle, initial combustion angle, flame length, combustion temperature distribution, and air velocity flow patterns caused by swirlers. This research result shows that by using a swirler a turbulent air flow pattern is formed. The occurrence of recirculation causes fuel and air to mix homogeneously which combust biodiesel B100. The resulting fuel spray angle tends to be smaller when the supplied air velocity is larger. Furthermore, the spray angle produced when using a swirler is smaller than without using a swirler. The initial combustion angle of biodiesel B100 shows that the 5 gph nozzle produces a larger combustion angle and the initial combustion angle gets smaller with the increasing air velocity.

Kata Kunci : biodiesel, karakteristik semprotan, performa pembakaran, swirler/ biodiesel, spray characteristics, combustion performance, swirler