Analisis perpindahan panas konveksi sebagai akibat pembakaran kerosin pada silinder dalam Annulus Horisontal

HARJONO, Dr.Ing.Ir. Harwin Saptoadi, MSE

2004 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui koefisien perpindahan kalor konveksi pada annulus silinder horisontal dan proses pembakaran di silinder dalam annulus. Pada sisi masuk silinder dalam dipasang peralatan pembakar untuk proses pembakaran dan pada annulus silinder dialirkan air. Pada penelitian pertama air dialirkan dalam annulus dengan variasi laju aliran air sedangkan pembakaran di ruang bakar dengan AFR (Air Fuel Ratio) tetap. Penelitian kedua dengan variasi AFR sedangkan laju aliran air tetap. Bahan bakar dalam penelitian adalah kerosin yang AFR stoikiometriknya sebesar 14,7. Pada pengaturan laju aliran air dihasilkan jenis aliran turbulen dan pada pengaturan AFR laju aliran gas di ruang bakar laminar. Pada proses pembakaran, kalor pembakaran tidak semua diserap oleh aliran air tetapi sebagian terbuang di cerobong asap dan sebagian terbuang di dinding luar silinder annulus. Penelitian menunjukkan bahwa pada AFR mendekati stoikiometrik dihasilkan bilangan Nusselt dan kalor yang diserap air adalah paling besar. Pada variasi laju aliran air bilangan Nusselt dan kalor yang diserap air bertambah besar dengan kenaikan laju aliran air. Koefisien perpindahan kalor konveksi menyeluruh untuk kedua variasi penelitia n dihasilkan meningkat dengan bertambah besar AFR dan laju aliran air.

The study aims at investigating the coefficient of convection heat transfers in a horizontal cylinder annulus in the combustion process at the cylinder in annulus. At the entrance of the inside cylinder there is an combustion part vested for the combustion process and water is channeled into the cylinder annulus. In the first experiment the water is channeled into the annulus with the water flow rate variation, while the combustion in the ignition compartment takes places using constant Air Fuel Ratio (AFR). The second experiment is conducted using the variation of the AFR, while the water flow rate remains constant. The fuel used in the experiment is kerosene with its stoichiometric AFR of 14,7. The adjustment of the water flow rate results in the turbulent flow and the adjustment of the gas flow rate AFR is made in the laminar combustion compartment. In the combustion process, the combustion heat is not completely absorbed by the water flow, but a part of it is expelled through smokestack and the other part is expelled at the outside wall of the annulus cylinder. The study indicates that the AFR close to the stoichiometric result in the biggest Nusselt number and the biggest water absorbed heat. The Nus selt number and the water absorbed heat become bigger with the increase in the water flow rate. The overall coefficient for the convection heat transfers increases with the increases in the water flow rate and the AFR.

Kata Kunci : pembakaran kerosin, annulus silinder horisontal, perpindahan panas konveksi, kerosin combustion, cilindrycal horizontal annulus , heat conve ction