Studi Numerik Pengaruh Variasi Excess Air Terhadap Karakteristik Pembakaran Pada Bubbling Fluidized Bed Combustor Dengan Pendekatan Multiphase Particle In-Cell
Ahmad Farid Nusyirwan, Ir. Ryan Anugrah Putra, S.T., M.Sc., M.Eng.
2025 | Skripsi | TEKNIK MESIN
Fluidized Bed Combustor (FBC) merupakan sebuah teknologi
pembakaran yang sedang banyak dikembangkan pada berbagai aplikasi industri
karena keunggulannya dalam hal efisiensi, desain, dan pengendalian emisi. Studi
berkaitan dengan karakteristik pembakaran pada FBC terus diupayakan guna mewujudkan peningkatan performa dan efisiensi dari pengaplikasian
FBC tersebut. Namun, pengembangan lebih lanjut dari studi ini masih menghadapi
tantangan yang didasari oleh keterbatasan akuisisi, akurasi dan visualisasi
data dari alat ukur atau instrumen pada pengujian dengan kondisi yang ekstrem
selama proses pembakaran. Studi dengan pendekatan numerik berbasis Computational
Particle Fluid Dynamic (CPFD) menawarkan alternatif yang lebih efisien
dengan memungkinkan pengujian karakteristik pembakaran pada kondisi
pengoperasian yang fleksibel serta pengukuran hasil yang lebih akurat dan
detail.
Pada studi numerik ini
dilakukan pengujian terhadap parameter karakteristik pembakaran pada sebuah FBC
dengan jenis Bubbling Fluidized Bed Combustor (BFBC) menggunakan
perangkat lunak Barracuda Virtual Reactor. Pengujian ini dilakukan dengan
memvariasikan nilai kelebihan udara (excess air) yaitu 0%, 20%, 40?n
80%.
Hasil dari studi
numerik ini menunjukkan bahwa variasi dari nilai excess air memiliki
pengaruh yang cukup signifikan terhadap parameter-parameter dari karakteristik
pembakaran pada sebuah FBC. Penggunaan nilai excess air 20% diperkirakan
menjadi pilihan yang paling tepat untuk dapat menghasilkan peningkatan
efisiensi dan performa dari proses pembakaran. Hal tersebut didasari oleh
analisis yang berkaitan dengan dinamika bed material, distribusi
temperatur pembakaran dan pembentukan gas hasil pembakaran yang mencapai nilai
dan kondisi yang optimal pada penggunaan nilai excess air tersebut.
Fluidized Bed Combustor (FBC) is a combustion technology that is
increasingly being developed for various industrial applications due to its
advantages in efficiency, design flexibility, and emission control. Studies
related to the combustion characteristics of FBC continue to be pursued in
order to enhance the performance and efficiency of its application. However,
further development of this research still faces challenges due to limitations
in data acquisition, accuracy, and visualization from measuring instruments
during testing under extreme conditions in the combustion process. A numerical
study using the Computational Particle Fluid Dynamics (CPFD) approach offers a
more efficient alternative by enabling the investigation of combustion
characteristics under flexible operating conditions, along with more accurate
and detailed measurement results.
In this numerical
study, an investigation of combustion characteristic parameters was carried out
on a Fluidized Bed Combustor of the Bubbling Fluidized Bed Combustor (BFBC)
type using the Barracuda Virtual Reactor software. The simulations were
conducted by varying the excess air values at 0%, 20%, 40%, and 80%.
The results of this
numerical study indicate that variations in excess air values have a
significant influence on the combustion characteristic parameters of an FBC.
The use of 20% excess air is considered the most optimal choice to enhance the
efficiency and performance of the combustion process. This conclusion is based
on analyses of bed material dynamics, combustion temperature distribution, and
the formation of combustion gases, all of which reached optimal values and
conditions at this excess air level
Kata Kunci : fluidized bed combustor, studi numerik, Barracuda Virtual Reactor, karakteristik pembakaran, excess air
