Simulasi Numerik Pengaruh Variasi Diffuser Pada Burner Terhadap Karakteristik Api Dengan Menggunakan Program Fluent

Kharisma Pradeksya, Dr. Eng. Tri Agung Rohmat, M. Eng., M. Eng.

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Burner adalah peralatan untuk membantu terjadinya proses pembakaran dimana bahan bakar dan udara bercampur dan kemudian dialirkan ke furnace. Kualitas dari suatu pembakaran ditentukan antara lain oleh kestabilan api, kesempurnaan pembakaran, dan emisi gas buangnya. Kestabilan api pembakaran dapat dijaga dengan menambahkan diffuser pada burner. Diffuser pada burner berfungsi untuk memperlambat laju aliran udara dan mengurangi jumlah udara sehingga udara sebagai oksidator dapat bereaksi lebih cepat dan sempurna dengan bahan bakar. Penelitian kali ini meneliti pengaruh variasi diffuser terhadap karakteristik api yang terjadi dari suatu proses pembakaran pada burner. Tipe pembakaran yang digunakan pada penelitian ini adalah pembakaran difusi. Diffuser yang ditambahkan pada percobaan ini divariasikan sudut kemiringan dan jumlah lubangnya. Variasi sudut kemiringan yang dilakukan pada penelitian kali ini adalah 30º; 37,5º; dan 45º, sedangkan variasi lubang adalah 4, 6, dan 8 lubang tiap masing-masing sudut diffuser. Penelitian ini dilakukan melalui pendekatan simulasi numerik dengan menggunakan software Fluent. Simulasi pembakaran dengan menggunakan metode numerik ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya adalah waktu dan biaya yang dibutuhkan relatif sedikit. Dari hasil simulasi yang dilakukan menunjukkan bahwa penambahan diffuser pada burner akan memperluas daerah pembakaran. Diffuser dengan sudut kemiringan 45º menghasilkan luas daerah pembakaran yang paling luas jika dibandingkan dengan diffuser dengan sudut kemiringan 30º dan 37,5º. Jumlah lubang yang terdapat pada masing-masing diffuser memberikan efek terhadap luas daerah pembakaran dengan temperatur yang lebih tinggi. Semakin bertambahnya jumlah lubang pada diffuser maka daerah pembakaran dengan temperatur yang lebih tinggi juga akan semakin luas.

A burner is a device that facilitates the combustion process by mixing fuel and air and delivering the mixture to a furnace. Combustion quality is determined by factors such as flame stability, combustion efficiency, and exhaust gas emissions. Flame stability can be maintained by incorporating a diffuser into the burner. The diffuser functions by slowing the airflow velocity and reducing the air volume, allowing the air—acting as the oxidizer—to react more rapidly and completely with the fuel. This study investigates the effect of varying diffuser configurations on the flame characteristics resulting from the burner's combustion process. Diffusion combustion is the type of combustion employed in this study. The experiments involved varying the diffuser's inclination angle and the number of holes. The inclination angles tested were 30º, 37.5º, and 45º, while the number of holes varied between 4, 6, and 8 for each angle. The research utilized a numerical simulation approach with Fluent software. Numerical simulation for combustion offers several advantages, notably the relatively low time and cost requirements. The simulation results indicate that adding a diffuser to the burner expands the combustion zone. A diffuser with a 45º inclination angle produces the largest combustion zone compared to those with 30º and 37.5º angles. The number of holes in each diffuser influences the extent of the high-temperature combustion zone; increasing the number of holes results in a larger area of ??high-temperature combustion.

Kata Kunci : diffuser, furnace, pembakaran difusi, simulasi numerik