PENGARUH DURASI WAKTU MIXING TERHADAP KARAKTERISTIK PEMBAKARAN CAMPURAN LPG-OKSIGEN DAN LPG-UDARA

A. AGUNG PRASETYA WIRAWAN JATI, Dr. Jayan Sentanuhady

2014 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Liquified Petroleum Gas (LPG) produksi Pertamina Indonesia merupakan bahan bakar domestik yang banyak digunakan di Indonesia. Komposisi LPG Pertamina terdiri dari 65% propana dan 35% butana. Propana dan butana memiliki heating value yang tinggi sehingga apabila diberi energi inisiasi yang cukup dan merambat pada jarak yang optimum dapat membangkitkan gelombang detonasi. Tujuan eksperimen ini adalah meneliti karakteristik pembakaran LPG Pertamina dengan oxidizer oksigen dan udara yang telah divariasikan waktu pencampurannya (mixing time). Campuran LPG-oksigen dan LPG-udara dibakar pada pipa uji detonasi (PUD) dengan diameter dalam sebesar 50 mm dan panjang total 6000 mm. Pipa uji detonasi terbagi dari dua bagian yaitu: driver tube, yang memiliki panjang 1000 mm dan test tube, yang memiliki panjang 5000 mm yang dipisahkan oleh mylar film. Driver tube berisi gas hidrogen-oksigen yang berfungsi sebagai direct initiator pembakaran pada test tube. Test tube berisi gas yang akan diteliti yaitu campuran LPG-oksigen dan LPG-udara yang telah divariasikan waktu mixing mulai dari 3 menit sampai 12 jam. Busi dan ignition coil digunakan untuk menginisiasi pembakaran pada driver. Api kemudian merambat melalui test tube dan menginisiasi gelombang detonasi pada test tube. Tekanan selama pembakaran dideteksi menggunakan pressure sensor dan perambatan api dideteksi menggunakan ionization sensor yang diletakkan pada test tube. Pengukuran sel detonasi dilakukan dengan metode soot track record. Berdasarkan eksperimen yang dilakukan dapat diobservasi tiga kondisi pembakaran LPG-oksigen dan LPG-udara yaitu: a) no reaction, kondisi dimana campuran fuel-oxidizer tidak terbakar. Kondisi ini terjadi pada pembakaran LPG-udara dengan waktu mixing 3 menit sampai 20 menit b) deflagrasi, kondisi dimana campuran fuel-oxidizer terbakar dengan kecepatan subsonik. Kondisi ini terjadi pada pembakaran LPG-udara dengan waktu mixing 1 jam sampai 12 jam c) detonasi, kondisi dimana campuran fuel-oxidizer terbakar dengan kecepatan supersonik. Kondisi ini terjadi pada pembakaran LPG-oksigen dengan waktu mixing 3 menit sampai 12 jam.

Liquified Petroleum Gas (LPG) produced by Pertamina is one of domestic fuels that most used in Indonesia. Pertamina LPG contains 65% propane and 35% butane. Popane and butane have high heating value with the result that can generate detonation if given enough initiation energy and optimum propagation distance. The aim of this experiment is to investigate combustion characteristics of Pertamina LPG by the oxidizer of air and oxygen which mixing time has varied. LPG-oxygen and LPG-air mixture is burned in detonation test tube (DTT) which inner diameter is 50 mm and total length is 6000 mm. Detonation test tube is divided into two sections: driver tube, which has 1000 mm length and test tube, which has 5000 mm length. Driver tube and test tube are separated by mylar film. Driver tube is filled by hydrogen-oxygen mixture functioned as test tube combustion direct initiator. Test tube is filled by LPG-air and LPG-oxygen test gas which mixing time is varied from 3 minutes to 12 hours. Spark plug and ignition coil are used to initiate combustion in driver tube. Flame propagates through test tube and initiate detonation wave in test tube. Pressure during combustion is recorded by pressure sensors and flame propagation is detected by ionization sensors. Both pressure sensors and ionization sensors is placed in test tube. Detonation cell width is recorded by soot track record technique. This experiment observed that there are 3 conditions of LPG-oxygen and LPG-air combustion: a) no reaction, a condition which fuel-oxidizer does not burn. It occurred at LPG-air combustion by mixing time from 3 minutes to 20 minutes b) deflagration, a condition which fuel-oxidizer burns at subsonic speed. It occurred at LPG-air combustion by mixing time from 1 hour to 12 hours c) detonation, a condition which fuel-oxidizer burns at supersonic velocity. It occurs at LPG-oxygen combustion by mixing time from 3 minutes to 12 hours.

Kata Kunci : pembakaran LPG, detonasi, shock wave, gas mixing, waktu mixing