03 Pembakaran

8/18/2019 03 Pembakaran

1/20

PROSES DAN FASE-FASEPROSES DAN FASE-FASE

PEMBAKARANPEMBAKARAN

Mesin Konversi Energi


2/20

ISI Definisi pembakaran

Air Fuel Ratio (AFR

Analisa pembakaran kebutu!an u"ara

– ber"asarkan berat ba!an bakar

– ber"asarkan berat #as buan#

– ber"asarkan $olume ba!an bakar

– ber"asarkan $olume #as buan#


3/20

Fire fundamentals triangle: oxygen, heat, fuel

%ntuk te

r&a"in'a pembakaran "iperlukan ti#a !al'an# "isebut "en#an se#i ti#a api


4/20

Phases of combustion

Preignition

DehydrationPyrolysis

Ignition

Flaming combustion

Smoldering combustion

Extinction


5/20

Pembakaran

Pembakaran lengkap

bila cukup oksigen maka akan

menghasilkan CO2

)

*)

+ O,

O,

+ *,

O

Pembakaran tidak sempurna

ti"ak cukup oksigen maka akan

menghasilkan jelaga ( soot )

)*) + O, + *,O


6/20

Pembakaran

Pembakaran tidak sempurna

ti"ak cukup oksigen maka akan

menghasilkan CO)*) + O, O + *,O


7/20

arbon mono)i"e #as 'an# beraun


8/20

Pembakaran

Pembakaran a"ala! suatu proses reaksi kimia "en#anpersamaan

)*' + a(O, + ./01N, )O, + 2/3'*,O + O, + ./014a4N,

onto!n'a 5

Pembakaran Met!ana (*6 "en#an u"ara kerin# 5

*6 + ,O, + (, (./07N, O, + ,*,O + (,(./07N,

Ini berarti "iperlukan , (6/07 mol u"ara untukmembakar 8 mol met!ana seara sempurna4


9/20

%"ara berlebi! (e)es air

keban'akan pembakaran sesun##u!n'a "itemuipermasala!an pa"a penampuran ba!an bakar"en#an u"ara t"k memuaskan4 Krn itu u"ara"iberikan "alam &umla! berlebi! untukmemastikan pembakaran ter&a"i searasempurna4

onto!n'a 5

Met!ana "ibakar "en#an kelebi!an u"ara 8294

Persamaan pembakaran 5

*6 + (8/8(,(O, + ./07N, O, + ,*,O + 2/, O,

+ (8/8(,(./07N,


10/20

Air Fuel Ratio (AFR

Perban"in#an antara u"ara "en#an massaba!an bakar 'an# "ibakar

Pembakaran Met!ana (*6 "en#an u"arakerin# 5

*6 + ,(O, + ./07N, O, + ,*,O + (,(./07N,

bahanbakar

udara

M

M AFR =

)!)("()!2)(!()2#)($%&"2(kmol kg kmol kmol kg kmol

kmol kg kmol M M AFRbahanbakar

udara

+

×==

' * !$&2 kg udara per kg bahan bakar


11/20

E:ui;alene Ratio

Perban"in#an e:ui;aelnt 'an# "apat "i"efinisikan

Contoh +

,ebuah gas turbin stasioner rendah emisi beroperasi

dengan beban penuh (-#./k0) dan e1uivalent ratio/23% dengan aliran udara .#&% kgs Komposisi bahan

bakar gas adalah C4" 4itunglah massa bahan bakar

dan air 5uel ratio untuk mesinn6a

φ

!//7tri'irstoichiome7 =

φ φ !//7

)8(!'irE9ec7 ×=


12/20

E:ui;alene Ratio

' * !$&2 kg udara per kg bahan bakar

!&%/23%&/

2&!$!//7tri'irstoichiome7 ===

φ

:adi dari aliran udara untuk mendapatkan aliran bahan bakar adalah +

s Kg BBassa ##&/!&%/

.#&%kgsm ==


13/20


ber"asarkan berat ba!an bakar

:umlah oksigen atau udara dam hasil pembakaran dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan kimia 6ang

disebut persamaan pembakaran

;ahan bakar cair& memiliki komposisi berat+

C


14/20


ber"asarkan berat ba!an bakarKarbon akan mengikat oksigen dalam bentuk molekul CO

2& berikut

persamaann6a+

C < O2 * CO

2

!2 -2 ""

!kg 3-kg - 2- kg

satu kg karbin berekasi dengan 3- kg Oksigen menghasilkan - 2- kg

CO2

Persamaan pembakaran hidrogen diperoleh+

2 42 < O2 * 242O

2mol 42

< !mol O2

2mol 42O

" -2 -%

!kg 3kg #kg

Kemudian& satu kg hidrogen berekasi dengan 3 kg Oksigen menghasilkan


15/20


ber"asarkan berat ba!an bakar

4itunglah berat udara 6ang dibutuhkan pembakaran sempurna bahan bakarcair 6ang memiliki komposisi sebagai berikut+ C *33&%7 = 42*!!&"7

4itung juga komposisi hasil pembakaran+

>otal o96gen 6ang dibutuhkan satu kg 5uel * -&2$. kg

:adi& berat udara 6ang dibutuhkan * -&2$. 9 (!//2-)

* !"&2" kg per kg o5 5uel


16/20


ber"asarkan berat #as buan#

,ecara umum analisa volumetric 5lue gases 6ang pertama harus dirubahmenjadi analisa berdasarkan berat molekul ?alu berat 5lue gases per kg o5

5uel terbakar diperolah * 0eight o5 carbon in ! kg 5uel

0eight o5 carbon in @ kg o5 5lue gas

Problem 824 Estimasikan berat udara 6ang disuplai per kg o5 5uel jika

analisa gas buang menunjukkan bahAa volume B2& 3/ 7 O2& !/ 7 CO2&

!/ 7 dan kandungan karbon di 5uel 3/ 7

0t * proportional Aeight total proportional Aeight


17/20


ber"asarkan berat #as buan#

Oleh karena itu berat karbon per kg gas buang adalah */!"%%9!2 *//"

kg

""0t

karbon dalam one kg o5 5ue!*/&3/ kg

0t gas buang per kg o5 5uel burned * 0t o5 carbon in ! kg o5 5uel

0t o5 carbon in ! o5e9haust gases

* /3/ *2/ kg

//"* *


18/20


ber"asarkan $olume ba!an bakar

Problem 7

Prosentase komposisi contoh crude oil ditemukan analisis

sebagai berikut+

C #/7

42 --7O

2-/7

B2

/37

, /#7

'sh 2/7

:ika ./7 e9cess udara disuplai& temukanlah prosentase

pembakaran volume dr6 5lue gases


19/20


ber"asarkan $olume ba!an bakar

>otal O2 dibutuhkan dari atm * 2%$- kg

Ddara minimum 6ang dibutuhkan * !// 9 2%$- * !!%2 kg

2-

B2suppla6 actual * !!%2 9 !. 9 /$$ * !-2$

>otal B2 * !-"2! < ///3 * !-2$3 kgE9cess o96gen * !!%2 9 /. 9 /2- * !-2- kg


20/20


ber"asarkan $olume #as buan#Problem 14 Analisa volumetric gas buang sebuah mesin adalah sebagai

berikut+ Carbon dio9ide !. 7

Carbon mono9ide 2&2 7

O96gon !% 7

Bitrogen 3!&2 7

ubahlah analisa ini menjadi analisa berdasarkan berat molekul+

Solusi

'nalisa volumetric gas buang 6ang telah dirubah menjadi berdasarkan berat& berikut table hasil analisan6a+

Kemudian analisa berat molekul adalah+ CO2 22%7

CO 227

O2 !$7B $" .7

03 Pembakaran

Documents