TUGAS 3 TEKNIK PEMBAKARAN

NYALA API PREMIX TURBULENT

(PREMIXED TURBULENT FLAME)

Disusun Oleh :

Agus Murianto (121.032.054)

Budi Cahyono (12.103.2047)

Julianto (12.103.2014)

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang.

Dalam suatu teknik pembakaran, keberhasilan pembakaran seperti

yang di tunjukan pada perhitungan secara teoritis sesuai dengan aspek

termodinamika pembakaran dipengaruhi langsung oleh bagaimana proses

pembakaran itu berlangsung. Pada proses pembakaran, perlu diketahui tentang

fenomena nyala (flame), perambatan nyala (flame propagation) dan batas

nyala (flammability limits). Keberhasilan pemanfaatan praktis dari suatu

sistem pembakaran dipengaruhi langsung oleh proses pembakaran yang terjadi

dan karakteristik nyala pembakaran.

1.2 Definisi Pembakaran.

Pembakaran bisa diartikan sebagai proses reaksi kimia antara bahan

bakar (fuel) dan oksidator dengan melibatkan pelepasan energi panas sehingga

menimbulkan nyala api. Dalam proses pembakaran sering terjadi fenomena –

fenomena antaralain interaksi proses kimia dan fisika, pelepasan panas yang

berasal dari energi ikatan kimia, proses perpindahan panas, proses

perpindahan massa, dan gerakan fluida.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, proses pembakaran akan terjadi

jika unsur – unsur bahan bakar teroksidasi dengan oksidator. Proses ini akan

menghasilkan panas sehingga akan disebut sebagai proses oksidasi eksotermis.

BAB II

NYALA API

( FLAME )

2.1 Definisi Nyala api.

Suatu nyala api adalah penyebaran sendiri secara terus menerus yang

dibatasi oleh daerah pembakaran dengan kecepatan subsonic (di bawah

kecepatan suara), atau dengan kata lain nyala api (flame) merupakan

gelombang panas yang terjadi akibat reaksi kimia eksotermis yang cepat.

2.2 Klasifikasi Nyala api.

Dalam bidang teknik pembakaran terdapat berbagai macam jenis

katagori nyala. Jika di tinjau dari metode pencampuran reaktan nyala api

digolongkan menjadi dua jenis, yaitu nyala api premix dan nyala api difusi.

Nyala api premix (Premixed Flame) adalah dimana bahan bakar dan

udara bercampur sebelum terjadinya proses pembakaran. Sedangkan nyala api

difusi, bahan bakar dan udara pada awalnya terpisah. Aliran bahan bakar yang

keluar dari ujung nosel akan bercampur dengan udara secara difusi.

BAB III

NYALA API PREMIX TURBULENT

(PREMIXED TURBULENT FLAME)

3.1 Nyala Api Premix Turbulent (Premixed Turbulent Flame).

Sebuah kelompok dalam bidang nyala api premix yakni International

Working Group on Premixed Flmae telah membuat data base tentang nyala api

premix yang diklasifikasikan menjadi nyala api stasioner dengan shear

turbulance, nyala api stasioner dengan isotropic turbulance, dan nyala api tidak

stasioner.

Nyala api stasioner dengan isotropic turbulance memiliki beberapa

kategori yaitu Oblique Flame, Envelope Flame, dan Unattached Flame. Oblique

flame dibagi menjadi 2 yakni Plane – symetric Oblique Flame dan Axi – symetric

Oblique Flame.

(a) (b)

Gambar 3.1 (a) Plane – symetric oblique flame, (b) Axi – symetric oblique flame.

Kemudian Envelope Flame juga terbagi menjadi 2 katagori yaitu Plane –

symetric Envelope Flame dan Axi – symetric Envelope Flame.

(c) (d)

Gambar 3.2 (c) Plane – symetric envelope flame, (d) Axi – symetric envelope

flame.

Sedangkan Unattached flame juga terbagi menjadi 2 kategori, yaitu

Unattached Flame in Impinging Flows dan Unattached Flame in Swirl –

generated diverging flow.

(e) (f)

Gambar 3.3 (e) Unattached Flame in Impinging Flows, (f) Unattached Flame in

Swirl – generated diverging flow.

a. Plane – symetric oblique flame adalah nyala berbentuk V yang distabilkan

oleh kawat kecil.

b. Axi – symetric oblique flame adalah nyala berbentuk kerucut terbalik

akibat adanya benda penghalang yang sangat kecil di tempatkan tepat di

ujung burner dan di tengah – tengah penampang burner.

c. Plane – symetric envelope flame yang terbentuk dari burner persegi

panajng atau slot burner dengan lebar yang terbatas untuk menjaga bentuk

nyala.

d. Axi – symetric envelope flame lebih dikenal dengan nyala bunsen turbulen

dengan kondisi pembakaran yang miskin bahan bakar.

e. Unattached Flame in Impinging Flows adalah nyala yang terbentuk dari

aliran divergen pada perambatan pembakaran premix dan ditahan oleh

sebuah plat diam (stagnation plate) sehingga nyala tertahan pada jarak

tertentu dari plat.

f. Unattached Flame in Swirl – generated diverging flow adalah nyala yang

terbentuk dari aliran divergen yang dihasilkan oleh olakan rendah (low

swirl) aliran turbulen pada daerah tepi. Pada daerah tengah – tengah tidak

terjadi olakan.

Nyala api stasioner dengan shear turbulent dikategorikan menjadi

Piloted Jet Flame, Flame Stabilized by a large bluff body, dan High – swirl

Flame generated by a vane – swirler.

(1) (2) (3)

Gambar 3.4 (1) Piloted Jet Flame, (2) Flame Stabilized by a large bluff body,

(3) High – swirl Flame generated by a vane – swirler.

1. Piloted Jet Flame adalah nyala sangat panjang dan lurus yang terbentuk

dari aliran campuran udara dan bahan bakar yang menyerupai aliran fully

develped pada pipa. Nyala dibatasi oleh lapisan pencampuran (mixing

layer) dan distabilkan oleh pilot flame akibat kecepatan aliran yang sangat

tinggi pada ujung burner.

2. Flame Stabilized by a large bluff body adalah nyala yang terbentuk dari

penggunaan benda penghalang yang luas penampangnya lebih besar dari

luas penampang burner. Ukuran dan bentuk aerodinamis dari benda

penghalang menjadi parameter penting yang mempengaruhi sifat

nyalanya.

3. High – swirl Flame generated by a vane – swirler adalah nyala yang

terbentuk dari olakan tinggi (high swirl) aliran yang di timbulkan oleh

sudu – sudu pada tengah – tengah burner. Nyala timbul pada daerah di luar

wake.

BAB IV

KESIMPULAN

Jenis nyala api itu salah satunya terbentuk berdasarkan dari jenis atau tipe

burner yang digunakan pada saat pengujian, contohnya pada nyala api premix

turbulent. Pada nyala api ini terdapat berbagai jenis atau bentuk nyala api yang

berdasarkan dari burner yang digunakan pada saat pengujian. Ini membuktikan

bahwa pada proses teknik pembakaran itu banyak berbagai jenis nyala api, yang

berdasarkan berbagai kondisi. Sehingga memungkinkan, masih banyak jenis nyala

api yang belum dapat dilakukan pengujian.

DAFTAR PUSTAKA

ClassNotes7 Turbulent premixed flame.pdf

Fenomena flame.pdf

Lect8_TF Turbulent premixed flame.pdf

Pope_ARFM_87 Turbulent premixed flame.pdf

Turbulent combustion.pdf

Visualisasi kecepatan.pdf