simulasi numerik fenomena turbulensi di dalam … · aliran udara dihembuskan dari blower melalui...
TRANSCRIPT
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Vol. 15 No. 2 Desember 2016 : 57 - 68 P-ISSN 1978 - 2365
E-ISSN 2528 - 1917
57 Diterima : 14 Juli 2016, direvisi : 19 Oktober 2016, disetujui terbit : 9 Februari 2017
SIMULASI NUMERIK FENOMENA TURBULENSI DI DALAM
PEMBAKAR SIKLON
NUMERICAL SIMULATION OF TURBULENCE PHENOMENA WITHIN
CYCLONE BURNER
Yohanes Gunawan1*, Mohammad Ridho2, Guntur Tri Setiadanu1
1Puslitbangtek Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konversi Energi,
Jl. Ciledug Raya kav.109, Cipulir, Kebayoran Lama. 2Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia,
Jl. Prof. Dr. Sudjono D Pusponegoro, Kampus Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia.
Email: [email protected]
Abstrak
Pembakar Siklon adalah tungku berbentuk silinder, dimana serbuk bahan bakar ditiupkan bersama
udara pembakar secara tangensial, sehingga serbuk bahan bakar akan berputar dan terbakar dalam
ruang siklon tersebut secara intensif. Tingkat homogenitas bahan bakar dengan udara (reaktan), waktu
tinggal reaktan, tingkat turbulensi serta energi kinetik turbulensi (TKE) sangat mempengaruhi efisiensi
pembakaran. Untuk mengetahui gambaran lebih detail terhadap fenomena turbulensi dan nilai TKE
pada pembakar siklon maka dilakukan kajian secara numerik dengan simulasi Computational Fluid
Dynamics (CFD). Variasi kecepatan udara awal yang digunakan dalam simulasi adalah 9,35; 8,45;
7,52 m/s. Domain utama untuk simulasi adalah tungku pembakar siklon yang mempunyai panjang 148
cm dengan diameter outlet 42 cm dan diameter pada pangkal interiornya 22 cm. Kecepatan udara awal
untuk memvalidasi hasil simulasi diukur menggunakan venturi meter dan kecepatan aliran udara
didalam tungku pembakar siklon diukur menggunakan hot wire anemometer. Hasil simulasi tervalidasi
menunjukkan bahwa fenomena turbulensi pada setiap plane bervariasi sehingga TKE memiliki nilai
yang semakin kecil seiring dengan jarak yang ditempuh setelah memasuki ruang bakar. Sementara itu,
kecepatan baru mulai menunjukkan homogenitasnya dan pengurangan kecepatan ketika mendekati
plane 3 yang berjarak 122.42 cm dari pusat inlet. Nilai TKE di sepanjang pembakar siklon dapat
dijadikan acuan untuk memprediksi pada titik mana suhu tertinggi dan terendah akan terjadi jika
eksperimen pembakaran dilakukan. Selain itu, adanya ruang deadzone pada ruang pembakar siklon
juga menyebabkan sebagian aliran fluida mengalir dan terperangkap pada wilayah tersebut.
Kata kunci: pembakar siklon, CFD, TKE, kecepatan alir, turbulensi
Abstract
A cyclone burner is a cylindrical furnace, where the fuel powder is blown along the air-fuel burners
tangentially so that fuel powder is rotated and burned in the cyclone chamber intensively. The level of
homogeneity of the fuel with air (reactants), the residence time of the reactants, the degree of turbulence and turbulence kinetic energy (TKE) greatly affect the efficiency of combustion. To find out
a more detailed picture of the phenomenon of turbulence and the value of TKE on the cyclone burner, the numerical simulation using Computational Fluid Dynamics (CFD) is examined. Variations in the
initial air velocity used in the simulation are 9.35; 8.45; 7.52 m/s. The main domain for simulation is a
cyclone burner furnace which have a length of 148 cm with an outlet diameter of 42 cm and an interi-or base diameter of 22 cm. Initial air velocity to validate the simulation results were measured using a
venturi meter and air flow velocity inside the cyclone furnaces is measured using a hot wire anemometer. The simulation results show that the phenomenon of turbulence validated on each plane
is varied, hence TKE has a value that is smaller along the distance, only after entering the combustion
chamber. While the new speed is starting to show homogeneity and reduced speeds when approaching
plane 3 within 122.42 cm from the center of the inlet. TKE value along the cyclone burners can be
used as a reference for predicting where the highest and lowest temperatures will occur if the
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Vol. 15 No. 2 Desember 2016 : 57 - 68
58
combustion experiments are performed. In addition, the dead zone space of the cyclone burner chamber also causes some fluid stream flows, which then get caught in the region.
Keywords: cyclone burner, CFD, TKE, flow velocity, turbulence
PENDAHULUAN
Modifikasi sistem pembakaran untuk
mendapatkan nilai efisiensi pembakaran yang
tinggi, api yang stabil dan aman, dan hasil
pembakaran dengan emisi yang seminimal
mungkin masih terus dilakukan. Salah satu
yang telah dilakukan oleh Pusat Penelitian dan
Pengembangan Teknologi Mineral dan
Batubara adalah mengembangkan teknologi
Pembakar Siklon sebagai tungku pembakaran
[1]. Pembakar Siklon berupa tungku berbentuk
silinder[1,2], telah dimanfaatkan untuk
mengganti pembakar minyak di berbagai
fasilitas industri dengan bahan bakar berupa
serbuk batubara ukuran rata-rata -30 mesh.
Bahan bakar yang berbentuk serbuk dan udara
ditiupkan bersama-sama secara tangensial,
sehingga serbuk bahan bakar akan berputar
(swirl) bersama udara pembakar di dalam
tungku[1-4]. Dengan aliran swirl pencampuran
bahan bakar dan udara menjadi lebih homogen
sehingga proses pembakarannya akan
menghasilkan api yang stabil, dapat
meminimalisasi emisi yang dihasilkan, serta
mengurangi pembentukan jelaga yang dapat
menurunkan efisiensi pembakaran[5].
Efisiensi pembakaran sangat
dipengaruhi oleh tingkat pencampuran bahan
bakar dengan udara (reaktan), sedangkan
proses pencampurannya dipengaruhi oleh
waktu tinggal reaktan dan tingkat turbulensi
sehingga reaktan mempunyai waktu yang
cukup untuk terbakar sampai titik tertentu di
mana pembakaran tidak terjadi lagi[6]. Sebagai
contoh, injeksi bahan bakar cair merupakan
salah satu prosedur yang paling umum dalam
sistem pembakaran non-premixed seperti pada
mesin pembakaran internal dan pembakar
turbin gas, aplikasi lain yang penting adalah
pada pembakaran serbuk batubara di
pembangkit listrik tenaga batubara[7].
Penelitian untuk meningkatkan efisiensi
pembakaran, meningkatkan keamanan dalam
pengoperasian, serta mengurangi emisi telah
dan terus dilakukan, mengingat ilmu
pembakaran menggabungkan semua disiplin
ilmu secara kompleks yaitu dinamika fluida,
perpindahan panas dan massa, termodinamika,
kinetika kimia dan fenomena transportasi.
Beberapa hal yang menjadi fokus penelitian
adalah pembakaran aliran turbulen, karena
permasalahannya sangat rumit dan belum
terselesaikan[7,8]. Liyuan Hu (2012),
menggunakan particle image velocimetry,
thermocouple, dan flue gas analizer untuk
mempelajari pengaruh swirl number dan rasio
udara pembakar sekunder terhadap nitrogen
oksida (NO) yang dihasilkan. Hasil studi
menunjukkan bahwa meningkatnya swirl
number akan meningkatkan formasi NO yang
dihasilkan, begitu juga sebaliknya. Sedangkan
rasio udara sekunder memiliki sedikit efek
59
Simulasi Numerik Fenomena Turbulensi di dalam Pembakar Siklon
terhadap pembentukan NO di pintu keluar
ruang bakar[9]. Jun Xia (2012) melakukan
simulasi numerik dengan CFD untuk
mempelajari pengaruh turbulensi terhadap
pembentukan api. Analisisnya menggunakan
persamaan transportasi energi kinetik
turbulensi (TKE), dimana nilai TKE
memberikan pengaruh yang besar dalam
semua proses pembakaran. Piotr Warzecha
(2014) melakukan simulasi numerik pada
sistem pembakaran batubara pulverized di
dalam tungku pembakar model swirl
menggunakan metode Reynolds averaged
Navieren Stokes equations and large Eddy
simulation untuk aliran turbulen. Hasil studi
menyatakan perbandingan proses pembakaran
dengan udara biasa dan pembakaran full
oksigen (oxy-coal combustion) untuk batubara
bubuk menunjukkan perbedaan yang
signifikan dalam suhu, terutama dekat dengan
pintu keluar burner[10].
Karena seluruh katup pembakar siklon
harus selalu tertutup selama pengujian untuk
menjamin kinerja burner yang maksimal
mengakibatkan pengamatan fenomena
turbulensi dan nilai TKE dalam ruang bakar
tidak dimungkinkan. Oleh karena itu CFD
digunakan untuk menyelesaikan permasalahan
tersebut. Kajian secara numerik dengan CFD
sangat membantu dalam analisa karena jika
hanya menggunakan data-data eksperimental,
maka informasi yang lebih detail susah
didapatkan[11]. Hasil yang diharapkan dari
penelitian ini adalah diketahuinya fenomena
turbulensi dan nilai TKE pada setiap tingkat di
dalam Pembakar Siklon.
METODOLOGI
Perangkat lunak (software) yang
digunakan untuk proses CFD ini adalah
ANSYS Workbench versi 15.0 beserta
4 perangkat lunak di dalamnya, yaitu Design-
Modeller, Meshing, Fluent, dan CFD-Post[12].
Simulasi yang akan dilakukan dalam
penelitian ini adalah simulasi aliran dingin
(cold flow) yang menganalisis parameter
kecepatan, energi kinetik turbulen, dan
intensitas turbulensi.
Untuk melakukan simulasi CFD,
beberapa parameter untuk mengetahui nilai
TKE antara lain[13]:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Dimana:
: diameter hidrolik
: luas penampang
: keliling penampang
: bilangan Reynolds
: kecepatan fluida
: viskositas fluida
: intensitas turbulensi (TI)
: energi kinetik turbulen
: laju disipasi turbulen
: konstanta empiris (0.0845)
: panjang turbulensi (0.07)
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Vol. 15 No. 2 Desember 2016 : 57 - 68
60
Persamaan Dasar untuk CFD
Persamaan Navier-Stokes
Persamaan Navier-Stokes untuk
kontinuitas ditentukan sebagai berikut:
(6)
Persamaan yang menjelaskan konservasi
momentum pada arah masing-masing x, y, dan
z adalah sebagai berikut:
Momentum arah X:
(7)
Momentum arah Y:
(8)
Momentum arah Z:
(9)
Konservasi Energi ditentukan pada persamaan di bawah berikut:
(10)
Persamaan K-Epsilon
Persamaan Transpor untuk k dan ε ditentukan sebagai[12]:
(11)
(12)
Menurut skema dari rangkaian alat uji,
aliran udara dihembuskan dari blower melalui
venturi meter, junction, dan pipa fleksibel.
Losses (kerugian) kecepatan diabaikan,
sehingga kecepatan aliran masuk pembakar
siklon diasumsikan sama dengan kecepatan
aliran saat dihembuskan dari blower. Proses
pencampuran bahan bakar dan udara yang
terjadi sebelum inlet menyebabkan
pembakaran bersifat premix, mengakibatkan
proses turbulensi yang tinggi sehingga terjadi
proses pembakaran sesaat setelah inlet. Bentuk
turbulensi aliran fluida dalam siklon burner
tidak dapat diamati secara langsung karena
sambungan dan bukaan siklon burner harus
selalu ditutup ketika dilakukan pengujian.
61
Simulasi Numerik Fenomena Turbulensi di dalam Pembakar Siklon
Oleh karena itu, hanya obyek pembakar siklon
yang akan dimodelkan dalam simulasi ini.
Tahapan proses CFD[14,15], dapat
dijelaskan pada Gambar 1.
Gambar 1. Flowchart Urutan Proses Simulasi
CFD
Asumsi yang digunakan untuk simulasi
adalah 3 variabel kecepatan, yaitu 9,35; 8,45;
7,52 m/s, yang diperoleh dari pengukuran
aliran fluida dalam venturi meter yang
dihembuskan dari blower; Udara sebagai
medium fluida dengan massa jenis 1,225 kg/
m3 dan viskositas 0,000017894 kg/(m.s); Jenis
aliran yang terjadi di dalam merupakan aliran
turbulen dan mengikuti model K-Epsilon
RNG; dan memiliki nilai swirl number 0,07,
karena diasumsikan aliran dalam keadaan mild
flow[12].
Pemodelan pembakar siklon mengikuti
pembakar siklon yang ada di laboratorium
Boiler di Pusat Penelitian dan Pengembangan
Teknologi Ketenagalistrikan, Energi Baru,
Terbarukan, dan Konservasi Energi. Burner
pada model tersebut berfungsi sebagai domain
utama dalam combustion chamber. Dimensi
pembakar siklon yang dipakai dalam analisa
ini dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pembakar Siklon Tampak Samping
(cm)
Meshing dan Boundary
Meshing bertujuan untuk memberikan
node dan elemen mesh pada model yang
hendak disimulasikan. Keakuratan dari
penggambaran fenomena fluida oleh simulasi
CFD tergantung dari jumlah node dan mesh
yang dihasilkan dalam proses meshing[12, 14].
Hasil meshing dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Meshing dan Zona Batas
pada Pembakar Siklon
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Vol. 15 No. 2 Desember 2016 : 57 - 68
62
Proses penentuan kondisi batas pada
bagian permukaan suatu model dilakukan agar
face atau zone yang dipilih dapat
disimulasikan seperti fungsinya pada alat uji
yang nyata. Hal ini termasuk pula penentuan
inlet, outlet, dan dinding model. Proses Mesh
dan Boundary dilakukan dengan menggunakan
perangkat lunak ANSYS® Meshing™[12, 14].
Parameter-parameter dianalisis pada
plane setelah fluida keluar dari saluran inlet ke
arah X positif karena pada arah tersebut
percampuran bahan bakar dengan udara ke
arah outlet terjadi.
Gambar 4. Plane yang akan Dilihat Hasilnya.
Urutan ke arah X: plane 1, plane 2, plane 3,
plane 4 (merah), outlet (biru)
Pemilihan letak plane tersebut
dilakukan untuk menyesuaikan dengan titik
letak alat ukur dengan mengikuti arah X. Dari
situ juga fenomena dan perubahan
karakteristik turbulensi sepanjang ruang bakar
dari plane 1 hingga outlet akan diamati.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari data kecepatan hasil pengukuran
dengan venturimeter, dengan menggunakan
persamaan (1) s.d. (5), maka variabel kondisi
awal untuk simulasi dapat dilihat di Tabel 2
Tabel 1.Parameter Asumsi yang Digunakan
Tabel 2. Variabel Kondisi Awal
Hasil Simulasi dan Fenomena
Data pada Tabel 2 digunakan pada
simulasi numerik CFD sebagai input dari
kondisi batas awal pada inlet pembakar siklon.
Analisis Kecepatan
Dari hasil simulasi, seperti terlihat pada
Gambar 5(a), 5(b), dan 5(c), dapat dinyatakan
bahwa aliran dengan kecepatan terbesar terjadi
pada bagian pangkal ruang pembakar di bagian
pinggir. Selain itu, berlaku juga bahwa
semakin besar kecepatan masuk aliran
udaranya, maka semakin cepat pula kecepatan
aliran udara di dalam ruang bakar.
Parameter Nilai/Keterangan
Gaya Gravitasi -9.81 m/s2 arah Y
Kecepatan 9.35, 8.45, 7.52 (m/s)
Jenis Fluida Udara
Viskositas (µ) 0.000017894 Pa.s
Massa jenis (ρ) 1.225 kg/m3
Kondisi tekanan 4 in (0.1016 m)
Model Turbulensi k-ε RNG, karena dapat
mensimulasikan putaran
aliran udara[14, 16]
63
Simulasi Numerik Fenomena Turbulensi di dalam Pembakar Siklon
Gambar 5(a). Kontur Kecepatan Aliran dalam
Ruang Bakar pada kondisi 1.
Gambar 5(b). Kontur Kecepatan Aliran dalam
Ruang Bakar pada kondisi 2.
Aliran kecepatan mengalami penurunan
sampai menjelang titik pengukuran ke-3.
Kecepatan fluida pada bagian tengah ruang
bakar meningkat lagi karena ada penyempitan
luas penampang ruang sepanjang aliran fluida
mengalir, sebelum akhirnya mengalami
penurunan lagi ketika aliran udara keluar dari
ruang bakar.
Gambar 5(c). Kontur Kecepatan Aliran dalam
Ruang Bakar pada Kondisi 3.
Analisis Energi Kinetik Turbulensi
Berdasarkan kontur hasil simulasi pada
Gambar 6(a), 6(b), dan 6(c), aliran udara
memiliki nilai energi kinetik tertinggi sesaat
setelah keluar dari inlet. Setelah itu, nilai
energi kinetik turbulen cenderung menurun
dengan signifikan sampai di daerah
pengukuran ke-dua. Selanjutnya, menurun
secara perlahan pada saat mendekati outlet,
yaitu pada daerah titik pengukuran ketiga,
sebelum akhirnya kembali menurun secara
signifikan pada mulut outlet. Sehingga,
terdapat kemungkinan bahwa jika pengujian
pembakaran dilakukan untuk memperoleh data
temperatur, dengan flowrate bahan bakar yang
masuk ke dalam ruang bakar dijaga konstan,
maka suhu tertinggi akan diperoleh pada titik
pengukuran pertama dan akan menurun
mengikuti tren karakteristik energi kinetik
dalam ruang bakar tersebut. Hal ini sesuai
dengan hasil yang dilaporkan dari hasil
penelitian eksperimen, bahwa suhu
pembakaran tertinggi terletak di awal dan
akan menurun sepanjang ruang pembakar
siklon[17].
Gambar 6(a).Kontur Energi Kinetik Turbulen
dalam Ruang Bakar padaKondisi 1.
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Vol. 15 No. 2 Desember 2016 : 57 - 68
64
Gambar 6(b).Kontur Energi Kinetik Turbulen
dalam Ruang Bakar padaKondisi 2.
Gambar 6(c).Kontur Energi Kinetik Turbulen
dalam Ruang Bakar padaKondisi 3.
Pada posisi Y yang sejajar dengan
dinding dan memiliki letak yang sejajar
dengan plane 4, karakteristik nilai TKE yang
lebih tinggi terdapat pada wilayah antara plane
2 dan 3, pertumbukan antar partikel fluida
akan lebih nyata terlihat pada daerah tersebut
dan akan bertumbukan dengan dinding plane
4. Sehingga, sebagian partikel fluida akan ada
yang terbawa masuk ke leher outlet dan
sebagian terperangkap dalam ruang bakar.
Pada Gambar 7 diperlihatkan grafik
energi kinetik turbulen untuk setiap plane.
Pada plane 1 terdapat kecenderungan untuk
membentuk lembah, yang artinya fenomena
turbulensi yang tinggi terjadi ada pada bagian
pinggir beberapa saat setelah aliran keluar dari
saluran inlet. Sehingga jika bahan bakar
dialirkan bersama udara ke dalam ruang bakar,
kemudian memasuki area inlet, maka proses
tumbukan antara udara dengan partikel bahan
bakar akan langsung terjadi sehingga memicu
pembakaran dalam kondisi suhu tinggi.
Gambar 7. Grafik Energi Kinetik Turbulen
setiap Plane
Nilai TKE pada plane 2 mulai
menunjukkan homogenitas, yang apabila
dikaitkan dengan suhu pembakaran yang
dihasilkan, maka percampuran bahan bakar
dengan udara dan persebaran suhu pada plane
tersebut akan lebih merata. Hal ini diakibatkan
terjadinya kenaikan nilai TKE pada bagian
tengah burner meskipun terjadi penurunan
suhu seiring dengan menurunnya nilai TKE di
bagian pinggir secara drastis. Pada plane 3,
bentuk grafik TKE cenderung bergelombang
menunjukkan ketidakhomogenan energi pada
titik tersebut karena titik tersebut mulai
mendekati outlet dan deadzone (ruang kosong
pada jarak setelah plane 4 tanpa outlet) pada
ruang bakar sehingga ada kemungkinan suhu
pembakaran yang diperoleh akan bervariasi.
Karena titik outlet merupakan batas
65
Simulasi Numerik Fenomena Turbulensi di dalam Pembakar Siklon
antara ruang dengan ruang yang dimensinya
lebih besar atau alam bebas, nilai TKE akan
mengalami penurunan dan memiliki nilai
paling kecil di antara titik lainnya sehingga
ada kemungkinan bahwa data suhu diperoleh
akan memiliki nilai paling kecil.
Analisis Intensitas Turbulensi
Persamaan intensitas turbulensi
merupakan turunan dari persamaan energi
kinetik turbulen, sehingga kontur karakteristik
intensitas turbulensi pada Gambar 7(a), 7(b),
dan 7(c) yang dihasilkan identik dengan kontur
karakteristik energi kinetik turbulen. Kontur
intensitas turbulensi juga dapat digunakan
untuk mengamati penggambaran tumbukan
yang terjadi dalam pembakar siklon sesuai
besaran persentasenya[18].
Gambar 8(a).Kontur Intensitas Turbulensi
dalam Ruang Bakar pada Kondisi 1
Gambar 8(b).Kontur Intensitas Turbulensi
dalam Ruang Bakar pada kondisi 2.
Gambar 8(c).Kontur Intensitas Turbulensi
dalam Ruang Bakar pada Kondisi 3.
Validasi
Parameter validasi yang digunakan pada
alat uji Pembakar Siklon adalah kecepatan
coldflow tanpa campuran bahan bakar, karena
validasi tersebut yang paling memungkinkan
untuk dilakukan saat eksperimen. Berikut ini,
seperti dapat dilihat pada Gambar 9(a), 9(b),
dan 9(c), adalah perbandingan nilai kecepatan
udara antara eksperimen dengan simulasi un-
tuk titik pengukuran di plane 4:
Gambar 9(a).Perbandingan antara Grafik
Kecepatan Hasil Simulasi (Merah) dengan
Hasil Eksperimen (Biru) pada Kondisi 1.
Gambar 9 (b).Perbandingan antara Grafik
Kecepatan Hasil Simulasi (Merah) dengan
Hasil Eksperimen (Biru) pada Kondisi 2.
Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan
Vol. 15 No. 2 Desember 2016 : 57 - 68
66
Gambar 9 (c).Perbandingan antara Grafik
Kecepatan Hasil Simulasi (Merah) dengan
Hasil Eksperimen (Biru) pada Kondisi 3.
Dari perbandingan di atas, selisih antara
titik pengukuran kecepatan dengan eksperimen
dan grafik hasil simulasi tidak terlalu jauh dan
letaknya saling menempel menimpa satu sama
lain.
KESIMPULAN DAN SARAN
Karakteristik fenomena turbulensi pada
setiap plane yang bervariasi menunjukkan
bahwa nilai TKE keseluruhan memiliki nilai
yang semakin kecil seiring dengan jarak yang
ditempuh dari inlet. Dengan nilai TKE atau TI
yang tinggi pada daerah awal (tidak jauh dari
saluran inlet), maka proses pertumbukan
partikel fluida terbesar dalam aliran terjadi
pada saat masuk ke dalam ruang bakar itu
juga. Hasil simulasi menunjukkan bahwa
fenomena turbulensi pada setiap plane
bervariasi sehingga TKE memiliki nilai yang
semakin kecil seiring dengan jarak yang
ditempuh setelah memasuki ruang bakar,
sementara kecepatan baru mulai menunjukkan
homogenitasnya dan pengurangan kecepatan
pada plane 3 yang berjarak 122,42 cm dari
pusat inlet. Persebaran nilai TKE yang merata
terdapat pada daerah antara titik pengukuran 2
dan 3, sehingga terjadi pertumbukan antar
partikel yang lebih merata pula, walau proses
pertumbukannya mengecil akibat
berkurangnya nilai TKE secara keseluruhan.
Nilai TKE di sepanjang pembakar siklon dapat
dijadikan acuan untuk memprediksi pada titik
mana suhu tertinggi dan terendah akan terjadi
jika eksperimen pembakaran dilakukan.
Adanya ruang deadzone dalam ruang
bakar yang terletak pada posisi X setelah plane
4 akan menyebabkan sebagian partikel udara
mengalir, bertumbukan, dan terperangkap
dalam ruang tersebut karena tidak ada outlet
yang dapat menghantarkannya keluar dari
ruang bakar.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Kepala Puslitbang KEBTKE. Ucapan
terima kasih juga disampaikan kepada
Andriyanto, Adjar Hadiyono, Widhiatmaka,
dan Ahmad Farhan yang telah membantu
melakukan pengambilan data untuk kajian ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sumaryono, "Development of Cyclone
Coal Burner for Fuel Oil Burner
Substitution in Industries," Indonesian
Mining Journal, vol. 12 no.13,
pp. 28-23, February 2009.
[2] Sumaryono, S. Munir, Y. Sofaeti, N.
Hanafiah, T. Koswara, E. Somadi, et al.,
"Modifikasi Boiler Industri Berbahan
Bakar Minyak Menjadi Berbahan Bakar
Batubara Menggunakan Pembakaran
Siklon," Jurnal Teknologi Mineral Dan
67
Simulasi Numerik Fenomena Turbulensi di dalam Pembakar Siklon
Batubara, vol. 37, pp. 37-45, 2006.
[3] M. D. Surindra, "Unjuk Kerja Burner
Serbuk Batubara Dengan Laju Aliran
Masa Udara 0,85 M3/S Dengan Variasi
Laju Aliran Masa Bahan Bakar," Eksergi
Jurnal Teknik Energi, vol. 8 pp. 73-77,
September 2012.
[4] T. B. W. Company, Steam/its generation
and use, 42 ed. Charlotte, North
Carolina, U.S.A., 2015.
[5] T. A. Rohmat, R. Sahrudin, and
H. Saptoadi, "Pengaruh Swirl Vanes
Pada Aliran Udara Sekunder Terhadap
Api Difusi Yang Terbentuk Di Aliran
Sembur Double Concentric," in Seminar
Nasional Tahunan Teknik Mesin
(SNTTM), Palembang, 2010,
pp. 241-247.
[6] O. Musa, Z. Changsheng, C. Xiong, and
G. Lunkun, "Prediction of swirling cold
flow in a solid-fuel ramjet engine with a
modified rotation/curvature correction
SST turbulence model," Applied
Thermal Engineering, 2016.
[7] J. Xia, H. Zhao, A. Megaritis, K. H. Luo,
A. Cairns, and L. C. Ganippa,
"Inert-droplet and combustion effects on
turbulence in a diluted diffusion flame,"
Combustion and Flame, vol. 160, pp.
366-383, 2013.
[8] S. Candel, D. Durox, T. Schuller, N.
Darabiha, L. Hakim, and T. Schmitt,
"Advances in combustion and propulsion
applications," European Journal of
Mechanics - B/Fluids, vol. 40,
pp. 87-106, 2013.
[9] L. Hu, L. Zhou, Y. Luo, and C. Xu,
"Measurement and simulation of
swirling coal combustion," Particuology,
vol. 11, pp. 189-197, 2013.
[10] P. Warzecha and A. Boguslawski, "LES
and RANS modeling of pulverized coal
combustion in swirl burner for air and
oxy-combustion technologies," Energy,
vol. 66, pp. 732-743, 2014.
[11] R. Kurose, M. Ikeda, and H. Makino,
"Combustion Characteristics of High
Ash Coal in a Pulverized Coal
Combustion," Fuel, vol. 80, p. 55, 2001.
[12] "ANSYS Fluent Tutorial Guide."
[13] Daniel Flórez Orregoa, Walter Ariasa,
Diego Lópeza, and H. Velásqueza,
"Experimental and CFD study of a single
phase cone-shaped helical coiled heat
exchanger: an empirical correlation," in
Proceedings Of Ecos 2012 – The 25th
International Conference On Efficiency,
Cost, Optimization, Simulation And
Environmental Impact Of Energy
Systems, Perugia, Italia, 2012, pp. 1-75.
[14] J. Tu, G. Yeoh, and C. Liu,
Computational Fluid Dynamics:
A Practical Approach. Burlington, MA,
USA: Butterworth-Heinemann, 2013.
68
HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN