R.R. Vienna Sona Saputri Soetadi Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. H. Djoko Sungkono K, M.Eng. Sc

Transkripsi

1 Studi Eksperimen Distribusi Temperatur Nyala Api pada Kompor Bioetanol Tipe Side Burner dengan variasi diameter firewall R.R. Vienna Sona Saputri Soetadi Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. H. Djoko Sungkono K, M.Eng. Sc

2 Latar Belakang Pengkajian yang mendalam Kompor penelitian terdahulu Pemanfaatan energi yang maksimal Ingin mengetahui distribusi temperatur kompor bioethanol tipe side burner dengan variasi firewall 2.5 inci dan 3 inci

3 Permasalahan Bioethanol memiliki nilai kalor tertentu Hasil nyala api yang dimanfaatkan Nyala api yang dihasilkan dalam reaksi pembakaran memiliki temperatur yang berbeda.

4 Batasan Masalah Kompor uji adalah kompor hasil penelitian terdahulu. Bahan bakar yang digunakan adalah bioethanol 99%. Kondisi suhu dan kelembaban ruangan dianggap tetap dan pengaruh angin diabaikan.

5 Batasan Masalah Asumsi yang digunakan : Sistem dalam kondisi steady state. Kondisi ruangan konstan pada P = 1 atm; T = 29 C. Nyala api optimum ditandai dengan nyala api warna biru atau pendekatan warna biru. Api dalam keadaan rata melingkar (simetri). Nilai kalor bahan bakar tetap. Tidak membahas mengenai pembuatan bahan bakar secara detail.

6 Tujuan Penelitian Temperatur nyala api Letak tinggi maksimum Profil distribusi temperatur dan garis isothermal api

7 Manfaat Penelitian Menyempurnakan penelitian sebelumnya dan dapat mengoptimalkan pemanfaatan nyala api. Memberikan kontribusi terhadap pemanfaatan bioetanol sebagai bahan bakar kompor tipe side burner.

8 Penelitian Terdahulu Rizka Andika Pratama, Teknik Mesin ITS, Perbandingan Unjuk Kerja Kompor Bioetanol Tipe Side Burner dengan Variasi Diameter Firewall 3 Inci dan 2.5 Inci Firewall 2.5 Inci Firewall 3 Inci Jenis Kompor Temp.rata-rata tertinggi ( o C) Tinggi (mm) Daya (Hp) Efisiensi Q (lt/jam) Dia. 2.5 inci 381,3 15 1,60 54,91 0,34 0,241 Dia. 3 inci 515,5 10 2,38 56,57 0,50 0,271 Sfc

9 Penelitian Terdahulu Fenny Nofiatus Syahriyah. Teknik Mesin ITS, Studi Eksperimental Penggunaan Bahan Bakar Bio-Etanol Pada Kompor Tanpa Tekan Model Api LPG. Kompor Lubang Sebaris Kompor Lubang Tengah Lurus Kompor Lubang Tengah Obor Jenis Kompor Temp.rata-rata tertinggi ( o C) Tinggi (mm) Daya (Hp) Efisiensi Sfc Kompor Lubang Sebaris 454,1 20 1,903 67,4 1,004 Kompor Lubang Tengah Lurus 512,5 80 2,047 62,6 0,713 Kompor Lubang Tengah Obor 660, ,619 66,48 1,077

10 Penelitian Terdahulu Rajvansi, Anil K; dkk. 7. Low-concentration ethanol stove for rural areas in India. Nimbkar Agricultural Research Institute (NARI). Komporetanol kadar sebesar 50% memberikan output yang sama dengan kompor LPG

11 Metode Penelitian Metode eksperimen mendapatkan data dengan melakukan percobaan

12 Perencanaan Eksperimen Pengujian temperatur api 3inci 2.5inci Pengujian Waktu Pendidihan Air Water boiling test

13 Peralatan Eksperimen Bahan bakar uji bioetanol 99% Kompor uji Firewall 3 inci

14 Peralatan Eksperimen Kompor uji Firewall 2.5 inci

15 Peralatan Eksperimen Kubung Bejana atau Panci Tingkat Daya (kw) Diameter(cm) Volume(liter) 0,981 1,325 1,325 1,741 1,741 2,235 2,235 2,816 2,816 3, ,20 2,70 3,50 5,70 7,30 Kompor dia. 2,5 inci Kompor dia. 3 inci 3,489 4, ,30 (VEG Gas Institute Belanda)

16 Peralatan Ukur Thermocouple type K Infus Set Stopwatch digital Thermometer

17 Peralatan Ukur Alcohol meter Gelas ukur Jangka sorong

18 Skema Peralatan Keterangan: 1. Kantung bahan bakar 2. Kran in 3. Saluran in 4. Kompor uji 5. Kubung 6. Saluran kuras 7. Saluran out 8. Kran out 9. Resevoir I 10. Reservoir II

19 Prosedur Penelitian Start Studi eksperimen distribusi temperatur nyala api kompor bioethanol tipe side burner dengan variasi diameter firewall 3 inci dan 2.5 inci Studi literatur Referensi : - Tugas Akhir - Text Book - Artikel / Paper - Internet Kompor uji dengan kriteria Kriteria : - Tidak terjadi kebocoran - Kubung, kaki kompor, saluran in dan saluran out sudah terpasang Persiapan pengujian : 1. Peralatan Ukur 2. Bahan Bakar Bioethanol 3. Pengujian properties bahan bakar dengan konsentrasi ethanol 99% pada Lab. Teknologi Air Teknik Kimia ITS A

20 A Pengujian temperatur kompor bioetanol pada nyala api dengan ketinggian dan jarak horisontal tertentu Dokumentasi dan pengambilan data pengujian Kriteria : - Api sudah mencapai api dewasa yaitu nyala api pembakarannya stabil Data hasil pengujian: - Temperatur api - Warna api - Ketinggian api - Luasan penampang api Pengolahan data temperatur dengan matlab dan analisa data Pengujian ketinggian temperatur api Kriteria : - Area ketinggian api yang maksimal memberikan energi panas - Referensi pemilihan panci dan volume air berdasarkan Tugas Akhir saudara Rizka Andika P. Kesimpulan End

21 Analisa Properties Bahan Bakar No Properties Satuan Bioethanol 99%* Kerosene ** LPG** * 1 Density at 15 C g/cm 3 0,8216 0, Density at 15 C kg/m 3 821,6 799,6-2 Dynamic cps Viscosity at 40 C 3 Flash Point C LHV kj/kg 22341, *Berdasarkan uji bahan bakar Lab. TAKI Jurusan Teknik Kimia ITS **Berdasarkan data properties, tugas akhir Danang Yudoyono *** Berdasarkan data properties journal Anozie

22 Profil Api Biru Kompor Firewall 2.5 inci Firewall 3 inci

23 Distribusi Temperatur Ketinggian, h (mm) Posisi Thermocouple kompor 2.5 inci thermocouple arah radial Ketinggian, h (mm) Posisi Thermocouple kompor 3 inci thermocouple arah radial

24 2.5 inci Soot oxidation zone Flame zone Ketinggian, h (mm) Sudut putar (o) Kontur isothermal dengan sudut putar thermocouple Soot particle growth zone Soot particle inception zone Struktur api dengan proses terbentuknya soot

25 3 inci Ketinggian, h (mm) Sudut putar (o) 550 Soot wings Struktur api dengan proses terbentuknya soot Flame zone Kontur isothermal dengan sudut putar thermocouple

26 Daerah Api Difusi Reaction zone semua reaksi kimia dan pelepasan energi terjadi Primary reaction : sebagian besar hidrokarbon dikonsumsi After burning : konversi lanjutan Burnt gas zone gas-gas yang terbentuk dari api dengan kecepatan,temperatur,konsentrasi species yang sama

27 Analisa Distribusi Temperatur nn AA tttttt = [ππ(rrrr ii 2 rrrr ii 2 )] ii=1 nn (AA TT) tttttt = [ππ(rrrr ii 2 rrrr ii 2 ) TT ii ] ii=1 do i d i = do i+1 TT rrrrrrrr rrrrrrrr = (AA TT) tttttt AA tttttt T 1

28 Luasan total (mm²) Temperatur rata-rata ( C) Ketinggian, h (mm) Ketinggian,h (mm) Kompor 2.5inci Kompor 3inci Kompor 2.5inci Kompor 3inci Rekomendasi tinggi peletakan beban: 2.5 inci 5 mm 3 inci 0 mm

29 Pengujian Waktu Pendidihan Air inci Ketinggian, h (mm) 5 2.5inci 3inci 0 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 Waktu pendidihan (menit) 3 inci 3 inci

30 Analisa Transfer Energi Indikator Temperatur api ratarata Ketinggian peletakan beban Jenis kompor Firewall 2.5 Firewall 3 inci inci 542 o C 516 o C 5 mm 5 mm Efisiensi* 54.91% 56.57% Waktu pendidihan Bahan Bakar yang Dikonsumsi kg kg Energi yang kW kW ditransfer bahan bakar *Diambil dari Tugas Akhir Rizka Andika, Teknik Mesin-ITS Energi bioetanol yang ditransfer =

31 TERIMA KASIH Mohon masukan untuk Tugas Akhir ini

32

33

34