BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Konversi dari energi kimia menjadi energi mekanik saat ini sangat luas digunak digunakan. an. Salah Salah satuny satunyaa adalah adalah melalu melaluii proses proses pembak pembakara aran. n. Proses Proses pembakaran ini baik berupa pembakaran dalam (internal (internal combustion) combustion) maupun pembakaran luar (eksternal (eksternal combustion) combustion) menjadi metode pembangkitan energi yang digunakan digunakan di berbagai berbagai bidang, seperti seperti industri, industri, rumah tangga, tangga, dan transportasi. Karena penggunaannya penggu naannya yang luas dan sangat vital, teknik pembakaran
ini terus dikembangkan
untuk mendapatkan hasil yang
maksimal dan efisien. Salah satu metode yang digunakan untuk memperoleh pembakaran yang lebih lebih bersih bersih sesuai dengan peneli penelitia tian n yang dilakukan dilakukan yaitu yaitu dengan dengan melakukan proses pembakaran pada kondisi campuran dengan nilai udara lebih (excess (excess air ) yang tinggi atau kaya oksigen atau miskin bahan bakar sehing sehingga ga pembak pembakara aran n yang yang dihasi dihasilka lkan n akan lebih lebih sempur sempurna. na. Namun Namun efek efek sampin sampingnya gnya,, pembaka pembakaran ran dalam dalam kondisi kondisi ini akan akan beraki berakibat bat terjad terjadiny inyaa ketidakstabilan nyala api karena timbulnya fenomena mudah padam (blow(blowoff ). ). al ini tentunya sangat tidak diinginkan terjadi pada suatu alat pembakar (burner ) karena tidak tidak efisie efisien n untuk untuk diguna digunakan kan dan dapat dapat menyeba menyebabka bkan n kerugian kerugian terutama masalah biaya seperti seperti pada kasus perusahaan perusahaan pembangkit list listri rik k dan dan indu indust stri ri!i !indu ndust stri ri lain lain yang yang mengg menggun unaka akan n tungk tungku u pemb pembaka akar r ( furnace). furnace). Sumber energi kalor atau panas bisa diperoleh dari proses pembakaran. Proses Proses pembaka pembakaran ran pada pada mesin mesin tenaga tenaga uap terjad terjadii pada furnac furnace. e. "erbag "erbagai ai macam macam teknol teknologi ogi telah telah dikemb dikembangk angkan an untuk untuk menaik menaikkan kan efisie efisiensi nsi proses proses pembakaran.
#fisiensi
yang
tinggi
akan
menaikkan
efisiensi
total
dari furnace dan jumlah panas yang ditransfer ke boiler jadi semakin besar. $
%ntu %ntuk k itu, itu, dipe diperl rluka ukan n furn furnac acee deng dengan an burn burner er yang yang berkua berkuali lita tass baik baik.. "erdas "erdasark arkan an jenis jenis bahan bahan bakar bakar yang diguna digunakan, kan, burner burner diklas diklasif ifika ikasik sikan an menjadi &, yaitu ' "urner bahan bakar cair "urner bahan bakar gas, "urner bahan bakar padat.
1.2 Rumusan Masalah . pakah yang dimaksud dengan "urner "erbahan "akar *air+ $. pa saja jenis!jenis dari burner+ &. "agaimana bentuk peralatan dari burner + . pa yang dimaksud dengan pembakaran+ -. pa yang dimaksud dengan "ahan "akar+ . "agaimana prosedur pengoperasian dari burner+
1.3 Tujuan Penulsan . %ntuk mengetahui apa yang dimaksud dengan burner berbahan bakar cair. $. %ntuk mengetahui jenis / jenis dari da ri burner. &. %ntuk megetahui bentuk peralatan dari burner . . %ntuk mengetahui apa yang dimaksud dengan pembakaran. -. %ntuk mengetahui apa yang dimaksud dengan bahan bakar. . %ntuk mengetahui cara kerja dari burner.
&
%ntu %ntuk k itu, itu, dipe diperl rluka ukan n furn furnac acee deng dengan an burn burner er yang yang berkua berkuali lita tass baik baik.. "erdas "erdasark arkan an jenis jenis bahan bahan bakar bakar yang diguna digunakan, kan, burner burner diklas diklasif ifika ikasik sikan an menjadi &, yaitu ' "urner bahan bakar cair "urner bahan bakar gas, "urner bahan bakar padat.
1.2 Rumusan Masalah . pakah yang dimaksud dengan "urner "erbahan "akar *air+ $. pa saja jenis!jenis dari burner+ &. "agaimana bentuk peralatan dari burner + . pa yang dimaksud dengan pembakaran+ -. pa yang dimaksud dengan "ahan "akar+ . "agaimana prosedur pengoperasian dari burner+
1.3 Tujuan Penulsan . %ntuk mengetahui apa yang dimaksud dengan burner berbahan bakar cair. $. %ntuk mengetahui jenis / jenis dari da ri burner. &. %ntuk megetahui bentuk peralatan dari burner . . %ntuk mengetahui apa yang dimaksud dengan pembakaran. -. %ntuk mengetahui apa yang dimaksud dengan bahan bakar. . %ntuk mengetahui cara kerja dari burner.
&
BAB II LANDA!AN TE"RI
2.1 2.1
Peng Penger ert tan an Burn Burner er Ber# Ber#ah ahan an Baka Bakarr $a $arr "urner berbahan bakar cair berfungsi untuk mengatomisasi bahan bakar cair.
lat ini dapat mengubah bahan bakar cair menjadi partikal!partikel kecil yang cepat meng mengua uap p dan deng dengan an cepa cepatt pula pula terb terbak akar ar.. Sehi Sehing ngga ga pros proses es pembak pembakar aran an dapa dapatt sempurna hanya dengan memakan sepersekian detik. da beberapa macam burner berbahan bakar cair, yakni' . $. &. . -. 2.2
0apor aporii1ing 1ing bur burner ner 2ech 2echan anic ical al ato atomi mi1i 1ing ng burn burner er 3il 3il pres pressu sure re atom atomi1 i1in ing g bur burne ner r 4o5 4o5 pres pressu sure re air air atom atomi1 i1in ing g burn burner er igh igh pres pressur suree stea steam m or or air air atomi1 atomi1ing ing burner burner T%e& T%e Burner "urner dengan berbahan bakar cair mempunyai permasalahan khusus yaitu
proses mi6ing antara bahan!bakar cair dan udara. %ntuk memperbaiki pencampuran bahan!bakar udara, u dara, proses pengkabutan harus menjamin terjadi atomisasi yang bagus dari dari bahan!b bahan!baka akarr sehing sehingga ga udara udara dapat dapat berdif berdifusi usi dengan dengan mudah mudah masuk masuk ke bahan bahan bakar. 7ari proses tersebut akan
tercapai
campuran
yang
lebih homogen.
Proses pembakaran akan berlangsung menjadi lebih sempurna. da bebera beberapa pa macam macam tipe tipe dari dari burner burner berbahan berbahan bakar bakar cair cair yaitu yaitu sebagai sebagai berikut ' a.
0aporising burner.
"urner jenis ini menggunakan bahan bakar cair seperi kerosen dan premium. "ahan!b "ahan!baka akarr diuapk diuapkan an terleb terlebih ih dahulu dahulu sebelu sebelum m bercam bercampur pur dengan dengan udara. udara. %dara didifusikan didifusikan ke uap bahan!bakar secara alamiah atau dipaksa dengan fan. "urner tipe ini digunakan pada industri!industri skala kecil.
Gambar 2.1 Vaporising burner b.
Pressure jet burner.
"ahan!bakar cair bertekanan tinggi dimasukan melalui lubanglubang dengan posisi tangensial terhadap sumbu nosel, sehingga menghasilkan aliran radial. 7i dalam nosel terjadi aliran s5irl sehingga diharapkan terjadi atomisasi dengan sempurna, setelah ke luar nosel bahan bakar cair menjadi drople! droplet yang lebih mudah bercampur dengan udara.
Gambar 2.2 Pressure Jet Burner
*.
85in fluid atomi1er burner.
Proses pengkabutan dari burner model ini dibantu dengan fluida bertekanan, dimana pada 5aktu proses pengkabutan fluida mempunyai energi kinetik tinggi ke luar dari nosel. 9luida yang sering dipakai adalah udara atau uap bertekanan. Pengunaan uap dianggap lebih menguntungkan. "ahan bakar disemprotkan dengan tekanan tinggi, uap dengan tekanan sedang akan -
membantu proses pemecahan
bahanbakar menjadi
droplet, sehingga
pengkabutan lebih bagus. Gambar 2.3 Twin flui atomi!er burner
2.3
Bentuk Peralatan
Gambar 2." Burner #sumber $ %okumentasi Pribai& 2'1() "urner memiliki beberapa bagian seperti' !
Tangk #ahan #akar "erfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan bakar.
!
!elang #ahan #akar "erfungsi sebagai penyalur bahan bakar ke kompor.
!
'(m%(r ) Burner * "erfungsi sebagai tempat terjadinya pembakaran bahan bakar. Pada kompor terdapat bagian yang disebut dengan lilitan kompor dan no!!le. 4ilitan kompor berfungsi mengubah bahan bakar cair menjadi fase gas.
!
N(++le
Gambar 2.* +o!!le #sumber $ %okumen Pribai& 2'1() 7isebut juga dengan pengabut atau :njektor, karena tugas dari komponen ini adalah menginjeksi, dan disebut pengabut karena bahan bakar keluar dari komponen ini dalam bentuk kabut, sedangkan disebut nosel karena ujung komponen ini luas penampangnya makin mengecil.
'(m%(nen N(++le ,an -ungsna 1.
Bo, +o!!le
8empat dimana seluruh komponen no11el dipasang sehingga dapat bekerja sesuai dengan fungsinya masing masing, body ini memegang peranan penting atas kinerja dari masing!masing komponen, kerusakan pada body akan berakibat tidak dapat berfungsinya seluruh komponen no11el. 2.
Pegas no!!le
2engatur no11el needle agar dapat membuka dan menutup sempurna, kerusakan pada pegas ini akan berakibat pada tidak sempurnanya no11el needle pada dudukannya, bila pegas sudah lemah maka akan terjadi celah antara seat needle dengan body no11le.
;
3.
+o!!el +eele
Sebuah jarum yang berfungsi untuk mengatur buka tutup solar yang akan menyemprot ke dalam ruang bakar, ketika tekanan yang dialami oleh pegas no11le melampaui daya tekannya maka no11le needle akan terangkat sehingga solar akan mengalir menuju ruang bakar, ujung needle dibuat meruncing menjadikan pengabutan solar menjadi semakin sempurna dengan kompresi yang tinggi. ".
+o!!le ole
2erupakan lubang bagi solar untuk menuju ke ruang bakar, ada berbagai jenis no11le hole ini, semakin banya lubang yang ada di ujung no11le maka akan semakin cepat kabut solar yang didistribusikan ke ruang bakar
Gambar 2.(. omponen no!!le an fungsin,a :njection No11le terdiri dari no11le body dan needle. No11le menyemprotkan bahan bakar dari pompa injeksi ke dalam selinder dengan tekanan tertentu untuk mengatomisasi bahan baker secara merata. Pompa injeksi adalah sejenis katup yang dikerjkan dengan sangat presisi dengan toleransi <,<< mm, oleh karena itu bila no11le
=
perlu diganti maka no11le body dan needle harus diganti bersama! sama. :njection no11le harus dilumasi dengan bahan bakar diesel. No11le holder memegang no11le dengan retaining nut dan distance piesce, no11le holder terdiri dari adjusting 5asher yang mengatur kekuatan tekanan pegas untuk menentukan tekanan membukanya katup no11le.
Gambar 2./ ontruksi an Bagian-Bagian 0tama +o!!le
M(,el N(++le Secara garis besar no11le dapat dibagi atas model lubang dan model pin. . Injector berlubang ' :njector berlubang satu (single hole) proses pengabutannya sangat baik akan tetapi memerlukan tekanan injektion pump yang tinggi. 7emikian halnya dengan :njektor berlubang banyak (multi ole) pengabutannya sangat baik. :njector ini sangat tepat digunakan pada irect inection (injeksi langsung). $. Injektor dengan model pin, injektor model pin ini model trotle maupun moel pintle lebih tepat digunakan pada motor diesel dengan ruang bakar yang memiliki combustion camber , kamar muka maupun kamar pusar (turbulen) dan T,pe anoa. >
No11le 2odel 4ubang
4ubang satu
No11le 2odel Pin
4ubang "anyak ?enis 8hrottle ?enis Pintle
?enis No11le sangat menentukan bagi proses pembakaran dan bentuk ruang bakar, ?enis lubang banyak umumnya digunakan untuk mesin semprot langsung, sedangkan model pin umumnya digunakan untuk mesin yang mempunyai ruang bakar muka dan ruang bakar model pusar.
Gambar 2.4 Jenis +o!!le
<
Kebanyakan No11le model pin adalah jenis 8hrottle, karena bentuk khusus dari jenis pintle, maka pada saat permulaan injeksi, hanya sedikit jumlah bahan bakar yang ditekan kedalam ruang bakar muka, tetapi pada akhir penyemprotan jumlah yang disemprotkan bertambah banyak, bila sejumlah bahan yang dibutuhkan disalurkan. 7engan demikian, kemungkinan terjadinya detonasi sangat kecil sekali dan pemakaianbahan bakar lebih hemat, permukaan luncur antara no11le body dan jarumnya diberi sedikit kelonggaran untuk memungkinkan bahan bakar dapat melumasi permukaan tersebut.
$ara 'erja N(++le a.
Sebelum Penginjeksian "ahan bakar yang bertekanan tinggi mengalir dari pompa
injeksi melalui saluran minyak pada no11le holder menuju ke oil pool pada bagian ba5ah no11le body.
b.
Penginjeksian "ahan "akar "ila tekanan bahan bakar pada oil pool naik, ini akan menekan
permukaan ujung
needle, bila tekanan ini melebihi kekuatan
pegas, maka no11le needle akan terdorong keatas oleh tekanan bahan bakar dan no11le needle terlepas dari no11le body seat. Kejadian ini menyebabkan no11le menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar.
c.
khir Penginjeksian "ila pompa injeksi berhenti mengalir bahan bakar, tekanan
bahan bakar turun dan tekanan pegas (pressure spring) mengembalikan no11le needle ke posisi semula. Pada saat ini needle tertekan kuat pada no11le body seat dan menutup saluran bahan bakar.
Sebagian bahan bakar tersisa diantara no11le needle dan no11le body, antara pressure pin dan no11le holder dan lain!lain, melumasi semua komponen dan kembali ke over flo5 pipe Seperti terlihat diatas, no11le needle dan no11le body membentuk sejenis katup untuk mengatur a5al dan akhir injeksi bahan bakar dengan tekanan bahan bakar. ! '(m%res(r "erfungsi memampatkan tekanan angin pada tangki bahan bakar sehingga bahan bakar dapat mengalir munuju kompor. 2./
Pem#akaran
Gambar 2.5 +,ala 6pi Burner #sumber $ %okumen Pribai& 2'1() Pembakaran adalah reaksi kimia yang terjadi antara material yang dapat terbakar dengan oksigen pada volume dan temperatur tertentu. Pembakaran akan terjadi bila & sumber yaitu '
"ahan bakar 3ksigen Sumber nyala@panas
$
Ketiga unsur ini biasa disebut dengan segitiga pembakaran. Pada kondisi tertentu, bahan bakar akan terbakar dengan sendirinya tanpa bantuan sumber penyalaan pembakaran semacam ini disebut pembakaran spontan. Pembakaran spontan dapat terjadi apabila terdapat oksigen yang kontak langsung dengan bahan bakar serta temperatur bahan bakar dapat disebabkan oleh tekanan atau reaksi kimia yang menghasilkan panas.
Dasar&Dasar Pem#akaran Kecepatan pembakaran dan efesiensi pembakaran akan tergantung pada Atiga 8A, yaitu ' 0
Tme )aktu* Setiap reaksi kimia memerlukan 5aktu tertentu untuk pembakaran bahan
bakar harus diusahakan tetap berada pada 1one pembakaran di dalam ruang bakar pada 5aktu yang cukup seluruh bahan bakar akan terbakar dengan sempurna. 0
Tem%eratur Supaya proses pembakaran suatu 1at dapat terjadi, maka temperatur dari
1at tersebut harus berada pada suatu harga tertentu yang cukup untuk memulai terjadinya reaksi pembakaran. arga temperatur ini tergantung pada komposisi kimia dari masing / masing 1at dan temperatur ini disebut sebagai temperatur penyalaan. Karena itu temperatur ruang bakar boiler harus cukup tinggi menjamin bah5a campuran bahan bakar dan udara akan mencapai temperatur penyalaannya pada 1ona (daerah) pembakaran.
&
Ta#el 2.1. Tem%eratur Penalaan Untuk Ber#aga Unsur 'ma. TEMPERATUR !IMB"L
PEN5ALAAN
'IMIAI S
$
-
$&
;<
"ituminous *oal
<=
;
Semi / "ituminous *oal
=;<
nthractive
>
>$-
ENI! BAHAN 4AT Sulfur (belerang)
cetylene
*$$
=$
><<
#thane
*$
-&=
<<<
ydrogen
$
<
&<
2ethane
*
-<
&<
*arbon 2ono6ide
*3
-
$<
B Tur#ulens 3ksigen di dalam udara yang dialirkan keruang bakar ada kemungkinan dapat langsung mengalir ke cerobong tanpa kontak dengan bahan bakar. al semacam ini dapat di hindari dengan cara memusarkan aliran udara. 8urbulensi udara akan membentuk percampuran yang baik antara udara bahan bakar sehingga akan diperoleh proses pembakaran yang sempurna. 3leh sebab itu faktor 8 tersebut harus selalu dijaga sebab '
"ila temperatur ruang bakar lebih rendah dari temperatur penyalaan campuran, maka campuran tidak akan terbakar dengan baik, bahkan
dapat mematikan nyala api (flame failure). "ila hembusan yang terlalu kuat pada sisi masuk ruang bakar, turbulensi yang kurang baik, serta ukuran partikel bahan bakar yang terlalu besar akan menghasilkan suatu pembakaran yang kurang sempurna di dalam ruang bakar. khirnya, bahan bakar yang belum sempat terbakar di ruang bakar akan terbakar di luar 1one pembakaran dalam ketel uap. Komplikasi selanjutnya adalah bah5a campuran bahan bakar@ udara pada ruang bakar yang volumenya besar. Sehingga dapat membentuk campuran kurus (5eak mi6ture) yang akan meningkatkan resiko terjadinya ledakan (e6plosion).
Pr(ses Pem#akaran Pembakaran merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas, atau panas dan cahaya. Pembakaran sempurna bahan bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. 3ksigen (3$) merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang jumlahnya mencapai $<.>C dari udara. "ahan bakar padat atau cair harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar. "iasanya diperlukan panas untuk mengubah cairan atau padatan menjadi gas. "ahan bakar gas akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup. -
ampir ;>C udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya merupakan elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran. Nitrogen mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas dari pembakaran bahan bakar dan mengencerkan gas buang. Nitrogen juga mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga meningkatkan volum hasil samping pembakaran, yang juga harus dialirkan melalui alat penukar panas sampai ke cerobong. Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada suhu nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen (N36), yang merupakan pencemar beracun. Karbon, hidrogen dan sulfur dalam bahan bakar bercampur dengan oksigen di udara membentuk karbon dioksida, ua p air dan sulfur dioksida, melepaskan panas masing!masing =.<= kkal, $=.>$$ kkal dan $.$$ kkal. Pada kondisi tertentu, karbon juga dapat bergabung dengan oksigen membentuk karbon monoksida, dengan melepaskan sejumlah kecil panas ($.&< kkal@kg karbon). Karbon terbakar yang membentuk *3$ akan menghasilkan lebih banyak panas per satuan bahan bakar daripada bila menghasilkan *3 atau asap. Setiap kilogram *3 yang terbentuk berarti kehilangan panas -- kKal (=<= / $&<). Seperti diketahui bah5a unsur / unsur dalam bahan bakar dapat membentuk reaksi pembakaran dengan oksigen adalah *arbon, idrogen dan Sulfur. Karena itu proses pembakaran bahan bakar tidak lain adalah terbentuknya reaksi pembakaran antara ketiga unsur tersebut dengan oksigen. Deaksi pembakaran untuk ketiga unsur tersebut adalah sebagai berikut ' *ontohnya pada,
Deaksi Pembakaran *arbon * E 3$
F
*3$
(pembakaran *arbon sempurna @ E &&.=$< K?@Kg)
* E G 3$
F
*3
(pembakaran *arbon tak sempurna @ E <.$< K?@Kg)
'e#utuhan U,ara %ntuk dapat menghitung kebutuhan 3ksigen dan udara teoritis bagi proses pembakaran bahan bakar, maka perlu diingat berat atom masing / masing unsur yang terlihat dalam reaksi pembakaran.
%ntuk menghitung kebutuhan udara teoritis maka harus diketahui komposisi dari udara. Komposisi dari udara adalah sebagai berikut ' a.
b.
dalam satuan persen berat, udara mengandung ' 3ksigen
H $&,$ C
Nitrogen
H ;,= C
dalam persen volume, udara mengandung ' 3ksigen
H $ C
Nitrogen
H ;> C
$(nt(h Perhtungan !t(k(metr 'e#utuhan U,ara 6 Peritungan stokiometri uara ,ang ibutukan untuk pembakaran min,ak bakar. . %ntuk pembakaran diperlukan udara. ?umlah udara yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan metode yang diberikan. $. 4angkah
pertama
adalah
menentukan
komposisi
minyak
bakar.
Spesifikasi minyak bakar dari analisis laboratorium diberikan. ;
7ari data analisis dengan jumlah sampel minyak bakar << kg, maka reaksi kimianya adalah sebagai berikut' $ kg karbon memerlukan &$ kg oksigen membentuk kg karbon dioksida, oleh karena itu kg karbon memerlukan &$@$ kg atau $,; kg oksigen kg hidrogen memerlukan &$ kg oksigen membentuk & kg air, oleh karena itu kg hidrogen memerlukan &$@ kg atau = kg oksigen. &$ kg sulfur memerlukan &$ kg oksigen membentuk kg sulfur dioksida, oleh karena itu kg sulfur memerlukan &$@&$ kg atau kg oksigen 3ksigen total yang dibutuhkan ' ($$>,<;E>E<,-) H &$-,-; kg 3ksigen yang sudah ada dalam << kg bahan bakar (ditentukan) H <,; kg 3ksigen tambahan yang diperlukan H &$-,-; / <,; H &$,=; kg ?adi, jumlah udara kering yang diperlukan H (&$,=;) @ <,$& (udara mengandng $&C berat oksigen) H $,- kg udara %dara teoritis yang diperlukan H ($,-) @ << H ,$ kg udara @ kg bahan bakar ?adi, dari contoh diatas terlihat, untuk membakar setiap kg minyak bakar, diperlukan udara ,$ kg.
I Peritungan kanungan 782 teoritis alam gas buang Sangat perlu untuk menghitung kandungan *3$ dalam gas buang, karena dapat digunakan untuk menghitung udara berlebih dalam gas buang. Sejumlah tertentu udara berlebih diperlukan untuk pembakaran sempurna minyak bakar, tetapi jika terlalu banyak udara berlebih dapat menyebabkan kehilangan panas dan terlalu sedikit udara berlebih dapat mengakibatkan pembakaran yang tidak sempurna. *3$ dalam gas buang dapat dihitung sebagai berikut' Nitrogen dalam gas buang H $.- / &$,=; H <=;,-= kg C volum *3$ teortis dalam gas buang dihitung seperti diba5ah ini' =
2ol *3$ dalam gas buang H (&,>;) @ H ;, 2ol N$ dalam gas buang H (<=;,-=) @ $= H &=,= 2ol
S3$
dalam
gas
buang
H
@
H
<,<
C 0olum *3$ teoritis H (2ol*3$ 6 <<) @ 2ol 8otal (Kering) H (;, 6 <<) @ (;, E &=,= E <,<) H -,-C
I Peritungan unsur-unsur gas buang engan uara berlebi Setelah diketahui kebutuhan udara teoritis dan kandungan *3$ teoritis dalam gas buang, langkah berikutnya adalah mengukur persen *3$ sebenarnya dalam gas buang. Pada perhitungan diba5ah diasumsikan bah5a C *3$ terukur dalam gas buang adalah sebesar
C %dara berlebih H J(C *3$ teoritis @ *3$ sebenarnya) / 6 << H J(-,-@< / ) 6 << H --C %dara teoritis yang diperlukan untuk << kg bahan bakar yang terbakar H $,- kg ?umlah total pasokan udara yang diperlukan dengan udara berlebih --C H $,- 6 ,-- H $=>,&< kg ?umlah udara berlebih (udara berlebih nyata ! teoritis) H $=>,&< / $,- H ;;,=3$ ($&C) H ;;,=- 6 <,$& H ;=,= kg N$ (;;C) H ;;,=- / ;=,= H ->=,; kg ?umlah kandungan akhir unsur gas buang dengan udara berlebih --C untuk setiap << kg bahan bakar adalah seperti diba5ah ini' *3$ H &,>; kg $3 H <=,<< kg S3$ H kg >
3$ H ;=,= kg N$ H =-,;- kg (H <=;,-= dalam udara E ->=,; dalam udara be rlebih)
I Peritungan 9 olum 782 teoritis alam gas buang kering Setelah didapat hasil perhitungan jumlah unsur dalam satuan berat, kemudian dapat dihitung jumlah unsur berdasarkan satuan volum sebagai berikut' 2ol *3$ dalam gas buang H &,>; @ H ;, 2ol S3$ dalam gas buang H @ H <,< 2ol 3$ dalam gas buang H ;=,= @ &$ H -,-= 2ol N$ dalam gas buang H =-,;- @ $= H <,$< C volum *3$ teoritis H (2ol *3$ 6 <<) @ mol total (kering) H (;, 6 <<) @ (;, E <,< E -,-= E <,$<) H - H ;,-C
2.7
Bakan Bakar "ahan bakar adalah suatu materi apapun yang bisa diubah menjadi energi.
"iasanya bahan bakar mengandung energi panas yang dapat dilepaskan dan dimanipulasi.
Kebanyakan
bahan
bakar
digunakan
manusia
melalui
proses pembakaran (reaksi redoks) di mana bahan bakar tersebut akan melepaskan panas setelah direaksikan dengan oksigen di udara. Proses lain untuk melepaskan energi dari bahan bakar adalah melalui reaksi eksotermal dan reaksi nuklir (seperti 9isi
nuklir atau 9usi
nuklir). idrokarbon (termasuk
di
dalamnya bensin dan solar ) sejauh ini merupakan jenis bahan bakar yang paling sering digunakan manusia. "ahan bakar lainnya yang bisa dipakai adalah logam radioaktif.
"ahan bakar cair $<
"ahan bakar cair adalah bahan bakar yang strukturnya tidak rapat, jika dibandingkan dengan bahan bakar padat molekulnya dapat bergerak bebas. "ensin@gasolin@premium, minyak solar, minyak tanah adalah contoh bahan bakar cair. "ahan bakar cair yang biasa dipakai dalam industri, transportasi maupun rumah tangga adalah fraksi minyak bumi. 2inyak bumi adalah campuran berbagai hidrokarbon yang termasuk dalam kelompok senya5a' parafin, naphtena, olefin, dan aromatik. Kelompok senya5a ini berbeda dari yang lain dalam kandungan hidrogennya. 2inyak mentah, jika disuling akan menghasilkan beberapa macam fraksi, seperti' bensin atau premium, kerosen atau minyak tanah, minyak solar, minyak bakar, dan lain!lain. Setiap minyak petroleum mentah mengandung keempat kelompok senya5a tersebut, tetapi perbandingannya berbeda. .
Solar (*$$&) Solar adalah salah satu jenis bahan bakar yang dihasilkan dari proses
pengolahan minyak bumi, pada dasarnya minyak mentah dipisahkan fraksi!fraksinya pada proses destilasi sehingga dihasilkan fraksi solar dengan titik didih $-
8idak ber5arna atau terkadang ber5arna kekuning!kuningan dan berbau.
$.
8idak akan menguap pada temperatur normal.
&.
2emiliki kandungan sulfur yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan bensin dan kerosen.
.
2emiliki flash point (titik nyala) sekitar
-.
8erbakar spontan pada temperatur &<
.
2enimbulkan panas yang tinggi sekitar <.-<< kcal@kg.
$.
3li "ekas (*$<$) 4imbah oli atau limbah minyak pelumas residu dari oli murni atau vaseline
berada di antara * sampai ke *$<. 7i indonesia jumlah limbah pelumas bekas pada tahun $<<& sekitar - juta liter pertahun ( 555. 5ikipedia.com ). Sumber dari limbah ini berasal dari berbagai aktivitas sarana mesin serta industri. Proses yang dilakukan melalui tahapan absorpsi dan distilasi ( untuk mengolah oli bekas menjadi sampel bahan bakar). 2.8
Pr(se,ur Peng(%erasan Burner . 2empersiapkan alat dan bahan yang diperlukan. $. 2enghidupkan kompresor dengan menghubungkan stacker ke arus listrik &. . -. .
P4N. 2embuka katup laju alir udara sesuai dengan laju alir yang diinginkan. 2emasukkan bahan bakar kedalam tangki (5adah) bahan bakar. 2embuka katup bahan bakar. 2embuka katup no11le dengan menarik katup, kemudian memantik api pada ujung keluaran no11le.
$$
BAB III PEMBAHA!AN
3.1 Data Pengamatan 4aju alir "ahan bakar
' (.( 4@jam
8 )pi
' ;>L*
4aju )lir %dara
' $- 4@menit
7ensitas (. "" *ampuran
' <,= gr@ml
$. Solar
' <,=&< gr@ml
&. 3li
' <,=<< gr@ml
0iskositas dinamis (. "" *ampuran
' $&,; gr@cm s
$. Solar
' &,$ gr@cm s
&. 3li
' ,>= gr@cm s
0iskositas Kinematis (. "" *ampuran
' $;, gr@cm s H $;< centistokes
$. Solar
' &,;& cm$@s H&;(¢istokes
&. 3li
' &,$ cm$@s H&$<
eating 0alue (. "" *ampuran
' >.< btu@lb
$&
$. Solar
' $<.;$ btu@lb
&. 3li
' $$.-< btu@lb
3.2 Perhtungan
3.2.1 Penentuan heatng 9alue #ahan #akar ):a;tual*
1.
Penentuan heating value pada bahan bakar campuran solar dan oli 7iketahui ' Penentuan ,enstas #ahan #akar "erat gelas kimia kosong "erat gelas kimia E campuran bahan bakar "erat sampel 0olume sampel 7ensitas bahan bakar
' $$,$= gr ' ;, gr ' $->,= gr ' &<< ml
H H <,= gr@ml
⁰
P: H
H
! &,-
H &$,$ 2. Penentuan 9sk(stas #ahan #akar 7iamter bola ' ,$ cm "erat bola ' =,- gr Panjang lintasan ' ;,& cm Maktu bola jatuh ' t H <, s, t$ H <,; s, t& H <, s 7ensitas bola
$
H
H
H >, gr@cm& 0iskositas dinamis
H $&,; gr@cm s
0iskositas kinematik 0H H H $;, cm$@s H $;< centistokes
&. . -. . ;. =. >.
9aktor k verage "P verage "2 $ content Specific heat liOuid Specific heat vapor eating value
H $,- (hougen halaman <) H =$< 39 (hougen halaman <-) H < (hougen halaman H (hougen halaman <=) H <, (hougen halaman $) H <,&> (hougen halaman $-) H >.< btu@lb (hougen halaman &<)
3.2.2 Penentuan heatng 9alue #ahan #akar te(rts
Penentuan heating value pada solar $-
7iketahui ' 1. Penentuan ,enstas #ahan #akar 7ensitas bahan bakar
' <,=&< gr@ml
⁰
P: H
H
! &,-
H &=,= 2. Penentuan 9sk(stas #ahan #akar 7iamter bola ' ,$ cm "erat bola ' =,- gr Panjang lintasan ' ;,& cm Maktu bola jatuh ' t H <,= s, t$ H <, s, t& H <,= s 7ensitas bola
H
H
H >,& gr@cm& 0iskositas dinamis
H &,$ gr@cm s
$
0iskositas kinematik 0H H
H&,;& cm$@s H &;& centistokes &. 9aktor k H &,- (hougen halaman <) . eating value H $<.;$ btu@lb (hougen halaman &<)
Penentuan heating value pada 3li 7iketahui '
1. Penentuan ,enstas #ahan #akar 7ensitas bahan bakar
' <,=<< gr@ml
⁰
P: H
H
! &,-
H -.&;2. Penentuan 9sk(stas #ahan #akar 7iamter bola ' ,$ cm "erat bola ' =,- gr Panjang lintasan ' ;,& cm Maktu bola jatuh ' t H <,= s, t$ H ,$ s, t& H <, s
7ensitas bola
$;
H
H
H >,& gr@cm& 0iskositas dinamis
H ,>= gr@cm s
0iskositas kinematik 0H H H &,$ cm$@s H &$<< centistokes
&. 9aktor k . eating value
H ,- (hougen halaman <) H $$.-< btu@lb (hougen halaman &<)
3.2.3 Penentuan u,ara e<;ess 7iketahui ' Nama Alat elas kimia untuk solar
Berat )gr* $=,= $=
(a) elas kimia E solar (b) Solar (*$$&) (b!a) elas kimia untuk oli (a) elas kimia E oli (b) 3li (*$<$) (b!a)
2ol solar H
H
2ol 3li H
H
$>;,<= =, <<,>$$,= $&,$&
H ,<<> mol
H mol
"asis 3$ << gr
2ol 3$ H
6 << gr H
H $ mol
a. !(lar
*$$& E 2ula
,<<>
3$ !
$*3$ E
$3
!
!
(mol)
"ereaksi ,<<>
;,><>
$,<=
,<&
(mol)
Sisa
!
;,><>
$,<=
,<&
(mol)
"2
;
&$
=
(
-;&,<==
-&$,;-$
"erat
<
$<=,=-
)
(gr)
#. "l $>
2ula
*$<$ E
3$
$<*3$ E $ $3
<,&;
!
!
!
(mol)
"ereaksi <,&;
&,&$=
=,;
>,;;
(mol)
Sisa
!
&,&$=
=,;
>,;;
(mol)
"2
$=$
=
(
&=,-
><,-
(gr)
"erat
<
&$ $,>
)
3$ suply H ;,><> mol E &,&$= mol H &,$&= mol 3$ "erlebih H &,$&= mol 6 (
E
H &;,;>; mol
3$ sisa H &;,;>; mol / &,$&= mol H ,--> mol C #6cess H
6 << H $ C
3.2./ Penentuan -lame Tem%erature Te(rts
9lame temperature 9aktual (praktikum) H;-L* 9lame temperature 8eoritis "erdasarkan tabel H 8 Solar E 8 oli@$ H >;
N( $ &
!ena=a Unsur ang ,#akar 2etana (gas alam) Pembakar "unsen Kayu "ensin Kerosin 7iesel 3il
Tem%eratur Nala >-<>< >< &<
; = >
Pelumas 2esin Nyala 4ilin rang
-< < (pada umumnya) &>< BAB I> PENUTUP
/.1
ANALI!A DATA Praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui heating value dari bahan bakar
yang digunakan pada no11le sederhana. "ahan bakar yang digunakan pada alat ini ada dua macam yaitu pencampuran -
7ari referensi didapat
pada suhu -,-Q* yaitu <,>>> gr@cm&
Selanjutnya, lakukan hal yang sama pada masing!masing bahan bakar yaitu pada -
Setelah mengetahui densitas dari masing!masing bahan bakar barulah dapat mencari QP: dengan rumus &
Selanjutnya mencari viskositas dengan cara mengukur diameter bola, lalu menimbangnya. Setelah mengetahui berat dan diameter bola, kemudian mengukur panjang lintasan yang nantinya akan dilalui oleh bola tersebut. Saat bola mele5ati lintasan, hidupkan stop5atch untuk mengetahui seberapa lama bola tersebut mele5ati lintasan tentunya dengan menggunakan bahan bakar yang berbeda!beda. Praktikum ini dilakukan sebanyak & kali untuk mendapatkan 5aktu rata!rata. %ntuk mengetahui viskositas dinamis dapat menggunakan rumus
7an untuk mengetahui viskositas kinematik dapat menggunakan rumus 0H 4akukan percobaan viskositas ini untuk masing!masing bahan bakar. Setelah mendapatkan QP: dan viskositas kinematik, dapat diketahui heating value!nya dengan menggunakan grafik pada buku hougen halaman &<.
&$
/.2
'E!IMPULAN .
Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan yang dapat terbakar, disertai timbulnya cahaya dan menghasilkan kalor.
$.
%nsur utama yang terdapat pada bahan bakar adalah a. Karbon ( * ) b. idrogen ( )
&.
Pembakaran sempurna@ baik membutuhkan ' a. Suhu yang cukup untuk menyalakan dan menjaga penyalaan bahan bakar, b. 8urbulensi atau pencampuran oksigen dan bahan bakar yang baik, c. Maktu yang cukup untuk pembakaran yang sempurna.
.
Setiap reaksi atau proses suatu pembakaran akan menghasilkan energi, yaitu panas atau kalor.
-.
"urner mengubah bahan bahan dari fase cair menjadi fasa gas dan menebakannya dengan nyala api sehingga menyala dan menghasilkan energi panas.
.
No11le disebut juga dengan pengabut atau :njektor, karena tugas dari komponen ini adalah menginjeksi, dan disebut pengabut karena bahan bakar keluar dari komponen ini dalam bentuk kabut, sedangkan disebut nosel karena ujung komponen ini luas penampangnya makin mengecil.
&&
DA-TAR PU!TA'A
8herma6 :ndia 4td. Tecnical :emento "ureau of #nergy #fficiency. ;nerg, ;fficienc, in Termal 0tilities. *hapter . $<< Petroleum *onservation Desearch ssociation. 555.pcra.org Peoman ;fisiensi ;nergi untuk
$<$.
http'@@adikasin.blogspot.co.id@$<$@<>@proses!pembakaran!bahan!
bakar.html nonim,
http'@@indarluhsepdyanuri.blogspot.co.id@$<@$@makalah!pembakaran!
teknik!kimia!kuliah.html http'@@fandiherlandi.blogspot.co.id@$<&@<@pemanfaatan!oli!bekas!untuk!bahan! bakar.html http'@@555.prosesindustri.com@$<-@<$@defenisi!bahan!bakar!diesel!solar.html ougen https'@@555.academia.edu@=;;&&@"urner https'@@555.scribd.com@document@<<;;->@Pembakar!"ahan!"akar!*air
&
