UNIVERSITAS INDONESIA

SIMULASI WAKTU TUNDA IGNISI REAKSI PEMBAKARAN METANOL DENGAN VARIASI TEKANAN, TEMPERATUR, DAN

RASIO EKIVALENSI

GROUP 4

GROUP PERSONNEL:ADITYA KRISTIANTO (1206249681)

ANDREAN DIYANDANA (1206263364)JULIUS FERDINAND (1206254731)

ZAINAL ABIDIN JUFRI (1206314655)

DEPARTMENT OF CHEMICAL ENGINEERINGFACULTY OF ENGINEERINGUNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2015

DAFTAR ISI

BAB I: PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

BAB II: TEORI DASAR ............................................................................................. 2

BAB III: SIMULASI ................................................................................................... 6

BAB IV: ANALISIS ...................................................................................................10

BAB V: KESIMPULAN .............................................................................................14

ii

DAFTAR TABEL DAN GAMBAR

Tabel

Tabel 3.1. Data Hasil Variasi Percobaan ........................................................................6

Gambar

Gambar 3.1. Waktu tunda ignisi pada campuran (A), rasio ekivalensi 0,75 .................7

Gambar 3.2. Waktu tunda ignisi pada campuran (B), rasio ekivalensi 0,75 .................7

Gambar 3.3. Waktu tunda ignisi (A) pada berbagai rasio ekivalensi, Pi = 2,9 atm ......8

Gambar 3.4. Waktu tunda ignisi (B) pada berbagai temperatur, Pi = 1,2 atm ..............9

Gambar 4.1. Waktu tunda ignisi pada campuran (A), rasio ekivalensi 0,75 ................10

Gambar 4.2. Waktu tunda ignisi (A) pada berbagai rasio ekivalensi, Pi = 2,9 atm .....11

Gambar 4.3. Waktu tunda ignisi (B) pada berbagai temperatur, Pi = 1,2 atm .............12

iii

BAB IPENDAHULUAN

Pada tugas kali ini, kami membuat simulasi waktu tunda ignisi pada reaksi

pembakaran metanol. Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak Chemkin 3.7.1

untuk menjalankan reaksi pembakaran. Waktu tunda ignisi dari reaksi diperoleh dengan cara

memvariasikan tekanan, temperatur, dan rasio ekivalensi.

Teori dasar diberikan sebagai acuan terhadap reaksi pembakaran metanol. Pada teori

dasar, mahasiswa akan dipandu untuk memahami bagaimana reaksi terjadi. Sebelum

terjadinya produk, reaksi berlangsung karena ada mekanisme. Mekanisme reaksi akan

mempengaruhi produk dari reaksi pembakaran. Pada mekanisme reaksi, sebelum

terbentuknya produk, mekanisme mempengaruhi kondisi operasi yang diperlukan untuk

menghasilkan reaksi pembakaran sempurna.

Program Chemkin yang dijalankan menggunakan mode Aurora. Mode tersebut

berfungsi untuk mencari waktu tunda ignisi. Running dilakukan dengan komputer

berkapasitas 32-bit dan OS Windows 7. Simulasi dilakukan dengan memasukkan data variasi

dalam bentuk input format notepad. Hasil dari running program didokumentasikan dalam

format wordpad.

Hasil yang diperoleh dari simulasi adalah waktu tunda ignisi dan suhu ignisi. Hasil

yang diperoleh ini terdiri dari banyak data karena variasi tekanan, temperatur, dan rasio

ekivalensi yang diberikan. Hasil simulasi akan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Hasil

simulasi akan dianalisis untuk memahami faktor-faktor apa saja yang terkait dengan waktu

tunda ignisi. Analisis juga akan membantu mahasiswa mempelajari hubungan yang terbentuk

dari variasi tekanan, temperatur, dan rasio ekivalensi terhadap waktu tunda ignisi.

iv

BAB IITEORI DASAR

2.1 Reaksi Pembakaran

Pembakaran adalah suatu reaksi oksidasi bahan bakar oleh oksigen yang

menghasilkan senyawa CO, CO2, atau H2O. Suatu reaksi pembakaran dikatakan sempurna

apabila reaksi tersebut menghasilkan produk CO2 dan H2O. Reaksi pembakaran yang

sempurna dapat diwakilkan pada persamaan reaksi berikut:

C x H y+O2→ C O2+ H 2O

Sedangkan untuk reaksi pembakaran yang tidak sempurna, produk yang dihasilkan adalah

CO dan H2O. Produk hasil reaksi pembakaran ini dianggap tidak sempurna karena

menghasilkan senyawa CO yang bersifat radikal. Reaksi pembakaran tidak sempurna dapat

diwakilkan pada persamaan reaksi berikut:

C x H y+O2→ CO+H 2 O

Senyawa CO dikatakan bersifat radikal karena memiliki ikatan atom yang tidak stabil

sehingga bersifat merusak ikatan senyawa lain. Senyawa CO biasanya memiliki warna hitam

seperti asap kendaraan bermotor yang mesinnya sudah buruk dan berbau tidak sedap bila

dihirup. Senyawa CO dapat mengakibatkan penyakit kanker bila masuk ke dalam tubuh

manusia.

2.2 Tipe Nyala

Reaksi pembakaran dapat dilihat dari terbentuknya api. Api yang dihasilkan ternyata

dapat dibedakan jenis nyalanya. Ada beberapa tipe nyala pada api hasil dari reaksi

pembakaran. Nyala tersebut:

a) Nyala Premix Laminer dan Turbulen

Nyala Premix adalah nyala api yang dihasilkan oleh reaksi pembakaran karena

bahan bakar yang berwujud gas dan oksidator(pada kasus ini gunakan senyawa

O2) tercampur secara homogen sebelum terbakar. Nyala premix bisa terjadi baik

pada aliran laminer maupun turbulen, jadi yang membedakan hanya jenis

alirannya saja. Nyala premix pada aliran turbulen dapat dijumpai pada

pembakaran dalam mesin mobil dan turbin gas.

b) Nyala Non-Premix Laminer dan Turbulen

Nyala non-premix adalah nyala api yang dihasilkan oleh reaksi pembakaran

karena bahan bakar yang berwujud gas dan oksidator(pada kasus ini gunakan

v

senyawa O2) tercampur secara homogen saat reaksi pembakaran berlangsung.

Berbeda dengan nyala premix yang bahan bakarnya tercampur secara homogen

sebelum reaksi pembakaran berlangsung. Nyala premix bisa terjadi baik pada

aliran laminer maupun turbulen, jadi yang membedakan hanya jenis alirannya

saja. Nyala non-premix pada aliran turbulen dapat dijumpai pada pembakaran

dalam mesin roket hidrogen dan mesin diesel.

c) Nyala Premix Parsial

Nyala premix parsial adalah jenis nyala yang dihasilkan reaksi pembakaran saat

sebagian bahan bakar tercampur dengan udara sebelum pembakaran, dan sebagian

baru tercampur saat pembakaran berlangsung. Contoh nyala premix parsial adalah

pembakaran lilin.

2.3 Faktor-Faktor yang Terkait Reaksi Pembakaran

Dalam melangsungkan reaksi pembakaran, terdapat berbagai macam faktor yang

mempengaruhi reaksi pembakaran. Faktor-faktor tersebut berpengaruh pada

stoikiometri/komposisi produk yang dihasilkan, suhu reaksi, sisa reaktan, dan energi/panas

hasil pembakaran. Faktor-faktor tersebut antara lain:

a) Mekanisme Reaksi

Suatu reaksi kimia pada umumnya adalah merubah reaktan menjadi produk. Proses

terbentuknya produk tidak berlangsung begitu saja. Ada rangkaian mekanisme reaksi

sebagai rute jalannya reaksi yang menetukan seperti apa reaktan akan berubah

menjadi produk. Pada mekanisme reaksi tersebut, terbentuk berbagai macam senyawa

perantara dan senyawa radikal yang menentukan senyawa akhir(produk). Sebagai

contohnya pada reaksi pembakaran metanol, dapat terbentuk senyawa OH yang

bersifat radikal karena ada satu elektron pada atom O yang belum berpasangan.

Senyawa OH akan mengganggu ikatan senyawa lain sehingga terbentuk berbagai

macam senyawa baru hingga antar senyawa tersebut saling bereaksi membentuk

produk. Senyawa lain pada pembakaran metanol yang dapat terbentuk adalah

formaldehida.

b) Suhu

Mekanisme reaksi membentuk senyawa-senyawa perantara. Suhu juga ikut berperan

dalam pembentukan senyawa perantara pada mekanisme reaksi pembakaran. Sebagai

contoh pada reaksi pembakaran metanol, pada suhu yang rendah, terbentuk senyawa

formaldehida. Pada suhu yang semakin naik, maka jumlah konsentrasi senyawa

vi

formaldehida sebagai senyawa perantara dalam mekanisme reaksi pun akan

berkurang. Peningkatan temperatur juga mengakibatkan terbentuknya senyawa radikal

yang berbeda dari senyawa radikal saat reaksi berjalan pada suhu rendah. Pada

pembakaran metanol, semakin tinggi suhu, terbentuk senyawa radikal OH dan CO2.

Pembentukan senyawa perantara ini disertai dengan penurunan konsentrasi metanol.

Hal ini menunjukkan bahwa terjadi konversi reaktan menjadi senyawa

perantara/radikal untuk berubah seutuhnya menjadi produk.

c) Waktu tinggal

Waktu tinggal adalah waktu yang dibutuhkan bahan bakar untuk tinggal di dalam

wadah pembakaran(dalam konteks ini dapat dikatakan mesin pembakaran). Semakin

lama bahan bakar tinggal di dalam mesin pembakaran, maka bahan bakar akan

mengalami reaksi pembakaran semakin lama. Semakin lama reaksi yang dialami

maka suhu akan semakin meningkat dan reaktan(bahan bakar) akan semakin habis

jumlahnya karena terkonversi menjadi produk.

d) Rasio Ekivalensi

Rasio ekivalensi adalah perbandingan bahan bakar dengan udara pada keadaan aktual

terhadap bahan bakar dengan udara pada keadaan stoikiometri. Rasio ekivalensi dapat

dijelaskan pada persamaan berikut:

∅=( Fuel / Air )actual

( Fuel / Air ) stoichiometry

Jika ϕ<1 maka sistem tersebut memiliki bahan bakar yang sedikit.

Jika ϕ>1 maka sistem tersebut memiliki bahan bakar yang banyak.

e) Tekanan

Tekanan pada sistem dapat mempengaruhi reaksi pembakaran. Tekanan berbanding

lurus dengan suhu. Ketika tekanan tinggi, maka suhu akan ikut tinggi sehingga

reaktan pada reaksi pembakaran mengalami konversi dengan cara terjadinya

mekanisme reaksi sebagai rute terbentuknya produk. Jika tekanan rendah, suhu akan

ikut rendah sehingga reaksi pembakaran berlangsung lambat dan pada akhirnya hanya

sedikit konversi reaktan menjadi produk.

2.4 Tahapan dalam Melakukan Simulasi

Dalam menghitung variasi data reaksi pembakaran, untuk mempermudah perhitungan

dan pengumpulan data, dilakukan simulasi menggunakan perangkat lunak. Tahapan

melakukan simulasi harus dimulai secara sistematis. Tahapn-tahapan tersebut:

vii

a) Investigasi Reaksi Elementer, Data Termodinamika, dan Data Kinetika Oksidasi

Metanol

Tahapan ini dilakukan dengan mengumpulkan literatur tentang reaksi-reaksi

elementer pada oksidasi metanol. Lalu, data kinetika yang diperlukan antara lain

koefisien laju reaksi(k) yang diperoleh dari persamaan Arrhenius.

b) Mengembangkan Model Kinetika

Pengembangan model kinetika dilakukan dengan menggunakan data reaksi elementer,

data kinetika, dan termodinamika yang telah diperoleh dari literatur. Data yang telah

diperoleh ini disusun dalam satu dokumen untuk dijadikan input ke program simulasi.

c) Validasi Mekanisme

Tahap ini dilakukan dengan membandingkan antara hasil permodelan dengan data

yang diperoleh melalui percobaan laboratorium atau eksperimen. Data eksperimen

yang digunakan engenai profil konsentrasi spesi dan profil waktu tunda ignisi pada

sistem oksidasi(pembakaran) metanol.

d) Analisis Sensitivitas

Analisis sensitivitas adalah analisis untuk mengidentifikasi reaksi-reaksi yang tidak

penting. Analisis sensitivitas mengidentifikasi langkah reaksi pembatas laju. Analisis

ini dapat dilakukan dengan mengubah koefisien laju reaksi khusus dan permodelan

konsentrasi radikal HO2 baik sebelum maupun sesudah perubahan koefisien laju

reaksi. Hasilnya lalu dibandingkan dengan perbedaan terbesar yang dicapai

sistem(hasil ini disebut koefisien sensitivitas). Koefisien sensitivitas yang rendah

menunjukkan laju reaksi sistem secara keseluruhan turun dan konsentrasi HO2 rendah.

Sedangkan koefisien sensitivitas yang tinggi menunjukkan hal yang sebaliknya.

e) Analisis Laju Produksi

Analisis Laju Produksi menghitung persentase kontribusi dari reaksi-reaksi yang

berbeda ke pembentukan atau konsumsi spesi kimia yang terkait. Metode analisis ini

dilakukan dengan memperhatikan distribusi spesi.

f) Simulasi

Tahap ini dilakukan dengan mensimulasikan reaksi pembakaran metanol dengan

variasi tekanan, suhu, dan rasio ekivalensi menggunakan perangkat lunak Chemkin.

viii

BAB IIISIMULASI

Untuk simulasi waktu tunda ignisi, kami menggunakan program Chemkin untuk

mereprenstasikan keadaan yang terjadi pada Shock Tube, dengan aplikasi Aurora, untuk

mengetahui pengaruh temperature, tekanan awal, serta rasio ekivalensi terhadap waktu tunda

ignisi

Berikut kami cantumkan tabel data hasil rangkuman variasi percobaan menggunakan

aplikasi Aurora :

Tabel 3.1. Data Hasil Variasi Percobaan

Trial ke-Pressure

(bar)Temperature in (K)

Rasio ekuivalensi (Φ)

Thermal ignition time

(s)

Thermal ignition

time (ms)

thermal ignition

temperature (K)

Komposisi

CH3OH

Komposisi O2

Komposisi Ar

1 2.9 1400 0.5 0.000201 0.201 1430 0.1 0.3 0.62 2.9 1500 0.5 0.000794 0.794 1430 0.1 0.3 0.63 2.9 1600 0.5 0.000364 0.364 1430 0.1 0.3 0.64 2.9 1700 0.5 0.000148 0.148 1430 0.1 0.3 0.65 2.9 1800 0.5 0.0000768 0.0768 1430 0.1 0.3 0.66 2.9 1400 1 0.00017 0.17 1430 0.2 0.3 0.57 2.9 1500 1 0.0005 0.5 1430 0.2 0.3 0.58 2.9 1600 1 0.000233 0.233 1430 0.2 0.3 0.59 2.9 1700 1 0.000099 0.099 1430 0.2 0.3 0.5

10 2.9 1800 1 0.0000578 0.0578 1430 0.2 0.3 0.511 2.9 1400 2 0.000139 0.139 1430 0.4 0.3 0.312 2.9 1500 2 0.00036 0.36 1430 0.4 0.3 0.313 2.9 1600 2 0.000172 0.172 1430 0.4 0.3 0.314 2.9 1700 2 0.0000791 0.0791 1430 0.4 0.3 0.315 2.9 1800 2 0.0000579 0.0579 1430 0.4 0.3 0.316 1.2 1800 0.75 0.0000755 0.0755 1430 0.2 0.4 0.417 1.2 1850 0.75 0.0000797 0.0772 1430 0.2 0.4 0.418 1.2 1900 0.75 0.0000831 0.0831 1430 0.2 0.4 0.419 1.2 2000 0.75 0.0000855 0.0855 1430 0.2 0.4 0.420 1.2 2100 0.75 0.0000903 0.0903 1430 0.2 0.4 0.421 15 1800 0.75 0.00000872 0.00872 1430 0.2 0.4 0.422 15 1850 0.75 0.00000647 0.00701 1430 0.2 0.4 0.423 15 1900 0.75 0.00000454 0.00454 1430 0.2 0.4 0.424 15 2000 0.75 0.00000233 0.00233 1430 0.2 0.4 0.425 15 2100 0.75 0.000000529 0.000529 1430 0.2 0.4 0.4

ix

3.1. Variasi Tekanan Awal

Gambar 3.1. memperlihatkan profil waktu tunda ignisi pada campuran pada skripsi

acuan, rasio ekivalensi 0,75, temperature awal dari 1000 K sampai 2200 K , dan dua tekanan

yang berbeda yaitu 1,2 atm dan 15 atm. Waktu tunda ignisi pada tekanan 15 atm lebih kecil

daripada tekanan 1,2 atm. Selain itu, semakin tinggi temperature awal, waktu tunda ignisi

juga semakin kecil. Hal ini menunjukkan bahwa dengan tekanan dan temperature awal yang

tinggi maka ignisi cepat tercapai, dan bahan bakar akan cepat terbakar.

Gambar 3.1. Waktu tunda ignisi pada campuran (A), rasio ekivalensi 0,75

Kemudian, kami membandingkan hasil dengan data percobaan yang kami lakukan dengan

parameter yang sama dengan diatas. Percobaan kami menggunakan rentang temperature

1800-2100 K karena beberapa masalah yang kami dapatkan dengan hasil. Berikut hasil yang

kami dapatkan :

1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 18500

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

Rasio ekivalensi = 0.5Rasio ekivalensi = 1Rasio ekivalensi = 2

Temperatur (K)

Wak

tu tu

nda

igni

si (m

s)

Gambar 3.2. Waktu tunda ignisi pada campuran (B), rasio ekivalensi 0,75

x

3.1. Variasi Rasio Ekivalensi

Gambar 3.3 memperlihatkan profil waktu tunda ignisi dengan variasi rasio ekivalensi

pada tekanan awal 2.9 atm, serta temperatur awal dari 1000K sampai 2100 K.

Gambar 3.3. Waktu tunda ignisi (A) pada berbagai rasio ekivalensi, Pi = 2,9 atm

Berdasarkan gambar 3.3 dapat diketahui bahwa ketika temperature dibawah 1546 K,

campuran methanol pada kondisi kaya bahan bakar memiliki waktu tunda ignisi yang lebih

kecil dari pada campuran miskin bahan bakar. Dengan demikian pada temperature dibawah

1546, campuran methanol – udara yang kaya bahan bakar akan terbakar lebih cepat. Namun,

ketika temperature diatas 1546 K, terjadi sebaliknya. Hal ini karena pada temperature tinggi,

pengaruh rasio ekivalensi tidak lagi sebesar pengaruhnya pada temperature yang lebih

rendah.

Kemudian, kami membandingkan hasil dengan data percobaan yang kami lakukan

dengan parameter yang sama dengan diatas. Percobaan kami menggunakan rentang

temperature 1400-1800 K karena beberapa masalah yang kami dapatkan dengan hasil.

Berikut hasil yang kami dapatkan :

xi

1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 21500

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

P = 1,2 atmP = 15 atm

Temperatur (K)

Wak

tu tu

nda

igni

si (m

s)

Gambar 3.4. Waktu tunda ignisi (B) pada berbagai temperatur, Pi = 1,2 atm

xii

BAB IVANALISIS

Waktu Tunda Ignisi

Waktu tunda ignisi merupakan karakteristik reaksi kimia yang ditentukan oleh

mekanisme percabangan rantai dan selama periode waktu tunda ignisi, populasi kolom

radikal meningkat secara eksponensial. Walaupun demikian, jumlah bahan bakar yang

terkonsumsi dan bahkan jumlah energi yang dibebaskan masih sangat kecil untuk dideteksi

sehingga reaksi kimia penting (yang melibatkan percabangan rantai, pembentukan radikal)

terjadi selama waktu induksi dimana temperatur mendekati nilai konstan.

Karena reaksi elementer dipengaruhi oleh temperatur, maka waktu tunda ignisi sangat

bergantung pada temperatur. Waktu tunda ignisi bergantung pada temperatur secara

eksponensial seperti dalam persamaan berikut :

τ=A eBT

Pada persamaan diatas, temperatur berpengaruh secara langsung pada reaksi elementer

selama periode induksi. Untuk mengetahui waktu tunda ignisi, simulasi dilakukan pada shock

tube dengan memvariasikan temperatur, tekanan awal, serta rasio ekivalensi terhadap waktu

tunda ignisi.

Variasi Tekanan Awal pada Simulasi Waktu Tunda Ignisi

Dari simulasi yang telah dilakukan, kemudian kita dapat membuat grafik seperti

berikut :

Gambar 4.1. Waktu tunda ignisi pada campuran (A), rasio ekivalensi 0,75

xiii

Pada grafik diatas, kita mendapatkan profil waktu tunda ignisi dengan rasio ekivalensi.. ,

variasi temperatur awal dari 1000 K sampai 1800 K dengan variasi dua tekanan berbeda yaitu

pada ... atm dan ... atm. Dengan variasi tersebut, kita mendapatkan dua buah kurva: kurva

pertama menunjukkan profil waktu tunda ignisi pada tekanan .. atm, rasio ekivalensi ..., dan

variasi temperatur dari 1000 K sampai 1800 K dan kurva kedua menunjukkan profil waktu

tunda ignisi pada tekanan .. atm, rasio ekivalensi ..., dan variasi temperatur dari 1000 K

sampai 1800 K. Dari profil waktu tunda ignisi pada tekanan 15 atm tersebut kita dapat

melihat bahwa semakin tinggi temperatur awal, waktu tunda ignisi juga semakin kecil.

Artinya, dengan temperatur awal yang besar, maka waktu sesaat sebelum terjadinya ignisi

tidak akan berlangsung lama sehingga ignisi dapat cepat tercapai dan bahan bakar akan cepat

terbakar. Akan tetapi, pada tekanan 1,2 atm dengan variasi temperatur awal dari 1400 K

sampai 1800 K terjadi hasil yang tidak sesuai dengan teori yang ada. Seharusnya, semakin

tinggi temperatur awal, maka waktu tunda ignisi juga akan semakin kecil. Akan tetapi yang

terjadi adalah sebaliknya, semakin tinggi temperatur maka semakin tinggi pula waktu tunda

ignisi. Hal ini dapat terjadi dikarenakan kesalahan input data sehingga menyebabkan hasil

yang didapat juga kurang memuaskan. Seharusnya, dengan naiknya tekanan awal pada

temperatur awal yang sama, maka waktu tunda ignisi juga akan berlangsung cepat sehingga

ignisi dapat cepat tercapai dan bahan bakar dapat cepat terbakar. Dari sini kita dapat

menyimpulkan bahwa semakin tinggi tekanan awal dan temperatur awal, maka waktu tunda

ignisi semakin kecil sehingga ignisi dapat cepat tercapai dan bahan bakar dapat cepat

terbakar.

Variasi Rasio Ekivalensi pada Simulasi Waktu Tunda Ignisi

Dari simulasi yang telah dilakukan, kemudian kita dapat membuat grafik seperti

berikut :

Gambar 4.2. Waktu tunda ignisi (A) pada berbagai rasio ekivalensi, Pi = 2,9 atm

xiv

Pada grafik diatas, kita mendapatkan profil waktu tunda ignisi pada tekanan 2,9 atm, variasi

temperatur awal dari 1400 K sampai 1800 K dengan variasi tiga rasio ekivalensi berbeda

yaitu pada 0,5; 1; dan 2. Dengan variasi tersebut, kita mendapatkan tiga buah kurva: kurva

pertama menunjukkan profil waktu tunda ignisi pada tekanan 2,9 atm, rasio ekivalensi 0,5;

dan variasi temperatur dari 1400 K sampai 1800 K, kurva kedua menunjukkan profil waktu

tunda ignisi pada tekanan 2,9 atm, rasio ekivalensi 1, dan variasi temperatur dari 1400 K

sampai 1800 K, dan kurva ketiga menunjukkan profil waktu tunda ignisi pada tekanan 2,9

atm, rasio ekivalensi 2, dan variasi temperatur dari 1400 K sampai 1800 K.

Berdasarkan grafik, kita dapat melihat bahwa semakin tinggi rasio ekivalensi, maka

semakin kecil waktu tunda ignisi. Sebaliknya, semakin rendah rasio ekivalensi, maka

semakin tinggi waktu tunda ignisi. Artinya, semakin besar komposisi bahan bakar

dibandingkan komposisi udara yang ada, maka waktu tunda ignisi akan semakin kecil

sehingga ignisi akan cepat terjadi dan bahan bakar akan cepat terbakar. Pada grafik diatas kita

juga melihat bahwa pada temperatur 1500 K, terjadi waktu tunda ignisi terbesar pada rasio

ekivalensi 2, 1, dan 0,5. Seharusnya, waktu tunda ignisi tertinggi dicapai pada saat temperatur

awal 1400 K dan kurva waktu tunda ignisi memiliki kemiringan yang negatif seiring dengan

bertambahnya temperatur awal. Akan tetapi, kita melihat bahwa terjadi puncak pada profil

waktu tunda ignisi pada temperatur awal 1500 K. Hal ini mungkin saja dapat terjadi

dikarenakan input data yang kurang tepat sehingga menyebabkan hasil yang dicapai seperti

grafik diatas.

Variasi Temperatur pada Simulasi Waktu Tunda Ignisi

Dari simulasi yang telah dilakukan, kemudian kita dapat membuat grafik seperti

berikut :

1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 21500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

P = 1,2 atmP = 15 atm

Temperatur (K)

Wak

tu tu

nda

igni

si (m

s)

Gambar 4.3. Waktu tunda ignisi (B) pada berbagai temperatur, Pi = 1,2 atm

xv

Pada grafik diatas, kita mendapatkan profil waktu tunda ignisi dengan rasio ekivalensi.. ,

variasi temperatur awal dari 1000 K sampai 1800 K pada tekanan 15 atm. Dari profil waktu

tunda ignisi tersebut kita dapat melihat bahwa semakin tinggi temperatur awal, waktu tunda

ignisi juga semakin kecil. Artinya, dengan temperatur awal yang besar, maka waktu sesaat

sebelum terjadinya ignisi tidak akan berlangsung lama sehingga ignisi dapat cepat tercapai

dan bahan bakar akan cepat terbakar.

xvi

BAB VKESIMPULAN

Semakin besar tekanan, maka waktu tunda ignisi akan semakin kecil.

Semakin besar rasio ekivalensi, waktu tunda ignisi akan semakin besar karena semakin

banyak bahan bakar yang harus dibakar.

Pada variasi temperatur, semakin tinggi temperatur awal, maka waktu tunda ignisi akan

semakin kecil karena temperatur yang tinggi memicu besarnya laju reaksi pembakaran.

xvii

REFERENSI

Warnatz, et al. 2006. Combustion. Berlin: Springer-Verlag

Law, Chung K. 2006. Combustion Physics. Cambridge: Cambridge University Press

xviii