STUDI NUMERIK SUDDEN EXPANSION MESO COMBUSTOR PADA MICRO POWER GENERATOR

Abstract

Penelitian yang dilakukan oleh Yang et al. (2002) didapatkan bahwa, bahan bakar hidrogen yang digunakan sebagai bahan bakar pada MPG (Micro Power Generator) memiliki densitas penyimpanan energi yang jauh lebih tinggi daripada densitas penyimpanan energi pada baterai. Dengan perbandingan yaitu 120 MJ/kg untuk hidrokarbon dan 0,5 MJ/kg untuk baterai lithium ion. Micro Power Generator (MPG) merupakan suatu sistem pembangkit tenaga berskala mikro dimana mekanisme pembangkitannya dengan menggunakan pembakaran berskala kecil. Pada MPG sendiri memiliki dua komponen utama dimana kedua komponen tersebut berfungsi sebagai sumber energi, yaitu micro atau meso combustor dan modul yang dapat merubah energi panas menjadi energi listrik. Yang et al. (2002) dalam penelitiannya tentang combustor menyatakan bahwa, pembakaran yang dilakukan dalam sebuah combustor dapat stabil apabila diberikan backward facing step atau bisa disebut sudden expansion. Selanjutnya kita perlu mengetahui tentang fenomena kecepatan aliran dan distribusi temperatur yang terjadi pada combustor sebagai dasar tentang pengaruh sudden expansion pada meso combustor. Computational Fluid Dynamics ( CFD ) dapat memberikan kekuatan untuk mensimulasikan aliran fluida, perpindahan panas, perpindahan massa, bendabenda bergerak, aliran multifasa, reaksi kimia, interaksi fluida dengan struktur, dan sistem akustik hanya dengan permodelan di komputer. Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan pemberian sudden expansion pada meso combustor menghasilkan suatu aliran balik yang dapat memperlambat aliran sehingga membuat campuran reaktan lebih baik dalam bereaksi. Rasio perbandingan 50% (1,8/3,5 mm) memiliki fenomena kecepatan aliran yang baik pada combustor dengan penurunan kecepatan yang cukup besar. Rasio perbandingan 75% (2,6/3,5 mm) memiliki fenomena kecepatan aliran yang kurang baik pada combustor dengan penurunan kecepatan yang tidak terlalu besar. Rasio perbandingan 100% (3,5/3,5 mm) memiliki fenomena kecepatan aliran yang kurang baik pada combustor dikarenakan tidak mengalami penurunan kecepatan. Dari segi distribusi temperatur, rasio perbandingan 50% (1,8/3,5 mm) memiliki distribusi temperatur yang baik pada combustor dikarenakan distribusi temperatur lebih merata. Rasio perbandingan 75% (2,6/3,5 mm) memiliki distribusi temperatur kurang baik pada combustor dikarenakan distribusi temperatur kurang merata. Rasio perbandingan 100% (3,5/3,5 mm) memiliki hampir sama dengan combustor rasio perbandingan 75% (2,6/3,5 mm) namun sedikit berbeda pada saat mendekati daerah output.