Pengaruh Wire Mesh Terhadap Kecepatan Pembakaran Premixed Gas Butana Dengan Penambahan Etanol

Abstract

Karakteristik pembakaran api menjadi tolak ukur terhadap energi yang dihasilkan dan emisi gas buang yang mempengaruhi lingkungan. Penelitian dilakukan untuk memahami efek pembakaran secara eksperimental pada rasio ekuivalen ϕ antara 0,5 hingga 1,5. Secara umum, api yang tertutup sebagian dan api permukaan diamati di sisi bawah media berpori. Campuran kaya bahan bakar dengan nilai rasio 1,2 hingga 1,5 menghasilkan api difusi eksternal dengan kecepatan masuk yang tinggi. Nyala api dengan pusat yang cembung muncul pada kecepatan masuk tertentu karena kecepatan lokal yang relatif lebih tinggi dari metode penggulungan wire mesh (Guangyao Yang, 2022). Penelitian oleh Ju et al., (2021) menemukan bahwa api tidak dapat melewati mesh dengan konduktivitas termal yang tinggi, porositas yang rendah, posisi penyisipan yang rendah, dan suhu mesh yang tinggi, menunjukkan bahwa perilaku api sangat terkait dengan suhu kritis jaringan. Suhu kritis jaringan yang membedakan apakah api dapat melewati wire mesh adalah sekitar 965 ± 15 K. Metode empiris diajukan untuk memperkirakan suhu kritis tersebut, yang sejalan dengan data eksperimental. Penelitian bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi campuran udara, gas butana, dan etanol terhadap karakteristik pembakaran. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui pengaruh rasio ekivalen terhadap karakteristik pembakaran gas butana dan etanol, serta pengaruh wire mesh terhadap karakteristik pembakaran gas butana dan etanol. Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimental, melakukan pengamatan langsung untuk mengetahui hubungan sebab akibat dengan menggunakan wire mesh 30 pada Bunsen burner untuk mengatur kecepatan pembakaran dengan menggunakan bahan bakar etanol. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai laju pembakaran laminer tertinggi terjadi pada rasio ekivalen 1, dibandingkan dengan rasio ekivalen lainnya. Pada pengujian menggunakan gas butana, laju pembakaran tertinggi mencapai 22.55 cm/s, namun setelah dipasang wire mesh, laju pembakaran laminer menurun menjadi 11.78 cm/s. Selanjutnya, ketika gas butana dicampur dengan etanol, nilai laju pembakaran mencapai 12.66 cm/s. Perbedaan tinggi api dipengaruhi oleh campuran bahan bakar dengan udara. Nilai tinggi api pada rasio ekivalen yang lebih besar atau lebih kecil daripada 1 (˃1 atau ˂1) cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan rasio ekivalen 1. Terdapat kondisi campuran bahan bakar yang disebut "campuran yang tidak seimbang", yaitu campuran miskin (0,8 dan 0,9) dan kaya (1,1 dan 1,2), yang mengakibatkan nyala api kurang stabil sehingga tinggi api pada campuran yang tidak seimbang cenderung lebih tinggi. Dalam pengujian, pengaruh rasio ekivalen dan penambahan wire mesh pada Bunsen burner menyebabkan perbedaan dalam laju pembakaran laminer. Pada pengujian pembakaran gas butana, terdapat perbedaan nilai laju pembakaran terendah sebesar 5.45 cm/s pada rasio ekivalen 1, sementara nilai laju pembakaran tertinggi mencapai 22.55 cm/s. Namun, setelah pemasangan wire mesh pada Bunsen burner, laju pembakaran terendah hanya sebesar 1.22 cm/s. Ketika gas butana dicampur dengan etanol, nilai laju pembakaran terendah mencapai 4.12 cm/s. Selain itu, pada pengujian, nilai tinggi api tertinggi tercatat pada rasio ekivalen 1,2 sebesar 19,0 mm ketika gas butana digunakan tanpa wire mesh pada Bunsen burner. Di sisi lain, tinggi api terendah terjadi pada rasio ekivalen 1 sebesar 8,39 mm akibat penggunaan wire mesh pada Bunsen burner, menunjukkan bahwa tinggi api sangat dipengaruhi oleh rasio ekivalen dan penggunaan wire mesh.