Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini memaparkan hasil yang diperoleh dari kajian dinamika fluida komputasi (DFK) untuk mensimulasi nyala turbulen tak pra-campur. Konfigurasi, diskretisasi dan kondisi batas nyala digambarkan menggunakan perangkat lunak pra prosessor Gambit. Penelitian ini terdiri atas dua tahapan yaitu tahapan pertama kajian pengaruh berbagai model turbulensi terhadap medan alir dan skalar reaktif (temperatur dan spesies) pada nyala turbulen tak-pracampur tanpa pengaruh angin dan dan tahapan kedua kajian pengaruh angin silang terhadap medan alir dan skalar reaktif (temperatur dan spesies) terhadap nyala turbulen tak-pracampur dengan menggunakan model turbulensi terpilih dari tahapan pertama. Model turbulensi yang diuj pada tahapan pertama mencakup: k-e standar, k-s RNG, k-@ standar, k-c SST (Shear Stress Transport) dan Reynolds Stress Model (RSM). Atas dasar kemudahan dan kesederhanaan model pembakaran digunakan model Eddy Dissipasi untuk memprediksi medan temperatur nyala dan spesies hasil pembakaran. Prediksi yang dihasilkan oleh berbagai model turbulensi ini divalidasi dengan membandingkan terhadap data eksperimen dari sebuah nyala metan yang disebut dengan nyala A (nyala tanpa pengaruh angin). Data eksperimen nyala A memberikan infonnasi mengenai medan alir (kecepatan) dan skalar reaktif (temperatur dan konsentrasi beberapa spesies). Hasil kajian menunjukkan bahwa dari lima model turbulensi yang diuji, model k-e standar memberikan hasil prediksi yang mendekati data eksperimen baik ditinjau dari segi medan alir, temperatur, maupun konsentrasi spesies. Secara umum dapat dikatakan bahwa selain model k-e standar, model turbulensi Iain tidak mampu menangkap posisi dan nilai temperatur puncak secara tepat. Sebaliknya model turbulensi k-e standar mampu menebak posisi dan nilai temperatur puncak secara tepat. Hal ini dikarenakan prediksi medan alir nyala yang dihasilkan oleh model turbulensi k-c standar jauh lebih baik dari pada yang dihasilkan oleh model model turbulensi yang lain. Hasil ini memberikan indikasi bahwa model turbulensi standar yang digabung dengan model pembakaran Eddy Dissipasi mampu memprediksi medan alir dan temperatur nyala metan a1iran turbulen tak-pracampur secara tepat. Pengaruh angin silang terhadap nyala B (nyala dengan pengaruh angin silang) dilakukan pada kondisi kecepatan bahan bakartetap 20 m/s dengan kecepatan angin berubah-rubah clan pada kondisi kecepatan angin silang tetap 1,1 m/s dengan kecepatan bahan bakar berubah - ubah . Hasil penelitian dengan kondisi baban bakar tetap menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan angin silang memberikan pengaruh yang signifikan terhadap medan alir, temperatur dan konsentrasi spesies. Pada kajian dengan kondisi bahan bakar berubah - ubah ketika kecepatan angin silang tetap, terlihat bahwa peningkatan kecepatan bahan bakar memberikan dampak positif pada nyala, karena nyala semakin mampumelawan pengaruh angin silang terhadap nyala.

Kata kunci: simulasi, nyala turbulent tak-pracampur, model turbulensi, angin silang

Tidak Tersedia Deskripsi