SIMULASI NUMERIK FENOMENA TURBULENSI DI DALAM PEMBAKAR SIKLON ; NUMERICAL SIMULATION OF TURBULENCE PHENOMENA WITHIN CYCLONE BURNER - gunawan, yohanes; Ridho, Mohammad; Setiadanu, Guntur Tri (Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, 2016)
Pembakar Siklon adalah tungku berbentuk silinder, dimana serbuk bahan bakar ditiupkan bersama udara pembakar secara tangensial, sehingga serbuk bahan bakar akan berputar dan terbakar dalam ruang siklon tersebut secara intensif. Tingkat homogenitas bahan bakar dengan udara (reaktan), waktu tinggal reaktan, tingkat turbulensi serta energi kinetik turbulensi (TKE) sangat mempengaruhi efisiensi pembakaran. Untuk mengetahui gambaran lebih detail terhadap fenomena turbulensi dan nilai TKE pada pembakar siklon maka dilakukan kajian secara numerik dengan simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD). V ariasi kecepatan udara awal yang d igunakan dalam si mulasi ad alah 9,35; 8,45;7,52 m/s. Domain utama untuk simulasi adalah tungku pembakar siklon yang mempunyai panjang 148 cm dengan diameter outlet 42 cm dan diameter pada pangkal interiornya 22 cm. Kecepatan udara awal untuk memvalidasi hasil simulasi diukur menggunakan venturi meter dan kecepatan aliran udara didalam tungku pembakar siklon diukur menggunakan hot wire anemometer. Hasil simulasi tervalidasi menunjukkan bahwa fenomena turbulensi pada setiap plane bervariasi sehingga TKE memiliki nilai yang semakin kecil seiring dengan jarak yang ditempuh setelah memasuki ruang bakar. Sementara itu, kecepatan baru mulai menunjukkan homogenitasnya dan pengurangan kecepatan ketika mendekati plane 3 yang berjarak 122.42 cm dari pusat inlet. Nilai TKE di sepanjang pembakar siklon dapat dijadikan acuan untuk memprediksi pada titik mana suhu tertinggi dan terendah akan terjadi jika eksperimen pembakaran dilakukan. Selain itu, adanya ruang deadzone pada ruang pembakar siklon juga menyebabkan sebagian aliran fluida mengalir dan terperangkap pada wila yah tersebut. A cyclone burner is a cylindrical furnace, where the fuel powder is blown along the air-fuel burners tangentially so that fuel powder is rotated and burned in the cyclone chamber intensively. The level of homogeneity of the fuel with air (reactants), the residence time of the reactants, the degree of turbulence and turbulence kinetic energy (TKE) greatly affect the efficiency of combustion. To find out a more detailed picture of the phenomenon of turbulence and the value of TKE on the cyclone burner, the numerical simulation using Computational Fluid Dynamics (CFD) is examined. Variations in the initial air velocity used in the simulation are 9.35; 8.45; 7.52 m/s. The main domain for simulation is a cyclone burner furnace which have a length of 148 cm with an outlet diameter of 42 cm and an interi-or base diameter of 22 cm. Initial air velocity to validate the simulation results were measured using a venturi meter and air flow velocity inside the cyclone furnaces is measured using a hot wire anemometer. The simulation results show that the phenomenon of turbulence validated on each plane is varied, hence TKE has a value that is smaller along the distance, only after entering the combustion chamber. While the new speed is starting to show homogeneity and reduced speeds when approaching plane 3 within 122.42 cm from the center of the inlet. TKE value along the cyclone burners can be used as a reference for predicting where the highest and lowest temperatures will occur if thecombustion experiments are performed. In addition, the dead zone space of the cyclone burner chamber also causes some fluid stream flows, which then get caught in the region.