Proses pembakaran Kegiatan Belajar 1. Kegiatan Belajar 1 : Mengenal Prinsip Mesin Konversi Energi
133 sebagai berikut, udara mampat dari kompresor masuk ruang bakar, udara terbagi
menjadi dua, yaitu udara primer yang masuk saluran primer, berada satu tempat dengan nosel, dan udara mampat sekunder yang lewat selubung luar ruang
bakar. Udara primer masuk ruang bakar melewati swirler, sehingga alirannya berputar. Bahan bakar kemudian disemprotkan dari nosel ke zona primer,
setelah keduanya bertemu, terjadi pencampuran. Aliran udara primer yang berputar akan membantu proses pencampuran, hal ini menyebabkan campuran
lebih homogen, pembakaran lebih sempurna. Udara sekunder yang masuk melalui lubang-lubang pada selubung luar ruang
bakar akan membantu proses pembakaran pada zona sekunder. Jadi, zona sekunder akan menyempurnakan pembakaran dari zona primer. Disamping
untuk membantu proses pembakaran pada zona sekunder, udara sekunder juga membantu pendinginan ruang bakar. Ruang bakar harus didinginkan, karena dari
proses pembakaran dihasilkan temperatur yang tinggi yang merusak material ruang bakar. Maka, dengan cara pendinginan udara sekunder, temperatur ruang
bakar menjadi terkontrol dan tidak melebihi dari yang diijinkan. Pada gambar 2.106 di atas, terlihat zona terakhir adalah zona pencampuran
dillute zone, adalah zona pencampuran gas pembakaran bertemperatur tinggi dengan sebagian udara sekunder. Fungsi udara pada sekunder pada zona itu
adalah mendinginkan gas pembakaran yang bertemperatur tinggi menjadi temperatur yang aman apabila mengenai sudu-sudu turbin ketika gas
pembakaran berekspansi. Disamping itu, udara sekunder juga akan menambah massa dari gas pembakaran sebelum masuk turbin, dengan massa yang lebih
besar energi potensial gas pembakaran juga bertambah. Apabila W
kinetik
adalah energi kinetik gas pemabakaran dengan kecepatan V, massa sebelum ditambah
udara sekunder adalah m
1
maka energi kinetiknya adalah sebagai berikut:
dengan penambahan massa dari udara sekunder m
2
, maka energi kinetik menjadi:
134 jadi dapat dilihat W
kinetik,2
dengan udara sekunder lebih besar dari W
kinetik,1
tanpa udara sekunder. Dari uraian di atas, terlihat proses pembakaran pada turbin gas memerlukan
udara yang berlebih, biasanya sampai 30 dari kondisi normal untuk proses pembakaran dengan jumlah bahan bakar tertentu. Kondisi ini akan berkebalikan,
apabila udara pembakaran terlalu berlimpah lebih 30, udara justru akan mendinginkan proses pembakaran dan mati, karena panas banyak terbuang ke
luar melalui gas bekas yang bercampur udara dingin sekunder. Dengan pemikiran yang sama, apabila jumlah udara kurang dari normal, yaitu terjadi
overheating, material ruang bakar dan sudu-sudu turbin bekerja melampaui kekuatannya dan ruang bakar dapat pecah, hal ini berarti turbin gas berhenti
bekerja atau proses pembakaran terhenti.