87
Perbandingan nilai daya api Firepower FP
c
, dari masing-masing tempat pembakaran burneryang diuji dapat dilihat pada gambar 4.11.
Gambar 4.11 Grafik daya api Firepower FP
c
Dari Gambar 4.11 dapat terlihat grafik nilai daya api Firepower FP
c
tiap-tiap burner dari yang terbesar hingga yang terkecil. Nilai daya api Firepower FP
c
tertinggi terdapat pada tempat pembakaranburnerwariasi pertama V1, sedangkan yang terendah terdapat pada variasi kelima V5.
Tingginyadaya api dipengaruhi oleh besar diameter lubang udara air- wallyang dibuat serta jumlah lubang yang dibuat.Semakin besar dan banyak
lubang udara yang dibuat semakin besar daya api Firepower yang dihasilkan. Begitupun sebaliknya semakin kecil diameter dan sedikit jumlah lubang udara
semakin kecil juga daya api Firepower yang dihasilkan.
4.2 Analisis Pembakaran
Menganalisa pembakaran bahan bakar bioetanol gel dapat dilakukan dengan metode pembakaran stoichiometri. Bioetanol gel memiliki sifat-sifat fisis
diantaranya adalah rumus molekul C
2
H
5
OH, berat molekul 46,07 grmol, tididih pada 1 atm 78,4ºC, titik beku -112 ºC, berbentuk cair tidak berwarna. Untuk
mengitung udara tioritis diperlukan table 4.12
Universitas Sumatera Utara
88
Tabel 4.12 Komposisi Udara
Untuk Perhitungan Proses Pembakaran: N
2
= 79 O
2
= 21 Maka:
��� �2 ��� �2
=
79 21
= 3,67
Rumus umum untuk pembakaran stoikiometri reaksi kimia pembakaran Bioetanol:
�
�
�
�
�
�
+ �� +
� 4
−
� 2
� �
2
+ 3,76 �
2
→ ���
2
+ �
� 2
� �
2
� + 3,76� +
� 4
−
� 2
�
2
2.4
Maka:
�
2
�
5
�� + �2 + 5
4 −
1 2
� �
2
+ 3,76 �
2
→ 2��
2
+ �
5 2
� �
2
� + 3,766 + 5
4 −
1 2
�
2
Dari data analisis dengan jumlah sample minyak bakar 100 kg, maka reaksi kimianya adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
89
Maka : C + O
2
→ CO
2
H
2
+ 12O
2
→ H
2
O S + O
2
→ SO
2
Unsur Bahan Bakar : C + O
2
→ CO
2
12 + 32 → 44
12 kg karbon memerlukan 32 kg oksigen membentuk 44kg karbon dioksida oleh karena itu 1 kg karbon memerlukan 3212 kg atau 2.67 kg
oksigen. 85,9 C + 85,9 x 2,67 O
2
→ 315,25 CO
2
2H
2
+ O
2
→ 2H
2
O 3 + 32
→ 36
4 kg hidrogen memerlukan 32 kg oksigen membentuk 36 kh air, oleh karena itu 1 kg hidrogen memerlukan 324 kg atau 8 kg oksigen.
12 H
2
+ 12x8 O2 → 12x9 H
2
O S + O
2
→ SO
2
32 + 32 → 64
32 kg sulfur memerlukan 32 kg oksigen membentuk 64 kg sulfuk dioksida, olehkarena itu 1 kg sulfur memerlukan 3232 atau 1 kg oksiegen.
0,5 S + 0,5x1 O
2
→ 1,0 SO
2
Jadi : •
Oksigen total yang dibutuhkan = 229,07 + 96 + 0,5 = 325,57 kg •
Oksigen yang sudah ada dalam 100kg bahan bakar ditentukan = 0,7 kg
• Oksiegen tambahan yang diperlukan = 325,57 – 0,7 = 324,87 kg
Universitas Sumatera Utara
90
• Jadi, jumlah udara kering yang diperlukan udara mengandung
23 berat oksigen = 324,87 0,23 = 1412,45 kg udara. •
Udara teoritis yang diperlukan = 1412,45100 = 14,12 kg udarakg bahan bakar.
Pembakaran menunjukan kekurangan udara lean mixtures atau pembakaran mengalami kelebihan udara rich mixtures pada gas buang dapat
ditunjukan dengan perbandingan antara AFR
act
dengan AFR
st
dino tasikan λ
lambda, dirumuskan:
λ = AFR
act
AFR
st
dimana nilai λ = rich mixtures λ = lean mixtures
Prosentase kelebihan udara excess air adalah perbandingan antara selisih antara perbandingan udara-bahan bakar actual AF
actual
, dengan perbandingan udara-bahan bakar teoritis AF
theory
, dengan perbandingan udara-bahan bakar teoritis AF
theory
.
������ − ��� = ��
���
− ��
�ℎ
��
�ℎ
Dimana nilai excess-air = 0,25-0,50 dan untuk nilai maksimal excess-air = 1,00. Maka :
������ − ��� =
21,44 −14,12
14,12
= 0,5
Pembakaran yang optimum dapat terjadi ketika jumlah udara yang sesungguhnya harus lebih besar daripada yang dibutuhkan secara teoritis. Analisis
kimia gas-gas merupakan metode obyektif yang dapat membantu untuk mengontrol udara yang lebih baik dengan mengukur CO2, atau O2, dalam gas
buang menggunakan peralatan pencatat kontinyu atau peralatan Orsat.
Universitas Sumatera Utara
91
Pengukuran kandungan gas CO2, dalam gas buang dapat digunakan untuk menghitung udara berlebih excess-air. Sejumlah tertentu excess-air diperlukan
untuk pembakaran sempurna bahan bakar minyak, jika terlalu banyak excess-air mengakibatkan pembakaran yang tidak sempurna.
4.3 Rangkuman Hasil Unjuk Kerja Kompor
