14
2.4.4 Reaksi Pembakaran
Proses pembakaran dapat didefinisikan sebagai proses atau reaksi secara kimiawi dari unsur oksigen dengan unsur yang mudah terbakar dari bahan bakar reaksi oksidasi yang berlangsung
secara cepat pada suhu dan tekanan tertentu. Pada reaksi oksidasi yang berlangsung cepat yang dihasilkan sejumlah energi electromagnetik cahaya, energi panas dan energi mekanik suara. Bahan
bakar fuel merupakan segala substansi yang melepaskan panas ketika dioksidasi dan secara umum mengandung unsur-unsur karbon C, hydrogen H, oksigen O, nitrogen N, dan sulfur S.
sementara oksidator adalah segala substansi yang mengandung oksigen misalnya udara yang akan bereaksi dengan bahan bakar fuel. Pada semua jenis pembakaran, kondisi campuran udara dan bahan
bakar merupakan faktor utama yang harus diperhatikan untuk mendapatkan campuran yang combustible. Pada reaksi pembakaran, oksidasi pada unsur-unsur yang dapat terbakar dari bahan bakar
menghasilkan pembebasan energi yang tergantung pada produk pembakaran yang terbentuk. Dalam proses pembakaran fenomena-fenomena yang terjadi antara lain interaksi proses-proses
kimia dan fisika, proses perpindahan panas, proses perpindahan massa, dan gerakan fluida. Seperti telah diuraikan sebelumnya, proses pembakaran akan terjadi jika unsur-unsur bahan bakar teroksidasi.
Proses ini akan menghasilkan panas sehingga akan disebut sebagai proses oksidasi eksotermis. Jika oksigen yang dibutuhkan untuk proses pembakaran diperoleh dari udara, dimana udara yang
umumnya tersusun atas 21 oksigen dan 79 nitrogen dalam volume atau 23.15 oksigen dan 76.85 nitrogen dalam massa, maka reaksi stoikiometrik pembakaran hidrokarbon murni C
m
H
n
dapat ditulis dengan persamaan:
Persamaan ini telah disederhanakan karena cukup sulit untuk memastikan proses pembakaran yang sempurna dengan rasio ekivalen yang tepat dari udara. Jika terjadi pembakaran tidak sempurna,
maka hasil persamaan di atas CO
2
dan H
2
O tidak akan terjadi, akan tetapi terbentuk hasil oksidasi parsial berupa CO, CO
2
, dan H
2
O, juga sering terbentuk hidrokarbon tak jenuh, formaldehida, dan kadang-kadang didapatkan juga unsur karbon.
Pada temperatur yang sangat tinggi, gas-gas pecah atau terdisosiasi menjadi gas-gas yang tak sederhana, dan molekul-molekul dari gas dasar akan terpecah menjadi atom-atom yang membutuhkan
Gambar 14. Prinsip pembakaran pada kompor Raffaella 2010
15
panas dan menyebabkan kenaikan temperatur. Reaksi akan bersifat endotermik dan disosiasi tergantung pada temperatur dan waktu kontak.
2.4.5 Pengaruh Udara Pembakaran
Pembakaran membutuhkan udara sebagai pengoksidasi bahan bakar, unsur utama yang diperlukan adalah oksigen. Oksigen murni hanya digunakan pada proses-proses khusus seperti proses
pengelasan dan pemotongan logam. Pada proses pembakaran oksigen berasal dari udara. Secara umum komposisi udara seperti tabel 5.
Tabel 5. Komposisi udara Komponen
Fraksi mol Nitrogen
78.08 Oksigen
20.98 Argon
0.93 Karbondioksida
0.03 Neon, helium, metana, dan unsur lain
0.01 Komposisi diatas dapat kita sederhanakan sehingga komposisi udara menjadi 21
oksigen dan 79 nitrogen. Dengan pendekatan ini perbandingan mol nitrogen terhadap oksigen adalah 3.76, artinya untuk sekian jumlah tertentu udara pembakaran terdiri dari 1 mol
oksigen dan 3.76 mol nitrogen. Perbandingan campuran bahan bakar dan udara memegang peranan yang penting dalam
menentukan hasil proses pembakaran itu sendiri yang secara langsung mempengaruhi reaksi pembakaran yang terjadi serta hasil keluaran produk proses pembakaran. Beberapa metode
yang dapat digunakan untuk menghitung rasio campuran bahan bakar dan udara antara lain AFR Air-Fuel-Rasio, FAR Fuel-Air-Rasio, dan Rasio Ekivalen
ΙΈ Firmansyah 2008. Dalam proses pembakaran sulit untuk mendapatkan pencampuran yang memuaskan
antara bahan bakar dengan udara pada proses pembakaran aktual. Udara perlu diberikan dalam jumlah berlebih untuk memastikan terjadinya pembakaran secara sempurna seluruh bahan
bakar yang ada. Udara lebih excess air didefinisikan sebagai udara yang diberikan untuk pembakaran
dalam jumlah yang lebih besar dari jumlah teoritis yang dibutuhkan bahan bakar. Walau demikian, terlalu banyak udara berlebih akan mengakibatkan kehilangan panas dan efisiensi.
Tidak seluruh bahan bakar diubah menjadi panas dan diserap oleh peralatan pembangkit. Sehingga tantangan utama dalam efisiensi pembakaran adalah mengarah ke karbon yang tidak
terbakar dalam abu atau gas yang tidak terbakar sempurna, yang masih menghasilkan CO selain CO
2
Firmansyah 2008.
2.4.6 Daya Kompor
Daya suatu kompor berbanding langsung dengan konsumsi bahan bakar kompor tersebut. Kompor yang memiliki daya tinggi akan mengkonsumsi bahan bakar yang tinggi,
sebaliknya kompor dengan daya rendah akan mengkonsumsi bahan bakar yang rendah. Tingkat daya ini akan menunjukkan kapasitas suatu kompor untuk mentransfer minyak tanah
dari tangki minyak tanah ke ruang bakar malalui sumbu-sumbu. Besarnya daya kompor dihitung dengan persamaan 2:
Kategori