Jenis Bahan Bakar Padat
19 Bahan Bakar Padat
bermanfaat karena tidak memperhitungkan sifat-sifat yang berhubungan dengan fasa padatan misalnya volume dan
luasan.
b. Diameter partikel yang didasarkan pada luasan partikel dan dinyatakan dengan:
2.2 c. Diameter partikel yang didasarkan pada volume partikel
dinyatakan dengan: 2.3
d. Diameter partikel yang didasarkan pada rata-rata luasan- volume dan dinyatakan dengan:
2.4 e. Diameter rata-rata yang diperoleh dari definisi ke-4 banyak
digunakan pada proses gasifikasi dan pembakaran khususnya pada aplikasi unggun tetap maupun unggun terfluidisasi.
Bagaimanapun, dalam pembakaran bahan bakar model serbuk pulverized dan pembakaran model sembur spray,
diameter rata-rata volume-luasan atau lebih dikenal sebagai diameter rata-rata Sauter lebih banyak diterima dan
digunakan:
2.5
Bagaimana menentukan antara definisi ke-4 dan ke-5 yang lebih tepat?. Jawabannya adalah bergantung pada seberapa
penting parameter gaya tahanan drag forces dengan laju reaksi atau antara momentum dan perpindahan massa dalam proses
yang sedang dipelajari. Pada kasus dimana perpindahan massa antara partikel dan lingkungan lebih utama dibandingkan
pengaruh momentum, maka diameter rata-rata luasan-volume
2 1
1 2
,
n
i i
pi av
p
y d
d
3 1
1 3
,
n
i i
pi av
p
y d
d
n i
pi i
av p
d y
d
1 ,
1
n i
i pi
n i
i pi
av p
y d
y d
d
1 2
1 3
,
20 Produksi Gas dari Padatan
definisi ke-4 adalah pilihan terbaik, dan sebaliknya Souza- Santos, 2004.
Contoh perhitungan pengukuran ukuran partikel dengan metode uji ayak Souza-Santos, 2004 adalah sebagai berikut.
Tabel 2.2. Contoh distribusi ukuran partikel
Angka Tyler
mesh Bukaan ayakan
mm Tingkat yang dilibatkan
dalam analisis laboratorium
Fraksi massa yang tersisa
10 1,68
8 1
12 1,4
7 4
14 1,3
16 1,0
20 0,841
24 0,707
28 0,595
6 10
32 0,5
35 0,42
42 0,354
5 20
48 0,297
60 0,25
4 30
65 0,21
80 0,177
3 20
100 0,149
2 10
115 0,125
150 0,105
170 0,088
200 0,074
250 0,063
270 0,053
325 0,044
400 0,037
100 0,149
1 5
Jumlah 100
21 Bahan Bakar Padat
Tabel 2.3. Contoh penentuan diameter partikel dari distribusi ukuran partikel
Tingkat analisis
Bukaan Ayak
mm d
pi
mm y
i
y
i
x d
pi
y
i
x d
pi 2
y
i
x d
pi 3
y
i
d
pi
8 1,68
1,680 1
0,0168 0,000168 1,68E-06 0,005952
7 1,41
1,545 4
0,0618 0,002472 9,89E-05
0,02589 6
0,595 1,003
10 0,10025 0,010025 0,001003 0,099751
5 0,354
0,475 20
0,0949 0,01898 0,003796 0,421496
4 0,25
0,302 30
0,0906 0,02718 0,008154 0,993377
3 0,177
0,214 20
0,0427 0,00854 0,001708 0,936768
2 0,149
0,163 10
0,0163 0,00163 0,000163 0,613497
1 0,149
0,075 5
0,003725 0,000186 9,31E-06 0,671141
0,427075 0,069181 0,014933 3,767873 Pers. 2.1 Pers. 2.2 Pers. 2.3 Pers. 2.4
0,427 0,263
0,246 0,265
0,216 Jumlah
Diameter partikel Diameter rata-rata sauter
Diperoleh dari rata-rata bukaan ayak pada tingkat analisis yang bersangkutan.
Parameter utama untuk mendeskripsikan bentuk partikel
adalah kebulatan sphericity yang didefinisikan sebagai:
bulat partikel
dengan sama
yang volume
dengan partikel
permukaan luas
bulat partikel
permukaan luas
2.6 Oleh karena itu, partikel yang semakin bulat akan
mempunyai kebulatan mendekati 1. Konsep ini sangat penting karena kebanyakan partikel yang ditemukan di dunia jarang yang
berbentuk bulat sempurna. Kebanyakan harga kebulatan partikel dari jenis batu bara dan pasir yang digunakan adalah berkisar dari
0,6
–0,9 dan harga 0,7 dapat digunakan sebagai acuan jika tidak diperoleh informasi kuantitatif yang memadai. Kebulatan dari
serpihan kayu yang digunakan dalam gasifier mempunyai indeks kebulatan sebesar 0,2 Souza-Santos, 2004.
Partikel padatan umumnya mempunyai ronga-rongga di dalamnya. Normalnya, hampir setengah dari volume partikel
adalah ruangan kosong. Porositas dari partikel dapat ditentukan dengan perhitungan berikut:
22 Produksi Gas dari Padatan
2.7 dimana
adalah perbandingan antara massa dari partikel rata- rata dan volumenya, termasuk volume kosong yang ada pori-pori
partikel. Nilai dari pada batu bara sekitar 1.100 kgm
3
sedangkan untuk kayu sebesar 700 kgm
3
. adalah
perbandingan antara massa dari partikel rata-rata dengan volumenya, tanpa melibatkan volume yang ditempati oleh pori-
pori di dalam partikel. Nilai untuk batu bara sekitar 2.200
dan untuk kayu adalah 1.400 kgm
3
Souza-Santos, 2004. Harga berbagai jenis partikel dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Masih terdapat satu istilah lagi dari massa jenis yaitu
bulk
yang didefinisikan sebagai:
V m
p
bulk ,
2.8 Dimana m adalah massa total dari unggun partikel dan V adalah
volume unggun. Harga
bulk
berbagai jenis partikel dapat dilihat pada
real app
1
app
app
real
real
app