Perpustakaan Digital ITB

Penelitian terkini pada turbin gas difokuskan pada peningkatan kompak, efisiensi, dan pengurangan emisi, dan hai ini menuju pada pengembangan turbin gas mikro. Turbin gas mikro utamanya digunakan dalam sistem yang lebih kecil dan menghasilkan daya yang lebih sedikit namun juga emisi yang lebih rendah. Penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh Cahyanto tentang desain dan analisis turbin inflow radial untuk turbin gas mikro 100 kW. Penelitian ini akan menggunakan penelitian tersebut sebagai dasar untuk membangun parameter desain turbin gas awal yang sama dalam merancang ruang bakar. Pada penelitian in, ruang bakar untuk turbin gas mikro 100-kW dirancang, dan efek aliran swirl pada ruang bakar tersebut dianalisis. Besarnya aliran swirl diukur dan divariasikan melalui parameter yang disebut dengan swirl number. Simulasi dilakukan melalui Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan ANSYS Fluent. Model spesies non-premixed digunakan untuk memodelkan proses pembakaran dengan gas alam atau CH4 sebagai bahan bakar. Swirl number yang berbeda, termasuk 0; 0,208; 0,449; 0,608; dan 0,778 digunakan dalam penelitian ini. Proses pembakaran juga dianalisis dengan nilai equivalence ratio yang berbeda di zona primer dari ? = 0,65 hingga ? = 1,05, dan sudut jet udara yang memasuki lubang admission divariasikan antara 30°, 60°, dan 90°. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan intensitas swirl menghasilkan zona resirkulasi yang lebih besar untuk terbentuk. Zona resirkulasi yang lebih besar mengakibatkan proses pembakaran lebih efektif karena pencampuran yang lebih baik antara bahan bakar dan udara. Simulasi menunjukkan bahwa nilai swirl 0,778 sudah cukup untuk desain ini dan menghasilkan suhu outlet yang serupa dengan suhu inlet turbin yang ditargetkan. Telah juga diamati bahwa variasi sudut jet udara yang memasuki liner pembakaran tidak memengaruhi proses pembakaran secara signifikan. Untuk laju aliran bahan bakar yang tetap, pembakaran meningkat dengan penurunan nilai equivalence ratio dengan lebih banyaknya udara yang tersedia untuk reaksi. Namun, hal ini juga menghasilkan peningkatan tingkat emisi CO dan NOx. Untuk alasan ini, nilai equivalence ratio sebesar 0,85 dianggap sebagai yang paling optimal untuk desain tersebut.