Perpustakaan Digital ITB

Turbin gas menghadapi tantangan utama berupa tingginya konsumsi energi dan emisi nitrogen oksida (NOx) akibat temperatur pembakaran yang ekstrem. Kondisi ini mendorong kebutuhan teknologi ruang bakar yang mampu menekan emisi tanpa mengurangi performa. Ruang bakar pra-campur miskin ditawarkan sebagai solusi dengan cara mencampur bahan bakar dan udara sebelum masuk ke ruang bakar sehingga temperatur puncak dapat dikendalikan lebih rendah dan pembentukan NOx berkurang. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh variasi rasio ekuivalensi, temperatur pemanasan, temperatur pemicu, dan panjang ruang bakar terhadap distribusi temperatur, posisi zona nyala, serta pembentukan emisi NOx pada pembakaran pra-campur metana–udara menggunakan metode Dinamika Fluida Komputasi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada temperatur awal 300 K, rasio ekuivalensi 1 menghasilkan temperatur puncak 2.275 K dengan emisi NOx tertinggi yaitu 345 ppm. Peningkatan pemanasan awal menjadi 500 K dan 600 K memperluas area temperatur tinggi hingga 1,53 × 10?² m² dan meningkatkan emisi NOx sampai 1.044 ppm pada rasio ekuivalensi 1. Variasi panjang ruang bakar dari 200 mm menjadi 400 mm menaikkan temperatur outlet 69–99 K dan emisi NOx 105–843 ppm dengan nilai tertinggi pada rasio ekuivalensi 0,8 sebesar 1.921 ppm. Pemanasan awal terbukti lebih dominan dibandingkan pemicu dengan kenaikan temperatur rata-rata 251 K dan emisi NOx hingga 30 ppm sedangkan temperatur pemicu hanya memberi perubahan kecil. Temuan ini memberikan dasar rancangan ruang bakar pra-campur miskin yang menyeimbangkan stabilitas nyala, efisiensi termal, dan emisi rendah.