Perpustakaan Digital ITB

Swabakar batubara merupakan sumber bahaya dan kerugian yang signifikan pada kegiatan penambangan dan penimbunan batubara, sementara penentuan kecenderungan swabakar melalui uji laboratorium tergolong mahal, memakan waktu lama, dan terbatas cakupannya. Penelitian ini membangun model numerik dua dimensi berbasis Metode Volume Hingga pada kerangka Kesetimbangan Termal Lokal, dengan laju oksidasi orde satu mengikuti kinetika Arrhenius temperatur rendah dan diimplementasikan menggunakan MATLAB, untuk menelaah pengaruh difusi oksigen dan ukuran domain terhadap temperatur kritis swabakar. Sebanyak 90 dijalankan pada empat nilai difusivitas oksigen (1,1 sampai 4,4 × 10?? m² s?¹) dan empat ukuran domain (2,5; 5; 10; dan 15 cm). Temperatur kritis ditentukan melalui pengapitan status tunak dan menyala berdasarkan titik balik indeks keseimbangan termal ?, yaitu rasio laju pembangkitan terhadap laju disipasi panas yang dievaluasi langsung dari medan hasil simulasi volume hingga. Uji sensitivitas langkah waktu menghasilkan orde konvergensi teramati sebesar 1,00, sehingga langkah waktu 1 sekon ditetapkan untuk seluruh simulasi. Hasil menunjukkan temperatur kritis membentang dari 304,5 K pada domain 15 cm sampai 352,5 K pada domain 2,5 cm, serta menurun secara logaritmik terhadap ukuran domain dengan koefisien determinasi tidak kurang dari 0,994, sesuai ramalan teori Frank-Kamenetskii. Ukuran domain merupakan peubah dominan dengan penurunan 38,5 sampai 46,5 K, sedangkan difusivitas oksigen berpengaruh 1,5 sampai 9,5 K dengan pengaruh yang menguat secara monoton terhadap ukuran. Kedua peubah terkopel melalui modulus Thiele, yang melintasi nilai satu antara domain 5 dan 10 cm bersamaan dengan bilangan Biot, menandai peralihan rezim dari kendali kinetika ke kendali difusi.