Perpustakaan Digital ITB

Turbin gas adalah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran gas pembakaran. Pada bagian hulu terdapat kompresor untuk meningkatkan tekanan. Pada bagian hilir terdapat turbin untuk mengambil energi dari gas hasil pembakaran. Proses pembakaran terjadi ruang bakar yang berada di antara turbin dan kompresor. Fokus dari tulisan ini ada pada ruang bakar. Ruang bakar merupakan bagian pada turbin gas yang mempertemukan udara dan bahan bakar. Pertemuan dari kedua fluida tersebut akan dikondisikan dengan panas yang cukup agar reaksi pembakaran terjadi. Reaksi pembakaran yang terjadi di ruang bakar dikendalikan sedemikian rupa sehingga proses pembakaran tidak berlanjut sampai ke turbin. Ruang bakar juga didesain agar memberikan distribusi panas atau pembakaran yang seragam sepanjang aliran. Parameter lainnya selain yang telah disebutkan yang harus dipenuhi ruang bakar adalah kemampuan membakar sebanyak mungkin bahan bakar yang dimasukan. Ruang bakar biasanya didesain menjadi 3 zona. Zona pertama adalah saat bahan bakar tercampur dengan udara dan terbakar. Idealnya pembakaran hanya berlangsung di zona primer ini. Pada zona berikutnya dapat ditambahkan zona sekunder yang berfungsi untuk membakar sisa-sisa bahan bakar dan membiarkan proses pembakaran yang belum selesai. Pada zona berikutnya atau zona dilusi adalah zona dalam ruang bakar yang berfungsi untuk mendinginkan udara hasil pembakaran dan menyeragamkan panas. Salah satu metoda untuk mengetahui prestasi ruang bakar adalah dengan pengujian. Distribusi panas dari ruang bakar dapat diketahui dengan mengukur secara langsung temperatur keluar ruang bakar dan ditentukan dengan nilai pattern factor. Efisiensi ruang bakar diketahui dengan cara mengukur bahan bakar yang masuk ke dalam sistem dan membandingkan dengan kenaikan entalpi pada fluida yang keluar dari ruang bakar. Selain itu secara visual juga dapat dilihat ada tidaknya api yang keluar dari ruang bakar. Pengujian akan dilakukan pada berbagai perbandingan udara dan bahan bakar atau fuel to air ratio. Hasil-hasil tersebut akan menentukan baik atau tidaknya ruang bakar tersebut. Bahan bakar yang digunakan dalam pengujian kali ini adalah pertamina dex. Pertamina dex adalah bahan bakar keluaran pertamina yang cukup banyak berada di pasar sehingga mudah didapat. Mudahnya mencari pertamina dex di Indonesia diharapkan memudahkan implementasi ruang bakar ini pada turbin daya. Selain itu Pertamina dex memiliki karakter yang mirip dengan kerosin atau minyak tanah dan jetA fuel. Banyak turbo jet kecil yang didesain dapat menggunakan jet A fuel dan diesel contohnya pada merk AMT dan Swiwin turbojet. Walaupun turbo jet memiliki tujuan yang berbeda yaitu menghasilkan gaya dorong, namun keduanya menggunakan siklus brayton. Dari hasil komparasi tersebut maka diputuskan penggunaan pertamina dex dapat menggantikan jet A fuel untuk penggunaan pada mesin turbin gas. Ruang bakar yang akan diuji merupakan hasil optimasi dari ruang bakar penelitian sebelumnya. Ruang bakar yang telah dioptimasi memiliki konfigurasi reverse annular dengan diameter 167 mm dan panjang 265 mm. Berdasarkan hasil optimasi menggunakan algoritma genetis lubang-lubang yang terdapat pada zona primer paling kecil dan lubang-lubang pada zona dilusi memiliki diameter besar. Pada umumnya desain pada ruang bakar bagian primer memiliki lubang-lubang yang besar dan pada zona dilusi memiliki lubang-lubang dengan diameter kecil. Pada bagian dilusi diameter yang besar akan memberikan penetrasi yang cukup baik ke bagian tengah ruang bakar. Penetrasi yang baik akan membuat udara panas bagian tengah menjadi lebih dingin. Ruang bakar dengan diameter lubang yang tidak umum ini perlu diuji untuk validasi hasil optimasi.