Analisa eksperimen dan simulasi numerik perpindahan panas pada tungku gasifikasi sekam padi dan serbuk kayu

Oleh :
Wahyu Budi S. - - Fak. Teknik

Salah satu solusi untuk mengatasi ketergantungan terhadap sumber energi tak terbarukan adalah dengan memanfaatkan energi terbarukan seperti biomasa. Biomasa yang potensial adalah sekam padi dan serbuk kayu karena memiliki LHV cukup tinggi, sebesar 15324 kJ/kg dan 17230 kJ/kg, serta ketersediaannya sangat melimpah di Indonesia. Biomasa dapat dimanfaatkan dengan melakukan proses gasifikasi. Dalam teknologi gasifikasi proses perpindahan panas selalu ada sehingga perlu pengembangan dalam metode penyelesaiannya. Metode yang lebih cepat dan akurat sangat dibutuhkan untuk mendapatkan hasil penelitian, oleh karena itu dilakukan dengan pedekatan pemrograman komputer. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari analisa eksperimen dan simulasi numerik pada tungku gasifikasi berbahan bakar sekam padi dan serbuk kayu. Pengujian eksperimen dilakukan dengan tiga variasi kecepatan, yaitu kecepatan I (kecepatan udara masuk fan 2,0 m/s), kecepatan II (kecepatan udara masuk fan 2,1 m/s), dan kecepatan III (kecepatan udara masuk fan 2,2 m/s). Hasil pengujian eksperimen dianalisa untuk mengetahui distribusi tekanan, temperatur dan efisiensi. Simulasi numerik dilakukan untuk mengetahui distribusi tekanan dan temperatur dalam tungku gasifikasi. Hasil penelitian menunjukan bahwa kecepatan udara masuk reaktor dan kapasitas biomasa berpengaruh terhadap disribusi tekanan, temperatur dan efisiensi. Formula rugi tekanan tungku gasifikasi sekam padi dan serbuk kayu secara ekperimen berturut-turut adalah ∆P/L = 28,74 V1,24 dan ∆P/L = 28,94 V1,20, dengan relative error secara simulasi numerik adalah 2,44% dan 2,75%. Relative error distribusi suhu pada reaktor gasifikasi sekam padi dan serbuk kayu untuk jarak 1 cm dari dinding reaktor secara simulasi numerik adalah 1,00% dan 1,42%. Efisiensi energi tertinggi untuk tungku gasifikasi sekam padi didapatkan pada variasi kecepatan III, kapasitas 100%, porositas 0,774 dan moisture content 11,25% yaitu sebesar 54%, sedangkan untuk tungku gasifikasi serbuk kayu pada variasi kecepatan III, kapasitas 100%, porositas 0,760 dan moisture content 8,17% yaitu sebesar 56%. Kata kunci: Biomasa, Gasifikasi, Tungku Gasifikasi, Analisa Eksperimen, Simulasi Numerik.