2.1 Bahan Bakar Padat/Cair2.1 Bahan Bakar Padat/Cair

Dengan memperhatikan suatu bahan Dengan memperhatikan suatu bahan bakar bakar

yang mempunyai komposisi yang yang mempunyai komposisi yang didefinisikan didefinisikan

oleh C, H, O, S, Noleh C, H, O, S, N

C + OC + O22 CO CO22

1 mol 1 mol 1 mol1 mol 1 mol 1 mol

HH22 + ½ O + ½ O22 H H22OO

1 mol ½ mol 1 mol1 mol ½ mol 1 mol

S + OS + O22 SO SO22

1 mol 1 mol 1 mol1 mol 1 mol 1 mol

Menunjukan bahwa:Menunjukan bahwa:

- Pembakaran teoritis dari 1 mol C Pembakaran teoritis dari 1 mol C memerlukan 1 mol oksigen dan memerlukan 1 mol oksigen dan memberikan 1 mol COmemberikan 1 mol CO22

- Pembakaran teoritis dari 1 mol Hidrogen Pembakaran teoritis dari 1 mol Hidrogen memerlukan ½ mol Omemerlukan ½ mol O22 dan memberikan 1 dan memberikan 1 mol Hmol H22OO

- Pembakaran teoritis 1 mol S memerlukan 1 Pembakaran teoritis 1 mol S memerlukan 1 mol Omol O22 dan memberikan 1 mol SO dan memberikan 1 mol SO22

Atau ada dalam 1 kg bahan bakarAtau ada dalam 1 kg bahan bakar

C kg dari karbon : C kg dari karbon :

H kg dari hidrogen:H kg dari hidrogen:

S kg dari sulfur:S kg dari sulfur:

mol.k12

c

molkh

.2

molkS

.32

Sehingga pembakaran 1 kg bahan bakar Sehingga pembakaran 1 kg bahan bakar akan akan

Memerlukan Memerlukan oksigen oksigen

yang mana mewakili suatu volumeyang mana mewakili suatu volume

molkOShC

.3232412

32 414.22

32412Nm

OShCVO

Tetapi setiap NmTetapi setiap Nm33 oksigen setara dengan oksigen setara dengan 4.76 4.76

NmNm33 udara sehingga menghasilkan suatu udara sehingga menghasilkan suatu

persamaan bahwa untuk membakar 1 kg persamaan bahwa untuk membakar 1 kg bahan bahan

bakar diperlukan udara: bakar diperlukan udara:

kgNmOShC

kgNmxOShC

Va

/)(33.367.2689.8

/76.4414.2232412

3

3

Contoh Contoh

Berapa volume udara yang diperlukan Berapa volume udara yang diperlukan untuk untuk membakar karbon dan cairan dari destilasi membakar karbon dan cairan dari destilasi “petrol “petrol karbon”karbon”

KarbonKarbon

CC h h O n O n s ds d

0.8470.847 0.042 0.039 0.021 0.013 0.042 0.039 0.021 0.013 0.039 kg/kg0.039 kg/kg

ResiduResidu

CC h h n n s s

0.8420.842 0.126 0.004 0.028 0.126 0.004 0.028 kg/kgkg/kg

Untuk karbonUntuk karbon

VVaa == (8.89 x 0.847) + (26.67 x 0.042) + (8.89 x 0.847) + (26.67 x 0.042) +

3.33 (0.013 - 0.039)3.33 (0.013 - 0.039)

= 8.564 Nm= 8.564 Nm33/kg/kg

Untuk residu Untuk residu

VVa a = (8.89 x 0.842) + (26.67 x 0.126) = (8.89 x 0.842) + (26.67 x 0.126) + +

(3.33 x 0.028)(3.33 x 0.028)

= 10.940 Nm= 10.940 Nm33/kg/kg

Perhitungan Volume Asap yang Dihasilkan Perhitungan Volume Asap yang Dihasilkan

Persamaan pembakaran Persamaan pembakaran menunjukkan menunjukkan

bahwa 1 kg bahan yang terbakar bahwa 1 kg bahan yang terbakar menghasilkan menghasilkan

gas-gas dengan menggunakan oksigen.gas-gas dengan menggunakan oksigen.

Yang menunjukkan volume total Yang menunjukkan volume total

2

2

2

2

32

28

2

12

SOkmolS

Nkmoln

OHkmolh

COkmolC

3414.223228212

NmSnhC

Tetapi dalam volume ini, perlu Tetapi dalam volume ini, perlu menambahkan menambahkan

volume Nvolume N22 yang ada dalam udara yang ada dalam udara pembakaran pembakaran

yang mempunyai kuantitas 3.76 x yang mempunyai kuantitas 3.76 x volume VOvolume VO22

sehingga sehingga

376.3414.2232412

NmxOShC

Dengan demikian secara teoritis, Dengan demikian secara teoritis, pembakaran 1 pembakaran 1

kg dari bahan bakar akan menghasilkan kg dari bahan bakar akan menghasilkan volume volume

asap sebanyak:asap sebanyak:

VVf f = 8.89 C + 32.27 h + 3.33 S + 0.8 n = 8.89 C + 32.27 h + 3.33 S + 0.8 n

- 2.63 O Nm- 2.63 O Nm33/kg/kg

Yang mana terdiri dari:Yang mana terdiri dari:

Nilai-nilai di atas menganggap bahwa relatif Nilai-nilai di atas menganggap bahwa relatif pada bahan bakar keringpada bahan bakar kering

2

3

23

23

23

)79.08.0(79.0414.2228

7.0414.2212

207.11414.222

867.1414.2212

Nkg

NmVnVx

n

SONmSxS

OHNmhxh

CONmCxC

aa

Jika bahan bakar ini mengacu pada Jika bahan bakar ini mengacu pada proporsi air proporsi air

w, akan perlu menambah pada volume w, akan perlu menambah pada volume total total

asap suatu volume uap air sama denganasap suatu volume uap air sama dengan

kgNmwxw

/245.1414.2218

3

Dengan menggunakan formulaDengan menggunakan formula

VVf f = 8.89 C + 32.27 h + 3.33 S + 0.8 n - = 8.89 C + 32.27 h + 3.33 S + 0.8 n - 2.63 O 2.63 O

NmNm33/kg/kg

Pada dua bahan bakar sebelumnya, kitaPada dua bahan bakar sebelumnya, kita

mendapatkan:mendapatkan:

- Untuk karbon Untuk karbon

VVf f = (8.89 x 0.847) + (32.27 x 0.042) + = (8.89 x 0.847) + (32.27 x 0.042) +

(3.33 x 0.013) + (0.8 x 0.021) – (2.63 (3.33 x 0.013) + (0.8 x 0.021) – (2.63 x x 0.039) 0.039)

= 8.843 Nm= 8.843 Nm33/kg/kg

- Untuk bahan hasil destilasiUntuk bahan hasil destilasi

VVf f = (8.89 x 0.842) + (32.27 x 0.126) + = (8.89 x 0.842) + (32.27 x 0.126) + (3.33 x 0.028) + (0.8 x 0.004) (3.33 x 0.028) + (0.8 x 0.004)

= 11.647 Nm= 11.647 Nm33/kg/kg

Catatan:Catatan:

Kita menganggap pada umumnya dalam praktek Kita menganggap pada umumnya dalam praktek

bahwa kita mempunyai asap pembakaran kering,bahwa kita mempunyai asap pembakaran kering,

dengan mengandaikan bahwa asap air berada dengan mengandaikan bahwa asap air berada

keseluruhannya dalam keadaan mengembun. keseluruhannya dalam keadaan mengembun.

Jadi pada suatu volume yang dapat diabaikan Jadi pada suatu volume yang dapat diabaikan

dibandingkan dengan yang lain yang membentuk dibandingkan dengan yang lain yang membentuk

gas.gas.

Pembakaran hidrogen yang ada Pembakaran hidrogen yang ada dalam dalam

bahan bakar jadi hanya meninggalkan bahan bakar jadi hanya meninggalkan dalam dalam

asap “azote” dari udara pembakarannya. asap “azote” dari udara pembakarannya. Kita Kita

harus, dalam hal ini, mengurangi Vharus, dalam hal ini, mengurangi Vff dengan dengan

volume uap air yang mana hasil dari volume uap air yang mana hasil dari pembakaran pembakaran

hidrogen, atau hidrogen, atau

kgNmhxh

/207.11414.222

3

sehingga ekspresi volume asap kering (dengan sehingga ekspresi volume asap kering (dengan

demikian kita menuliskan Vdemikian kita menuliskan Vss) yang dihasilkan ) yang dihasilkan

oleh 1 kg bahan bakar adalah:oleh 1 kg bahan bakar adalah:

VVss = 8.89 C + 21.07 h + 3.33 S + 0.8 n = 8.89 C + 21.07 h + 3.33 S + 0.8 n

- 2.63 O Nm- 2.63 O Nm33/kg/kg

2.2 Bahan Bakar Gas2.2 Bahan Bakar Gas

Di sini VDi sini Vaa dan V dan Vs s akan diekspresikan dalam akan diekspresikan dalam NmNm33/Nm/Nm33. Kita mempertimbangkan suatu bahan . Kita mempertimbangkan suatu bahan bakar gas, yang mana komposisi dalam volume bakar gas, yang mana komposisi dalam volume didefinisikan oleh:didefinisikan oleh:

CO, h, CHCO, h, CH44, , ΣΣCCmmhhPP, CO, CO22, O, n, W, O, n, W

Komponen-komponen yang dapat Komponen-komponen yang dapat terbakar terbakar

adalah CO, Hadalah CO, H22, CH, CH44 dan dan ΣΣCCmmhhP P yang mana yang mana

persamaan pembakaran masing-masing persamaan pembakaran masing-masing

adalah:adalah:

CO + ½ OCO + ½ O22 CO CO22

1 vol ½ vol 1 vol1 vol ½ vol 1 vol

HH22 + ½ O + ½ O22 H H22OO

1 vol ½ vol 1 vol1 vol ½ vol 1 vol

CHCH44 + 2 O + 2 O22 CO CO2 2 + 2 + 2 HH22OO

1 vol 2 vol 1 vol 2 vol1 vol 2 vol 1 vol 2 vol

ΣΣCCmmhhP P + 3.67 O+ 3.67 O2 2 2.45 CO2.45 CO2 2 + 2.45H+ 2.45H22OO

1 vol 3.67 vol 2.45 vol 2.45 vol1 vol 3.67 vol 2.45 vol 2.45 vol

Pengujian dari persamaan ini menunjukkan Pengujian dari persamaan ini menunjukkan

bahwa:bahwa:- Pembakaran dari suatu volume sembarang V Pembakaran dari suatu volume sembarang V

dari CO memerlukan suatu volume V/2 oksigendari CO memerlukan suatu volume V/2 oksigen- Pembakaran dari suatu volume sembarang V Pembakaran dari suatu volume sembarang V

dari Hdari H22 memerlukan suatu volume V/2 oksigen memerlukan suatu volume V/2 oksigen- Pembakaran dari suatu volume sembarang V Pembakaran dari suatu volume sembarang V

dari CHdari CH44 memerlukan suatu volume 2V oksigen memerlukan suatu volume 2V oksigen- Pembakaran dari suatu volume sembarang V Pembakaran dari suatu volume sembarang V

dari hidrokarbon dari hidrokarbon ΣΣCCmmhhPP memerlukan suatu memerlukan suatu volume 3.67 V oksigen.volume 3.67 V oksigen.

Pembakaran 1 NmPembakaran 1 Nm33 dari gas akan memerlukan dari gas akan memerlukan

suatu volume oksigen sama dengan:suatu volume oksigen sama dengan:

Tetapi sebagian oksigen yang diperlukan,Tetapi sebagian oksigen yang diperlukan,

diketahui 0 Nmdiketahui 0 Nm33/ Nm/ Nm33, sudah berada dalam gas , sudah berada dalam gas

yang dapat terbakar tersebut, sehingga volume yang dapat terbakar tersebut, sehingga volume

oksigen yang dibutuhkan oleh udara oksigen yang dibutuhkan oleh udara pembakaran pembakaran

berkurangberkurang

34 67.32

22NmhCCH

hCoPm

Setiap NmSetiap Nm33 oksigen yang mana bersesuaian oksigen yang mana bersesuaiandengan 4.76 Nmdengan 4.76 Nm3 3 udara. Hal ini menyebabkan udara. Hal ini menyebabkan bahwa volume total minimum udara yang bahwa volume total minimum udara yang diperlukan untuk membakar 1 Nmdiperlukan untuk membakar 1 Nm33 gas gas

adalah adalah

VVaa = 4.76 VO = 4.76 VO2.2.

3

3

42 67.3222 Nm

NmOhCCH

hCoVO Pm

Untuk penentuan gas buang, kita akan Untuk penentuan gas buang, kita akan

menyamakan perhitungan seperti pada menyamakan perhitungan seperti pada bahan bahan

bakar padat atau cair.bakar padat atau cair.

Gas buang atau asap terdiri:Gas buang atau asap terdiri:- dari COdari CO22 yang berasal dari bahan bakar yang berasal dari bahan bakar

sendiri demikian juga dari pembakaran CO sendiri demikian juga dari pembakaran CO dan hidrokarburan dan hidrokarburan

- dari uap air yang berasal dari bahan bakar dari uap air yang berasal dari bahan bakar sendiri demikian juga dari pembakaran sendiri demikian juga dari pembakaran hidrogen bebas dan hidrokarburanhidrogen bebas dan hidrokarburan

- dari “azote” dari “azote” (N(N22) ) yang berasal dari bahan yang berasal dari bahan bakar sendiri demikian juga dari pembakaran bakar sendiri demikian juga dari pembakaran udaraudara

Menurut persamaan-persamaan pembakaran Menurut persamaan-persamaan pembakaran

yang ada, kita mendapatkan dengan segerayang ada, kita mendapatkan dengan segera

- Untuk volume CO- Untuk volume CO22

COCO2 2 + CO + CH+ CO + CH4 4 + 2,45 + 2,45 ΣΣCCmmhhP P NmNm33/Nm/Nm33

- Untuk volume uap airUntuk volume uap air

W + h + 2CHW + h + 2CH44 + + 2,45 2,45 ΣΣCCmmhhP P NmNm33/Nm/Nm33

- Untuk volume “azote”Untuk volume “azote”

n + 3.76 VOn + 3.76 VO22 = n + 0.79 V = n + 0.79 Vaa Nm Nm33/Nm/Nm33

Jadi akhirnya kita akan mempunyai:Jadi akhirnya kita akan mempunyai:

VVf f = w + h + CO= w + h + CO2 2 + CO + 3CH+ CO + 3CH4 4 + 4.90 + 4.90 ΣΣCCmmhhP P

+ n + 0.79 V+ n + 0.79 Vaa

Seperti penggunaan dalam praktek, jika kita Seperti penggunaan dalam praktek, jika kita

mempertimbangkan asap buang kering, mempertimbangkan asap buang kering, ekspresi ekspresi

sebelumnya dari Vsebelumnya dari Vff dikurangi, setelah dikurangi, setelah

pengurangan volume uap airpengurangan volume uap air

VVss = CO = CO2 2 + CO + CH+ CO + CH4 4 + 2.45 + 2.45 ΣΣCCmmhhP P + n + n

+ 0.79 V+ 0.79 Vaa

Contoh:Contoh:

Menentukan volume udara dan volume Menentukan volume udara dan volume asap asap

pembakaran dari suatu gas yang pembakaran dari suatu gas yang mempunyai mempunyai

komposisi sebagai berikut:komposisi sebagai berikut:CO = 0.080CO = 0.080 COCO22 = 0.032 = 0.032

H = 0.480H = 0.480 N = 0.050N = 0.050

CHCH44 = 0.275 = 0.275 O = 0.013O = 0.013

ΣΣCCmmhhpp= 0.03= 0.03 W = 0.040W = 0.040

Penerapan formula sebelumnya: Penerapan formula sebelumnya: memberikanmemberikan

VOVO22 = = 0.800.80 + + 0.4800.480 + 2 x 0.275 + 2 x 0.275 22 2 2 + 3.67 x 0.03 - 0.013 + 3.67 x 0.03 - 0.013

= 0.927 Nm= 0.927 Nm33/Nm/Nm33

dimana dimana

VVaa = 0.927 x 4.76 = 4.412 Nm = 0.927 x 4.76 = 4.412 Nm33/Nm/Nm33

VVff = 0.04 + 0.480 + 0.032 + 0.080 = 0.04 + 0.480 + 0.032 + 0.080

+ (3 x 0.275) + (4.90 x 0.030) + 0.05 + (3 x 0.275) + (4.90 x 0.030) + 0.05 + (0.79 x 4.412)+ (0.79 x 4.412)

= 5.139 Nm= 5.139 Nm33/Nm/Nm33

Atau jika kita menganggap gas buangnya kering Atau jika kita menganggap gas buangnya kering

VVss = 0.032 + 0.080 + 0.275 + (2.45 x 0.030) = 0.032 + 0.080 + 0.275 + (2.45 x 0.030) + 0.05 + (0.79 x 4.412)+ 0.05 + (0.79 x 4.412) = 3.995 Nm= 3.995 Nm33/Nm/Nm33

2.3 Formula Empiris2.3 Formula Empiris

Dengan adanya formula empiris yang Dengan adanya formula empiris yang

memungkinkan untuk menentukan dengan cara memungkinkan untuk menentukan dengan cara

pendekatan untuk kemampuan panas dari suatu pendekatan untuk kemampuan panas dari suatu

bahan bakar yang mana bahan bakar yang mana komposisinya diketahuikomposisinya diketahui, ,

begitu juga sejumlah formula yang telah begitu juga sejumlah formula yang telah

ditetapkan dalam rangka menghitung ditetapkan dalam rangka menghitung volume volume

udara, Vudara, Vaa dan asap, V dan asap, Vff (basah) (basah) dari pembakaran dari pembakaran

teoritis, untuk suatu bahan bakar yang mana kita teoritis, untuk suatu bahan bakar yang mana kita

mengetahui kemampuan panasnya.mengetahui kemampuan panasnya.

Diantara formula-formula ini, kita menuliskan Diantara formula-formula ini, kita menuliskan sebagai berikut, yang diturunkan oleh Rosin sebagai berikut, yang diturunkan oleh Rosin

dan dan Fehling.Fehling.

- Untuk bahan bakar padatUntuk bahan bakar padat

VVaa = 101 x 10 = 101 x 10-5-5 I Ipopo + 0.5 Nm + 0.5 Nm33/kg/kg

VVff = 89 x 10 = 89 x 10-5-5 I Ipopo + 1.65 Nm + 1.65 Nm33/kg/kg

- Untuk bahan bakar cair Untuk bahan bakar cair

VVaa = 85 x 10 = 85 x 10-5-5 I Ipo po + 2 Nm+ 2 Nm33/kg/kg

VVff = 111 x 10 = 111 x 10-5-5 I Ipopo Nm Nm33/kg/kg

- Untuk bahan bakar gas (miskin) IUntuk bahan bakar gas (miskin) Ipopo < < 3000 kcal/Nm3000 kcal/Nm33

VVaa = 87.5 x 10 = 87.5 x 10-5-5 I Ipopo Nm Nm33/Nm/Nm33

VVff = 72.5 x 10 = 72.5 x 10-5-5 I Ipopo + I Nm + I Nm33/Nm/Nm33

- Untuk Untuk bahan bakar gas (kaya) (Ibahan bakar gas (kaya) (Ipo po > > 4000 kcal/Nm4000 kcal/Nm33))

VVaa = 109 x 10 = 109 x 10-5-5 I Ipopo – 0.25 Nm – 0.25 Nm33/Nm/Nm33

VVff = 114 x 10 = 114 x 10-5-5 I Ipopo + 0.25 Nm + 0.25 Nm33/Nm/Nm33

Dalam formula–formula ini IDalam formula–formula ini Ipopo mengacu kepada mengacu kepada

kemampkemampuuan inferiur pada tekanan tetap dari an inferiur pada tekanan tetap dari

1 kg bahan bakar padat atau cair atau 1 Nm1 kg bahan bakar padat atau cair atau 1 Nm33

untuk bahan bakar gas.untuk bahan bakar gas.

Kita mengaplikasikan pada contoh terakhir Kita mengaplikasikan pada contoh terakhir maka maka

kita mendapatkan:kita mendapatkan:

VVaa = 4.412 Nm = 4.412 Nm33/Nm/Nm33

VVff = 5.13 = 5.1399 Nm Nm33/Nm/Nm33

Kemampuan panas dari gas ini dihitung menurut Kemampuan panas dari gas ini dihitung menurut

komposisinya adalah Ikomposisinya adalah Ipopo = 4338 kcal/Nm = 4338 kcal/Nm33. Jika . Jika

kita memasukkan nilai ini pada formula yang kita memasukkan nilai ini pada formula yang

cocok, kita mendapatkan:cocok, kita mendapatkan:

VVaa = 109 x 10 = 109 x 10-5-5 x 4338 – 0.25 = 4.478 Nm x 4338 – 0.25 = 4.478 Nm33/Nm/Nm33

VVff = 114 x 10 = 114 x 10-5-5 x 4338 + 0.25 = 5.195 Nm x 4338 + 0.25 = 5.195 Nm33/Nm/Nm33

Kecocokan antara dua pasang hasil adalah Kecocokan antara dua pasang hasil adalah sangat sangat

dekat untuk perhitungan sebelum proyek dekat untuk perhitungan sebelum proyek

dilakukan.dilakukan.

3. Pembakaran Riel3. Pembakaran Riel

3.1 Kelebihan Udara : Kekurangan Udara3.1 Kelebihan Udara : Kekurangan UdaraSampai paragraf ini kita hanya membicarakan Sampai paragraf ini kita hanya membicarakan

proses pembakaran yang sifatnya teoritis atau proses pembakaran yang sifatnya teoritis atau stoechiometric yang mana berlangsung benar-stoechiometric yang mana berlangsung benar-benar memenuhi persamaan reaksi benar memenuhi persamaan reaksi dan hanya dan hanya memperhitungkan jumlah/kuantitas bahan memperhitungkan jumlah/kuantitas bahan (bahan yang dapat terbakar) yang secara pasti (bahan yang dapat terbakar) yang secara pasti sama dengan jumlah yang bersesuaian pada sama dengan jumlah yang bersesuaian pada persamaan-persamaan tersebutpersamaan-persamaan tersebut

Dalam pembakaran nyata, perbandingan Dalam pembakaran nyata, perbandingan Bahan yang dapat terbakar dan udara selalu Bahan yang dapat terbakar dan udara selalu tidak sama dengan nilai-nilai yang ada dalam tidak sama dengan nilai-nilai yang ada dalam stoechieometric, seperti stoechieometric, seperti komposisi asap hasil komposisi asap hasil pembakaran menjadi berbeda dengan asap pembakaran menjadi berbeda dengan asap hasil pembakaran yang dihitung secara teoritishasil pembakaran yang dihitung secara teoritis..

Suatu pembakaran riel dicirikan oleh Suatu pembakaran riel dicirikan oleh

perbandingan perbandingan volume udara yang secara efektif volume udara yang secara efektif

digunakan Vdigunakan Vaa’’, untuk pembakaran suatu jumlah, untuk pembakaran suatu jumlah

yang ditentukan (1 kg atau 1 Nmyang ditentukan (1 kg atau 1 Nm33) dari bahan ) dari bahan

bakar dengan bakar dengan volume udara yang diperlukan volume udara yang diperlukan

pada pembakaran teoritis, pada bahan bakar pada pembakaran teoritis, pada bahan bakar yang yang samasama. Perbandingan ini. Perbandingan ini λλ = = VVaa’’ disebut disebut

VVaa

Koefisien kelebihan udara (perbandingan udara)Koefisien kelebihan udara (perbandingan udara)

Jika Jika λλ>1, kita mendapatkan pembakaran yang >1, kita mendapatkan pembakaran yang kelebihan udara kelebihan udara

λλ<1, kita mendapatkan pembakaran <1, kita mendapatkan pembakaran yang yang kekurangan udarakekurangan udara

λλ=1, kita mendapatkan pembakaran =1, kita mendapatkan pembakaran netralnetral

Kita menyebut kelebihan udara dan kita Kita menyebut kelebihan udara dan kita

menuliskan pada umumnya oleh emenuliskan pada umumnya oleh e

((diekspresikan dalam diekspresikan dalam persen)persen)

100'

xV

VVe

a

aa

Sehingga dapat diturunkan:Sehingga dapat diturunkan:

atau e = 100 (atau e = 100 (λλ-1)-1)

dan dapat dilihat bahwa e positif atau dan dapat dilihat bahwa e positif atau negatif negatif

bergantung bergantung λλ di atas atau di bawah 1. di atas atau di bawah 1.

1001

e

- Jika e lebih besar dari nolJika e lebih besar dari nol

Jika e lebih besar dari nol, dan jika kitaJika e lebih besar dari nol, dan jika kita

mengandaikan pembakarannya lengkap, kita mengandaikan pembakarannya lengkap, kita

akan menemukan kembali dalam asap gas akan menemukan kembali dalam asap gas

buangbuang, udara yang tidak digunakan , udara yang tidak digunakan sedangkan sedangkan

kandungan kandungan COCO22 dalam gas buang akan lebih dalam gas buang akan lebih

rendah rendah daripada pembakaran teoritis. daripada pembakaran teoritis.

Sebenarnya, pembakaran tidak pernah Sebenarnya, pembakaran tidak pernah sempurna, karena walaupun ketelitian ditetapkan sempurna, karena walaupun ketelitian ditetapkan dan peralatan yang disesuaikan untuk menjamin dan peralatan yang disesuaikan untuk menjamin suatu kontak yang intim antara suatu kontak yang intim antara bahan bakar dan bahan bakar dan udara pembakar, selalu ada bagian bahan bakar udara pembakar, selalu ada bagian bahan bakar yang hilang pada pembakaran total, sehingga gas yang hilang pada pembakaran total, sehingga gas buang selalu membawa buang selalu membawa sedikit CO yang berasal sedikit CO yang berasal dari pembakaran yang tidak lengkap dari karbondari pembakaran yang tidak lengkap dari karbon, , yang bersesuaian pada persamaanyang bersesuaian pada persamaan

C + ½ OC + ½ O2 2 COCO

Dilain bagian, kita mengetahui bahwa pada Dilain bagian, kita mengetahui bahwa pada

temperatur pembakaran yang tinggi temperatur pembakaran yang tinggi COCO22 terdisosiasi yang bersesuaian pada persamaan terdisosiasi yang bersesuaian pada persamaan

CO2 CO + ½ OCO2 CO + ½ O22

Dimana penyebab kedua keberadaan CO dalam Dimana penyebab kedua keberadaan CO dalam gas buang, walaupun pembakaran penuh dengan gas buang, walaupun pembakaran penuh dengan OksigenOksigen

- Jika e lebih kecil dari nolJika e lebih kecil dari nol jika e lebih kecil dari nol, pembakaran jika e lebih kecil dari nol, pembakaran

tidak tidak dapat lengkap karena kita dapat lengkap karena kita tidak menyediakan tidak menyediakan jumlah udara yang cukupjumlah udara yang cukup untuk membakar untuk membakar secara total dari komponen-komponen bahan secara total dari komponen-komponen bahan bakar. Jadi sebagian dari komponen-komponen bakar. Jadi sebagian dari komponen-komponen ini didapatkan kembali dalam bentuk yang tidak ini didapatkan kembali dalam bentuk yang tidak terbakar, apakah dalam bahan bakar itu sendiri terbakar, apakah dalam bahan bakar itu sendiri (dalam hal bahan bakar padat) atau dalam gas (dalam hal bahan bakar padat) atau dalam gas buang dalam bentuk kabut atau buang dalam bentuk kabut atau gas yang gas yang

masih masih dapat terbakar lagi (CO, hidrokarburan)dapat terbakar lagi (CO, hidrokarburan). .

Fraksi dari bahan bakar yang telah tidak terbakar Fraksi dari bahan bakar yang telah tidak terbakar

keseluruhannya, yang telah tidak menghasilkan keseluruhannya, yang telah tidak menghasilkan

COCO22, telah memberikan gas buang dimana kadar , telah memberikan gas buang dimana kadar

COCO22 adalah lebih kecil adalah lebih kecil bila dibandingkan pada bila dibandingkan pada

hasil pembakaran teoritis.hasil pembakaran teoritis.

Walaupun, kejadian pembakaran berlangsung Walaupun, kejadian pembakaran berlangsung

dengan ketidakbenaran jumlah oksigen, tidak dengan ketidakbenaran jumlah oksigen, tidak

menghalangi keberadaan oksigen dalam gas menghalangi keberadaan oksigen dalam gas

buang, okbuang, okssigen ini berasal dari:igen ini berasal dari:

- pertama, suatu fraksi udara pembakaran pertama, suatu fraksi udara pembakaran telah dapat melewati ruang pembakaran telah dapat melewati ruang pembakaran tanpa masuk dalam reaksitanpa masuk dalam reaksi. .

(sebagai contoh: ruang pembakaran terlalu (sebagai contoh: ruang pembakaran terlalu

dingin atau pencampuran bahan bakar dan dingin atau pencampuran bahan bakar dan udara udara

tidak benar-benar direatidak benar-benar direalilisasi).sasi).

- kedua: fraksi dari karbon yang telah kedua: fraksi dari karbon yang telah terbakar sebagian dan menghasilkan CO, terbakar sebagian dan menghasilkan CO, hanya menggunakan hanya menggunakan sebagian dari udara sebagian dari udara yang dibutuhkan.yang dibutuhkan.

SSecara definitif,ecara definitif, pembakaran secara pembakaran secara teori nampak sepertiteori nampak seperti pembakaran yang pembakaran yang mampu untuk menghasilkan mampu untuk menghasilkan proporsi COproporsi CO22 yang paling tinggi dalam gas buangyang paling tinggi dalam gas buang. .

Apa-apa yang mendahului ini Apa-apa yang mendahului ini memungkinkan memungkinkan

untuk melihat kembali kepentingan dasar untuk melihat kembali kepentingan dasar dari dari

analisa gas buang untuk mengendalikan analisa gas buang untuk mengendalikan pembakaran.pembakaran.

Analisa secara industri dari gas buang Analisa secara industri dari gas buang

prinsipnya adalah penentuan kandungan prinsipnya adalah penentuan kandungan

COCO22, SO, SO22, O, O22 dan CO dan pada keadaan dan CO dan pada keadaan

praktek kita hanya menjumlahkan praktek kita hanya menjumlahkan

kandungan kandungan COCO22 dan SO dan SO22, kesalahan yang , kesalahan yang

ditimbulkan oleh penyederhanaan ini yang ditimbulkan oleh penyederhanaan ini yang

mana dapat diabaikan.mana dapat diabaikan.

- Studi Tentang Pembakaran RielStudi Tentang Pembakaran Riel

Suatu pembakaran riel yang mana dicirikan Suatu pembakaran riel yang mana dicirikan oleh koefisien udara oleh koefisien udara λλ, tujuan penelitian dari , tujuan penelitian dari suatu pembakaran riel adalah penentuan suatu pembakaran riel adalah penentuan

nilai nilai Koefisien ini dari analisa gas buang. Kita Koefisien ini dari analisa gas buang. Kita Mengandaikan tentu saja telah mengetahui Mengandaikan tentu saja telah mengetahui komposisi bahan bakar komposisi bahan bakar yang dituliskan dalam yang dituliskan dalam keadaan murni dan kering dan keadaan murni dan kering dan

Konsekuensinya volume udara Konsekuensinya volume udara VVaa dan volume dan volume

gas buang kering gas buang kering VVss dari pembakaran secara dari pembakaran secara teoritis.teoritis.

Penentuan Penentuan λλ dapat dilakukan dengan dapat dilakukan dengan cara cara

perhitungan atau dengan bantuan diagram.perhitungan atau dengan bantuan diagram.

- Penentuan Penentuan λλ (e) dengan perhitungan (e) dengan perhitunganSebelumnya kita mempertimbangkan Sebelumnya kita mempertimbangkan

pembakaran dengan kelebihan udara (pembakaran dengan kelebihan udara (λλ>1) >1) dan diandaikan secara lengkap (tanpa dan diandaikan secara lengkap (tanpa adanya CO dalam gas buang).adanya CO dalam gas buang).

Volume udara yang digunakan untuk Volume udara yang digunakan untuk

membakar satuan jumlah dari bahan bakar (1 kg membakar satuan jumlah dari bahan bakar (1 kg

atau 1 Nmatau 1 Nm33) ) menurut definisi dari menurut definisi dari λλ, adalah sama , adalah sama

dengan dengan

VVaa’’ = = λλVVaa = (1+ = (1+ e e ) V) Vaa 100100

Bila Bila VVss’’ adalah volume gas buang yang adalah volume gas buang yang

dihasilkandihasilkan, maka tentu saja volume ini akan , maka tentu saja volume ini akan

sama dengan volume teoritis Vsama dengan volume teoritis Vss ditambah ditambah dengan dengan

udara yang dibawa oleh kelebihan udara , udara yang dibawa oleh kelebihan udara , karena karena

kita mengandaikan pembakaran lengkap sama kita mengandaikan pembakaran lengkap sama

dengandengan

VVaa’’ - V - Vaa = ( = (λλ-1) V-1) Vaa

Jadi kita mempunyai Jadi kita mempunyai

VVss’’ = V = Vs s + (+ (λλ-1) V-1) Vaa = V= Vss + + e e V Vaa Nm Nm33/kg /kg

100100

atau Nmatau Nm33/Nm/Nm33

Penentuan e dapat dilakukan dengan Penentuan e dapat dilakukan dengan

menggunakan kadar Omenggunakan kadar O22 atau kadar CO atau kadar CO22 + + SOSO2 2

dalam gas buang kering.dalam gas buang kering.

Jika kita menggunakan kadar OJika kita menggunakan kadar O22, , yang kita yang kita

nyatakan dengan nyatakan dengan OO’, kadar oksigen ’, kadar oksigen ini ini

bersesuaianbersesuaian kadar udara yang kadar udara yang mempunyai mempunyai ekspresi sebagai berikut: ekspresi sebagai berikut:

aa’ = ’ = 100100 OO’ = 4.76 ’ = 4.76 OO’’2121

`

dan akan didapatkan:dan akan didapatkan:

aa’= 100 ’= 100 VVss’ - V’ - Vss (35)(35)

VVss’’

Penghilangan VPenghilangan VSS’ pada persamaan-’ pada persamaan-persamaan di persamaan di

atas membawa pada persamaan sebagai atas membawa pada persamaan sebagai berikut:berikut:

e = 100 e = 100 VVss - - O’ O’ (36) (36)

VVaa 21-21-OO’’

Pengetahuan komposisi bahan bakar Pengetahuan komposisi bahan bakar

memungkinkan perhitungan Vmemungkinkan perhitungan Vaa dan V dan Vss, analisa , analisa

gas buang menghasilkan gas buang menghasilkan OO’ dimana e dengan ’ dimana e dengan

formula di atas dapat diketahui dan kemudianformula di atas dapat diketahui dan kemudian

λλ =1+ =1+ e e 100100

jika kita menggunjika kita menggunaakan kadar COkan kadar CO22 + + SOSO22, , yang kita akan menyatakan yang kita akan menyatakan dengan dengan COCO22’’

+ + SOSO22’, kita akan mempunyai ’, kita akan mempunyai

persamaan:persamaan:

COCO22’ + ’ + SOSO22’’ = 100 = 100 VV’’ CO2+SO2CO2+SO2

VVSS’’

dalam persamaan dalam persamaan tsbtsb, dengan, dengan menggantikan Vmenggantikan VSS’, kita dapatkan:’, kita dapatkan:

aS

SOCO

aS

SOCO

Ve

V

V

Ve

V

VSOCO

100

100

100

'100'' 2222

22

Persamaan dimana kita dapat menghitung Persamaan dimana kita dapat menghitung

(e) atau untuk bahan bakar dengan komposisi (e) atau untuk bahan bakar dengan komposisi

yang diberikan, nilai-nilai Vyang diberikan, nilai-nilai Vaa dan V dan Vss relatif pada relatif pada

pembakaran secara teoritis yang mana dapat pembakaran secara teoritis yang mana dapat

ditentukan dengan perhitungan, persamaan ditentukan dengan perhitungan, persamaan tsbtsb

menterjemahkan suatu hubungan hiperbola menterjemahkan suatu hubungan hiperbola

antara kelebihan udara (e) dan kadar antara kelebihan udara (e) dan kadar ((COCO22’+’+SOSO22’) ’)

yang didapatkan dengan analisa gas buang.yang didapatkan dengan analisa gas buang.

- Penggunaan diagram:Penggunaan diagram:

Bila 4 besaran yang membawa Bila 4 besaran yang membawa pertimbangan pertimbangan

dalam susunan dari gas buang diketahui:dalam susunan dari gas buang diketahui:- Kadar (COKadar (CO22+SO+SO22))

- Kadar (OKadar (O22))- Kadar (CO)Kadar (CO)- Kelebihan udara (e)Kelebihan udara (e)

Dua ditetapkan (sebagai contoh Dua ditetapkan (sebagai contoh COCO22’+’+SOSO22’ dan ’ dan

OO22’) dan bahwa komposisi dari bahan bakar ’) dan bahwa komposisi dari bahan bakar

diketahui, dua besaran lain dapat ditentukan diketahui, dua besaran lain dapat ditentukan

secara pasti (tanpa keraguan).secara pasti (tanpa keraguan).

Pada pernyataan ini dibangun diagram-diagram Pada pernyataan ini dibangun diagram-diagram

pembakaranpembakaran

- Diagram PembakaranDiagram Pembakaran

Ada beberapa diagram pembakaran. Ada beberapa diagram pembakaran. Kita Kita

akan membatasi dengan 2 diagram akan membatasi dengan 2 diagram pembakaran pembakaran

yang telah dikenal yaitu diagram yang telah dikenal yaitu diagram OstwaldOstwald dan dan

diagram dari diagram dari BunteBunte

- Diagram OstwaldDiagram Ostwald

Deskripsi:Deskripsi:Sebelum mendefinisikan aturan-aturan Sebelum mendefinisikan aturan-aturan

pembuatan diagram Ostwald kita akan pembuatan diagram Ostwald kita akan menguji menguji

prinsip-prinsip dimana diagram ini diajukan.prinsip-prinsip dimana diagram ini diajukan.

Dalam paragraf sebelumnya, kita telah Dalam paragraf sebelumnya, kita telah

menetapkan formula-formula yangmenetapkan formula-formula yang

memungkinkan, dalam hal pembakaran memungkinkan, dalam hal pembakaran

secara teoritis untuk menentukan volume secara teoritis untuk menentukan volume udara udara

VVaa dan volume gas buang kering dan volume gas buang kering VVss yang yang

bersesuaian dengan pembakaran 1 kg atau 1 bersesuaian dengan pembakaran 1 kg atau 1

NmNm33 bahan bakar padat, cair dan gas. bahan bakar padat, cair dan gas.

Sekarang kita mempelajari, dengan Sekarang kita mempelajari, dengan cara cara

analog, suatu pembakaran riel dicirikan analog, suatu pembakaran riel dicirikan oleh oleh

kelebihan udara e dan untuk menentukan kelebihan udara e dan untuk menentukan

satu-satuan jumlah bahan bakar dan fungsi satu-satuan jumlah bahan bakar dan fungsi

dengan e:dengan e:- Volume VVolume Vaa’ efektif udara diperlukan pada ’ efektif udara diperlukan pada

pembakaranpembakaran- Volume VVolume Vss’ efektif gas buang yang ’ efektif gas buang yang

dihasilkandihasilkan

Komposisi bahan bakar yang mana Komposisi bahan bakar yang mana

diketahui nilai-nilai Vdiketahui nilai-nilai Vaa dan V dan Vss dari dari pembakaranpembakaran secara teoritis secara teoritis akanakan terdefinisi.terdefinisi.

Sebelumnya kita mempertimbangkan Sebelumnya kita mempertimbangkan suatu suatu

bahan bakar padat atau cair yang mana bahan bakar padat atau cair yang mana komposisi diberikan dalam massakomposisi diberikan dalam massa v volume olume udara yang kita perlukan untukudara yang kita perlukan untuk membakar 1 kg bahan bakar adalah:membakar 1 kg bahan bakar adalah:

VVaa’= ’= λλ V Vaa= (1 += (1 + e e )V)Vaa

100100

Kita menetapkan bersesuaian Kita menetapkan bersesuaian dengan dengan

hhasil percobaan yang disebutkan asil percobaan yang disebutkan sebelumnya, sebelumnya,

bahwa bahwa hidrogen, hidrokarburan dan sulfur hidrogen, hidrokarburan dan sulfur terbakar keseluruhannya, tetapi terbakar keseluruhannya, tetapi

sebaliknya sebaliknya hanya sebagian saja dari karbon terbakar hanya sebagian saja dari karbon terbakar menjadi COmenjadi CO. . Gas buang kering membawa Gas buang kering membawa

suatu campuran suatu campuran CO, COCO, CO22, SO, SO22, O, O22 dan dan NN22..

Pembakaran lengkap dari karbon terjadi Pembakaran lengkap dari karbon terjadi

bersesuaian dengan persamaan bersesuaian dengan persamaan

C + OC + O22 CO CO22

dan pembakaran tidak lengkap mengikutidan pembakaran tidak lengkap mengikuti

persamaanpersamaan

C + ½ OC + ½ O22 CO CO

Pengujian dari dua persamaan ini Pengujian dari dua persamaan ini membawa membawa

pada kesimpulan-kesimpulan berikut:pada kesimpulan-kesimpulan berikut:

1.1. Pembakaran dari suatu massa Pembakaran dari suatu massa karbon yang sama apakah tidak karbon yang sama apakah tidak lengkap dalam bentuk CO atau lengkap dalam bentuk CO atau pembakaran lengkap dalam bentuk pembakaran lengkap dalam bentuk COCO22 menghasilkan volume yang menghasilkan volume yang sama dari gas buang yang dihasilkansama dari gas buang yang dihasilkan maka maka volume total (CO+COvolume total (CO+CO22) yang ) yang ada dalam gas buang akan selalu ada dalam gas buang akan selalu sama dengan volume COsama dengan volume CO22 pada pada pembakaran secara teoritispembakaran secara teoritis. .

2.Persamaan kedua menunjukkan bahwa 2.Persamaan kedua menunjukkan bahwa fraksi karbon yang telah terbakar tidak fraksi karbon yang telah terbakar tidak lengkap, tidak hanya menggunakan lengkap, tidak hanya menggunakan separuh dari oksigenseparuh dari oksigen yang diperlukan, yang diperlukan, artinya hanya ½ volume oksigen untuk artinya hanya ½ volume oksigen untuk membentuk 1 volume CO. membentuk 1 volume CO. Volume Volume oksigen yang tidak tergabung adalah oksigen yang tidak tergabung adalah sama dengan ½ volume, dengan kata sama dengan ½ volume, dengan kata lain ½ dari volume CO yang dibentuklain ½ dari volume CO yang dibentuk..

VVaa,V,Vss,V,Vaa’,V’,Vss’ yang mana mempunyai nilai ’ yang mana mempunyai nilai yang yang

diketahuidiketahui

VVO2O2’’ : volume oksigen: volume oksigen

V’V’CO2+SO2CO2+SO2 : volume total dari CO: volume total dari CO22+SO+SO22

V’V’COCO : volume CO: volume CO

Dalam gas buang kering dari pembakaran 1 Dalam gas buang kering dari pembakaran 1

kg bahan bakar. Kadar dalam volkg bahan bakar. Kadar dalam volumeume dalam dalam

gas buang maka masing-masing adalah:gas buang maka masing-masing adalah:

OO’ = ’ = VVO2O2’’ VVSS

’’

COCO22’+’+SOSO22’=’=V’V’CO2+SO2CO2+SO2

VVSS’’

CO’=CO’=V’COV’CO VVSS’’

Expresi dari V’Expresi dari V’CO2+SO2CO2+SO2

Volume VVolume VCO2+SO2CO2+SO2 dalam gas buang dalam gas buang dari dari

pembakaran teoritis adalah:pembakaran teoritis adalah:

yang mana bersesuaian dengan suatu yang mana bersesuaian dengan suatu

kandungan dalam desimal:kandungan dalam desimal:

kgNmSC

/414.223212

3

%100414.22

321210022 xV

SC

xV

VK

SS

SOCO

Volume dari COVolume dari CO22+SO+SO22 dalam gas buang dalam gas buang kering kering

dari pembakaran riel adalah sama dengan dari pembakaran riel adalah sama dengan

volume Vvolume VSO2+CO2 SO2+CO2 dalam pembakaran secara dalam pembakaran secara

teoritis, atau K Vteoritis, atau K Vss/100, dikurangi dengan /100, dikurangi dengan

volume CO yang bersesuaian dengan fraksi volume CO yang bersesuaian dengan fraksi

karbon yang tidak terbakar secara lengkap . karbon yang tidak terbakar secara lengkap .

Jadi kita mempunyai:Jadi kita mempunyai:

V’V’CO2+SO2 CO2+SO2 = = K VK Vss - V’ - V’COCO

100100

Expresi dari V’Expresi dari V’O2O2

Oksigen yang terdapat dalam gas buang Oksigen yang terdapat dalam gas buang

berasal:berasal:- sebagian dari pembakaran udara. Kita sebagian dari pembakaran udara. Kita

menyediakan volume udara Vmenyediakan volume udara Vaa’ = ’ = λλVVaa

jadi suatu kelebihan udara:jadi suatu kelebihan udara:

VVaa’ – V’ – Va a = (= (λλ-1) V-1) Vaa= = e e V Vaa

100100

Yang sama dengan Yang sama dengan

oksigen untuk setiap oksigen untuk setiap NmNm33

gas buang.gas buang.

- Sebagian lagi dari oksigen yang tidak Sebagian lagi dari oksigen yang tidak digunakan karena pembakaran yang digunakan karena pembakaran yang tidak lengkap dari karbon dalam CO; tidak lengkap dari karbon dalam CO; volume oksigen adalah sama volume oksigen adalah sama V’COV’CO, , seperti yang telahseperti yang telah

2 2 kita ketahui pada paragraf sebelumnya.kita ketahui pada paragraf sebelumnya.

aVx

e

76.4100

Volume total oksigen Volume total oksigen dalam gas buang dalam gas buang dari dari

pembakaran riel maka adalah:pembakaran riel maka adalah:

Ekspresi dari VEkspresi dari Vss’’

Volume total dari gas buang VVolume total dari gas buang Vss’ adalah jumlah:’ adalah jumlah:- Volume VVolume Vss dari gas buang pembakaran dari gas buang pembakaran

secara teoritissecara teoritis- Volume oksigen yang tidak tergabung Volume oksigen yang tidak tergabung V’COV’CO

22- Volume kelebihan udara Volume kelebihan udara ee

100 V100 Vaa

2

'

100100

21

2

'

76.4100' 2

COa

COa

VV

x

eVVx

x

eOV

Jadi kita mempunyai:Jadi kita mempunyai:

Jika kita mengajukan:Jika kita mengajukan:

aCO

SS VeV

VV1002

''

ZCO

ySOCO

xO

'

''

'

22

Kandungan masing-masing dalam desimal Kandungan masing-masing dalam desimal dari dari

OO22, CO, CO22+SO+SO2 2 dan CO dalam gas buang dari dan CO dalam gas buang dari

pembakaran nyata mempunyai pembakaran nyata mempunyai persamaan-persamaan-

persamaan:persamaan:

)3(

1002

''

100

)2(

1002

'

'100100

)1(

1002'

2'

10010021

100

aCO

S

CO

aCO

S

S

aS

a

VeV

V

Vz

VeV

V

VcoV

Ky

VeVCO

V

COVV

Xe

x

Untuk suatu bahan bakar dengan komposisi yang Untuk suatu bahan bakar dengan komposisi yang

diketahui, Vdiketahui, Vaa dan V dan Vss mempunyai nilai yang mana mempunyai nilai yang mana

kita bisa menghitungnya. Ekspresi-ekspresi x, y, z kita bisa menghitungnya. Ekspresi-ekspresi x, y, z

jadi hanya bergantung pada parameter V’jadi hanya bergantung pada parameter V’COCO dan dan

e.e.

Dengan menghasilkan V’Dengan menghasilkan V’COCO antara pers ( antara pers (xx) dan ) dan

((yy), kita mendapatkan suatu ekspresi dalam ), kita mendapatkan suatu ekspresi dalam

bentuk:bentuk:

y = f (e) – g (e) xy = f (e) – g (e) x

Dalam suatu penyajian pada koordinat kartesien Dalam suatu penyajian pada koordinat kartesien

x, y, yang mana adalah persamaan dari suatu x, y, yang mana adalah persamaan dari suatu

kelompok (∆) garis V yang mana masing-masing kelompok (∆) garis V yang mana masing-masing

berhubungan pada suatu nilai dari parameter e. berhubungan pada suatu nilai dari parameter e.

Garis ini membentuk keluarga e = CGaris ini membentuk keluarga e = Ctete dan dan

membentuk sumber utama dari diagram (garis-membentuk sumber utama dari diagram (garis-

garis kelebihan udara atau garis kekurangan garis kelebihan udara atau garis kekurangan

udara) udara)

Sekarang kita menghilangkan Sekarang kita menghilangkan terminologi terminologi

VVCOCO’ dan e diantara 3 persamaan di atas; ’ dan e diantara 3 persamaan di atas; kita kita

mendapatkan suatu hubungan dalam mendapatkan suatu hubungan dalam bentuk:bentuk:

Dimana Dimana αα, , ββ dan dan γγ merupakan konstanta merupakan konstanta

Hubungan ini diubah dalam bentuk Hubungan ini diubah dalam bentuk

xzy

01

e

z

b

yx

Menyajikan untuk setiap nilai-nilai dari suatu Menyajikan untuk setiap nilai-nilai dari suatu

garis dalam koordinat x – ygaris dalam koordinat x – y

Garis-garis (D) dari keluarga ini Z = CGaris-garis (D) dari keluarga ini Z = Ctete yang yang

mana mempunyai suatu gradien yang seragam mana mempunyai suatu gradien yang seragam

––b/a, jadi adalah saling paralel diantara mereka b/a, jadi adalah saling paralel diantara mereka

dan membentuk sumber kedua dari diagram dan membentuk sumber kedua dari diagram

(garis-garis dengan kadar CO sama)(garis-garis dengan kadar CO sama)

Diantara garis-garis dari dua keluarga ini, satu Diantara garis-garis dari dua keluarga ini, satu

dalam setiap keluarga (kelompok) menyajikan dalam setiap keluarga (kelompok) menyajikan

kepentingan khusus, garis fundamental adalah kepentingan khusus, garis fundamental adalah

(∆(∆oo) e = 0, yang mana berhubungan dengan ) e = 0, yang mana berhubungan dengan

pembakaran secara teoritis, dan garis pembakaran secara teoritis, dan garis

fundamental (Dfundamental (Doo)z = 0, yang mana berhubungan )z = 0, yang mana berhubungan

pada pembakaran lengkap, artinya tanpa pada pembakaran lengkap, artinya tanpa adanya adanya

CO.CO.

Kita menunjukkan dengan mudah bahwaKita menunjukkan dengan mudah bahwa

1.1. Garis-garis (∆Garis-garis (∆oo) dan (D) dan (Doo) berpotongan ) berpotongan pada titiok A pada sumbu ordinat, yang pada titiok A pada sumbu ordinat, yang mempunyai suatu nilai ordinat: mempunyai suatu nilai ordinat:

artinya kandungan COartinya kandungan CO22+SO+SO22 dalam gas dalam gas buang pembakaran secara teoritis.buang pembakaran secara teoritis.

KxV

Vy

S

SOCOA 10022

2. Garis-garis (∆) semua melewati untuk 2. Garis-garis (∆) semua melewati untuk suatu titik koordinat yang samasuatu titik koordinat yang sama

Yang mana adalah sama, untuk semua Yang mana adalah sama, untuk semua bahan bahan

bakar.bakar.

200

100

1

1

y

x

Namun demikian, titik ini yang mana terletak Namun demikian, titik ini yang mana terletak sangat jauh dari daerah diagram yang berguna, sangat jauh dari daerah diagram yang berguna, kita dapat menetapkan tanpa kesalahan yang kita dapat menetapkan tanpa kesalahan yang dapat dicatat bahwa dalam daerah yang dapat dicatat bahwa dalam daerah yang

berguna berguna ini garis-garis (∆) adalah paralel antara satu ini garis-garis (∆) adalah paralel antara satu dengan yang lainnyadengan yang lainnya

Kita berpikir bahwa catatan-catatan yang Kita berpikir bahwa catatan-catatan yang

mendahului cukup untuk membuat mengerti mendahului cukup untuk membuat mengerti

secara jelas dasar-dasar dimana berpijaknya secara jelas dasar-dasar dimana berpijaknya

diagram Ostwald.diagram Ostwald.

Diagram Ostwald maka disusun dengan Diagram Ostwald maka disusun dengan

cara sbb: cara sbb:

yang mana telah membuat pilihan dari suatu yang mana telah membuat pilihan dari suatu

sistem sumbu-sumbu koordinat rectangular, sistem sumbu-sumbu koordinat rectangular,

dimana pada absis dimuat kandungan dimana pada absis dimuat kandungan oksigen oksigen

(dalam persen) ((dalam persen) (O’O’) dan dalam ordinat dimuat ) dan dalam ordinat dimuat

kandungan COkandungan CO22+SO+SO22 dalam persen dari dalam persen dari gas gas

buangbuang, kita mensuperposisi di sana dua buah , kita mensuperposisi di sana dua buah

keluarga garis yang berpotongan:keluarga garis yang berpotongan:

- Garis-garis (∆) dengan kelebihan/kekurangan Garis-garis (∆) dengan kelebihan/kekurangan udara yang sama (e = konstan), dengan udara yang sama (e = konstan), dengan garis fundamental yang khusus (∆garis fundamental yang khusus (∆oo) dari ) dari pembakaran secara teoritis (e = 0)pembakaran secara teoritis (e = 0)

- Garis-garis (D) dengan kadar CO yang sama Garis-garis (D) dengan kadar CO yang sama (z = konstan), dengan garis fundamental (z = konstan), dengan garis fundamental yang khusus (Dyang khusus (Doo) dari pembakaran sempurna ) dari pembakaran sempurna yang sifatnya beroksigen (z=0)yang sifatnya beroksigen (z=0)

Suatu diagram yang dibuat untuk suatu Suatu diagram yang dibuat untuk suatu bahan bahan

bakar yang ditentukan, menunjukkan totalitas bakar yang ditentukan, menunjukkan totalitas

mode-mode pembakran yang mungkin untuk mode-mode pembakran yang mungkin untuk

bahan bakar tersebut.bahan bakar tersebut.

- Konstruksi dari diagram OstwaldKonstruksi dari diagram Ostwald

Komposisi dari bahan bakar yang Komposisi dari bahan bakar yang dipertimbangkan yang mana diketahui, dipertimbangkan yang mana diketahui, kita akan mengoperasikan dengan cara kita akan mengoperasikan dengan cara sbb:sbb:

1.1. Kita akan memulai untuk menentukan Kita akan memulai untuk menentukan nilai-nilai Vnilai-nilai VCO2+SO2CO2+SO2, V, Vaa dan V dan Vss dari dari pembakaran secara teoritis.pembakaran secara teoritis.

2.2. Kandungan maksimal dari oksigen Kandungan maksimal dari oksigen dalam gas buang 21% didapatkan untuk dalam gas buang 21% didapatkan untuk kelebihan udara yang tak terhingga. kelebihan udara yang tak terhingga. Kandungan ini ditunjukkan Kandungan ini ditunjukkan pada diagram oleh titik B (21)pada diagram oleh titik B (21)

3.3. Kita menentukan pada sumbu ordinat Kita menentukan pada sumbu ordinat titik Atitik A

KxV

Vy

S

SOCOA 10022

Jika kita menghubungkan dengan suatu garis Jika kita menghubungkan dengan suatu garis

pada titik-titik A dan B, semua titik-titik dari pada titik-titik A dan B, semua titik-titik dari

Garis ini menunjukkan pembakaran sempurna/ Garis ini menunjukkan pembakaran sempurna/

lengkap, artinya terjadi dengan kandungan CO lengkap, artinya terjadi dengan kandungan CO

= 0 % dalam gas buang. Jadi AB adalah garis = 0 % dalam gas buang. Jadi AB adalah garis

fundamental (Dfundamental (Doo) dari pembakaran sempurna ) dari pembakaran sempurna

yang bersifat oksigen (tanpa CO). Untuk yang bersifat oksigen (tanpa CO). Untuk

semua titik-titik dari garis tersebut, kita semua titik-titik dari garis tersebut, kita

mempunyai Z = 0mempunyai Z = 0

4. Titik C dimana garis (∆4. Titik C dimana garis (∆00) memotong ) memotong absis absis

berhubungan dengan y = 0 dan pada e berhubungan dengan y = 0 dan pada e = 0, = 0,

persamaan (persamaan (22) sebelumnya maka ) sebelumnya maka

memberikan :memberikan :

dimana: dimana:

0'100

COS VV

K

100' S

CO

VKV

Kita akan mendapatkan kandungan Kita akan mendapatkan kandungan oksigen yang oksigen yang

bersesuaian, artinya absis dari titik C, yang bersesuaian, artinya absis dari titik C, yang

membawa nilai Vmembawa nilai VCOCO’ ini dalam persamaan ’ ini dalam persamaan ((11), ),

yang memberikan dengan perhitungan e = yang memberikan dengan perhitungan e = 00

K

K

VV

Vx

VV

V

XCOS

CO

COS

CO

C

200

100

'2

'100100

2

'2

'

Garis CA adalah garis (∆Garis CA adalah garis (∆00))

Garis fundamental (DGaris fundamental (D00) dan (∆) dan (∆00) digambar ) digambar

sekali lagi, garis-garis D (Z= konstan) semuanya sekali lagi, garis-garis D (Z= konstan) semuanya

adalah paralel dengan (Dadalah paralel dengan (D00) dan garis-garis (∆) (e ) dan garis-garis (∆) (e

= konstan) semuanya paralel dengan ∆= konstan) semuanya paralel dengan ∆00

Garis-garis (DGaris-garis (D00) dan (∆) dan (∆00), dengan sumbu-sumbu ), dengan sumbu-sumbu

koordinat, membagi bidang dalam 2 zone koordinat, membagi bidang dalam 2 zone

triangular: zone ACB yang mana semua titik-titik triangular: zone ACB yang mana semua titik-titik

bersesuaian dengan suatu pembakaran kelebihan bersesuaian dengan suatu pembakaran kelebihan

udara, dan zone ACO yang bersesuaian pada udara, dan zone ACO yang bersesuaian pada

suatu pembakaran dengan kekurangan udara.suatu pembakaran dengan kekurangan udara.

5. Untuk menggambarkan kesimpulan garis-5. Untuk menggambarkan kesimpulan garis-garis D (Z = konstan) kita akan mengamati garis D (Z = konstan) kita akan mengamati bahwa, pada waktu kita membuat e = 0 bahwa, pada waktu kita membuat e = 0 dalam hubungan-hubungan (persamaan-dalam hubungan-hubungan (persamaan-persamaan) persamaan) 11 dan dan 33, kita dapatkan z = 2x, , kita dapatkan z = 2x, yang menunjukan bahwa garis AC (e = 0) yang menunjukan bahwa garis AC (e = 0) menunjukkan atau mewakili suatu menunjukkan atau mewakili suatu pembakaran dalam gas buang dimana pembakaran dalam gas buang dimana kandungan CO adalah 2 x kandungan kandungan CO adalah 2 x kandungan oksigen.oksigen.

Dimana cara untuk mengkonstruksi, Dimana cara untuk mengkonstruksi, dengan dengan

sangat mudah, kumpulan dari garis (D). Kita sangat mudah, kumpulan dari garis (D). Kita memproyeksikan penurunan absis pada garis AC memproyeksikan penurunan absis pada garis AC secara paralel pada sumbu ordinat, yang mana secara paralel pada sumbu ordinat, yang mana mendapatkan AC pada penurunan baru yang mendapatkan AC pada penurunan baru yang mana setiap titik mendapatkan nomer double mana setiap titik mendapatkan nomer double

dari dari nomer yang bersesuaian pada penurunan awal.nomer yang bersesuaian pada penurunan awal.

Garis-garis paralel pada DGaris-garis paralel pada D00 dibuat oleh titik-titik dibuat oleh titik-titik penurunan AC membentuk sekumpulan garis-penurunan AC membentuk sekumpulan garis-garis (D)garis (D)

6. Untuk menggambarkan garis (∆) e = 6. Untuk menggambarkan garis (∆) e = konstan, yang mana persamaan umum konstan, yang mana persamaan umum adalah y = f(e) -g(e) x, karena garis-garis adalah y = f(e) -g(e) x, karena garis-garis tersebut semuanya paralel pada ∆tersebut semuanya paralel pada ∆00 , , cukup untuk menentukan titik-titik cukup untuk menentukan titik-titik potongnya dengan satu atau yang lain potongnya dengan satu atau yang lain dari sumbu-sumbu koordinat. Titik-titik dari sumbu-sumbu koordinat. Titik-titik sumbu ordinat akan bersesuaian dengan sumbu ordinat akan bersesuaian dengan nilai ynilai yee= f(e), titik-titik sumbu absis pada = f(e), titik-titik sumbu absis pada nilai: nilai:

)(

)(

eg

efX e

Kita mengajukan untuk menentukan titik-Kita mengajukan untuk menentukan titik-

titik sumbu absis.titik sumbu absis.

Dengan mengoperasikan secara efektif Dengan mengoperasikan secara efektif

penghilangan V’penghilangan V’COCO antara persamaan ( antara persamaan (11) dan ) dan

((22) kita akan dapat memperoleh ekspresi ) kita akan dapat memperoleh ekspresi

secara aljabar dari f(e) dan g(e) dan dengan secara aljabar dari f(e) dan g(e) dan dengan

memberikan e dalam ekspresi-ekspresi ini suatu memberikan e dalam ekspresi-ekspresi ini suatu

seri nilai, mendapatkan darinya persamaan-seri nilai, mendapatkan darinya persamaan-

persamaan garis dari kumpulan ∆.persamaan garis dari kumpulan ∆.

Proses ini membawa pada suatu Proses ini membawa pada suatu perhitungan perhitungan

yang cukup panjang yang dapat dihindari yang cukup panjang yang dapat dihindari dengan dengan

alasan-alasan sbb:alasan-alasan sbb:

Titik-titik yang dicari, perpotongan Titik-titik yang dicari, perpotongan garis-garis-

garis (∆) dengan sumbu absis, bersesuaian garis (∆) dengan sumbu absis, bersesuaian

dengan y = 0, yang mana memberikandengan y = 0, yang mana memberikan100' S

CO

VKV

Dengan menggantikan nilai ini pada persamaanDengan menggantikan nilai ini pada persamaan

((11), kita dapatkan:), kita dapatkan:

K, VK, Vaa, V, Vss yang mana diketahui menurut komposisi yang mana diketahui menurut komposisi

bahan bakar, kita akan mendapatkan titik-titik bahan bakar, kita akan mendapatkan titik-titik

yang dicari dengan memberikan suatu seri nilai eyang dicari dengan memberikan suatu seri nilai e

yang dipilih secara tepat. yang dipilih secara tepat.

aS

aS

aCO

S

COa

e eVVK

VeVK

eVV

V

VVe

X2)200(

42100

2

'100100

2

'10021 2

Nilai-nilai e negatif (kekurangan udara) Nilai-nilai e negatif (kekurangan udara) akan akan

menghasilkan garis-garis (∆) di kiri dari menghasilkan garis-garis (∆) di kiri dari (∆(∆00), ),

nilai e positif (kelebihan udara) akannilai e positif (kelebihan udara) akan

menghasilkan garis-garis (∆) di kanan (∆menghasilkan garis-garis (∆) di kanan (∆00))

Penerapan:Penerapan:

Kita mengaplikasikan hasil-hasil Kita mengaplikasikan hasil-hasil sebelumnya sebelumnya

pada konstruksi diagram Ostwald dari pada konstruksi diagram Ostwald dari suatu suatu

bahan bakar cair yang mempunyai bahan bakar cair yang mempunyai komposisi komposisi

dalam massadalam massaC=0.854C=0.854 O=0.004O=0.004

H = 0.126H = 0.126 S= 0.016S= 0.016

Kita secara suksesi akan mempunyai:Kita secara suksesi akan mempunyai:

1.1.

kgNmxxC

VCO /595.1414.2212

854.0414.22

123

2

kgNmxxS

VSO /011.0414.2232

016.0414.22

323

2

dimanadimana

VVCO2+SO2 CO2+SO2 = 1.606 Nm= 1.606 Nm33/kg/kg

VVa a = 10.992 = 10.992

VVs s = 10.290= 10.290

2. Ordinat titik A 2. Ordinat titik A

KV

Vy

S

SOCOA %60.15

290.10

606.1100100 22

dimana garis fundamental AB (Ddimana garis fundamental AB (D00) ) yang yang

menghubungkan titik A-B (Xmenghubungkan titik A-B (XB B = 21%)= 21%)

3. Absis dari titik C3. Absis dari titik C

dimana garis fundamental AC (∆dimana garis fundamental AC (∆00))

%23.7200

100

200

100

A

AC y

Y

K

KX

4. Penentuan garis-garis (∆)4. Penentuan garis-garis (∆)

e

e

ex

exxx

eVVK

eVKVX

aS

aS

222218

75.4614.16052

992.102290.10)60.15200(

992.104229.106.15100

2)200(

42100

Dengan memberikan suatu seri nilai e sembarang Dengan memberikan suatu seri nilai e sembarang antara antara

-30 dan 100 % kita dapatkan untuk nilai-nilai Xc -30 dan 100 % kita dapatkan untuk nilai-nilai Xc dalam dalam

tabel berikut:tabel berikut:Nilai e (%)Nilai e (%) Nilai Xe (%)Nilai Xe (%) Nilai e(%)Nilai e(%) Nilai Xe (%)Nilai Xe (%)

-30-30 1.411.41 8080 13.3213.32

-20-20 3.833.83 100100 14.0814.08

-10-10 5.725.72 150150 15.4615.46

00 7.237.23 200200 16.3816.38

1010 8.478.47 300300 17.5317.53

2020 9.519.51 400400 18.2218.22

4040 11.1411.14 600600 19.0119.01

6060 12.3612.36 800800 19.4419.44

COCO22+SO+SO22 10001000 19.7219.72