×

Petunjuk penggunaan

Gunakan kontrol di bagian atas untuk mengubah parameter pembakaran:

• Bahan Bakar: jenis hidrokarbon yang dibakar sempurna dengan udara.
• Suhu Bahan Bakar (°C): suhu awal aliran bahan bakar sebelum masuk ruang bakar.
• Suhu Udara (°C): suhu awal aliran udara pembakaran (mis. udara yang dipanaskan lebih dulu / preheated).
• Udara Berlebih (%): kelebihan udara di atas kebutuhan stoikiometri. Udara berlebih ikut menyerap panas pembakaran sehingga menurunkan suhu nyala.

Amati perubahan real-time pada:

• Diagram Ruang Bakar: suhu nyala adiabatik hasil hitung dan komposisi mol gas buang (CO2, H2O, O2 sisa, N2).
• Grafik Suhu Nyala vs Udara Berlebih: menunjukkan efek pendinginan udara berlebih pada suhu nyala, untuk bahan bakar dan suhu saat ini.

×

Detail Perhitungan

Reaksi pembakaran sempurna hidrokarbon $C_xH_y$ dengan udara (asumsi 21% O2, 79% N2 basis mol, sehingga rasio $N_2/O_2 = 3{,}76$):

$$C_xH_y + \left(x+\tfrac{y}{4}\right)(1+e)\,(O_2 + 3{,}76\,N_2) \rightarrow x\,CO_2 + \tfrac{y}{2}\,H_2O + O_2^{sisa} + N_2$$

dengan $e$ adalah fraksi udara berlebih (mis. 0,20 untuk 20% udara berlebih).

Neraca energi adiabatik ($Q = 0$, tanpa kerja) memakai keadaan referensi $T_{ref} = 25^\circ\text{C}$ dan entalpi pembentukan standar $H_f^\circ$:

$$\sum n_i^{in}\left[H_{f,i} + Cp_i\,(T_{i,in}-T_{ref})\right] = \sum n_j^{out}\left[H_{f,j} + Cp_j\,(T_{out}-T_{ref})\right]$$

Karena $Cp$ pada model ini konstan (tidak bergantung suhu), suhu nyala $T_{flame}$ bisa diselesaikan langsung tanpa iterasi:

$$T_{flame} = T_{ref} + \frac{H_{in}^{sensibel} - \Delta H_{rxn}(T_{ref})} {\sum n_j^{out} Cp_j}$$

dengan $\Delta H_{rxn}(T_{ref}) = \sum n_j^{out} H_{f,j} - H_{f,fuel}$ adalah panas pembakaran pada 25°C (nilai $H_f^\circ$ memakai konvensi NIST WebBook, $H_2O$ dalam fasa gas).

Catatan penyederhanaan: kapasitas panas $Cp$ tiap gas di sini memakai nilai rata-rata (bukan fungsi polinomial suhu penuh) untuk rentang suhu pembakaran. Suhu nyala aktual bisa berbeda dari hasil di sini, umumnya dalam rentang ±100–200°C, karena reaksi disosiasi endotermik pada suhu sangat tinggi (pembentukan $H_2$, $O$, $OH$, $NO$, dsb.) juga tidak diperhitungkan — keterbatasan yang sama seperti pada alat referensi.

Terinspirasi dari alat "Adiabatic Flame Temperature" milik LearnChemE (learncheme.github.io), diimplementasikan ulang secara independen dengan model neraca energi yang disederhanakan di atas.