Pengaruh Induksi Medan Magnet Terhadap Karakteristik Nyala Api

SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Pengaruh Induksi Medan Magnet Terhadap Karakteristik
Nyala Api Pembakaran Bahan Bakar Minyak Kelapa
Gatot Soebiyakto1, I.N.G. Wardana2, Nurkholis Hamidi3, Lilis Yuliati4
Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin, Pascasarjana, Universitas Brawijaya Malang
email : [email protected]; Hp. 08123369149
2) Staf Pengajar Program Doktor Ilmu Teknik Mesin Univ. Brawijaya Malang
Alamat kontak:
Gedung Mesin I Lt. 1 Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang
Jl. MT Haryono 167 Malang 65145 Jawa Timur Indonesia
Tlp. +62 341 587710, 587711 Fax. +62 341 551430
1)
ABSTRAK
Difusi api, merupakan campuran bahan bakar dan oksigen yang disemprotkan melalui
nozzle secara terpisah melalui pipa dan banyak digunakan oleh industri pada proses
pembakaran, Ketidakstabilan api dapat menurunkan efisiensi atau justru memadamkan ketika
api mulai menyala. Stabilitas difusi api yang terangkat sangat tergantung pada pencampuran
gas dari api. Nyala api premix adalah istilah dimana bahan bakar dan udara bercampur sebelum
terjadinya proses pembakaran. Pengaruh induksi medan magnet pada pembakaran secara luas
telah diteliti, khususnya tentang difusi api dengan bahan bakar gas. Tujuan penelitian yang
ingin dicapai mendapatkan tingkat temperatur, warna nyala api, karakteristik medan magnet
dan profil nyala api. Penelitian dilakukan dengan memberikan kendali pembakaran melalui
medan magnet untuk mendapatkan dampak profil api akibat pengaruh kuat medan magnet.
Hasil penelitian menunjukkan perilaku nyala api, dimana profil api memang terpengaruh oleh
intensitas induksi medan magnet.
Kata kunci: medan magnet, premix, nyala api, pembakaran, rasio bahan bakar - udara.
ABSTRACT
Flame diffusion is the mixture of fuel and oxygen that sprayed through the nozzles pipe separately, and
most common used in the combustion industry. Flame instability can reduce efficiency or even extinguished
fire since the ignition process. The riseng of diffusion stability mostly depends on the flame gas mixture. The
premix flame is the term that used in condition where fuel and air mixed before ignition process. The
influences of magnetic field induction on combustion are widely studied, especially on the field of flame
induction of gaseous fuel. This research aims the level of temperature, flame colour, characteristics of
magnetic field and flame profile. The research done by controlling the flame with magnetic field to get the
impact of magnetic field strength on the flame profile. The research results show that the flame profile do
influenced by the intensity of magnetic field induction
Keywords: magnetic field, premix, flame, combustion, air – fuel ratio.
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
107
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Pendahuluan
Penerapan proses pembakaran khususnya nyala api (flame) dapat dilakukan dengan
memberikan pengaruh kuat medan magnet atau elektromagnetik pada api. Hasil penelitian
variasi perbandingan air fuel ratio (AFR) pada bukaan katup berpengaruh terhadap nyala api
(flame), (Bennett, Dick., 2000, Pulse pembakaran telah digunakan untuk memperkuat daya
dorong roket untuk mengoptimalkan efisiensi api (Gene Plavnik., 2006). Sebuah medan magnet
yang diterapkan dari 0,02 weber per meter persegi sudah cukup untuk mempengaruhi arah
aliran dalam aliran aliran pembakaran pada tekanan atmosfer (Ronald Razner., 2008), Dari
hasil pengamatan terjadi bahwa besar kecilnya partikel tergantung dari kekuatan medan
magnet dan gradient magnet (Lin Li., et.al., 2011), penelitian yang telah dilakukan P.
Govindasamy,2007, ada peningkatan yang signifikan dalam efisiensi, penurunan CO, HC dan
variasi siklus jika dibandingkan dengan mesin standart dengan memberikan energi magnetik
9000 gauss, dari hasil penelitian AFR berkisar (16,7) dan IMEP lebih tinggi hingga 4,05 bar.
Nobuko I Wakayama, 1996), dari hasil penelitiannya bahwa kekuatan medan magnet
berpengaruh 0,791 bar (terhadap menurunnya aliran gas bahan bakar, sedangkan difusi nyala
api berpengaruh signifikan dan efek elektromagnetik sangat berpengaruh terhadap aliran gas
paramagnetik oksigen untuk meginduksi aliran gas dan pembakaran (N.I. Wakayama, 1996.,
1997). Menurut Ueno S et. al., 1985, dalam penelitiannya bahwa kecepatan pembakaran
dipengaruhi oleh kuat medan magnet, dari hasil penelitian Tongxun Yi., et, al., 2005, bahwa
ketidakstabilan pembakaran akan berdampak pada kegagalan pada siklus atau proses di dalam
sistem, Secara visual hasil penelitian menunjukkan gradien medan magnet berkisar 0-40 T/m,
perilaku paramagnetik bergantung pada konsentrasi oksigen. Efek magnetik pada gas adalah
sebanding dengan difusi normal, sebaliknya gas nitrogen ditolak oleh medan magnet intensitas
tinggi (Nobuko I Wakayama, 1991), pengaruh medan magnet pada nyala api berefek pada
gradien medan magnet hingga 1,6 T dan 22 T/m, nyala api mengalami perubahan arah yaitu
menghindar dari dinding medan magnet, sedang aliran gas pada kec. 20-240 ml/menit dapat
dihambat/dipengaruhi, dan profil api terjadi perubahan karena peranan oksigen sebagai molekul
paramagnetik tidak terkonsentrasi terhadap medan magnet tetapi membentuk garis lurus
sebagai dinding oksigen bermuatan dalam medan magnet (Ueno S, et,al., 1987), pengukuran
suhu pembakaran mengalami penurunan nilai kalor pada bahan bakar methanol, dan kecepatan
reaksi pembakaran sampai 0,9 T ada kecenderungan perubahan variasi amplitudo dan frekwensi
medan magnet (Ueno S, et.al, 1987). Peran oksigen sebagai molekul paramagnetik dan perilaku
partikel bermuatan dalam medan magnet (Ueno S, et.al, 1986), disamping itu kecepatan
pembakaran dipengaruhi oleh medan magnet (Ueno S, et.al, 1985). Berbagai penelitian telah
dilakukan bahwa pembakaran sempurna bahan bakar dapat diperoleh dengan menggunakan
medan magnet sekitar saluran saluran bahan bakar dari pembakaran internal (Engr. Okoronkwo
C.A,et.al,2010), penggunaan magnet permanen adalah efektif untuk mempromosikan
pengurangan oksigen (Tatsuhiro tokada, et.al, 2003), Ra'ad A. Khalil, 2010, menerapkan medan
magnet dengan garis pasokan bahan bakar dari mesin pembakaran internal bekerja dengan
campuran vol 10%. etanol-bensin (timbal) adalah cara yang efektif untuk mengurangi emisi
polutan dalam gas buang. Penelitian yang akan dilakukan adalah memberikan kendali
pembakaran dengan medan magnet dan dampak profil api akibat pengaruh kuat medan magnet
permanen maupun elektromagnetik. Penelitian tentang perilaku difusi api yang dipengaruhi
oleh medan magnet menunjukkan hasil penelitian yaitu ketinggian nyala api sangat
berpengaruh dengan adanya gradient medan magnet.(V. Gilard, et.al, 2009).
Tujuan penelitian (jangka panjang) dengan mengkaji lebih dalam tentang karakteristik
nyala api pembakaran akibat induksi medan magnet dengan bahan bakar minyak nabati dengan
harapan mendapatkan tingkat temperatur dari pembentukan warna nyala api, mendapatkan
karakteristik induksi medan magnet serta membuktikan bahwa profil api dipengaruhi induksi
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
108
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
medan magnet yang bermuara pada metode analisis pembakaran minyak nabati secara luas.
Untuk penelitian awal ini mengamati profil api dari komposisi AFR mendekati stoichiometry
dari bahan bakar minyak kelapa. Sehingga, diharapkan pada penelitian awal ini dapat diketahui
seberapa besar induksi medan magnet berpengaruh terhadap nyala api premix terutama pada
flame strectch zone yang dapat diamati dengan menggunakan metode vizualisasi nyala api
premix.
Kerangka Konsep Penelitian
Kerangka konsep
Kerangka konsep dalam penelitian yaitu menerapkan hukum pertama (Hukum kekekalan
energi), hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah dengan
kata lain, tidak semua proses di alam semesta adalah reversible. Dari transformasi energi panas
arus induksi timbul akibat konduktor yang bergerak dalam medan magnet (Eddy Current).
Maka berlaku hukum Coulomb, menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan
timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan
dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya, dan terjadi gaya Lorent yaitu
gaya ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet.
Oksigen
Oksigen merupakan unsur kimia dan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya
(utamanya menjadi oksida). Pada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak
berwarna dan tak berasa dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi
berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Memiliki orde ikatan dua dan sering
dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan ganda atau sebagai kombinasi satu ikatan dua
elektron dengan dua ikatan tiga elektron. Konfigurasi elektron molekul ini memiliki dua elektron
tak berpasangan yang menduduki dua orbital molekul berdegenerasi.
Bentuk triplet normal molekul O2 bersifat paramagnetik, oleh karena spin momen magnetik
elektron tak berpasangan dan energi pertukaran negatif antara molekul O2 yang bersebelahan.
Oleh karena elektronegatifitasnya oksigen akan membentuk ikatan kimia dengan hampir semua
unsur lainnya pada suhu tinggi dan menghasilkan senyawa oksida. Namun terdapat pula
beberapa unsur yang secara spontan akan membentuk oksida pada suhu dan tekanan standar.
Dalam suatu senyawa apabila atom-atomnya memiliki perbedaan nilai keelektronegatifan maka
akan terbentuk ikatan kovalen polar. Ikatan terbentuk karena atom yang lebih elektropositif
akan kekurangan rapatan elektron sehingga atom yang elektropositif tersebut akan
menghasilkan muatan parsial positif, sedangkan atom yang lebih elektronegatif akan
menghasilkan muatan parsial negatif. Muatan parsial ini akan menyebabkan timbulnya momen
ikatan yang mempunyai arah dari muatan parsial positif ke muatan parsial negatif. Momen
ikatan ini dapat terjadi karena perbedaan keelektronegatifan di antara dua atom yang berikatan.
Sebagai contoh pada gambar momen ikatan yang terjadi pada molekul CO 2 dan H2O.
Gambar 1. Momen ikatan unsur kimia
Peranan oksigen dalam nyala api sangat menentukan proses pembakaran ideal, jika proses
pembakaran dipengaruhi oleh induksi medan magnet sementara sifat oksigen (O 2) bila terkena
induksi medan magnet sifat keelektronegatifan akan memberikan dampak pada profil nyala api.
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
109
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Akibatnya elektron bebas pada konduktor itu bergerak mengalami gaya Lorent. Ada gerakan
elektron berarti ada arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arus elektron berupa spin
(lingkaran). Peran Eddy Current membentuk streamline oxigen berupa gelombang transversal
dalam nyala api sehingga profil membentuk pusaran api yang bergolak (turbulen).
Bahan bakar
Bahan bakar merupakan materi yang bisa diubah menjadi energi, kebanyakan bahan bakar
digunakan manusia melalui proses pembakaran (reaksi redoks) dan bahan bakar tersebut akan
melepaskan panas setelah direaksikan dengan oksigen di udara. Proses lain untuk melepaskan
energi dari bahan bakar adalah melalui reaksi eksotermal. Bila bahan bakar sebelum terbakar
dipengaruhi gaya Lorent dari induksi medan magnet akan menyebabkan terputusnya mata
rantai ikatan atom menjadi partikel pada bahan bakar sehingga mengurangi gumpalangumpalan. Arus induksi yang timbul akibat konduktor yang bergerak dalam medan magnet,
gerakannya akan terhambat karena adanya perubahan fluks magnet, akibatnya elektron bebas
pada konduktor itu bergerak mengalami gaya Lorent. Ada gerakan elektron, berarti ada arus
listrik yang arahnya berlawanan dengan arus elektron berupa pusaran. Peran magnet lingkaran
(toroida), Eddy Current ini menguntungkan karena menimbulkan panas sehingga dapat
meningkatkan viscositas dan secara kontinyu memutus mata rantai partikel pada bahan bakar
minyak. Pada proses pembakaran di dalam nyala api masih adanya partikel bahan bakar yang
belum sempat terbakar dengan sempurna, maka jika di pengaruhi induksi medan magnet akan
menaikkan temperatur dimungkinkan mengalami proses pembakaran kedua kalinya disebabkan
Eddy Current yang memutus partikel dalam nyala api.
Nyala api
Polarisasi cahaya nyala api adalah salah satu sifat cahaya yang bergerak secara osillasi dan
menuju arah tertentu. Karena cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, maka cahaya ini
mempunyai medan listrik dan juga merupakan medan magnet, yang keduanya saling berosilasi
dan saling tegak lurus satu sama lain, serta tegak lurus terhadap arah rambatan. Cahaya
dikategorikan sebagai gelombang transversal, yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus
terhadap arah osilasinya. Adapun syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai
arah osilasi tegak lurus terhadap bidang rambatannya.
Nyala api oksidasi adalah nyala api akibat adanya reaksi oksidasi, dimana suatu unsur
melepaskan elektron sehingga bilangan oksidasinya meningkat. Nyala api reduksi adalah nyala
api akibat adanya reaksi reduksi dimana suatu unsur mengalami peristiwa penangkapan
elektron sehingga bilangan oksidasinya menurun. Fenomena warna nyala api digunakan untuk
mengidentifikasi keberadaan ion logam dalam jumlah yang relatif kecil pada sebuah senyawa
dan juga memiliki sifat keelektronegatifan dan keelektropositifan yang berdampak pada profil
nyala api akibat adanya gaya Lorent dari induksi medan magnet. Warna nyala api memiliki
spektrum garis dari masing–masing ion yang berlainan karena setiap unsur memiliki nomor
atom berbeda-beda dan mengakibatkan adanya perbedaan jumlah elektron serta menentukan
spektrum yang dimiliki oleh setiap atom sehingga spektrum garis bersifat khas pada setiap
atom. Prinsipnya adalah pengamatan warna nyala api yang dihasilkan oleh sampel pembakaran
dari nyala api difusi. Warna api akan berubah bila reaksi yang terjadi dalam analisis ini di
pengaruhi gaya Lorent, karena nyala api bersifat paramagnetik sehingga ada gaya tarik menarik
oleh induksi medan magnet (Eddy Current) yang dapat memutus partikel secara kontinyu dalam
nyala api. Gejala itu menyebabkan terpecahnya garis spectrum individual manjadi garis-garis
terpisah, jika partikel dipancarkan kedalam medan magnetik dengan jarak antara garis
bergantung dari besar induksi medan magnet, sehingga menyebabkan peregangan api dan
mengakibatkan warna nyala api mengalami penurunan luminositas (warna menjadi pudar).
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
110
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Fenomena tersebut juga berdampak pada tinggi/lebar, temperatur dan kontur nyala api
disebabkan karena Eddy Current yang terus menerus memutus rantai partikel oleh lintasan
garis-garis induksi magnet yang memiliki panjang gelombang dan frekwensi, pada akhirnya
menimbulkan energi panas yang dapat menaikkan temperatur pada nyala api.
Magnet
Bahwa kekuatan medan magnet bertindak sebagai sejumlah garis gaya per unit area. Salah
satu sifat menarik dari garis gaya tersebut adalah tidak berpotongan atau bertabrakan pada
satu titik, akan tetapi jika kemagnetan tersebut memiliki 4 (empat) kutub maka akan terjadinya
perpotongan garis-garis gaya magnet antar kutub. Perpotongan pada titik-titik ini akan
menyebabkan pusaran-pusaran arus dan resonansi magnetik mengakibatkan materi di
sekitarnya mengalami gangguan (vortex). Dari gambar (3.2) simulasi konfigurasi garis-garis gaya
magnet, jika dilihat dari arah tegak lurus medan magnet, garis terurai dan berdampingan secara
simetri terhadap garis lainnya dan berpotongan antar kutub. Cahaya (nyala api) diasumsikan
terpolarisasi dengan bidang polarisasi getaran elektriknya karena gaya Lorent. Tetapi dilihat
dari arah medan magnet dengan melubangi sebagian besi magnetnya, cahaya (nyala api) yang
tampak diasumsikan terpolarisasi melingkar dengan arah melingkar yang saling berlawanan
dengan yang lain. Untuk menjelaskan gejala ini diindikasikan pengaruh medan magnet
terhadap osilasi kutub magnet, dimana pancaran gelombang elektromagnetik cahaya dianggap
diakibatkan oleh isolasi kutub magnet didalam partikel nyala api.
Gerakan melingkar beraturan ini dengan sendirinya akan menimbulkan gelombang
elektromagnetik cahaya yang terpolarisasi melingkar pula. Adapun garis-garis warna yang
seharusnya ada di tengah-tengah keduanya menjadi tak terlihat apabila dilihat pada arah
medan magnet, sebab cahaya adalah gelombang elektromagnetik transversal, bukan
longitudinal. Jika banyak partikel dalam nyala api secara serentak mengambil energi panas dan
melemparkannya kembali dalam bentuk cahaya, itu sebabnya partikel yang muatannya berbeda
akan memancarkan panjang gelombang atau warna cahaya berbeda. Keberadaan induksi medan
magnet dapat menyebabkan pemisahan dan pergeseran garis spektrum nyala api. Jika yang di
ganggu nyala api maka diindikasikan mengalami perubahan warna, dimensi, temperatur dan
kontur api berupa finger flame.
v
v
S
Api
v
v
v
v
c
c
v
Vortex
v
v
N
v
c
v
v
v
c
N
v
v
v
S
Gambar 2. Simulasi konfigurasi garis-garis gaya magnet
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
111
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Magneto combustion
Hukum Termodinamika
Hukum Coulomb
Gaya Lorenz
NYALA API
OKSIGEN
- Bersifat paramagnetik
- Kecenderungan
elektronegativitas/non polar
- Membentuk ikatan kimia
pada semua unsur pada
temperatur tinggi
BAHAN BAKAR
- Mengandung energi panas
- Mengandung ion-ion logam
yang mudah terbakar
- Bersifat paramagnetik
Eddy Current
- Polarisasi cahaya
- Bersifat paramagnetik
- Gelombang elektromagnetik
- Gelombang transversal
- Melepaskan elektron 
bilangan oksidasinya meningkat
- Ion logam yang terdapat
pada nyala api
- Ion logam memiliki spectrum
garis berdampak pada warna
- Dimensi (tinggi/lebar),
temperatur, warna, kontur
MEDAN MAGNET
- Garis gaya magnet
- Penambahan 4 kutub
berbentuk magnet lingkaran
- Terjadi perpotongan garis
gaya antar kutub
- mengakibatkan pusaran
arus dan resonansi magnetik
- Gangguan vortek dan
peregangan api
Hasil yang
diharapkan
KARAKTERISTIK NYALA API
- Perubahan dimensi (tinggi/lebar)
- Meningkatkan temperatur
- Perubahan warna
- Kontur nyala api (finger flame)
Gambar 3. Diagram Kerangka Konsep Penelitian
Metode Penelitian
Magnet yang digunakan adalah medan elektromagnetik berbentuk lingkaran berjumlah 4
kumparan untuk memberikan kekuatan medan magnet terhadap nyala api, volume bahan bakar,
termokopel, InfraRed Termometer, high speed camera atau alat perekam lainnya. Untuk itu
dilakukan modifikasi eksperimen yaitu perancangan seksi uji skala laboratorium lengkap
dengan perlengkapannya (bahan bakar, saluran bahan bakar sampai ke burner), medan magnet
yang telah dirakit memiliki ukuran kekuatan medan magnet sesuai hasil pengukuran, dan
perekam data, dan alat ukur lainnya dihubungkan dengan perangkat computer.
Peralatan seksi uji dan alat ukur pendukung lainya sebelum memulai uji coba eksperimen
lebih baik dilakukan kalibrasi. Pengujian ini dilakukan dengan cara sebagai berikut: alat ukur
hasil pengukuran dibandingkan dengan media lain, Alat perekam dikoneksikan ke komputer
pada jalur audio input, pada saat pengambilan data diupayakan kondisi lingkungan
gelap/malam hari sehingga gambar profil api tampak jelas, dilakukan rekaman selama 10 menit.
Hasil rekaman disimpan sebagai data, proses rekaman dapat diulang lagi sampai 5 pengulangan,
import file data, dilakukan visualisasi gambar profil api, Nilai intensitas medan magnet dan
perilaku api ditabelkan dan dilakukan pengujian statistik yang sesuai.
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
112
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Cara pengambilan data
Camera
M+
M+
Medan Magnet dengan
intensitas: 0,1 T/m - 0,4 T/m
M-
M-
Uap bahan bakar
Minyak Nabati
Infrared Temperature
Cermin
Hasil: Karakteristik Nyala Api
Gambar 4. Peralatan penelitian
Hasil dan Pembahasan
Gambar 5. Laju rambat api minyak kelapa
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
113
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Rasio AFR
BB
Udara
1
5
Tabel 1. Pengukuran data perbandingan AFR minyak kelapa
Temperatur (˚C)
Pengukuran
InfraRed
Titik
Boiling
Didih
Point
ke
Atas
Tengah
Bawah
1
302
202
29.1
32
33.7
2
304
202
35.6
36
36.8
3
306
202
34.9
36
36.9
4
306
202
35.3
36.2
36.7
5
306
202
35.5
36.5
37
∑
1524
1010
170.4
176.7
181.1
Ṝ
304.8
202
34.08
35.34
36.22
Ṝ
35.21
Atas
29
34.8
34.2
35.1
34.9
168
33.6
Termokopel
Tengah Bawah
31.3
33.4
35.6
36.2
36
36.7
34.7
36.5
35
36.2
172.6
179
34.52
35.8
34.64
Tabel 2. Pengukuran data AFR minyak kelapa dengan medan magnet 0,3 T/m
Temperatur (˚C)
Pengukuran
InfraRed
Termokopel
Titik
Boiling
Udara
Didih
Point
ke
Atas
Tengah Bawah
Atas
Tengah Bawah
1
306
206
35.2
35.9
36.7
34.4
35.7
36.2
2
306
206
35.4
36
36.8
35
36
36.6
3
306
206
35.6
36.3
37
34.8
35.1
35.4
5
4
306
206
35.3
36.9
37.2
35
35.7
36.3
5
306
206
36
36.8
37.4
35.2
35.8
37
∑
1530
1030
177.5
181.9
185.1
174.4
178.3
181.5
Ṝ
306
206
35.50
36.38
37.02
34.88
35.66
36.30
Ṝ
36.3
35.61
Rasio AFR
BB
1
Pembahasan ini dilakukan untuk mengetahui pola kecenderungan kuat medan magnet
untuk mempengaruhi proses pembakaran dengan fokus pada nyala api.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh nyala api terhadap kuat medan magnet
berefek membentuk pusaran api, fenomena ini diindikasikan karena adanya kutub magnet (N)
dan kutub (S) membentuk gaya lorent yang mengakibatkan adanya gaya tarik menarik antar
kutub sehingga api yang berada ditengah-tengah ikut terseret oleh pengaruh medan magnet
sehingga api mengalami gaya putar oleh medan magnet.
Pengaruh medan magnet diindikasikan adanya gaya lorent secara kontinyu memotong mata
rantai kimia bahan bakar mengakibatkan resonansi magnetik pada nyala api (flame), sebagian
O2 melepaskan diri dari homogenitas dan sebagian bahan bakar mengalami perubahan
temperatur dan panas bahan bakar menyebabkan lepasnya elektron sehingga bilangan
oksidasinya meningkat maka terjadilah kenaikan temperature nyala api.
Jika pada gambar diatas diamati maka terlihat suatu kontur dari api yang tidak bundar
sesuai bentuk magnet, melainkan adanya perubahan kontur berupa punggungan dan lembah
membentuk finger flame, hal ini dapat diprediksi bahwa dalam proses pembakaran api dari
pembakaran yang memiliki sifat paramagnetik dan diamagnetik, fenomena ini dapat dipertegas
dengan corak warna disebabkan adanya ion logam yang memiliki spektrum garis berdampak
pada warna nyala api mengalami penurunan luminositas.
Kesimpulan
Dapat disimpulkan bahwa pengaruh induksi medan magnet terhadap nyala api dapat
meningkatkan temperatur pembakaran dan karakteristik kuat medan magnet dapat digunakan sebagai
kendali pembakaran dari profil nyala api yang dihasilkan serta induksi medan magnet dapat
meregangkan nyala api sehingga mengakibatkan menurunnya luminositas.
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
114
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI 2015
Institut Teknologi Nasional Malang
ISSN: 2407 – 7534
Daftar Pustaka
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
Bennett, Dick., Process Heating; Aug 2000; 7, 7; Burners and their control, Part 4, Ratio
control hardware, ProQuest Research Library, pg.19.
Engr. Okoronkwo C. A , et.al, 2010, The effect of electromagnetic flux density on the
ionization and the combustion of fuel, American Journal Of Scientific And Industrial
Research, ISSN: 2153-649X, doi:10.5251/ajsir.2010.1.3.527.531.
Gene Plavnik., 2006, Pulse Combustion Technology., ASME., 14th Nort American Waste to
Energy Conferece, Tampa, Florida USA, pg. 143-148.
Lin Li, Paul S. Greenberg, et.al., 2011., Study of magnetc filter system for the
characterization of particle magnetc property, Aerosol Science and Technology, 45:327–
335.
N.I Wakayama, 1996, Magnetic support of combustion in diffusion flames under
microgravity, Elsevier, Volume 107, Issues 1-2, page 187-192
N.I. Wakayama, 1997, Synthesis of materials under magnetic field and magnetic control
gas flow and combustion, Elsevier, J. Japan Inst. Metals, Vol.61, No.12, page 1272-1277.
Nobuko I Wakayama, 1991, Behavior of gas flow under gradient magnetic fields, Journal
of Applied Physics / Volume 69 / Issue 4, pg. 2734-2736.
Nobuko I Wakayama., Masaaki Sugie., 1996., Magnetic promotion of combustion in
diffusion flames, ELSEVIER, Volume 216, Issues 3–4, 1, page 403-405.
P. Govindasamy, et. all, 2007, Experimental investigation of cyclic variation of combustion
parameters in catalytically activated and magnetically energized two stroke SI engine,
Journal 46 of Energy & Environment, Vol. 6 , pg. 45-59
V. Gilard., P. Gillon, C.J.N. Blanchard., Effects of a Magnetic Field on the Stabilization of
a Lifted Diffusion Flame, proceedings of the European Combustion Meeting 2009, pg. 1 –
5, corresponding author: [email protected]., IUT., Universte d’Orleans, France.,
ICARE-ST 21-CNRS Orleans, France.
Ronald Razner, 2008, Magnetic control of the flow of hot combustion gases in of hot
combustion gases in hydrogen-oxygen combustion at 14 atmospheres, National Aeronautics
And Space Administration., Lewis Research Center., the Clearinghouse for Federal
Scientific and Technical Information, Springfield, Virginia 22151.
Tatsuhiro tokada, et.al, 2003, The effect of magnetic field on the oxygen reduction
reaction and its application in polymer electrolyte fuel cells, Elsevier, Electrochimica Acta
48., pg. 531 -539.
Tongxun Yi, et.al., 2005, Mean flow regulation of a high frequency combustion control
valve based on pulse width modulation and system identification, American Control
Conference, Proceedings of the 2005, page(s): 1132 - 1137 vol. 2
Ra'ad A. Khalil, 2011, Reduction of pollutant emission in ethanol gasoline blends engines
with magnetic fuel conditioning, Al-Rafidain Engineering, University of Mosul, , vol 20
No. 3, pg. 148-154.
Ueno S, et,al., 1987, Experimental difficulties in observing the effects of magnetic fields on
biological and chemical processes, Magnetics, IEEE Transactions on, Volume: 22 , Issue: 5,
ISSN : 0018-9464, Page(s): 868 – 873),
Ueno S, et.al, 1987, Magnetic Field Effects on Combustion, Magnetics, IEEE Transactions
on, Volume: 2 , Issue: 9 , Page(s): 861 - 862, ISSN : 0882-4959
Ueno S, et.al, 1986, Experimental difficulties in observing the effects of magnetic fields on
biological and chemical processes, Magnetics, IEEE Transactions on Volume: 22 , Issue: 5,
ISSN : 0018-9464, Page(s): 868 – 873
Ueno S, et.al, 1985, Combustion processes under strong DC magnetic fields
Magnetics, IEEE Transactions on Volume: 21 , Issue: 5 , Page(s): 2077 - 2079, ISSN :
0018-9464
SENATEK 2015 | Malang, 17 Januari 2015
115