Ghina Khairani – 2306215274 – Komputasi Teknik

Program atau coding yang dibuat pada blog ini mengenai program kalkulasi temperature pembakaran pada pembakaran hidrokarbon tidak sempurna. Program ini saya pilih dikarenakan pada mata kuliah sains kebakaran dan bangunan yang saya ambil, saya diminta untuk mengerjakannya secara manual yang mana terdapat unsur iterative agar didapat hasil temperature yang error nya kecil. Dimana setiap temperature memiliki nilai Cp yang berbeda, sehingga tidak bisa disamakan menggunakan Cp kondisi adiabatik. Dan langkah ini akan dapat dipermudah dengan adanya bantuan komputasi yaitu iterative methode

Saya mencoba memberikan gambaran algoritma kepada AI dari pengerjaan manual yang sudah saya kerjakan yang kemudian diolah AI sehingga menghasilkan coding html serta beberapa komentar dan saran.

Algoritma :

Input→Validasi fuel→Stoikiometri→Data ΔHf∘​,Cp (T)→Neraca energi→Tebakan awal→Bisection→Tf​

Input
memasukkan komposisi bahan bakar dalam bentuk hidrokarbon umum, yaitu CxHy. Tidak perlu menuliskan nama bahan bakar secara langsung, tetapi cukup memasukkan jumlah atom karbon dan hidrogen. Selain komposisi bahan bakar diminta memasukkan temperatur awal reactant, misalnya 300 K. Temperatur ini akan digunakan sebagai kondisi awal sebelum pembakaran.

Validasi
program tidak boleh mengatakan “semua CₓHᵧ valid” apabila formula sesuai dan benar maka program akan lanjut mengambil data Hf∘ dan koefisian Cp, apabila formula tidak ada pada database maka program akan berhenti dan memberikan informasi error. Hal ini sengaja dibuat seperti itu agar program tidak melakukan interpolasi atau menebak nilai thermodynamic properties hanya berdasarkan jumlah atom

Persamaan Stoikiometri
Setelah bahan bakar berhasil diidentifikasi, langkah selanjutnya adalah menentukan persamaan reaksi pembakaran.
Dengan stoikiometri tetap sebagai berikut :
Cx​Hy​ + A(O2​ + 3.76N2​) → xCO2​ + 2y​H2​O + 3.76AN2​​
untuk disamakan antara mol product dan reaktannya

Mengambil Hf∘ pada setiap molekul
Disini menggunakan data spesies entalpi pembentukan yang mengacu pada NASA Glenn untuk menghitung Hc dari persamaan tersebut (persamaan ada pada gambar di atas). Data ini digunakan untuk mengetahui perubahan energi kimia akibat berlangsungnya reaksi pembakaran.

Secara umum, perubahan enthalpy reaksi diperoleh dengan menjumlahkan enthalpy pembentukan seluruh product, kemudian dikurangi dengan jumlah enthalpy pembentukan seluruh reactant.

Menentukan Cp sesuai dengan temperaturenya
Setelah mengetahui energi yang dilepaskan oleh reaksi, langkah berikutnya adalah menentukan temperatur produk. Pada tahap awal mungkin terlihat bahwa energi tersebut tinggal dibagi dengan Cp untuk mendapatkan kenaikan temperatur.
Namun, pendekatan tersebut memiliki keterbatasan karena Cp bukan merupakan nilai yang benar-benar konstan pada rentang temperatur yang besar. Ketika temperatur meningkat dari beberapa ratus kelvin hingga ribuan kelvin, nilai Cp dari CO2, H2O, dan N2 juga berubah. Oleh karena itu, program menggunakan Cp yang bergantung pada temperatur.

Mengubah CP menjadi perubahan entalpi
Setelah program dapat menghitung Cp pada temperatur tertentu, langkah berikutnya adalah menentukan perubahan enthalpy sensible.

Hubungan antara specific heat dan enthalpy diberikan oleh hubungan diferensial bahwa perubahan enthalpy sama dengan Cp dikalikan perubahan temperatur. Karena Cp berubah terhadap temperatur, maka hubungan tersebut harus diintegralkan.

Hitung temperature pembakaran

Mencari temperatur dengan bisection
Program menentukan batas temperatur, lalu mengambil titik tengah. Setelah itu dicek apakah temperatur tersebut terlalu tinggi atau terlalu rendah. Interval kemudian dipersempit dan proses diulangi.

Mengecek kesesuaian temperature

Program menghitung perubahan temperatur antariterasi. Kalau sudah lebih kecil dari batas yang ditentukan yaitu 5%, iterasi dihentikan

Berikut hasil pemrograman yang sudah jadi