Analisis Perbandingan Kinerja Injektor Mesin Wartsila W20V34DF pada Beban 0 kW dan 3000 kW Menggunakan Simulasi CFD

Abstrak

Kinerja injektor merupakan faktor krusial dalam efisiensi pembakaran dan pengendalian emisi pada mesin diesel, khususnya pada aplikasi pembangkit listrik seperti PLTMG Baubau 30MW yang menggunakan mesin Wartsila W20V34DF. Fluktuasi tekanan, pola aliran bahan bakar yang tidak ideal, dan distribusi suhu yang tidak merata di dalam injektor dapat berdampak signifikan pada proses pengabutan dan pembakaran, yang berdampak pada performa mesin secara keseluruhan. Oleh karena itu, pemahaman mendalam tentang dinamika fluida di dalam injektor sangat penting untuk optimasi dan pemeliharaan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja injektor pada mesin Wartsila W20V34DF dengan memahami distribusi aliran, kecepatan fluida di area internal injector dengan menggunakan metode simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD). Secara spesifik, penelitian ini berupaya mengidentifikasi karakteristik aliran bahan bakar dan potensi area di mana kinerja injektor mungkin kurang optimal. Melalui simulasi CFD menggunakan Solidworks, diperoleh gambaran detail mengenai pola aliran bahan bakar yang kompleks di dalam injektor. Pada analisis perbandingan kinerja injector mesin Wartsila pada kondisi beban 0 kW dengan 3000 kW dilakuan dengan simulasi CFD dengan parameter kecepatan aliran bahan bakar, dimana kondisi beban 0 kW kecepatan mencapai 4,1 m/s dengan 100 iterasi dan 3000 kW kecepatan mencapai 9,5 m/s dengan 100 iterasi. Menunjukkan adanya variasi pada distribusi kecepatan fluida, khususnya di sekitar lubang injektor, yang merupakan area krusial untuk proses pengabutan. Teridentifikasi area dengan kecepatan tinggi yang mendukung pengabutan efektif, namun juga pola aliran yang dapat memengaruhi distribusi semprotan. Analisis ini memberikan wawasan tentang bagaimana desain internal injektor memengaruhi dinamika fluida, menyoroti pentingnya geometri injektor untuk kinerja optimal. Sebagai kelanjutan dari penelitian ini, disarankan untuk melakukan validasi eksperimental terhadap hasil simulasi CFD guna memverifikasi akurasi model. Selain itu, penelitian di masa depan dapat mempertimbangkan faktor-faktor seperti variasi komposisi bahan bakar, efek degradasi material injektor akibat penggunaan jangka panjang, serta interaksi antara semprotan injektor dengan udara di dalam ruang bakar untuk mendapatkan pemahaman yang lebih komprehensif.