Simulasi Optimasi Suhu dari Sistem Pemanasan Temperatur Tinggi Berbasis Gelombang Mikro

Abstract

Telah dilakukan penelitian simulasi untuk menganalisis pengaruh variasi dimensi geometri tungku, daya oven gelombang mikro dan waktu pemanasan terhadap suhu tungku, dan mengoptimasi suhu tungku dalam pemanasan dengan gelombang mikro dari variasi parameter yang digunakan. Tungku kubus dengan panjang sisinya dan tungku silinder dengan diameter dan tingginya masing-masing memiliki ukuran yang sama yaitu 50 mm untuk tipe I, 70 mm untuk tipe II dan 90 mm untuk tipe III, yang terbuat dari material SiC dipanaskan dalam oven gelombang mikro pada daya 100%, 75% dan 50% dari daya maksimum 1,3 kW. Pemanasan tungku ini disimulasikan menggunakan perangkat lunak COMSOL Multiphysics. Hasil simulasi dari setiap parameter dilakukan analisis dan optimasi untuk mencapai suhu optimum 500^oC dalam waktu yang singkat dengan konsumsi energinya yang rendah. Hasil simulasi yang diperoleh menunjukkan bahwa variasi parameter memengaruhi suhu yang dihasilkan tungku dan distribusi suhu di dalam tungku. Optimasi pada tungku kubus tipe II (ukuran 70 mm) yang dipanaskan dalam oven gelombang mikro dengan daya 1,3 kW (100%) mencapai suhu optimum 500^oC dalam waktu relatif singkat sebesar 7 menit 33 detik (453 detik) dan konsumsi energi relatif rendah sebesar 5,889 × 10⁵ J.

Simulation research has been conducted to analyze the effect of variations in the dimensions of the furnace geometry, microwave oven power, and heating time on the furnace temperature, and optimize the furnace temperature in microwave heating from a variety of parameters used. The cube furnace with side length and cylindrical furnace with diameter and height respectively have the same size, namely 50 mm for type I, 70 mm for type II, and 90 mm for type III, which are made of SiC material heated in a microwave oven at power 100%, 75% and 50% of the maximum power of 1,3 kW. The heating of this furnace was simulated using COMSOL Multiphysics software. The simulation results for each parameter are analyzed and optimized to achieve the optimum furnace temperature of 500^oC in a short time with low energy consumption. The simulation results obtained show that the parameter variations affect the temperature produced by the furnace and the temperature distribution in the furnace. Optimization of the type II cube furnace (size 70 mm) heated in a microwave oven with a power of 1,3 kW (100%) reaches the optimum temperature of 500^oC in a relatively short time of 7 minutes 33 seconds (453 seconds) and relatively low energy consumption of 5,889 × 10⁵ J.