Critical heat flux

Critical heat flux (CHF) didefinisikan sbg heat flux (Q, kW/m2) minimum yg diperlukan oleh suatu material utk bisa terbakar (ter-ignite), dgn bantuan suatu spark igniter, pada waktu yg tak terhingga. Pada praktiknya di dunia building and materials, CHF didefinisikan sbg heat flux yg diperlukan utk membuat suatu material ter-ignite setelah sekitar 20 menit terpapar (exposed).

(banyak terjemahan bahasa yg gak baku klo ingin menerjemahkan dr bahasa Inggris ke Indonesia J).

Semakin besar nilai CHF suatu material berarti akan semakin baik fire performance-nya. Dengan kata lain, material tersebut akan semakin tidak mudah terbakar. Ada banyak cara dlm menentukan nilai CHF. Salah satunya adalah dgn coba2 (trial and error) utk berbagai nilai heat flux dgn menggunakan Cone Calorimeter. Biasanya, 25 kW/m2 dipilih sbg titik awal utk memulai. Jika material tsb tidak ter-ignite dlm wkt sekitar 20mnt, maka heat fluxnya dinaikkan sebesar kira2 5 kW/m2, menjadi 30 kW/m2. Klo ter-ignite, maka heat fluxnya diturunkan dgn nilai yg sama. Utk mendapatkan nilai CHF yg lbh akurat, heat fluxnya bisa divariasikan mjd +/- 1 kW/m2. Cara ini memiliki kelebihan dan kelemahan. Kelebihannya adalah cukup praktis dr sisi jumlah eksperimen yg perlu dilakukan. Kelemahan metode ini akan terlihat jelas utk material yg memiliki banyak lapisan, yg akan menghasilkan variasi yg sgt lebar. Contohnya material laminate yg memiliki inti, lapisan dekoratif, dan lapisan pelindung. Kita gak akan pernah yakin klo heat flux tertentu akan membuat material tsb ter-ignite sekitar 20mnt. Bisa saja heat fluxnya lbh besar atau lbh kecil dgn perbedaan ignition time yg relatif jauh.

Cara lain yg lbh sistematis utk material2 dgn variasi lebar tsb adalah dgn memvariasikan nilai heat flux yg digunakan dlm eksperimen dgn rentang yg relatif jauh. Contohnya 75kW/m2, 50kW/m2, 25kW/m2 atau 20kW/m2. Pemilihan ini tergantung kpd nilai ignition time yg didapat. Yg plg penting adalah, ignition time sekitar 20mnt mesti tercakup dlm rentang variasi nilai heat flux yg digunakan. Untuk mengakomodir rentang distribusi ignition time yg lebar, bbrp eksperimen dpt dilakukan. Dan nilai rata2nya lah yg akan diambil. Kemudian, kita bisa memplot heat flux yg digunakan (Q, kW/m2) dgn 1/(ignition time)n. Dengan n adalah 1 utk material yg thermally thick (tebal sekitar > 15mm), ½ utk yg thermally thin, dan 2/3 utk yg di antaranya. Perpotongan garis ini dgn sumbu Q menunjukkan ignition time yg tak hingga, yg berarti CHF secara teori. Sementara CHF pada 20mnt bisa dihitung dr regresi linear yg plg pas merepresentasikan data2 yg ada. Dengan cara ini, material2 yg sgt berbeda satu sama lainnya dpt dikarakterisasikan dgn cara CHF ini.

Sedangkan utk membandingkan material2 yg mirip komposisinya, plot Q thd 1/(ignition time)n akan sgt tidak bisa diandalkan. Hal ini krn regresi linear yg gak terlalu akurat utk memprediksi dan membedakan heat flux yg berdekatan. Klo ingin dipaksakan, material dgn ignition time lbh lama pada heat flux terendah mungkin saja terprediksi utk memiliki heat flux lbh rendah dibandingkan dgn material yg memiliki ignition time lbh cepat. Salah satu solusi utk masalah ini adalah dgn memplot lgsg Q thd ignition time. Regresi yg digunakan utk bisa memprediksi nilai Q dr sini adalah power law (Q = Const*ignition timen). CHF pada 20mnt bisa diinterpolasi dr persamaan garisnya. Pengalaman penulis menunjukkan klo metode yg terakhir ini lbh baik digunakan utk membedakan material2 dgn komposisi yg berbeda jauh.

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: