Optimalisasi Geometri Tungku Peleburan Aluminium Untuk Meminimalisir Kehilangan Panas (Heat Loss) Berbasis CFD

Tungku peleburan aluminium tipe krusibel skala kecil dan menengah umumnya mengalami kehilangan panas (heat loss) yang signifikan melalui dinding akibat konduksi, sehingga menurunkan efisiensi termal dan meningkatkan konsumsi bahan bakar. Penelitian ini bertujuan mengoptimalkan geometri tungku peleburan aluminium berkapasitas 5 kg berbahan bakar gas guna meminimalkan kehilangan panas menggunakan pendekatan Computational Fluid Dynamics (CFD). Metode yang digunakan adalah simulasi numerik tunak (steady-state) tiga dimensi dengan perangkat lunak ANSYS Fluent, mencakup tiga variasi bentuk geometri ruang bakar (silinder, heksagonal, dan persegi) serta dua variasi jarak krusibel terhadap dinding bawah tungku (60 mm dan 120 mm), sehingga menghasilkan enam konfigurasi desain. Simulasi mempertimbangkan mekanisme perpindahan panas konduksi, konveksi, dan radiasi secara simultan dengan material refraktori Bata SK-34 dan krusibel Salamander A10. Hasil simulasi menunjukkan bahwa desain B2P2 geometri silindris dengan jarak krusibel 60 mm secara konsisten mengungguli seluruh variasi lainnya, dengan temperatur monitor 1.015,51 K, intensitas fluks kalor krusibel sebesar 552,16 W/m², turbulence kinetic energy (TKE) tertinggi sebesar 0,217521 J/kg, serta kehilangan panas melalui dinding refraktori yang paling rendah sebesar -2.432,11 W. Perhitungan numerik lanjutan menghasilkan efisiensi termal sebesar 26,5% dengan laju panas masuk 5.539,93 W. Geometri silindris terbukti unggul karena menghilangkan sudut mati sehingga aliran gas panas membentuk pola sirkulasi siklonik yang melingkupi krusibel secara merata. Desain B2P2 direkomendasikan sebagai acuan teknis dalam pengembangan tungku peleburan aluminium yang lebih efisien pada industri pengecoran logam skala kecil dan menengah.