BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN
4.7 Emisi Gas Buang
Adapun Emisi Gas Buang yang dilihat dari Bahan Bakar ini Hanya Opacity nya saja. Adapun Hasil dari Opacity gas buang mesin ini yaitu:
1. Untuk Beban Lampu 400 Watt
Tabel 4.41 Tabel Hasil Opacity untuk Beban 400 Watt
No Bahan Bakar Value 1 Value 2 Value 3 Value 4 Opacity (Mean) %
1 Solar Murni 30.8 29.4 22.1 24.0 26.6
2 Solar + Serbuk kulit padi
1% 30.6 26.4 26.9 22.3 26.6
2.5%
4 Solar + Serbuk kulit padi
5% 42.6 45.2 35.5 44.1 41.9
2. Untuk Beban 800 Watt
Tabel 4.42 Tabel Hasil Opacity untuk Beban 800 Watt
No Bahan Bakar Value 1 Value 2 Value 3 Value 4 Opacity (Mean) %
1 Solar Murni 30.5 20.8 30.8 24.9 26.8
2 Solar + Serbuk kulit padi
1% 26.9 26.9 2.5 31.0 28.6
3 Solar + Serbuk kulit padi
2.5% 30.1 32.4 29.9 31.3 30.9
4 Solar + Serbuk kulit padi
5% 38.8 46.2 47.6 38.3 42.7
Dari hasil uji emisi diatas dapat dilihat bahwa semakin banyak campuran dari serbuk kulit padi pada solar maka nilai opasitasnya semakin besar. Hal ini mungkin disebabkan oleh hasil pembakaran serbuk kulit padi sehingga asap yang dihasilkan lebih pekat.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Berikut kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini yaitu:| 1. Untuk pengarauh campuran serbuk kulit padi pada bahan bakar solar
terhadap performansi mesin genset diesel Dong Fa R175 dapat disimpulkan sebagai berikut:
• Untuk pencampuran serbuk kulit padi 1% dan 2,5 % daya yang dihasilkan semakin bertambah, namun untuk pencampuran 5 % daya yang dihasilkan semakin menurun. Daya yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin dan pembebanan daya, semakin tinggi putaran dan pembebanan yang diberikan maka semakin tinggi pula daya yang akan dihasilkan. Daya maksimal yang dihasilkan pada bahan bakar solar beban 800 watt diperoleh pada putaran 1200 rpm, yaitu sebesar 1091,8 watt sedangkan daya minimum pada bahan bakar solar + serbuk padi 5% beban 400 watt diperoleh pada putaran 700 rpm, yaitu sebesar 110,8 watt.
• Untuk pencampuran serbuk kulit padi 1% dan 2,5 % torsi yang dihasilkan semakin bertambah, namun untuk pencampuran 5 % torsi yang dihasilkan semakin menurun. Nilai torsi mesin bergantung pada besar kecil daya dan putaran mesin. Semakin besar daya dan putaran mesin maka torsi semakin besar demikian sebaliknya.Torsi Minimum pada bahan bakar Solar+serbuk padi 5% beban 400 watt diperoleh pada putaran 700 rpm, yaitu sebesar 1,51 N.m. Sedangkan torsi Maksimum diperoleh pada bahan bakar Solar beban 800 Watt putaran 1200 rpm, yaitu sebesar 8,69 N.m
• Besarnya nilai SFC semakin meningkat sehubung dengan penambahan serbuk kulit padi. Besarnya nilai SFC sangat dipengaruhi oleh besar kecil nilai laju aliran bahan bakar. Semakin besar nilai laju aliran bahan bakar, semakin besar pula konsumsi bahan bakar spesifiknya, demikian sebaliknya.Semakin besar nilai laju aliran bahan bakar, semakin besar pula konsumsi bahan Bakar. SFC minimum pada bahan bakar Solar beban 800 watt putaran 800 rpm yaitu sebesar 577,402g/kW.jam. Sedangkan SFC Maksimum pada bahan bakar Solar+Serbuk Padi 2,5 % beban 400 watt putaran 700 rpm yaitu sebesar 2014,628 g/kW.jam.
• Penambahan sebuk kulit padi menyebabkan nilai AFR semakin menurun. Semakin tinggi putaran dan beban mesin, maka semakin kecil ratio perbandingan udara bahan bakar. Ini disebabkan karena pada putaran dan beban maksimal mesin mengalami “overlap” dimana pada saat ini terjadi proses pembakaran yang sangat cepat dimana diperlukan bahan bakar dengan jumlah besar, sehingga diperlukan udara yang besar pula untuk mengimbangi bahan bakar tersebut. Nilai AFR minimun pada campuran bahan bakar solar 95% + serbuk kulit padi 5% dengan beban 800 watt dan putaran 1200 rpm yakni sebesar 36,6107. Nilai AFR maximum pada bahan bakar solar dengan beban 400 watt dan putaran700 rpm yakni sebesar 288,0440.
• Terjadi penurunan nilai efesiensi thermal brake jika dicampurkan dengan serbuk kulit padi Nilai Efisiensi Thermal minimun pada campuran bahan bakar solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dengan beban 400 watt dan putaran 700 rpm yakni sebesar 3,3497. Nilai Efisiensi Thermal maximum pada bahan bakar solar dengan beban 800 watt dan putaran 800 rpm yakni sebesar 11,4428
2. Untuk Opasitas, Dari hasil uji emisi diatas dapat dilihat bahwa semakin banyak campuran dari serbuk kulit padi pada solar maka nilai opasitasnya semakin besar demikian sebaliknya. Hal ini mungkin disebabkan oleh hasil pembakaran serbuk kulit padi sehingga asap yang dihasilkan lebih pekat.
5.2 Saran
1. Melengkapi alat ukur pada saat pengujian untuk memperoleh hasil pengujian yang lebih baik
2. Menunggu putaran mesin stabil pada saat menaikkan dan menurunkan putaran agar mendapat putaran mesin yang tepat pada saat pengujian pada putaran yang berbeda melalui pembacaan pada tachometer
3. Mengembangkan pengujian ini menggunakan dengan Variasi Campuran bahan bakar yang berbeda
4. Mengunakan zat aditif pada proses pencampuran serbuk kulit padi dan solar agar keduanya menjadi homogen. Penelitian ini tidak menggunakan
senyawa pencampur (zat aditif) sehingga serbuk kulit padi dan solar tidak tercampur secara homogen.
5. Penelitian ini tepat untuk penggunaan mesin yang hidup konstan. Karena pengunaan pada mesin yang tidak konstan akan menyebabkan pengendapan serbuk kulit padi pada pompa mesin sehingga memungkinkan kerusakan pada pompa.
6. Adanya Alat pengaduk pada bahan bakar sehingga tidak terjadi endapan serbuk kulit padi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Biomassa
Biomassa berasal dari kata bio dan massa. Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. dan istilah ini mula-mula digunakan dalam bidang ekologi untuk merujuk pada jumlah hewan dan tumbuhan. Setelah isu goncangan minyak terjadi, makna kata itu diperluas melebihi bidang ekologi dan maknanya kini menjadi “sumber daya biologi sebagai sumber energi”, dikarenakan ada desakan agar sumber energi alternatif (baru) dipromosikan. Hingga kini masih belum ada definisi yang spesifik untuk biomassa dan definisinya bisa berbeda dari satu bidang ke bidang yang lain. Dari perspektif sumber daya energi, definisi umumnya adalah biomassa merupakan segala sesuatu yang bermassa dan memiliki nilai kalor serta bersifat organik. Seiring dengan itu, biomassa tidak hanya mencakup berbagai jenis tanaman pertanian, kayu, tumbuhan perairan, pertanian konvensional yang lain, kehutanan, sumber daya perikanan tetapi juga mencakup s isa fermentasi alkohol, dan limbah industry organik lainnya.
Agar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat beberapa teknologi untuk konversi biomassa, dijelaskan pada Gambar 2.1. Teknologi konversi biomassa tentu saja membutuhkan perbedaan pada alat yang digunakan untuk mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan bahan bakar yang dihasilkan. Untuk menghasilkan biomassa serbuk kulit padi ini kita mengunakan teknologi proses mekanik yakni size reduction (Pengurangan Ukuran).
Gambar 2.1 Teknologi Konversi Biomassa [lit.14] 2.2 Komposisi Bahan Baku
Padi merupakan suatu tanaman yang sudah tidak langka lagi di Indonesia. Karena pada umumnya masyarakat indonesia mengkonsumsi beras sebagai makanan pokoknya. Adapun klasisfikasi tanaman padi secara biologi yaitu:
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas : Liliopsida (berkeping satu / monokotil)
Sub Kelas : Commelinidae
Ordo : Poales
Famili
Genus
Spesies : Oryza sativa L.
Drying
Size Reduction
Densification Pellets, Briquettes
Direct Combustion Steam, Heat
Pyrolysis Fuel gas, Bio-oil, Char
Gasification Synthesis gas
Liquefaction Hydrocarbons, Bio-oil
Co-Firing Steam, Heat
Fermentation Alcohol
Anaerobic Digestion Biogas, Fertilizer
MECHANICAL PROCESS BIOLOGICAL PROCESS THERMO-CHEMICAL PROCESS BIOMASS
Kulit biji padi memiliki kerapatan jenis (bulk densil)1125 kg/m3
Ditinjau dari komposisi kimiawinya, komposisi kulit biji padi mengandung beberapa unsur penting sebagai yang tercantum pada tabel 2.1
, dengan nilai kalori 1 kg kulit biji padi sebesar 3300 k. kalori, serta memiliki bulk density 0,100 g/ ml, nilai kalorikulit biji padi antara 3300 - 3600 kkalori/kg dengan konduktivitas panas 0,271 BTU. Kulit biji padi dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar ataupun sebagai adsorpsi pada logam-logam berat. Kulit biji padi tersusun dari jaringan serat-serat selulosa yang mengandung banyak silika dalam bentuk serabut-serabut yang sangat keras. Pada keadaan normal, kulit biji padi berperan penting melindungi biji beras dari kerusakan yang disebabkan oleh serangan jamur, dapat mencegah reaksi ketengikan karena dapat melindungi lapisan tipis yang kaya minyak terhadap kerusakan mekanis selama pemanenan, penggilingan dan pengangkutan.
Tabel 2.1. Komposisi Kimia Kulit biji padi
Sumber:
(% berat) Komponen % Berat
Kadar air 32,40 – 11,35
Protein kasar 1,70 – 7,26
Lemak 0,38 – 2,98
Ekstrak nitrogen bebas 24,70 – 38,79
Serat 31,37 – 49,92
Abu 13,16 – 29,04
Sellulosa 34,34 – 43,80
Lignin 21,40 – 46,97
2.3 Sejarah Penggunaan Bahan Bakar Padat Pada Mesin Pembakaran Dalam
Upaya untuk menjalankan mesin reciprocating pada bahan bakar padat dalam bentuk debu/ serbuk dibagi dalam tiga periode utama, dimulai dengan karya-karya Rudolf Diesel pada tahun 1892. Sejak studi pertama yang dipimpin oleh Diesel, banyak ICES berbahan bakar padat telah dikembangkan, tetapi tidak ada yang mencapai skala komersial. Dalam kebanyakan kasus, digunakan bahan bakar padat bubuk batu bara, dalam bentuk kering atau dicampur dengan minyak diesel atau air. Sumber daya ini relatif murah dan sebagian besar masih tersedia di seluruh dunia dibandingkan dengan minyak mentah. Periode pertama, sebagian besar dibuat di Jerman dengan batubara kering, dan berakhir dengan Perang Dunia II dan menyebabkan banyak perbaikan ICE berbahan bakar debu batu bara dimana penelitian ini banyak dikembangkan oleh rudolf diesel. Hambatan terbesar pada pengoperasian mesin dan tampaknya telah diselesaikan antara tahun 1930 dan tahun 1940. Periode kedua dilakukan di Amerika Serikat antara tahun 1945 dan 1973. Penelitian mencari penyebab penurunan dari keausan mesin ke tingkat lebih lanjut yang diamati dengan solar murni . Masalah utama, yaitu ukuran bahan bakar dan penyampaian ke silinder dengan waktu yang tepat , namun belum terpecahkan . Untuk alasan ini , penelitian lain yang dipimpin di Amerika Serikat selama periode yang sama berfokus pada penggunaan batu bara bentuk bubuk dalam suspensi dalam bahan bakar diesel atau air . Kombinasi seperti ini disebut
Coal Diesel slurries ( CDS ) dan Coal Water slurries ( CWS ) .
Selama dua periode ini, studi kebanyakan eksperimental. Periode ketiga dari tahun 1973 sampai sekarang dan meliputi tes skala penuh mesin dengan slurries serta beberapa studi teoritis dan keanekaan hayati , masih terutama dilakukan di Amerika Serikat , dengan dana yang besar dari Departemen Energi .
Secara Garis Besar Perkembangan Sejarah penggunaan bahan bakar padat pada mesin pembakaran dalam yaitu:
Upaya Jerman untuk menjalankan mesin pembakaran internal pada serbuk batubara kering telah diterbitkan oleh Soehngen pada tahun 1976. Selama periode ini, mesin diesel diuji dengan debu batu bara. Tapi tak satu pun dari teknologi yang dikembangkan telah mencapai skala komersial. Dalam penelitian ini diketahui bahwa batubara adalah bahan bakar pembakaran lambat, untuk mesin diesel kecepatan rendah. Dengan demikian, semua mesin Jerman dikembangkan dan dirancang untuk berjalan di kecepatan rpm 1001000. Perbaikan teknologi terkait menyebabkan 200 paten. Pada tahun 1940, dilaporkan upaya Jepang untuk menjalankan 75 HP, untuk 6 silinder serbuk batu bara pada mesin dengan kecepatan 2000 rpm. Lain pula dengan penelitian yang dipimpin oleh Belousov. Banyak tambahan data yang menarik yang diperoleh, termasuk angka dan deskripsi bubur pembakaran dalam kondisi mesin. Selama hampir setengah abad, tujuannya adalah jelas biaya. Keuntungan yang diperoleh adalah pada perbedaan harga minyak dengan batubara. Sangat sedikit data pada kualitas batubara yang tersedia. Rudolf diesel Pada tahun 1892 mencoba untuk menjalankan ICE pada debu batu bara, tapi berhenti karena penanganan sulit. Bubuk bahan bakar difumigasi melalui pemvakuman pipa mesin. Diesel terfokus pada minyak mentah yang jauh lebih mudah untuk memanipulasi.
2. Rudolf Pawlikowski
Mulai tahun 1916, bekas rekan kerja Diesel mampu untuk pertama kalinya menjalankan ICE pada debu batu bara. Dalam perusahaanya yang bernama Kosmos, Pawlikowsko membangun delapan mesin dengan bahan bakar batubara yang disebut motor rupa dengan menambahkan chmaber di mesin. Dimana bahan bakar bubuk batu baru dinyalakan. Tekanan dikembangkan selama di pra- pembakaran injeksi pembakaran utama dichamber dan bahan bakar yang tersisa pada tekanan rendah diinjeksi langsung. Pawlikowski juga mencoba untuk memecahkan masalah dengan mengembangkan sistem penyesusaian tertentu cincin piston sehingga membatasi bagian abu di bak mesin. Perusahaan The COSMOS ini ditutup pada tahun 1928. Karya Pawlikowski berhenti pada tahun 1945 dan memimpin untuk 30 paten Mulai tahun 1925, atas dasar penelitian
Pawlikowski itu, empat Perusahaan Jerman mengembangkan mesin mampu berjalan pada batubara debu kering.
3. I-G Farben Industrie
Ini perusahaan Jerman yang membangun dua mesin yang berbeda antara tahun 1925 , dan 1929 serta tiga mesin yang lebih kecil untuk penelitian. Perusahaan ini mengadopsi sistem mesin Pawlikowski. Mereka mampu membatasi tingkat keausan dengan mengintegrasikan cincin dengan dinding silinder, sehingga mereka dapat menyesuaikan secara terus menerus selama menjalankan. Pembersihan liners silinder, ditutupi dengan partikel yang tidak terbakar, dilakukan dengan meniup udara terkompresi, air atau minyak mentah pada akhir fase buang.
4. Schichau Werke Ge Antara 1930 dan 1939,
Konsep mesin yang digunakan masih sama dengan Pawlikowsko. Schichau adalah orang pertama yang mencoba penggunaan paduan keras berdasarkan baja dan Chrome, Nikel, Silicon dan Mangan, untuk meningkatkan ketahanan aus. Dengan menggunakan paduan ini, mereka mampu mengurangi tingkat keausan. Mereka juga mengembangkan katup bola, khusus untuk debu, dalam rangka meningkatkan kualitas selama operasi mesin. Mesin ini diklaim telah berjalan selama 6000 h. Penelitian ini kemudian dihentikan karena secara ekonomi
5. I. Bruenner Machinenfabrik
Penelitian ini dilakukan pada periode 1930-1945. Mereka memulai penelitian ini di Universitas Dresden dengan mengubah sistem injeksi. Sistem injeksi debu dipergunakan untuk peningkatan laju aliran bahan bakar. Kecepatan maksimum sampai 1200 rpm. Penting untuk dicatat bahwa mereka sengaja bekerja dengan 60 mikron partikel yang mengandung 21% berat abu, menyebabkan tingkat pembakaran yang tinggi dan keausan yang lama. Penelitian ini berakhir karena hal ekonomis
Hanomag merupakan perusahaan Jerman yang mengembangkan salah satu mesin berbahan bakar debu batu bara antara tahun 1935 dan 1945. Sangat sedikit informasi tetap sedangkan mesin mereka diklaim telah berjalan selama 700 jam. Debu diinduksi dalam prechamber untuk 0.7% vol dari silinder utama, selama fase masuk, sehingga memungkinkan rendah tekanan injeksi (24-29 bar). Selama fase kompresi, bahan bakar padat dicampur dengan udara dalam cara yang sangat efektif, yang mengarah ke Proses pengeringan yang baik dan awal devolatilisasi diikuti oleh pengapian dan pembakaran di dalam ruang utama. Mereka mengalami masalah pengapian dini dan pembuangan partikel yang tidak terbakar dalam prechamber tersebut. Kekuranganya adalah mesin tidak dapat berjalan pada kecepatan tinggi dan proyek ini ditinggalkan. Mesin Hanomag hancur selama Perang Dunia kedua.
7. 194-1973: (periode pasca-perang):
Penelitian tentang batubara ICE terus terjadi di Amerika Serikat. Caton dan Rosegay terakhir selama periode ini. Dalam rangka untuk membatasi kesulitan konsumsi bahan bakar untuk mesin, campuran batubara dengan air (CWS) atau solar (CDS) digunakan. Sebenarnya, bubur berperilaku seperti cairan. Ini modifikasi pendingin bahan bakar yang memungkinkan penggunaan sistem injeksi diesel konvensional. Jadi pada masa ini batu bara atau bahan bakar padat sudah dicampur dengan bahan bakar cair dan mengunakan mesin diesel konvesional.
8. 1973-sekarang: Terutama batubara / air lumpur sebagai bahan bakar
Berbagai program yang dipimpin selama periode ini juga dianggap masalah emisi. Amerika Serikat memutuskan untuk mengembangkan teknologi yang didasarkan pada batubara, sebagian besar tersedia di wilayah mereka sendiri. Departemen Energi AS (DOE) menyediakan dana besar untuk proyek-proyek termasuk perkembangan mesin batubara, baik dalam skala laboratorium atau dalam kondisi nyata, seperti kereta api aplikasi atau pembangkit listrik. Pada tahun 1975 di Inggris, untuk alasan yang sama kemerdekaan energik, Perkins Mesin LTD
meninjau kemungkinan penggunaan debu batu bara di mesin pembakaran dalam, terutama dalam bentuk bubur.
2.4 Mesin Diesel
Mesin diesel juga disebut “Motor Penyalaan Kompresi” oleh karena penyalaannya dilakukan dengan menyemprotkan bahan bakar ke dalam udara yang telah bertekanan dan bertemperatur ringgi sebagai akibat dari proses kompresi di dalam ruang bakar. Agar bahan bakar diesel dapat terbakar dengan sendirinya, maka perbandingan kompresi mesin diesel harus berkisar antara 15 – 22, sedangkan tekanan kompresinya mencapai 20 – 40 bar dengan suhu 500 – 700
0
Mesin diesel menghasilkan tekanan kerja yang tinggi, itu sebabnya konstruksi motor diesel lebih kokoh dan lebih besar. Disamping itu, mesin diesel menghasilkan bunyi yang lebih keras, warna dan bau gas yang kurang menyenangkan. Namun dipandang dari segi ekonomi, bahan bakar serta polusi udara, motor diesel masih lebih disukai (Mathur, 1980).
C. Aplikasi dari motor diesel banyak pada industri-industri sebagai motor stasioner ataupun untuk kendaraan-kendaraan dan kapal laut dengan ukuran yang besar. Hal ini dikarenakan motor diesel mengkonsumsi bahan bakar ± 25% lebih rendah dari motor bensin, lebih murah dan perawatannya lebih sederhana (Kubota, S., dkk, 2001).
Siklus diesel (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan dengan pemasukan panas pada volume konstan (Y. A. Çengel and M. A. Boles, Thermodynamics: An
Gambar 2.2 Diagram P-v Keterangan Gambar: P = Tekanan (atm) V = Volume Spesifik (m3 q /kg) in q
= Kalor yang masuk (kJ)
out
Diagram T-S
= Kalor yang dibuang (kJ)
Gambar 2.3 Diagram T-S Mesin Diesel Keterangan Grafik:
1-2 Kompresi Isentropik
2-3 Pemasukan Kalor pada Volume Konstan 3-4 Ekspansi Isentropik
4-1 Pengeluaran Kalor pada Volume Konstan
2.4.1 Prinsip Kerja Mesin Diesel
Prinsip kerja mesin diesel 4 tak sebenarnya sama dengan prinsip kerja mesin otto, yang membedakan adalah cara memasukkan bahan bakarnya. Pada mesin diesel bahan bakar di semprotkan langsung ke ruang bakar dengan menggunakan injector. Dibawah ini adalah langkah dalam proses mesin diesel 4 langkah :
1. Langkah Isap
Pada langkah ini piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah). Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum,sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui filter udara.
2. Langkah kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston,menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur,sehingga udara di dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut.
3. Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar di ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar tersebut akan mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial (putar).
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust manifold dan langsung menuju knalpot
Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus. Untuk lebih jelas, prinsip kerja mesin diesel dapat dilihat pada gambar 2.2.
Langkah isap Langkah kompresi Langkah usaha Langkah Buang Gambar 2.4 Prinsip Kerja Mesin Diesel [Lit.13]
2.4.2 Performansi Mesin Diesel a. Nilai Kalor Bahan Bakar.
Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara menghasilkan panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan bahan bakar dibakar sempurna disebut nilai kalor bahan bakar (Calorific
Value, CV). Bedasarkan asumsi ikut tidaknya panas laten pengembunan
uap air dihitung sebagai bagian dari nilai kalor suatu bahan bakar, maka nilai kalor bahan bakar dapat dibedakan menjadi nilai kalor atas dan nili kalor bawah.
Nilai kalor atas (High Heating Value,HHV), merupakan nilai kalor yang diperoleh secara eksperimen dengan menggunakan kalorimeter
dimana hasil pembakaran bahan bakar didinginkan sampai suhu kamar sehingga sebagian besar uap air yang terbentuk dari pembakaran hidrogen mengembun dan melepaskan panas latennya. Secara teoritis, besarnya nilai kalor atas (HHV) dapat dihitung bila diketahui komposisi
bahan bakarnya dengan menggunakan persamaan Dulong :
HHV = 33950 + 144200 (H2
Dimana: HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)
-�2
8) + 9400 S ... (2.1) [Lit. 6 hal 128]
C = Persentase karbon dalam bahan bakar
H2
O
= Persentase hidrogen dalam bahan bakar
2
S = Persentase sulfur dalam bahan bakar
= Persentase oksigen dalam bahan bakar
Nilai kalor bawah (low Heating Value, LHV), merupakan nilai kalor bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Umumnya kandungan hidrogen dalam bahan bakar cair berkisar 15 % yang berarti setiap satu satuan bahan bakar, 0,15 bagian merupakan hidrogen. Pada proses pembakaran sempurna, air yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar adalah setengah dari jumlah mol hidrogennya.
Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada proses pembakaran dapat pula berasal dari kandungan air yang
memang sudah ada didalam bahan bakar (moisture). Panas laten
pengkondensasian uap air pada tekanan parsial 20 kN/m2 (tekanan yang
umum timbul pada gas buang) adalah sebesar 2400 kJ/kg, sehingga besarnya nilai kalor bawah (LHV) dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut :
LHV = HHV – 2400 (M + 9 H2) ... (2.2) [Lit. 6 hal 128]
M = Persentase kandungan air dalam bahan bakar (moisture)
Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar, dapat menggunakan nilai kalor bawah (LHV) dengan asumsi pada suhu tinggi