METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Metode penulisan tesis ini mencakup semua kegiatan yang dilaksanakan untuk memecahkan masalah dan melakukan proses analisa terhadap permasalahan mulai dari awal hingga akhir penyelesaian tesis. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimental, yaitu menggunakan elektroda berbentuk kerucut dan plat datar untuk mengetahui performa generator HHO sistem basah. cairan elktrolit yang digunakan adalah aquades dan dicampur dengan KOH sebanyak 1 gram, 3 gram, 5 gram untuk tiap liter aquades. Penelitian eksperimen ini dilaksanakan di Laboratorium Bahan Bakar dan Teknik Pembakaran Jurusan Teknik Mesin FT ITS dan dimulai pada bulan November 2013.
3.2 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian adalah uraian tentang prosedur atau langkah-langkah yang dilakukan oleh peneliti dalam upaya mengumpulkan dan menganalis data. Jenis penelitian yang dipilih adalah penelitian eksperimen. dimulai dengan penentuan tema atau focus dari suatu penelitian dan mungumpulkan informasi yang berkaitan dengan penelitian berupa konsep teori dan hal-hal yang relevan, kemudian menyiapkan segala peralatan yang akan digunakan dalam penelitian berupa pembuatan generator HHO, pembuatan water trap, pembuatan gas flow meter dan menyiapkan peralatan pendukung dan peralatan ukur yang akan digunakan untuk pengujian. setelah pembuatan generator HHO, water trap, gas flowmeter selesai, dilakukan pengujian performa generator HHO baik generator HHO dengan elektroda bentuk kerucut maupun generator HHO dengan elektroda bentuk plat datar. Dari pengujian ini didapatkan data unjuk kerja generator HHO bentuk kerucut dan plat datar yang nantinya di komparasi dan dianalisa sehingga dapat ditarik kesimpulan. Skema flow chart penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut ini.
34
Gambar 3.1 Skema flow chart penelitian
Data II yang didapatkan: 1. Arus listrik yang dibutuhkan 2. Tegangan yang dibutuhkan 3. Temperatur Elektrolit Generator 4. Flowrate Gas HHO
End Kesimpulan Analisa kedua data Komparasi data I dan II Perancangan dan pembuatan
Generator HHO bentuk kerucut dengan Elektroda SS 316L (90x90)
mm
Pengujian performa Generator HHO Elektoda bentukKerucut
Judul: Komparasi penghasilan Gas HHO pada generator sistem basah(wet) dengan susunan kerucut dan plat datar terpasang horisontal
Start
Apakah system bekerja dengan
baik?
Perancangan dan pembuatan Generator HHO bentuk Plat datar dengan Elektroda SS 316L (90x90) mm Ya Studi Literatur: - Tugas Akhir - Tesis - Text Book - Paper - Internet
Pengujian performaa Generator HHO elektroda bentuk plat datar Apakah system
bekerja dengan baik?
Data I yang didapatkan: 1. Arus listrik yang dibutuhkan 2. Tegangan yang dibutuhkan 3. Temperatur Elektrolit Generator 4. Flowrate Gas HHO
Tidak
Ya Tidak
35 3.3 Peralatan dan Instrumen Penelitian
Instrumen penelitian adalah alat ukur dan alat uji yang digunakan untuk mendapatkan data penelitian. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
3.3.1. Generator HHO
Untuk mendapatkan referensi generator yang baik, ada beberapa kriteria yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan generator HHO. Kriteria tersebut antara lain:
a. Elektroda yang digunakan terbuat dari material yang tahan terhadap korosi dan memiliki konduktifitas listrik yang baik serta tersedia di pasaran (seperti stainless steel type SS 316 L) dengan dimensi (90 x 90 x 1.5 ) mm dengan lingkaran tengah berdiameter 14 mm, 8 buah lingkaran berdiameter 7 mm dan 4 buah lingkaran berdiameter 5 mm. jumlah plat sebanyak 31 plat dan terdiri dari 6 cell dengan bentuk kerucut dan plat datar sebagai pembanding.
36
Gambar 3.3 Elektroda bentuk kerucut dan Generator HHO tipe wet b. Tabung dan tutup generator terbuat dari bahan yang tahan panas (tahan
hingga suhu 110 oC), dan tidak bereaksi dengan larutan elektrolit.
Nb : bisa dari plastic (tapper ware) atau kaca. Dalam penelitian ini menggunakan tabung plastik.
c. Tidak terdapat kebocoran pada bejana dan tutupnya ketika telah dipasang, sehingga gas HHO yang dihasilkan tidak keluar selain melalui lubang output.
d. Ketika Generator HHO dialiri arus listrik, pada daerah sekitar kedua elektrodanya akan terdapat gelembung-gelembung gas HHO.
3.3.2. Water Trap
Selain menghasilkan gas HHO, generator HHO juga mengeluarkan produk berupa uap air. Uap air ini terbentuk karena panas dari generator HHO mampu mengubah air menjadi uap. Oleh karena itu dibutuhkan alat yang dinamakan
water trap guna memerangkap uap air yang dihasilkan generator HHO. Water trap sendiri merupakan perangkat berupa wadah yang didalamnya berisi air.
Prinsip kerjanya sederhana, gas HHO dan uap air dari generator HHO dialirkan masuk kedalam water trap. kemudian dengan prinsip kondensasi, uap air akan mengembun menjadi air dan gas yang keluar dari water trap yakni gas HHO murni.
37
Gambar 3.4 Water Trap 3.3.3 Peralatan Pendukung
1. HHO Gas Flowmeter
HHO Gas Flowmeter ini menggunakan bejana yang berisikan air yang langsung dihubungkan ke Generator HHO. ketika Generator dinyalakan gas HHO akan mengisi tabung penampung gas HHO hingga gas terisi penuh.
Gambar 3.5 flowmeter 2. Baterai
Baterai ini digunakan sebagai sumber tegangan generator HHO. Spesifikasi:
• Merk : Yuasa • Buatan : Indonesia • Voltase : 12 volt • Type : 95D31R
38
Gambar 3.6 Baterai 3. Charger Baterai
Charger beterai digunakan untuk menjaga agar kondisi accu selalu terisi penuh pada saat pengujian.
Spesifikasi :
• Voltase input : 220 V • Voltase output : 12 V/24 V • Arus output : 20 A
Gambar 3.7 Charger Baterai 3.3.4 Peralatan Ukur
1. Stopwatch
Stopwatch digital dengan kemampuan pengukuran 1/100 detik digunakan untuk
pencatatan waktu pengujian dan waktu produksi 500 ml gas HHO Spesifikasi :
Merk : Casio
Buatan : China
39
Gambar 3.8 Stopwatch 2. Thermometer
Thermometer digunakan untuk mengukur besar temperature di dalam Generator HHO.
Gambar 3.9 Thermometer 3. Thermometer Digital
Termometer ini nantinya digunakan untuk mengukur temperatur larutan elektrolit di dalam generator HHO selama proses percobaan. dimana juga sebagai pengaman bila nanti temperatur elektrolit di dalam generator melewati ambang batas atas temperatur kerja generator, diharapkan temperatur kerja generator dibawah 900C
40 4. Timbangan Digital
Timbangan digital digunakan untuk menimbang massa bubuk KOH. Spesifikasi :
• Buatan : Jepang
• Type : Libror EB-330D-A • Capacity : 330 g/ 60 g • Readability : 0.01 g/ 0.001 g
Gambar 3.11 Timbangan Digital 5. Gelas Ukur
Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air aquades. Spesifikasi :
• Merk : Girs werk
• Buatan : Western Germany
• Type : SBW-borosdilicate-glass 6.5 • Capacity : 500 ml
• Accuracy : 50 ml
41 6. Clamp AC/DC Amperemeter
Amperemeter digunakan untuk mengukur arus yang dibutuhkan oleh generator HHO untuk melakukan proses elektrolisa air.
Spesifikasi :
• Merk : Constant Instrument
• Range Ampere : 400-1000 Ampere AC/DC • Range voltage : 0,4 – 1000 V DC/ 4 – 700 V AC • Range Temperatur : 400 – 750 oC
0 – 400 oC -40 – 0 oC
Gambar 3.13 Clamp AC/DC Amperemeter 7. Voltmeter
Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang dibutuhkan oleh generator HHO.
Spesifikasi : • Merk : Dekco • Buatan : China • Tipe : 37
• Range tegangan : Max. 1000 Volt DC
42 8. Multimeter digital
multimeter ini digunakan untuk mengukur tegangan, kuat arus yang dibutuhkan serta besarnya hambatan pada Generator Brown’s Gas.
Gambar 3.15 Multimeter
9. Voltmeter dan Amperemeter Analog
Digunakan untuk menampilkan nilai output dari arus dan tegangan listrik yang keluar dari accu akibat dari diberikannya pembebanan dari generator HHO selama percobaan berlangsung.
Gambar 3.16. Voltmeter dan amperemeter analog 3.4 Prosedur Pengujian Generator HHO tipe WET
Langkah-langkah pelaksanaan pengujian laju produksi gas HHO adalah sebagai berikut :
3.4.1. Persiapan Generator HHO
Pada tahap ini, disiapkan dan dirakit berbagai peralatan Generator HHO. Adapun yang harus disiapkan dalam tahap ini yaitu :
1. Generator HHO
Generator yang digunakan terbuat dari stainless steel type 316 L dengan tebal 1,5 mm. Generator dengan jumlah 31 plat elektroda dimana dimensi luasan plat dari masing-masing berukuran 90 mm x 90 mm.
43 2. Kabel listrik, terminal (skun), dan isolasi.
Kabel listrik, terminal dan isolasi merupakan perangkat yang mengalirkan listrik dari power supply ke generator gas HHO.
3. Saluran keluar gas
Pada generator type wet cell ini dibuatkan suatu saluran untuk keluar gas HHO dimana saluran keluar akan terhubung terus dengan selang dan flowmeter.
4. Mur, baut, dan ring.
Mur, baut, dan ring berfungsi sebagai pengikat antara plat 5. Selang Plastik.
Selang plastik digunakan untuk mengalirkan gas HHO dari generator ke flowmeter.
6. Karet Packing
Karet packing ini berupa seal atau o-ring, digunakan sebagai pemisah antar plat yang mana nantinya didalam generator akan membentuk ruangan elektrolit dengan ukuran yang telah ditentukan.
7. Pembersihan permukaan elektroda.
Permukaan elektroda dibersihkan dari kotoran yang menempel dengan menggunakan lap kain secaran hati-hati.Hal ini selain bertujuan untuk menghindari menempelnya zat-zat yang tidak diinginkan.
3.4.2 Persiapan Alat Ukur Flowrate Gas HHO
Untuk pengujian laju produksi gas HHO menggunakan alat ukur sederhana berupa tabung pengukur flowrate gas HHO yang dimasukkan ke dalam bejana air. Penghasilan produksi gas HHO diukur sebanyak 500 cc dalam persatuan waktu pada tabung pengukur flowrate dan bejana air. Pengukuran laju produksi gas HHOi ni menjadi sangat penting karena menentukan kualitas gas HHO agar gas yang dihasilkan tidak bercampur dengan udara.
44
Gambar 3.17 Alat Ukur SederhanaLaju Produksi Gas HHO Adapun yang harus disiapkan dalam alat ukur ini yaitu :
1. Bejana Air
Bejana air ini cukup dibuat dengan menggunakan bahan plastik, setidaknya dapat menampung air sebanyak 1,5 L dengan tebal 1 mm. 2. Tabung Pengukur
Tabung pengukur ini dibuat dari bahan yang sangat ringan, dengan berat maksimal 20 mg. Volume tabung ini lebih besar dari jumlah penghasilan gas HHO sebanyak 500 cc yang nantinya diukur dalam persatuan waktu. 3. Selang Plastik.
Selang plastik digunakan untuk mengalirkan gas HHO dari generator ke flowmeter.
4. Pipa Saluran Gas HHO.
Pipa saluran gas ini diletakkan di dalam tabung pengukur untuk mengalirkan gas HHO yang akan diukur.
5. Katup Pembilasan
Katup (katup) ini digunakan sebagai drainase gas yang berada di tabung pengukur.
3.4.3 Langkah Persiapan Pengukuran Flowrate Gas HHO
Dalam tahapan persiapan ini perlu diperhatikan langkah - langkah untuk pengujian laju produksi gas HHO sebagai berikut :
45
2. Persiapkan rangkaian peralatan seperti Gambar 3.16
Gambar 3.18 Skema pengujian
3. Siapkan campuran KOH dengan aquades atau larutan elektrolit. Dalam bentuk 1 liter aquades yang dicampur dengan gram KOH. Kemudian masukkan ke dalam generator gas HHO.
4. masukkan air ke dalam water trap.
5. Sambungkan generator gas HHO dan water trap menggunakan selang gas HHO. Kemudian pastikan tidak ada sambungan yang bocor.
6. Untuk menjaga agar tegangan saat pengujian stabil atau tidak drop, accu dihubungkan pada charger accu pada saat pengujian.
7. Pastikan alat pengukur arus, tegangan, dan termometer bekerja dengan baik.
8. Pada kedua proses pengujian baik bentuk plat kerucut maupun menggunakan plat datar, sambungkan langsung power supply dari baterai ke generator HHO melalui kabel-kabel. Pastikan sambungan terminal positif dan terminal negatifnya sudah tepat.
9. Persiapkan Alat Ukur Flowrate Gas HHO.
Masukkan tabung pengukur 500 cc gas HHO ke dalam bejana air.
Isikan air ke dalam bejana sampai air sejajar dengan tanda batas tinggi air pada tabung pengukur flowrate gas HHO.
46
Untuk mengeluarkan udara yang terperangkap di dalam tabung pengukur dan water trap, buka katup pembilasan udara yang berada dibawah tabung pengukur.
Kemudian tutup katup pembilasan udara setelah tabung pengukur menyentuh ujung pipa saluran gas HHO.
10. Sambungkan water trap dan alat ukur flowrate gas HHO menggunakan selang plastik melalui konektor. Kemudian pastikan tidak ada sambungan yang bocor.
11. Untuk memastikan tidak ada udara yang terperangkap dalam sistem, maka dilakukan langkah pembilasan.
Langkah pembilasan dilakukan beberapa saat sebelum pengujian.
Untuk memulainya dengan menghidupkan sistem produksi gas HHO, dengan menekan saklar ON. Tunggu beberapa menit sampai tabung pengukur gas HHO mencapai skala volume produksi 500 cc, kemudian matikan sistem dengan menekan saklar OFF.
Buang campuran gas HHO dan udara dengan membuka katup pembilasan.Tutup kembali setelah ujung tabung pengukur menyentuh ujung pipa saluran gas HHO.
Ulangi langkah diatas beberapa kali, untuk memastikan tidak ada udara yang terperangkap di dalam sistem. Kemudian dilanjutkan ke tahap pengujian.
3.4.4 Tahap Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian untuk mengetahui performa generator gas HHO, langkah-langkah yang dilakukan sebagai berikut :
o Pengujian bentuk kerucut
1. Ukur dan catat temperatur awal larutan elektrolit.
2. Tekan saklar ON untuk menyalakan sistem. Kemudian mulai tekan ON pada
stopwatch untuk menentukan waktu produksi gas HHO setiap 500 cc yang
47
3. Catat arus (Ampere), tegangan (Volt), dan perubahan temperatur (oC) terhadap perubahan waktu (detik) pada saat pengisian gas HHO.
4. Tekan OFF setelah produksi gas HHO mencapai 500 cc dan catat waktu produksi gas HHO setiap 500 cc yang didapatkan.
5. Ulangi langkah 1 sampai 4 setiap 5 menit, Proses pengujian dilakukan secara kontinu sampai batas waktu tertentu untuk melihat performa dari generator gas HHO bila dioperasikan dalam jangka waktu yang telah ditentukan.
6. Lakukan pengujian ulang pada generator HHO dengan bentuk geometri yang lain.
Tabel 3.1. Lembar Data Pengujian Flowrate Generator Gas HHO Tipe Wet Cell
NO Waktu Uji (menit) Tegangan ke Generator (Volt) Arus ke Generator (Ampere) Temperatur Elektrolit (0C) Waktu Produksi 500cc gas HHO 1 2 3
48
49