Kajian Performansi Mesin Genset Diesel Satu Silinder Dengan Bahan Bakar Campuran Solar Dan Serbuk Kulit Padi

(1)

Hasil Uji Komposisi

No.

Lab. No. Tahun Tanam No. KCD Blok

Atas dasar berat kering 105oC

N (%) C-Org (%) S (%) K.Air (%) 11504

(2)

Tabel Rata-Rata Emisi Gas Buang 3. Untuk Beban Lampu 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 Padi 1% 30.6 26.4 26.9 22.3 26.6 3 Solar + Serbuk Padi 2.5% 32.2 27.2 33.6 30.2 30.8 4 Solar + Serbuk Padi 5% 42.6 45.2 35.5 44.1 41.9

4. Untuk Beban 800 Watt

1 Solar Murni 30.5 20.8 30.8 24.9 26.8

(3)

Standard Emisi Gas Buang

Kategori Tahun Pembuatan

Parameter

CO (%)

HC (ppm)

Opacity (% HSU)

Berpenggerak Motor Bakar cetus api (bensin)

< 2007 4,5 1200 -

≥ 2007 1,5 200 -

Berpenggerak Motor Bakar Penyalaan Kompresi (Diesel)

GVW ≤ 3,5 Ton

< 2010 - - 70

≥ 2010 - - 40

GvVW ≥ 3,5 Ton

< 2010 - - 70

≥ 2010 - - 50

(4)

Data Hasil Pengujian Bom Kalorimeter

Bahan Bakar Pengujian T1(0C) T2(0

HHV (Kj/Kg)

) LHV

(Kj/Kg)

LHV RATA-RATA (Kj/Kg)

Solar

1 25,09 25,96 60294,272 57054,272

56171,9168 2 26,04 26,87 57353,088 54113,088

3 26,93 27,82 61764,864 58524,864 4 27,96 28,81 58823,68 55583,68 5 25,34 26,19 58823,68 55583,68

Solar+Serbuk Padi 1%

1 25,08 25,92 58088,384 54848,384

55436,6208 2 25,74 26,58 58088,384 54848,384

3 26,56 27,42 59558,976 56318,976 4 27,58 28,43 58823,68 55583,68 5 28,41 29,26 58823,68 55583,68

Solar+Serbuk Padi 2,5%

1 25,3 26,12 56617,792 53377,792

54995,4432 2 26,44 27,3 59558,976 56318,976

3 27,37 28,23 59558,976 56318,976 4 28,35 29,2 58823,68 55583,68 5 25,17 25,99 56617,792 53377,792

Solar+Serbuk Padi 5%

1 25,4 26,07 45588,352 42348,352

44701,2992 2 26,25 26,99 50735,424 47495,424

(5)

4 28,17 28,86 47058,944 43818,944 5 29,01 29,73 49264,832 46024,832

HHV = (T2 – T1 – Tkp) x C

LHV =HHV -3240

v

Dimana :

T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan (0

T

C)

2 = Temperatur air pendingin sesudah penyalaan (0

C

C)

v = Panas jenis bom kalorimeter (73529,6 KJ/Kg0

T

C)

(6)

DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar, Wiranto. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Edisi kelima. Penerbit : ITB Bandung,1988

2. Arismunanadar, Wiranto. Motor Diesel Putaran Tinggi. Pradnya Paramita, Jakarta, 2004

3. Heywod, Jhon B. Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw Hill Book Company, New York, 1988

4. Pulkrabek, Willard W. Engineering Fundamentals Of The Internal

Combustion Engine. Prentice Hall, New Jersey

5. Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang

6. Piriou b, Vitilingom, g. dkk. Potential direct use of solid biomass in internal

combustion engines. French.2012

7. Pulkrabek, Willard W. Engineering Fundamentals Of The Internal

Combustion Engine. Prentice Hall, New Jersey

8. TD 110-115 Test Bed And Instrumentation For Small Engines. TQ Education And Training Ltd,2000

9.

11.

12.

13.

(7)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat

Pengujian dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara selama lebih kurang 3 bulan.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari:

1. Genset Diesel Dong Fa model R175

Gambar 3.1 Genset Dong Fa model R 175 Spesifikasi:

Model : R-175

(8)

Panjang Langkah : 80 mm

Pemakaian Bahan Bakar : 205 G / HP Jam Sistem Pembakaran : TVCS

Isi Silinder : 353 cc Rasio Kompresi : 22 Sistem Pendingin : Hopper

Max output : 4,86 Kw (6,6 Ps) Rated output : 4,41 Kw (6 Ps) Rated speed : 2600 rpm Net weight : 80 kg

2. OTC Tecnotest Smokemeter yang disambungkan ke Star Gas Analyzer untuk

megetahui emisi gas buang motor

(9)

Spesifikasi :

Opacity 0÷99,9% 0÷99,9 m-1

% Value Referred to temperature 430 mm Chamber Length

Manufacture Year : 2006

Hz :50/60

Watt : 230

±2%

Temperature : 5÷40 o

Pressure : 850÷1025 mBar C

Warming Up : Max 5 min. Effective Length Chamber : 200 mm

3. Tachometer untuk mengetahui putaran mesin

(10)

Spesifikasi:

Display Counts : 99.999 counts LCD Range rpm : 5 to 99.999

Ft/min : 0.2 to 6560 M/min : 0.05 to 1999.9 Basic Accuracy : ±0.05% ±1d Max RPM Resolution (rpm) : 0.1

4. Multi meter untuk mengetahui tegangan dan kuat arus dari genset

Gambar 3.4 Multi meter Spesifikasi:

Power Supply : 2 x AA 1.5V Battery Dimension : 180 x 89 x 51.1mm

AC Volts : 400mV / 4V / 40V / 400V / 1000V, +/-3.0+3, 0.1Mv to 1,000V DC Volts : 400mV / 4V / 40V / 400V / 1000V, +/-1.0+10, 0.1Mv to 1,000V AC Current : 400uA / 4000uA / 40mA / 400mA / 4A / 10A, +/-1.5%+3 ,0.1UA

to 10A

DC Current : 400uA / 4000uA / 40mA / 400mA / 4A / 10A, +/-1.5%+3 ,0.1UA to 10A

(11)

Resistance :400 / 4K / 40K / 400K / 4M / 40M Ohm, +/-0.5%+3, 0.1 ohm

5. Mesin Pengayak untuk mengayak serbuk kulit padi sesuai dengan ukuran yang diinginkan ( 0,0147 mm)

Gambar 3.5 Mesin Pengayak

Spesifikasi

Ukuran Mesh : 0,0147 mm Output : 75 HP (55kW)

Frame : 404/5TS (NEMA Standard) Frequency : 50 Hz

Pole : 2

(12)

6. Alat bantu perbengkelan, seperti : kunci pas, kunci ring, obeng, tang, dan palu. 7. Stop watch untuk menentukan waktu yang dibutuhkan mesin untuk

menghabiskan bahan bakar dengan volume 50 mili liter ( ml ) 8. Bola lampu pijar digunakan sebagai beban

9. Botol digunakan untuk Wadah bahan bakar yang akan dipakai dan Timbangan untuk mengukur bahan bakar yang habis dipakai.

3.2.2 Bahan

Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar solar, dan serbuk kulit padi.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi :

1. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing – masing pengujian.

2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang digunakan dalam pengujian

3.4 Metode Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada, kemudian hasil dari peritungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik.

3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian

Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1. Torsi motor ( T )

(13)

3. Konsumsi bahan bakar spesifik ( sfc ) 4. Efisiensi thermal

5. Emisi gas buang

Prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : 1. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar

2. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar + serbuk kulit padi 1%

3. pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar + serbuk kulit padi 2,5%

4. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar + serbuk kulit padi 5%

3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel

Prosedur pengujian performansi motor dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Mengoperasikan mesin dengan cara memutar poros engkol mesin, kemudian memanaskan mesin selama 10-15 menit

2. Mengatur putaran mesin pada 700 rpm menggunakan tuas kecepatan dan memastikan putaran mesin menggunakan tacho meter

3. Menentukan konsumsi bahan bakar yang akan diuji. 4. Menyalakan lampu sebagai beban yaitu sebesar 400 watt 5. Mencatat tegangan dan kuat arus menggunakan multi meter 6. Menimbang Bahan Bakar yang habis setelah 5 menit pengujian.

(14)

Untuk lebih ringkasnya prosedur pengujian performansi yang dilakukan dapat dilihat melalui melalui diagram alir di bawah ini :

Gambar 3.6 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin

Catatan: Untuk menentukan jumlah bahan bakar yang digunakan dipakai botol

Sprite

Mulai

Kesimpulan

Selesai

• Bahan Bakar Ditimbang dahulu sebelum digunakan.

• Putaran mesin: n rpm

• Beban: p watt

• Mencatat tegangan dan kuat arus yang dihasilkan generator dan

• Menimbang kembali bahan bakar yang habis terpakai selama 5 menit

Mengulang pengujian dengan beban dan putaran yang berbeda

(15)

3.7 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang

(16)

Gambar 3.7 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang Mulai

Selesai Kesimpulan

Menyambungkan perangkat star gas analyzer ke otc tecnotest smokemeter

• Tekan tombol power yang ada di belakang alat

• Tekan tombol select sampai muncul “Ready code smokemeter”

Pasang probe tester ke ujung knalpot mesin dan tunggu sampai datanya stabil dan kemudian print hasil pengujian

Mengulang pengujian dengan beban dan putaran yang berbeda

• Menganalisa data hasil pengujian

(17)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN 4.1 Daya

Untuk mengetahui besar kuat arus yang mengalir digunakan variasi beban yaitu 400 watt dan 800 watt. Namun dalam perhitungan untuk mendapatkan torsi maka daya yang digunakan adalah daya hasil perkalian tegangan dan kuat arus yang dihasilkan, bukan daya yang ditetapkan sebagai beban yaitu 400 watt dan 800 watt. Besarnya daya yang dihasilkan oleh mesin didapat dari perkalian tegangan dengan besar kuat arus yang diukur dengan multitester.

P = V x I ... (4.1) [Lit. 12]

Dimana :

P = Daya yang dihasilkan genset diesel( Watt )

V = Tegangan yang dihasilkan genset diesel ( Volt )

I = Kuat arusyang dihasilkan genset diesel ( Ampere )

4.1.1 Besarnya Daya Pada Bahan Bakar Solar Murni

Dalam penelitian ini, perhitungan daya akan dibagi menjadi dua yaitu untuk beban 400 Watt dan 800 Watt. Pada penelitian ini putaran yang dipakai yaitu pada putaran 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1000 rpm, 1100 rpm, dan 1200 rpm.

Untuk Beban 400 Watt

n = 700 rpm

P = V x I

= 112,7 x 0,98

(18)

n = 800 rpm

P = V x I

= 184,7 x 1,22

= 225,31 Watt

Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap jenis bahan bakar, variasi putaran mesin dan variasi beban, maka hasil perhitungan daya untuk setiap kondisi tersebut dapat dilihat pada dibawah ini:

Tabel 4.1 Tabel Hasil Perhitungan Daya Pada Bahan Bakar Solar Murni Beban 400 Watt.

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus

( Ampere ) Daya ( Watt )

400

700 300 112,667 0,98 110,8 800 300 184,667 1,22 225,31 900 300 215,667 1,43 308,41

1000 300 257 1,59 409,45

1100 300 283 1,64 464,4

1200 300 362,333 1,89 686,12

n = 700 rpm

P = V x I

= 97,33 x 1,7

= 165,11 Watt

n= 800 rpm

(19)

= 172,7 x 2,51

= 433,4 Watt

Tabel 4.2 Tabel Hasil Perhitungan Daya Pada Bahan Bakar Solar Murni Beban 800 Watt

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus ( Ampere )

Daya ( Watt )

800 700 300 97,33 1,7 165,11

800 300 172,7 2,51 433,4

900 300 194,67 2,66 518,47

1000 300 228,3 2,9 661,38

1100 300 248 3,09 767,12

1200 300 309 3,53 1091,8

4.1.2 Besarnya Daya Pada Bahan Bakar Solar 99% + Serbuk Kulit Padi 1% Cara menghitung besarnya daya untuk campuran solar 99% dan Serbuk kulit padi 1% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya daya pada pengujian dengan bahan bakar solar 99% + serbuk kulit padi 1% dapat dilihat dibawah ini,

n = 700 rpm

(20)

= 154,333 x 1,133

= 174,940 Watt

n = 800 rpm

P = V x I

= 203,667 x 1,427

= 290,563 Watt

Tabel 4.3 Tabel Hasil Perhitungan Daya Pada Bahan Bakar Solar 99% Serbuk kulit padi 1% Beban 400 Watt

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus

( Ampere ) Daya (Watt)

400

700 300

154,3

1,13

174,94

800 300

203,7

1,43

290,56

900 300

243,7

1,56

380,12

1000 300

284,7

1,72

490,58

1100 300

324

1,86

601,56

1200 300

347,3

1,93

671,51

n = 700 rpm

(21)

= 150,667 x 2,327

= 350,567 Watt

n = 800 rpm

P = V x I

= 178,667 x 2,570

= 459,180 Watt

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus ( Ampere )

Daya (Watt )

800

700 300 150,7 2,33 350,57

800 300 178,7 2,57 459,18

900 300 213,7 2,83 603,97

1000 300 241,3 3,03 731,24

1100 300 260 3,19 830,29

1200 300 291,7 3,41 993,61

(22)

Adapun besarnya daya pada penelitian dengan bahan bakar solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dapat dilihat dibawah ini,

n = 700 rpm

P = V x I

= 140,333 x 1,137

= 159,513 Watt

n = 800 rpm

P = V x I

= 194,333 x 1,250

= 242,917 Watt

Tabel 4.5 Tabel Hasil Perhitungan Daya Pada Bahan Bakar Solar 97,5% Serbuk kulit padi 2,5% Beban 400 Watt

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus ( Ampere )

Daya (Watt )

400

700 300 140,33 1,14 159,51 800 300 194,33 1,25 242,92 900 300 238,67 1,51 359,59

(23)

1100 300 333,67 1,84 613,96

1200 300 352,00 1,81 637,12

n = 700 rpm

P = V x I

= 157 x 2,293

= 360,05 Watt

n = 800 rpm

P = V x I

= 179,333 x 2,530

= 453,72 Watt

Tabel 4.6 Tabel Hasil Perhitungan Daya Pada Bahan Bakar Solar 97,5% Serbuk kulit padi 2,5% Beban 800 Watt

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus ( Ampere )

Daya (Watt )

800

700 300 157,00 2,29 360,05

(24)

1000 300 252,33 3,04 767,94

1100 300 288,67 3,31 954,55 1200 300 303,00 3,51 1063,54

4.1.4 Besarnya Daya Pada Bahan Bakar Solar 99% + Serbuk kulit padi 5% Cara menghitung besarnya daya untuk campuran solar 95% dan Serbuk kulit padi 5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya daya pada pengujian dengan bahan bakar solar 95% + serbuk kulit padi 5% dapat dilihat dibawah ini,

n = 700 rpm

P = V x I

= 152,333 x 1,207

= 110,793 Watt

n = 800 rpm

P = V x I

= 160 x 1,227

= 196,293 Watt

(25)

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus ( Ampere )

Daya (Watt )

400 700 300 152,33 1,21 183,83

800 300 160,00 1,23 196,29 900 300 210,00 1,34 282,11 1000 300 226,00 1,52 343,52 1100 300 259,67 1,46 380,04 1200 300 332,67 1,81 603,25

n = 700 rpm

P = V x I

= 149,667 x 2,317

= 346,773 Watt

n = 800 rpm

P = V x I

= 246,667 x 1,640

= 404,553 Watt

(26)

Beban ( Watt )

Putaran ( RPM )

Waktu ( Detik )

Tegangan ( Volt )

Arus ( Ampere )

Daya (Watt )

800 700 300 149,67 2,32 346,77

800 300 246,67 1,64 404,53 900 300 200,00 2,71 541,41 1000 300 215,67 2,80 603,87 1100 300 235,67 2,96 698,41 1200 300 283,67 3,34 946,50

(27)

Gambar 4.1 Grafik Daya Vs Putaran pada beban 400 Watt untuk setiap bahan bakar

Gambar 4.2 Grafik Daya Vs Putaran pada beban 800 Watt untuk setiap bahan bakar

Analisa :

1. Untuk pencampuran serbuk kulit padi 1% dan 2,5 % daya yang dihasilkan semakin bertambah, namun untuk pencampuran 5 % daya yang dihasilkan semakin menurun

2. Daya yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin dan pembebanan daya, semakin tinggi putaran dan pembebanan daya maka semakin tinggi pula daya yang akan dihasilkan.

3. Pada pembebanan 400 Watt, daya minimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 110,8 Watt dan daya maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 1200 rpm yakni sebesar 686,12 Watt

(28)

maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 1200 rpm yakni sebesar 1091,8 Watt

4.2 Torsi

Adapun rumus untuk menghitung Besarnya torsi mesin dari masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran yaitu :

PB

T = ��.60

2�.� ... (4.3) [Lit. 3 hal 46]

= 2�.( �.� )

60 ... (4.2) [Lit. 3 hal 46]

Dimana : PB

n = Putaran mesin (rpm) = Daya (Watt)

T = Torsi (N.m)

4.2.1 Besarnya Torsi Pada Bahan Bakar Solar Murni

Dalam penelitian ini, perhitungan Torsi akan dibagi menjadi dua yaitu untuk beban 400 Watt dan 800 Watt. Pada penelitian ini putaran yang dipakai yaitu pada putaran 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1000 rpm, 1100 rpm, dan 1200 rpm

Untuk beban 400 Watt n=700 rpm

P = 110,80 Watt

110,80 = 2.3,14.700 60

�

T = 1,51 N.m n=800 rpm

(29)

225,31 = 2.3,14.800 60

�

T = 2,69 N.m

Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap jenis bahan bakar, variasi putaran mesin dan variasi beban, maka hasil perhitungan torsi untuk setiap kondisi tersebut dapat dilihat pada dibawah ini:

Tabel 4.9 Hasil perhitungan torsi untuk bahan bakar solar murni pada variasi putaran dan beban tetap 400 Watt

Beban ( Watt ) Putaran ( rpm ) Daya rata-rata Torsi

400

700 110,8 1,512

800 225,31 2,691

900 308,41 3,274

1000 409,45 3,912

1100 464,4 4,034

1200 686,12 5,463

P = 165,11 Watt

165,11 = 2.3,14.700 60

�

T = 2,25 N.m n=800 rpm

(30)

433,4 = 2.3,14.800 60

�

T = 5,18 N.m

[image:30.595.149.474.278.504.2]

Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap jenis bahan bakar, variasi putaran mesin dan variasi beban, maka hasil perhitungan Torsi untuk setiap kondisi tersebut dapat dilihat pada dibawah ini:

Tabel 4.10 Hasil perhitungan torsi untuk bahan bakar solar 99% + serbuk kulit padi 1% pada variasi putaran dan beban tetap 800 Watt

800

700 165,11 2,254

800 433,4 5,176

900 518,47 5,504

1000 661,38 6,319

1100 767,12 6,663

1200 1091,8 8,693

4.2.2 Besarnya Torsi Pada Bahan Bakar Solar 99% + Serbuk Kulit Padi 1% Cara menghitung besarnya torsi untuk campuran solar 99% dan Serbuk kulit padi 1% sama seperti cara menghitung torsi pada bahan bakar solar. Adapun besarnya torsi pada pengujian dengan bahan bakar solar 99% + serbuk kulit padi 1% dapat dilihat dibawah ini,

P = 174,94 Watt

(31)

T = 2,88 N.m n=800 rpm

P = 290,563 watt

290,563 = 2.3,14.800 60

�

T = 3,47 N.m

[image:31.595.149.474.373.593.2]

Tabel 4.11 Tabel Hasil Perhitungan Torsi Pada Bahan Solar 99% + Serbuk kulit padi 1 % Beban 400 Watt

400

700 174,94 2,388

800 290,56 3,470

900 380,12 4,035

1000 490,58 4,687

1100 601,56 5,225

1200 671,51 5,346

P = 350,567 Watt

(32)

T = 4,78 N.m n=800 rpm

P = 459,18 watt

459,18 = 2.3,14.800 60

�

T = 5,48 N.m

[image:32.595.146.477.370.531.2]

Tabel 4.12 Tabel Hasil Perhitungan Besarnya Torsi Pada Bahan Bakar Solar 99%+ Serbuk kulit padi 1%

800

700 350,57 4,785

800 459,18 5,484

900 603,97 6,412

1000 731,24 6,986

1100 830,29 7,212

1200 993,61 7,911

4.2.3 Besarnya Torsi Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 2,5% Cara menghitung besarnya torsi untuk campuran solar 97,5% dan Serbuk kulit padi 2,5% sama seperti cara menghitung torsi pada bahan bakar solar. Adapun besarnya torsi pada penelitian dengan bahan bakar solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dapat dilihat dibawah ini,

(33)

159,513 = 2.3,14.700 60

�

T = 2,177 N.m n=800 rpm

P = 242,917 watt

242,917 = 2.3,14.800 60

�

T = 2,901 N.m

[image:33.595.148.475.413.573.2]

Tabel 4.13 Tabel Hasil Perhitungan Besarnya Torsi Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 2,5% Beban 400 Watt

400

700 159,51 2,177

800 242,92 2,901

900 359,59 3,817

1000 458,01 4,376

1100 613,96 5,333

1200 637,12 5,073

P = 360,047 Watt

360,047 = 2.3,14.700 60

�

(34)

N=800 rpm P = 453,72 watt

453,72 = 2.3,14.800 60

�

T = 5,42 N.m

[image:34.595.149.475.340.503.2]

Tabel 4.14 Tabel Hasil Perhitungan Torsi Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 2,5% beban 800 Watt

800

700 360,05 4,914

800 453,72 5,419

900 545,53 5,791

1000 767,94 7,337

1100 954,55 8,291

1200 1063,54 8,468

4.2.4 Besarnya Torsi yang dihasilkan dengan bahan bakar solar + Serbuk kulit padi 5%

Cara menghitung besarnya torsi untuk campuran solar 95% dan Serbuk kulit padi 5% sama seperti cara menghitung torsi pada bahan bakar solar. Adapun besarnya torsi pada pengujian dengan bahan bakar solar 95% + serbuk kulit padi 5% dapat dilihat dibawah ini,

(35)

183,83 = 2.3,14.700 60

�

T = 2,509 N.m n=800 rpm

P = 196,293 watt

196,293 = 2.3,14.800 60

�

T = 2,34 N.m

Tabel 4.15 Tabel Hasil Perhitungan Torsi Pada Bahan Bakar solar 95% + Serbuk kulit padi 5 % Beban 400 Watt

400

700 183,83 2,509

800 196,29 2,344

900 282,11 2,995

1000 343,52 3,282

1100 380,04 3,301

1200 603,25 4,803

P = 346,773 Watt

346,773 = 2.3,14.700 60

�

(36)

n=800 rpm P = 404,533 watt

404,533 = 2.3,14.800 60

�

T = 4,83 N.m

[image:36.595.147.476.342.506.2]

Tabel 4.16 Tabel Hasil Perhitungan Besarnya Torsi Pada Bahan Bakar solar 95%+ Serbuk kulit padi 5 % Beban 800 Watt

800

700 346,77 4,733

800 404,53 4,831

900 541,41 5,747

1000 603,87 5,769

1100 698,41 6,066

1200 946,5 7,536

(37)

[image:37.595.131.487.86.303.2]

Gambar 4.3 Grafik Torsi Vs Putaran pada beban 400 Watt untuk setiap bahan bakar

Gambar 4.4 Grafik Torsi Vs Putaran pada beban 800 Watt untuk setiap bahan bakar

Analisa :

[image:37.595.137.481.373.584.2]

(38)

2. Nilai torsi mesin bergantung pada besar kecil daya dan putaran mesin. Semakin besar daya dan putaran mesin maka torsi semakin besar demikian sebaliknya.

3. Pada pembebanan 400 Watt, daya minimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 1,512 N.m dan daya maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 1200 rpm yakni sebesar 5,463 N.m

4. Pada pembebanan 800 Watt, daya minimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 2,254 N.m dan daya maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 1200 rpm yakni sebesar 8,693 N.m.

4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung konsumsi bahan bakar spesifik (spesific fuel consumption, sfc) dari masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran yaitu :

SFC = ��̇ � 10 3

�� ... (4.4) [Lit. 6 hal 56] Dengan :

SFC = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kW.h) ṁ f = laju aliran bahan bakar (kg/jam)

PB

4.3.1 Besarnya SFC Pada Bahan Bakar Solar Murni = daya (w)

Dalam penelitian ini, perhitungan SFC akan dibagi menjadi dua yaitu untuk beban 400 Watt dan 800 Watt. Pada penelitian ini putaran yang dipakai yaitu pada putaran 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1000 rpm, 1100 rpm, dan 1200 rpm.

(39)

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0103

300

x

3600 = 0,1234 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,1234 �10 3

0,1108

= 1113,72 g/kW.h

Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0166

300

x

3600 = 0,1988 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,1988 �10 3

0,0,2253

= 882,39 g/kW.h

(40)

[image:40.595.191.438.147.375.2]

Tabel 4.17 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar Beban 400 Watt Beban Putaran

( RPM )

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

400 700 110,8 0,1234 1113,824 800 225,31 0,1988 882,433 900 308,41 0,2262 733,587 1000 409,45 0,3291 803,738 1100 464,4 0,4936 1062,938 1200 686,12 0,5999 874,337 Untuk beban 800 Watt

Putaran : 700 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0166

300

x

3600 = 0,1988 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,1988 �10 3

0,1651

= 1204,12 g/kW.h

(41)

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0209

300

x

3600 = 0,2502 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,2502 �10 3

0,4334

= 577,296 g/kW.h

Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap jenis bahan bakar, variasi putaran mesin dan variasi beban, maka hasil perhitungan SFC untuk setiap kondisi tersebut dapat dilihat pada dibawah ini:

Tabel 4.18 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar Beban 800 Watt

Beban Putaran ( RPM )

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

800

700 165,11 0,1988 1204,167 800 433,4 0,2502 577,402 900 518,47 0,3188 614,898 1000 661,38 0,4148 627,159 1100 767,12 0,5245 683,705 1200 1091,8 0,7130 653,072

4.3.2 Besarnya SFC Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 1%

(42)

besarnya SFC pada pengujian dengan bahan bakar solar 99% + serbuk kulit padi 1% dapat dilihat dibawah ini,

Untuk beban 400 Watt Putaran : 700 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0246

300

x

3600 = 0,2954 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,2954 �10 3

0,1749

= 1688,350 g/kW.h

Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0338

300

x

3600 = 0,4061 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,1988 �10 3

0,4061

(43)

Tabel 4.19 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar 99% + Serbuk padi 1 % Beban 400 Watt

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

400 700 174,94 0,2954 1688,350 800 290,56 0,4061 1397,712 900 380,12 0,5077 1335,505 1000 490,58 0,5907 1204,126 1100 601,56 0,6738 1120,074 1200 671,51 0,8030 1195,830

ṁ f = �� ℎ��

� x 3600

= 0,03

300 x 3600 = 0,36 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,36 �10 3

(44)

= 1026,840 g/kW.h Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

� x 3600

= 0,03777

300 x 3600 = 0,4523kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,4523�10 3

0,4592

= 984,956 g/kW.h

Tabel 4.20 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar 99% + Serbuk padi 1 % Beban 800 Watt

Beban

Putaran ( RPM )

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

800

(45)

4.3.3 Besarnya SFC Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 2,5% Cara menghitung besarnya SFC untuk campuran solar 97,5% dan Serbuk kulit padi 2,5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya SFC pada penelitian dengan bahan bakar solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dapat dilihat dibawah ini:

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0268

300

x

3600 = 0,3214 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,3214 �10 3

0,1595

= 2014,628 g/kW.h

Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0268

300

x

3600 = 0,3214 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

(46)

= 0,3214 �10 3

0,2429

= 1322,923 g/kW.h

[image:46.595.189.439.290.511.2]

Tabel 4.21 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar 97,5% + Serbuk padi 2,5 % Beban 400 Watt

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

400 700 159,51 0,3214 2014,628 800 242,92 0,3214 1322,923 900 359,59 0,4120 1145,739 1000 458,01 0,4697 1025,472 1100 613,96 0,6262 1019,996 1200 637,12 0,7086 1112,255

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0288

(47)

SFC = �� 10 3

��

= 0,3461 �10 3

0,3600

= 961,209 g/kW.h

Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0247

300

x

3600 = 0,2966kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,2966�10 3

0,4537

= 653,795g/kW.h [image:47.595.178.445.636.749.2]

Tabel 4.22 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar 97,5% + Serbuk padi 2,5 % Beban 800 Watt

Beban

Putaran ( RPM )

Daya (Watt ) ṁf SFC (g/kWh) (kg/jam ) 800

(48)

900 545,53 0,4614 845,861 1000 767,94 0,5356 697,453 1100 954,55 0,6674 699,222 1200 1063,54 0,7910 743,778

4.3.4 Besarnya SFC Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 5% Cara menghitung besarnya SFC untuk campuran solar 95% dan Serbuk kulit padi 5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya SFC pada pengujian dengan bahan bakar solar 95% + serbuk kulit padi 5% dapat dilihat dibawah ini,

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0117

300

x

3600 = 0,1400 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,1400 �10 3

0,1108

= 761,777g/kW.h

Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

(49)

= 0,0226

300

x

3600 = 0,2707 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,2707 �10 3

0,1963

= 1379,01 g/kW.h [image:49.595.195.439.439.667.2]

Tabel 4.23 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar 95%+ Serbuk padi 5 % Beban 400 Watt

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

400 700 183,83 0,1400 761,777 800 196,29 0,2707 1379,160 900 282,11 0,3078 1090,909 1000 343,52 0,4481 1304,518 1100 380,04 0,7002 1842,454 1200 603,25 0,8169 1354,157

(50)

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0226

300

x

3600 = 0, 2707 kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,2707 �10 3

0,3468

= 780,752 g/kW.h

Putaran : 800 rpm

ṁ f = �� ℎ��

�

x

3600

= 0,0284

300

x

3600 = 0,3408kg/jam Maka :

SFC = �� 10 3

��

= 0,3408�10 3

0,4045

= 842,363 g/kW.h

(51)

Tabel 4.24 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk padi 5 % Beban 800 Watt

Daya (Watt )

ṁf SFC

(g/kWh) (kg/jam)

800 700 346,77 0,2707 780,752 800 404,53 0,3408 842,363 900 541,41 0,4341 801,835 1000 603,87 0,5648 935,352 1100 698,41 0,7142 1022,614 1200 946,5 0,9709 1025,826

[image:51.595.186.448.136.366.2]

Perbandingan SFC untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar berikut:

(52)

[image:52.595.124.494.85.297.2]

Gambar 4.6 Grafik SFC Vs Putaran pada beban 800 Watt untuk setiap bahan bakar

Analisa :

1. Besarnya nilai SFC semakin meningkat sehubung dengan penambahan serbuk kulit padi.

2. 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.

3. Pada pembebanan 400 Watt, SFC minimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 900 rpm yakni sebesar 733,587 g/kWh dan SFC maksimum dihasilkan pada pengujian solar 97,5%+Serbuk Kulit padi 2,5% dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 2014,628

4. Pada pembebanan 800 Watt, SFC minimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 800 rpm yakni sebesar 577,402 g/kWh dan SFC maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 1204,167

4.4 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR)

(53)

��=��

�� =

ṁ�

ṁ� ... (4.5) [Lit. 3 hal 284] Dimana: �_� = massa udara di dalam silinder per siklus

�� = massa bahan bakar di dalam silinder per siklus ṁ� = laju aliran udara didalam mesin

ṁ� = laju aliran bahan bakar di dalam mesin

Pada perhitungan sebelumnya telah diketahui nilai ṁ_� untuk setiap variasi putaran dan beban jumlah lampu, sehingga yang perlu di hitung

berikutnya adalah �_� dan ṁ_� yang dihitung menurut persamaan berikut:

�� =��(�_��_._�+_��) ... (4.6) [Lit. 3 hal 284]

Dimana: Pi = Tekanan udara masuk silinder

Ti = Temperatur udara masuk silinder

R = Konstanta udara

Vd = Volume silinder

Vc = Volume sisa

�� = (�₄)�2� ... (4.7) [Lit. 3 hal 284]

Dimana: B = Diameter Silinder

S = Stroke (Panjang Langkah)

�� =_�_��₋�₁ ... (4.8) [Lit. 3 hal 284]

Dimana: rc = Rasio Kompresi

Didapat beberapa data yang digunakan untuk mencari nilai ma

P

yaitu

i

(54)

Ti

B = 75 mm = 0,075 m = 333 K

S = 80 mm = 0,08 m

Maka untuk mencari nilai ma maka kita akan mencari nilai Vd dan Vc

�� = 0,00035 m

terlebih dahulu

�� = (�₄)�2� �� = (

3,14

4 )0,075

2_0,08

Kemudian kita mencari nilai V

3

c

�� =_�� −1 �� =

0,00035 22−1

�� = 0,00002 m

Setelah mendapatkan nilai V

3

d dan Vc maka sekarang kita mencari nilai

dari ma

�� =��

(�_� +�_�) �.�_� �� =

85 ��(0,00035 m3_{+ 0,00002 m}3₎

0,287_kgkJ. K . 333 K

�� = 0,00033_{�� − ��}��

Maka:

ṁ� = �0,00033_{�� − ��}�� (1 ��)�

3600 �� 60 ��

1 �� 2 ��

(55)

ṁ� = 35,5469307_��

4.4.1 Besarnya AFR Pada Bahan Bakar Solar Murni

Dalam penelitian ini, perhitungan AFR akan dibagi menjadi dua yaitu untuk beban 400 Watt dan 800 Watt. Pada penelitian ini putaran yang dipakai yaitu pada putaran 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1000 rpm, 1100 rpm, dan 1200 rpm

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,1234 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,1234 ��/�� = 288,0440 Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307��/�� ṁ� = 0,1988 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

(56)

[image:56.595.191.439.210.436.2]

Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap jenis bahan bakar, variasi putaran mesin dan variasi beban, maka hasil perhitungan AFR untuk setiap kondisi tersebut dapat dilihat pada dibawah ini:

Tabel 4.25 Tabel Hasil Perhitungan AFR Pada Bahan Bakar Solar Murni Beban 400 Watt

Beban Putaran (RPM )

ṁa ṁ

(kg/jam)

f AFR

(kg/jam)

400 700 35,5469 0,1234 288,0440 800 35,5469 0,1988 178,7859 900 35,5469 0,2262 157,1149 1000 35,5469 0,3291 108,0165 1100 35,5469 0,4936 72,0110 1200 35,5469 0,5999 59,2548

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,1988 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

(57)

Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,2502��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,2502 ��/�� = 142,0491

[image:57.595.173.451.442.632.2]

Tabel 4.26 Tabel Hasil Perhitungan SFC Pada Bahan Bakar Solar Murni Beban 800 Watt

ṁa ṁ

(kg/jam)

f AFR

(kg/jam )

800 700 35,5469307 0,1988 178,7859 800 35,5469307 0,2502 142,0491 900 35,5469307 0,3188 111,5009 1000 35,5469307 0,4148 85,6990 1100 35,5469307 0,5245 67,7751 1200 35,5469307 0,7130 49,8538

(58)

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,2954��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,2954 ��/�� = 120,3512

Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,4061 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,4061 ��/�� = 87,5273

(59)

Beban Putaran ( RPM ) ṁa

ṁ

(kg/jam) f AFR (kg/jam)

400

700 35,5469307 0,2954 120,3512 800 35,5469307 0,4061 87,5273 900 35,5469307 0,5077 70,0222 1000 35,5469307 0,5907 60,1752 1100 35,5469307 0,6738 52,7565 1200 35,5469307 0,8030 44,2668

ṁ� = 35,5469307��/�� ṁ� = 0,36 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,36 ��/�� = 98,7481

Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,4523 ��/��

Sehingga:

(60)

�� =35,5469307 ��/�� 0,4523 ��/�� = 78,5964

[image:60.595.170.452.280.452.2]

Tabel 4.28 Tabel Hasil Perhitungan AFR Pada Bahan Bakar Solar +Serbuk kulit Padi 1 % Beban 800 Watt

ṁa(kg/jam) ṁf AFR

(kg/jam)

800 700 35,5469307 0,3600 98,7481 800 35,5469307 0,4523 78,5964 900 35,5469307 0,5815 61,1301 1000 35,5469307 0,6830 52,0435 1100 35,5469307 0,7384 48,1402 1200 35,5469307 0,8676 40,9706

4.4.3 Besarnya AFR Pada Bahan Bakar Solar Murni + Serbuk kulit padi 2,5 %

Cara menghitung besarnya AFR untuk campuran solar 97,5% dan Serbuk kulit padi 2,5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya AFR pada penelitian dengan bahan bakar solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dapat dilihat dibawah ini,

(61)

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,3214 ��/�� = 110,6140

Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,3214 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,3214 ��/�� = 110,6140

[image:61.595.169.456.600.755.2]

Tabel 4.29 Tabel Hasil Perhitungan AFR Pada Bahan Bakar Solar +Serbuk kulit Padi 2,5 % Beban 400 Watt

ṁ

400

(62)

1200 35,5469307 0,7086 50,1622

ṁ� = 35,5469307��/�� ṁ� = 0,3461 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

��= 35,5469307��/�� 0,3461 ��/�� = 102,7130

Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307��/�� ṁ� = 0,2966 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

��= 35,5469307��/�� 0,2966 ��/�� = 119,8319

(63)

[image:63.595.173.452.134.316.2]

Tabel 4.30 Tabel Hasil Perhitungan AFR Pada Bahan Bakar Solar +Serbuk kulit Padi 2,5 % Beban 800 Watt

ṁ

800

700 35,5469307 0,3461 102,7130 800 35,5469307 0,2966 119,8319 900 35,5469307 0,4614 77,0348 1000 35,5469307 0,5356 66,3684 1100 35,5469307 0,6674 53,2586 1200 35,5469307 0,7910 44,9370

4.4.4 Besarnya AFR Pada Bahan Bakar Solar Murni + Serbuk kulit padi 5% Cara menghitung besarnya AFR untuk campuran solar 95% dan Serbuk kulit padi 5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya AFR pada pengujian dengan bahan bakar solar 95% + serbuk kulit padi 5% dapat dilihat dibawah ini,

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,14 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,14 ��/�� = 253,8341

(64)

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,2707 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,2707 ��/�� = 131,3052

[image:64.595.175.451.414.641.2]

ṁa(kg/jam) ṁf AFR

(kg/jam)

400 700 35,5469307 0,1400 253,8341 800 35,5469307 0,2707 131,3052 900 35,5469307 0,3078 115,5021 1000 35,5469307 0,4481 79,3232 1100 35,5469307 0,7002 50,7668 1200 35,5469307 0,8169 43,5144

(65)

ṁ� = 0,2707 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,2707 ��/�� = 131,2935

Putaran : 800 rpm

ṁ� = 35,5469307 ��/�� ṁ� = 0,3408 ��/��

Sehingga:

��= ṁ� ṁ�

�� =35,5469307 ��/�� 0,3408 ��/�� = 104,3154

ṁ

800

(66)

1000 35,5469307 0,5648 62,9341 1100 35,5469307 0,7142 49,7714 1200 35,5469307 0,9709 36,6107

[image:66.595.117.537.247.448.2]

Perbandingan AFR untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar berikut:

(67)

[image:67.595.121.500.89.333.2]

Gambar 4.8 Grafik AFR Vs Putaran pada beban 800 Watt untuk setiap bahan bakar

Analisa :

1. Penambahan sebuk kulit padi menyebabkan nilai AFR semakin menurun. 2. 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

3. Pada pembebanan 400 Watt, AFR minimum dihasilkan pada pengujian solar 95% + serbuk kulit padi 5% dengan putaran 1200 rpm yakni sebesar 43,5144 dan AFR maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 288,0440.

(68)

4.5 Efisiensi Thermal Brake (ETB)

Efisiensi thermal brake dari masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :

ηb

dimana : = ��

�� . �� 3600 ... (4.9) [Lit. 3 hal 59]

η

b

CV : nilai kalor bahan bakar (kj/kg) : efisiensi thermal brake

Ƞc

4.5.1 Besarnya Efesiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar Murni : Efisiensi Pembakaran (0,97)

Beban : 400 Watt

CV solar = 56171,9168 kj/kg Putaran : 700 rpm

Pada putaran 700 rpm, nilai ṁf dapat dilihat pada perhitungan nilai ṁf untuk

putaran 700 rpm. Untuk nilai ṁf pada variasi putaran yang lain juga dapat dilihat

pada perhitungan nilai ṁf

Putaran : 700 rpm

pada masing-masing variasi putarannya. Untuk nilai kalor (Caloric Value,CV) untuk masing-masing bahan bakar dapat dilihat pada lampiran hasil pengujian menggunakan bom kalorimeter.

ηb

= 0,1108

0,0,1234 � 56171 ,9168 x0,97� 3600

= _ṁ��

��ƞ�� 3600

(69)

ηb

= 0,2253

0,1988 � 56171 ,9168 x0,97� 3600

= ��

ṁ_��ƞ_�� 3600

= 0,074874 = 7,4874 %

Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap jenis bahan bakar, variasi putaran mesin dan variasi beban, maka hasil perhitungan efisiensi thermal brake untuk setiap kondisi tersebut dapat dilihat pada dibawah ini:

Tabel 4.33 Tabel Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar Murni Beban 400 Watt.

Beban Putaran ( RPM)

Daya (kW) QHV (kJ/kg)

ṁf ƞb (%)

(kg/jam) 400

Watt

700 0,1108 56171,9 0,1234 5,9319 800 0,22531 56171,9 0,1988 7,4874 900 0,30841 56171,9 0,2262 9,0066 1000 0,40945 56171,9 0,3291 8,2205 1100 0,4644 56171,9 0,4936 6,2159 1200 0,68612 56171,9 0,5999 7,5567

Beban 800 Watt Putaran : 700 rpm

ηb

= 0,1651

0,1988 � 56171 ,9168 x0,97� 3600

= ��

�� . �� 3600

= 0,054869 = 5,4869% Putaran : 800 rpm

ηb = _��

(70)

= 0,4334

0,10496 � 59411,9168� 3600

= 0,114428= 11,4428%

[image:70.595.157.468.278.515.2]

Tabel 4.34 Tabel Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar Murni Beban 800 Watt.

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%)

(kg/jam)

800 Watt

700 0,16511 56171,9 0,1988 5,4869 800 0,4334 56171,9 0,2502 11,4428 900 0,51847 56171,9 0,3188 10,7451 1000 0,66138 56171,9 0,4148 10,5350 1100 0,76712 56171,9 0,5245 9,6637 1200 1,0918 56171,9 0,7130 10,1170

4.5.2 Besarnya Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk Padi 1%

Cara menghitung besarnya efisiensi thermal brake untuk campuran solar 99% dan Serbuk kulit padi 1% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya efisiensi thermal brake pada pengujian dengan bahan bakar solar 99% + serbuk kulit padi 1% dapat dilihat dibawah ini, Beban 400 Watt

(71)

ηb

= 0,1749

0,2954 � 55436 ,6208 � 0,97 � 3600

= ��

ṁ_��ƞ_�� 3600

= 0,039653 = 3,9653 % Putaran : 800 rpm

ηb

= 0,2906

0,4061 � 55436 ,6208 � 0,97 � 3600

= _ṁ��

��ƞ�� 3600

= 0,047898 = 4,7898 %

[image:71.595.164.463.449.680.2]

Tabel 4.35 Tabel Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar 99%+ Serbuk Kulit Padi 1% pada Beban 400 Watt.

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%) (kg/jam)

400 Watt

0,17494 55436,6208 0,2954 3,9653 0,17494 0,29056 55436,6208 0,4061 4,7898 0,29056 0,38012 55436,6208 0,5077 5,0129 0,38012 0,49058 55436,6208 0,5907 5,5598 0,49058 0,60156 55436,6208 0,6738 5,9771 0,60156 0,67151 55436,6208 0,8030 5,5984 0,67151

(72)

Putaran : 700 rpm

ηb

= 0,3506

0,36 � 55436 ,6208 � 0,97 � 3600

= ��

ṁ_��ƞ_�� 3600

= 0,065198= 6,5198% Putaran : 800 rpm

ηb

= 0,4592

0,4523 �55436 ,6208 � 0,97 � 3600

= ��

ṁ��ƞ�� 3600

= 0,067970= 6,7970 %

[image:72.595.163.464.483.709.2]

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%)

(kg/jam)

800 Watt

(73)

4.5.3 Besarnya Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk kulit padi 2,5%

Cara menghitung besarnya efisiensi thermal brake untuk campuran solar 97,5% dan Serbuk kulit padi 2,5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya efisiensi thermal brake pada pengujian dengan bahan bakar solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dapat dilihat dibawah ini, Beban 400 Watt

CV : 54995,4432 kj/kg Putaran : 700 rpm

ηb

= 0,1595

0,3214 � 54995,4432 x 0,97� 3600

= _ṁ��

��ƞ�� 3600

= 0,033497 = 3,3497 % Putaran : 800 rpm

ηb

= 0,2429

0,3214 � 54995,4432 x 0,97 � 3600

= _ṁ��

��ƞ�� 3600

= 0,051012= 5,1012 %

[image:73.595.105.455.183.555.2]

Tabel 4.37 Tabel Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar 97,5%+ Serbuk Kulit Padi 2,5% pada Beban 400 Watt.

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%)

(74)

400 Watt

700 0,15951 54995,4432 0,3214 3,3497 800 0,24292 54995,4432 0,3214 5,1012 900 0,35959 54995,4432 0,4120 5,8900 1000 0,45801 54995,4432 0,4697 6,5808 1100 0,61396 54995,4432 0,6262 6,6162 1200 0,63712 54995,4432 0,7086 6,0674

Beban 800 Watt Putaran : 700 rpm

ηb

= 0,36005

0,3461 � 54995,4432 x 0,97� 3600

= ��

ṁ��ƞ�� 3600

= 0,070208 = 7,0208 % Putaran : 800 rpm

ηb

= 0,453727

0,2966 � 54995,4432 x 0,97 � 3600

= ��

ṁ��ƞ�� 3600

= 0,106340= 10,6340 %

[image:74.595.116.471.68.607.2]

(75)

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%)

(kg/jam)

800 Watt

700 0,36005 54995,4432 0,3461 7,0208 800 0,45372 54995,4432 0,2966 10,3220 900 0,54553 54995,4432 0,4614 7,9782 1000 0,76794 54995,4432 0,5356 9,6758 1100 0,95455 54995,4432 0,6674 9,6514 1200 1,06354 54995,4432 0,7910 9,0732

4.5.4 Besarnya Efisiensi Thermal Brake Pada Bahan Bakar Solar + Serbuk Padi 5%

Cara menghitung besarnya efisiensi thermal brake untuk campuran solar 95% dan Serbuk kulit padi 5% sama seperti cara menghitung daya pada bahan bakar solar. Adapun besarnya efisiensi thermal brake pada pengujian dengan bahan bakar solar 95% + serbuk kulit padi 5% dapat dilihat dibawah ini, Beban 400 Watt

CV : 44701,2992 kj/kg Putaran : 700 rpm

ηb

= 0,1108

0,14� 44701 ,2992 x0,97 � 3600

= ��

ṁ��ƞ�� 3600

(76)

Putaran : 800 rpm

ηb

= 0,1963

0,2707� 44701 ,2992 x0,97� 3600

= ��

ṁ_��ƞ_�� 3600

= 0,0602= 6,02 %

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%)

(kg/jam)

400 Watt

700 0,18383 44701,2992 0,1400 10,8989 800 0,19629 44701,2992 0,2707 6,0200 900 0,28211 44701,2992 0,3078 7,6107 1000 0,34352 44701,2992 0,4481 6,3644 1100 0,38004 44701,2992 0,7002 4,5062 1200 0,60325 44701,2992 0,8169 6,1311

Beban: 800 Watt Putaran : 700 rpm

ηb

= 0,3468

0,2707 � 44701 ,2992 x0,97 � 3600

= _ṁ��

��ƞ�� 3600

(77)

Putaran : 800 rpm

ηb

= 0,4045

0,3408 � 44701 ,2992 x0,97� 3600

= ��

ṁ_��ƞ_�� 3600

= 0,098562= 9,8562 %

[image:77.595.153.474.343.573.2]

Beban Putaran

( RPM) Daya (kW)

QHV (kJ/kg)

ṁf

ƞb (%)

(kg/jam)

800 Watt

700 0,34677 44701,2992 0,2707 10,6340 800 0,40453 44701,2992 0,3408 9,8562 900 0,54141 44701,2992 0,4341 10,3544 1000 0,60387 44701,2992 0,5648 8,8764 1100 0,69841 44701,2992 0,7142 8,1189 1200 0,9465 44701,2992 0,9709 8,0935

(78)

[image:78.595.134.486.85.313.2]

Gambar 4.9 Grafik Efesiensi Thermal Brake Vs Putaran pada beban 400 Watt untuk setiap bahan bakar

Gambar 4.10 Grafik Efesiensi Thermal Brake Vs Putaran pada beban 800 Watt untuk setiap bahan bakar

Analisa :

[image:78.595.145.478.381.627.2]

(79)

2. Pada pembebanan 400 Watt, efisiensi thermal brake minimum dihasilkan pada pengujian solar 97,5% + serbuk kulit padi 2,5% dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 3,3497 % dan efisiensi thermal brake maksimum dihasilkan pada pengujian solar 95%+ serbuk kulit padi 5% dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 10,8989%.

3. Pada pembebanan 800 Watt, efisiensi thermal brake minimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 700 rpm yakni sebesar 5,4869% dan efisiensi thermal brake maksimum dihasilkan pada pengujian solar dengan putaran 800 rpm yakni sebesar 11,4428

4.6 Hasil Pembakaran

Untuk mengetahui Hasil pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar maka dilakukan penelitian terhadap nozel dari pada mesin diesel yang digunakan. Nozel berfungsi mengabutkan bahan bakar sebelum masuk ruang bakar Kekabutan dari bahan bakar itu akan sangat berpengaruh terhadap proses pembakaran yang terjadi di ruang bakar. Semakin kabut bahan bakar tersebut, maka pembakaran yang terjadi akan semakin sempurna dan efisiensi dari mesin tersebut akan semakin tinggi. Kita dapat melihat Kondisi awal nozel sebelum digunakan dalam pengujian pada gambar 4.11 dibawah ini :

(80)

Nozel yang belum digunakan memiliki permukaan yang bersih dan tidak ada kerak hitam sisa pembakaran pada permukaannya.

Gambar 4.12 Nozel yang telah digunakan dalam pengujian menggunakan bahan bakar solar murni

(81)

Gambar 4.13 Nozel yang telah digunakan dalam pengujian menggunakan bahan bakar solar 99% + Serbuk Kulit Padi 1%

Dari Gambar 4.13 diatas dapat kita lihat bahwa permukaan nosel ditutupi kerak hitam yang menandakan pembakaran yang kurang bagus, namun belum tampak perbedaan yang mencolok dari tampilan nosel dari gambar 4.12 dan gambar 4.13

Gambar 4.14 Nozel yang telah digunakan dalam pengujian menggunakan bahan bakar solar 97,5% + Serbuk Kulit Padi 2,5%

(82)

Gambar 4.15 Nozel yang telah digunakan dalam pengujian menggunakan bahan bakar solar 95% + Serbuk Kulit Padi 5%

Dari Gambar 4.15 diatas dapat kita lihat bahwa permukaan nosel ditutupi kerak hitam yang menandakan pembakaran yang kurang bagus,jika gambar 4.15 dibandingkan dengan gambar 4.12, 4.13, 4.14 maka tampak bahwa Nosel pada pembakaran solar 95% + serbuk kulit padi 5% lebih pekat dan ini menandakan bahwa pembakaranya lebih buruk dari pembakaran sebelumnya.

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

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

(83)

2.5%

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

1 Solar Murni 30.5 20.8 30.8 24.9 26.8

1% 26.9 26.9 2.5 31.0 28.6

2.5% 30.1 32.4 29.9 31.3 30.9

5% 38.8 46.2 47.6 38.3 42.7

(84)

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 demiki