Uji Eksperimental Performansi Mesin Diesel Stasioner Satu Silinder Menggunakan Supercharger Dengan Variasi Bahan Bakar Campuran Dexlite Dan Minyak Lemak Ayam Chapter III V

(1)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alur Penelitian

Berikut ini merupakan tahapan penelitian yang diperlihatkan dalam bentuk

bentuk diagram alir pada Gambar 3.1 dibawah ini.

Tidak

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Analisa data Ya

Pengujian nilai kalor bahan bakar

Perhitungan nilai kalor bahan bakar

Pengujian performansi mesin

Pengujian Karakteristik Minyak

Lemak Ayam

Selesai Kesimpulan Pembuatan Minyak

(2)

3.2 Waktu dan Tempat

1. Persiapan bahan baku minyak dilakukan di laboratorium PIK (Proses

Industri Kimia) Universitas Sumatera Utara selama 5 minggu.

3. Pengujian nilai kalor bahan bakar dan performansi dilakukan di laboratorium Motor Bakar Universitas Sumatera Utara selama 4 minggu.

3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Oven

Digunakan untuk memanaskan minyak dan bahan lainnya saat proses transesterifikasi.

Gambar 3.2 Oven

2. Erlenmeyer

(3)

Gambar 3.3 Erlenmeyer

3. Labu leher tiga

Digunakan sebagai wadah pada proses pemanasan guna mereaksikan minyak dengan katalis KOH.

Gambar 3.4 Labu Leher Tiga

4. Hotplate Stirrer

Digunakan sebagai penghasil panas dan medan magnet bagi magnetik

(4)

Gambar 3.5 Hotplate Stirrer

5. Magnetik Strirrer

Digunakan untuk menghasilkan putaran dalam labu leher tiga guna mengaduk campuran minyak dan katalis.

Gambar 3.6 Magnetik Stirrer

6. Termometer

Digunakan untuk mengukur temperatur cairan.

(5)

7. Beaker Glass

Digunakan sebagai wadah cairan.

Gambar 3.8 Beaker Glass

8. Corong Pemisah

Digunakan untuk memisahkan minyak dari metanol, gliserol dan air.

Gambar 3.9 Corong Pemisah

9. Statif dan Klem

(6)

10. Kalorimeter bom

Digunakan untuk mengukur nilai kalor bahan bakar.

Gambar 3.11 Kalorimeter bom

11. TQ Small Engine Test Bed TD115-MKII

Gambar 3.12 TQ Small Engine Test Bed TD115-MKII

Spesifikasi:

Model : TD 115-MKII

Type : 1 Silinder, 4 Langkah, dan Horizontal

Engine Power Range : 2,5 – 7,5 kW

(7)

Maximum Speed : 6000 rev/min 12. TecQuipment TD114

TecQuipment TD114 digunakan untuk melihat data keluaran yang

akan digunakan untuk perhitungan performansi mesin. Data keluaran yang diambil antara lain: putaran (rpm), torsi (Nm), exhaust temperature (oC),

tekanan udara (mmH2O), serta jumlah bahan bakar yang dihabiskan (ml).

TecQuipment TD114 ditunjukkan pada gambar 3.12 di bawah ini:

Gambar 3.13 TecQuipment TD114

13. Supercharger

(8)

3.3.2 Bahan

Adapun bahan yang di gunakan dalam penelitian ini adalah 1. Minyak lemak ayam

2. Air

3. Etanol 4. Methanol

5. KOH

3.3 Pembuatan Minyak Lemak Ayam

Pembuatan minyak dimulai dengan pengadaan lemak ayam. Setelah

lemak ayam didapatkan, dilakukan pengujian terhadap kadar asam lemak bebas (free fatty acid/FFA) yang terkandung dalam minyak.

Gambar 3.15 Minyak Lemak Ayam

Sejumlah sampel minyak direkasikan dengan etanol dan phenolphtalein lalu dititrasi dengan KOH. Setelah dilakukan perhitungan didapatkan kadar

(9)

Gambar 3.16 Proses Transesterifikasi

Proses transesterifikasi dilakukan dengan meraksikan lemak ayam

dengan sejumlah metanol pada perbandingan fraksi mol tertentu. Dalam reaksi digunakan katalis KOH untuk menurunkan energi aktivasi dari reaksi.

Selanjutnya minyak hasil proses transesterifikasi dipisahkan dari gliserol yang terbentuk selama reaksi dengan menggunakan corong pemisah.

(10)

Minyak hasil transesterifikasi yang sudah dipisahkan dari gliserol sudah berupa metil ester kotor, selanjutnya dilakukan proses pencucian dengan menggunakan air pada suhu tertentu sampai bahan pengotor habis.

Gambar 3.18 Proses Pencucian

Setelah proses pencucian selesai, metil ester kemudian dipanaskan didalam oven untuk menghilangkan kadar air sehingga didapatkan minyak

lemak ayam.

(11)

3.3.1 Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas

Berikut adalah prosedur pengujian kadar asam lemak bebas (FFA) yaitu :

Gambar 3.20 Diagram Alir Pengujian Kadar FFA

Dimasukkan sejumlah sampel minyak lemak ayam (dalam gram) kedalam erlenmeyer

Mulai

Campuran dikocok kuat hingga sampel larut

Campuran tersebut diambil sebanyak 10 ml

Ditambahkan 3 tetes phenolphtalein

Larutan dititrasi dengan KOH 0,1 N

Apakah larutan sudah berubah warna menjadi merah rosa?

Dicatat volume KOH yang terpakai

Dihitung kadar FFA sampel*

Selesai

(12)

*kadar FFA sampel dihitung dengan persamaan:

% FFA = T × V × M

10 × berat sampel x 100%

Dimana: T = normalitas KOH

V = volume larutan KOH yang terpakai (ml) M = berat molekul FFA (gr/mol)

3.3.2 Prosedur Transesterifikasi

Berikut adalah prosedur transesterifikasi yaitu :

Gambar 3.21 Diagram Alir Proses Transesterifikasi

Dimasukkan KOH (dilarutkan dalam metanol*) sebanyak 1% dari berat minyak kedalam labu

leher tiga Mulai

Dimasukkan sejumlah minyak (dalam gram) kedalam labu leher tiga

Campuran dipanaskan selama 60 menit pada rentang suhu 40-60 oC

Dipisahkan metil ester dari gliserol dengan corong pemisah

Metil ester dicuci dengan air hangat hingga bekas cucian bening

Dipanaskan dalam oven pada suhu 115 oC selama 2 jam untuk menghilangkan kadar air

(13)

*sementara minyak dipanaskan, KOH sebanyak 1% dari berat minyak dilarutkan kedalam metanol dengan perbandingan sebagai berikut:

G = M x 32 x 6

870.5097

Dimana: G = massa methanol yang diperlukan

M = massa bahan baku yang akan di transesterifikasi

3.3.3 Bahan Baku

Bahan yang men jadi objek pengujian ini adalah: 1. Dexlite100%

2. Dexlite+ Minyak lemak ayam 5% atau (B5) 3. Dexlite+ Minyak lemak ayam 10% atau (B10) 4. Dexlite+ Minyak lemak ayam 15% atau (B15)

5. Dexlite+ Minyak lemak ayam 20% atau (B20) 6. Dexlite+ Minyak lemak ayam 25% atau (B25)

Persentase campuran bahan bakar dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :

Tabel 3.1 Persentase Campuran Bahan Bakar

No. Bahan Bakar Jumlah Campuran Bahan Bakar

1 Dexlite 8 ml Dexlite

2 Dexlite + minyak lemak ayam 5% 7,6 ml Dexlite + 0,4 ml M. lemak ayam

(14)

3.4 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.

3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian

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

2. Daya motor ( N )

3. Konsumsi bahan bakar spesifik ( sfc ) 4. Efisiensi Thermal Brake Aktual

5. Efisiensi Volumetrik 6. Heat Loss

7. Persentase Heat Loss

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

2. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Dexlite + Minyak

(15)

lemak ayam 10%

lemak ayam 15%

lemak ayam 20%

6. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar Dexlite + Minyak lemak ayam 25%

3.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar

Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah alat uji “Bom Kalorimeter”.

Peralatan yang digunakan meliputi :

Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji

Tabung gas oksigen

Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang dimasukkan ke dalam tabung bom

Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.010C

Elektromotor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin

Spit, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar

(16)

Cawan, untuk tempat bahan bakar di dalam tabung bom

Pinset untuk memasang busur nyala pada tangkai, dan cawan pada dudukannya

Adapun tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.

2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada pada penutup bom.

3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala, serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan menggunakan pinset. 4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan

berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O” sampai rapat.

5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).

6. Mengisi tabung kalorimeter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml. 7. Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung kalorimeter. 8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus

listrik.

9. Menutup kalorimeter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan pengaduk.

10. Menghubungkan dan mangatur posisi pengaduk pada elektromotor. 11. Menempatkan termometer melalui lubang pada tutup kalorimeter.

12. Menghidupkan elektromotor selama 5 (lima) menit kemudian membaca dan mencatat temperatur air pendingin pada termometer.

13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar.

14. Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektromotor terus bekerja.

(17)

16. Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk

pengujian berikutnya.

17. Mengulang pengujian sebanyak 5 (lima) kali berturut-turut.

3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel

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

1. Pasang Supercharger pada mesin diesel

2. Kalibrasi instrumentasi mesin diesel sebelum digunakan

3. Mengoperasikan mesin dengan cara memutar poros engkol mesin,

kemudian memanaskan mesin selama 10 menit

4. Mengatur putaran mesin pada 1800 RPM menggunakan tuas kecepatan dan melihat data analog pada instrument

5. Menentukan konsumsi bahan bakar yang akan diuji

6. Menimbang bahan bakar yang habis setelah 5 menit pengujian

7. Mengulang pengujian dengan menggunakan variasi putaran yang berbeda

(1800 RPM, 2000 RPM, 2200 RPM, 2400 RPM, 2600 RPM)

(18)

Gambar 3.22 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin

• Bahan bakar campuran minyak dialirkan dari tabung bahan bakar.

• Putaran mesin: n rpm

• Beban: 3.5 dan 4.5 kg

• Mencatat torsi, temperatur exhaust dan tekanan udara masuk

• Mencatat waktu yang habis terpakai untuk pemakaian 8 ml bahan bakar

Mengulang pengujian dengan beban dan putaran yang berbeda

Menganalisa data hasil pengujian

Kesimpulan

Selesai

Pemasangan supercharger Mulai

(19)

3.8 Set Up Alat

Pelaksanaan set-up alat akan ditampilkan pada gambar aliran pengerjaan

pada Gambar 3.23 di bawah ini:

Gambar 3.23 Set Up Alat Keterangan Gambar:

1. Flow Meter Bahan Bakar

2. Tacho meter (RPM)

3. Torque meter (Nm)

4. Exhaust Temperature (oC)

5. Tombol ON/OFF

6. Manometer (mmH2O)

7. Mesin TD-115

(20)

9. Exhaust Muffler

10. Supercharger

Secara lebih terperinci urutan pengujian akan diperlihatkan pada Gambar 3.24 berikut ini.

Gambar 3.24 Set-up Pengujian Performansi Mesin Diesel 4 3

2 1

5 6 7 8

(21)

Keterangan:

1. Mengatur posisi gas

2. Memasukkan bahan bakar

3. Memasang supercharger

4. Menghidupkan mesin TD-111 dengan menarik tuas engkol

5. Menghidupkan Tec-equipment TD-115

6. Mengatur posisi jarum pengukur torsi pada posisi nol

7. Memberikan beban pada lengan beban

8. Mencatat hasil pembacaan RPM (putaran)

9. Mencatat waktu menghabiskan 8 ml bahan bakar.

10.Mencatat hasil pembacaan torsi (Nm)

11.Mencatat hasil pembacaan tekanan udara

(22)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

4.1 Minyak Lemak Ayam

Berikut hasil dan spesifikasi minyak lemak ayam dibandingkan dengan

SNI (Standar Nasional Indonesia) :

Tabel 4.1 Karakteristik Minyak Lemak Ayam

Parameter Satuan Hasil Uji Standar Metode Uji

Kadar ester % 98,4246 96,5 Gascromatography

Densitas kg/m3 853 850 - 890 Uji Lab PIK USU

Viskositas cSt 3,46 2,3 - 6 Uji Lab PIK USU

Gliserol bebas % massa 0 0,02 Gascromatography

Internal % massa 1,1493 Gascromatography

Gliserol total % massa 0 0,24 Gascromatography

Dari hasil pengujian didapati bahwa minyak sudah memenuhi standar nasional. Pengujian minyak ini dilakukan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit

(PPKS) Sumatera Utara dan Laboratorium Proses Industri Kimia (PIK) Universitas Sumatera Utara.

4.2 Hasil Pengujian Bom Kalori Meter

Pengujian bom kalorimeter untuk mendapatkan nilai kalor daripada bahan

(23)

sebelum dan sesudah proses bom kalori bahan bakar berlangsung, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2.

Hasil yang didapat ini masih merupakan nilai bruto kalori bahan bakar

maka untuk nilai netto kalori bahan bakar yang kita gunakan, kita gunakan nilai LHV (Low Heating value) dari bahan bakar yang dihitung dengan menggunakan

persamaan 2.4.

Dik : T1 = 27,85

T2 = 28,6

HHV = (28,6 – 27,85 – 0,05) x 73529.6

= 51470.72

LHV = 51470.72 – 3240

= 48230.72

Dengan perhitungan yang sama dapat diketahui besarnya hasil pengujian

bom kalorimeter, beserta nilai HHV dan LHV dari masing-masing pengujian baik dalam semua variasi persentase minyak lemak ayam. berikut ditunjukkan dalam

(24)

(25)

Dapat dilihat LHV rata-rata hasil pengujian pada grafik dibawah ini.

Gambar 4.1 Grafik LHV Rata-rata.

4.3 Hasil Pengujian Engine Tes Bed TD -111

Dari Engine Tes Bed TD -111 di lakukan pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD – 115. Pengujian dilakukan dengan variasi bahan

bakar sebanyak 6 variasi, variasi putaran mesin sebanyak 5 variasi, dan variasi beban statis sebanyak 2 variasi yaitu 3,5 kg dan 4,5 kg.

4.3.1 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Dexlite

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Dexlite adalah seperti pada Tabel 4.3 di bawah sebagai berikut :

(26)

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Bahan Bakar Dexlite

4.3.2. Hasil Pengujian Bahan Bakar Dexlite + Minyak Lemak Ayam 5%

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Dexlite + Minyak Lemak Ayam 5%, seperti pada Tabel 4.4 di bawah adalah sebagai berikut :

(27)

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Bahan Bakar Dexlite + Minyak lemak ayam 10% Beban Putaran Torsi Waktu

(28)

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Bahan Bakar Dexlite + Minyak lemak ayam 20% Beban Putaran Torsi Waktu

(29)

4.4 Pengujian Performansi Motor Bakar Diesel

Data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat uji mesin diesel 4 langkah 1 silinder TD – 111 melalui alat pembaca TD – 115 selanjutnya akan

diproses dan dikalkulasi untuk mendapatkan besar performansi dari mesin diesel tersebut.

4.4.1 Daya

Besarnya daya dari masing-masing pengujian dan tiap variasi beban dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5.

Untuk pengujian dengan bahan bakar Dexlite:

Beban : 3,5 Kg

Putaran mesin : 1800 rpm

Pb = .( . )

Pb = 1,4318 kW

Dengan perhitungan yang sama dapat diketahui besarnya daya yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dalam semua variasi persentase minyak, dan kondisi pembebanan dan putaran mesin seperti ditunjukkan dalam

(30)

Tabel 4.9 Data Perhitungan Untuk Daya

Beban Putaran

Daya (kW) 2000 1.6328 1.57 1.528133 1.4444 1.4234667 1.4025333

33 2200 1.8191

1

1.727 1.680947 1.6118666 7

2.1771 2.095427 2.041 1.9865733 1.95936

4.5

1800 1.8086 4

1.7521 1.71444 1.62024 1.6014 1.58256

2000 2.0096 1.9468 1.925867 1.8212 1.8002667 1.7793333 33 2200 2.2566

1

2.1875 2.14148 2.0263466 7

2.6397 2.585267 2.4764133 3

2.4492 2.4492

• Pada pembebanan 3,5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan

menggunakan bahan bakar minyak lemak ayam 25% pada putaran mesin

1800 rpm sebesar 1.24344 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar Dexlite pada putaran mesin

2600 rpm sebesar 2.31313 kW.

• Pada pembebanan 4,5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan

menggunakan bahan bakar minyak lemak ayam 25% pada putaran mesin

1800 rpm sebesar 1.58256 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujiandengan menggunakan bahan bakar Dexlite pada putaran mesin

2600 rpm sebesar 2.80297 kW.

• Daya terbesar terjadi pada penggunaan Pertadex karena nilai kalor yang

(31)

Perbandingan masing-masing nilai daya pada setiap pembebanan dengan variasi bahan bakar dan variasi putaran mesin dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan 4.3 di bawah ini :

Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran mesin untuk beban 3,5 kg R² = 0.9957

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

D

Daya pada Pembebanan 3,5 Kg

Dexlite

Dexlite + M.lemak ayam 5% Dexlite + M.lemak ayam 10% Dexlite + M.lemak ayam 15% Dexlite + M.lemak ayam 20% Dexlite + M.lemak ayam 25%

R2 _{= Ketepatan}

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

D

Daya pada Pembebanan 4,5 Kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(32)

• Dari grafik dapat dilihat bahwa daya tertinggi terjadi pada penggunaan

Dexlite sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaan Dexlite + Minyak lemak ayam 25%. Hal ini disebabkan oleh besar torsi yang diperoleh dengan bahan bakar Dexlite lebih tinggi daripada dengan

menggunakan bahan bakar campuran minyak.

4.4.2. Laju Aliran Bahan Bakar (mf)

Laju aliran bahan bakar didapat adalah banyaknya bahan bakar yang habis terpakai selama satu jam pemakaian

= ~•51 110

€•

‚ 1 3600

dimana:

sgf = spesifik gravitasi Dexlite (0.8304)

Vf = Volume bahan bakar yang diuji (8 ml)

tf = waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar (detik)

Harga sgf untuk minyak lemak ayam (100 %) adalah 0,853 dan untuk Dexlite 0,8304, sedangkan untuk bahan bakar yang merupakan campuran antara

minyak dengan Dexlite, harga sgf nya dihitung dengan menggunakan rumus pendekatan berikut :

sgf (M.lemak ayam %) = (B x 0,853) + (D x 0,8304)

(33)

D = Persentase kandungan dexlite dalam bahan bakar campuran

Untuk biodiesel dengan persentase minyak lemak ayam 0,05 dan dexlite 0,95 maka :

sgf (M. lemak ayam 5%) = (0,05 x 0,853) + (0,95 x 0,8304)

= 0,83153

Dengan menggunakan perhitungan yang sama maka didapat sgf seperti table 4.10 dibawah ini :

Tabel 4.10 sgf Campuran Dexlite dan Minyak Lemak Ayam

Bahan Bakar sgf

Dexlite 0,8304

Dexlite + M. lemak ayam 5% 0,83153

Dengan memasukkan harga sgf = 0,83153 dan tf yang didapat dari

percobaan, maka didapatlah laju aliran bahan bakar untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar minyak lemak ayam (B5) pada kondisi:

Dengan menggunakan harga sgf, dan tf yang didapat dari percobaan, maka

didapatlah laju aliran bahan bakar teoritis menggunakan bahan bakar Dexlite

menggunakan persamaan 2.7 pada kondisi: Beban : 3.5 kg

Putaran mesin : 1800 rpm Waktu : 126 detik

mƒ = , • :•

!"

(34)

mƒ = 0.1898 kg/jam

Dengan cara yang sama untuk setiap pengujian pada putaran mesin, variasi beban dan variasi persentase bahan bakar maka hasil perhitungan mf untuk

kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel 4.11 dibawah ini

Tabel 4.11 Laju Aliran Bahan Bakar

Beban Putaran

Mf (Kg / Jam)

0.1931 0.201518 0.2052406 2

0.2109272 0.2149842 86 2000 0.2299

6

0.2371 0.2447 0.2527700 2

0.2558053 0.2561514 89 2200 0.2571

6

0.2661 0.278844 0.2893150 8

0.2932402 0.2972622 22 2400 0.3027

3

0.3151 0.328501 0.3430450 3

0.3536132 0.3439748 57 2600 0.3569

5

0.3742 0.406451 0.4140198 6

0.2101 0.220006 0.2265391 7

0.2290066 0.2337693 2 2000 0.2344

7

0.2444 0.257856 0.2698107 0.2763873 0.2832734 12 2200 0.2717

7

0.2785 0.282125 0.3118591 2

0.3005712 0.3168189 47 2400 0.3146

8

0.3281 0.337755 0.3752055 0.3643287 0.3648218 18 2600 0.3796

1

0.3863 0.393125 0.4070025 8 ayam 25 % pada putaran mesin 2600 yaitu sebesar 0.437786182 kg/jam

• Pada pembebanan 4,5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan

(35)

Perbandingan masing-masing nilai mf pada setiap pembebanan dengan variasi bahan bakar dan variasi putaran mesin dapat dilihat pada Gambar 4.4 dan 4.5 di bawah ini :

Gambar 4.4 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 3,5 kg R² = 0.9866

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

B = M. lemak ayam

Laju Aliran Bahan Bakar (Beban 3,5 kg)

m

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

Laju Aliran Bahan Bakar (Beban 4,5 kg)

(36)

4.4.3 Rasio udara bahan bakar (AFR)

Rasio udara bahan bakar (AFR) dari masing-masing jenis pengujian dihitung berdasarkan persamaan 2.8.

Untuk pengujian dengan menggunakan Dexlite, beban 3,5 kg dan putaran mesin 1800 rpm tekanan udara masuk didapati 14 mmH2O, dengan melakukan

interpolasi pada kurva viscous flow meter didapat besar ma 15,45 kg/jam, dan kemudian dikalikan dengan faktor koreksi sehingga didapat massa udara yang sebenarnya:

ma = 15,45 x 0,94

= 14,62 kg/jam

Dengan cara yang sama maka didapat nilai ma untuk masing-masing pengujian, maka dapat dihitung besarnya AFR.

Untuk pengujian dengan menggunakan Dexlite pada putaran 1800 rpm dan beban 3.5 kg maka dengan menggunakan persamaan 2.8 didapatkan besar AFR teori:

AFR = 2, , …

(37)

Hasil perhitungan AFR untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban, putaran mesin dan persentase minyak lemak ayam dapat dilihat pada Tabel 4.12 dibawah ini:

Tabel 4.12 Air Fuel Ratio

Beban Putaran

AFR (Kg / Jam)

73.243 67.80287 64.224557 3

60.207965 56.829745 65 2000 69.897

6

65.756 61.74685 57.868673 2

55.297816 53.341405 05 2200 68.127

6

64.029 59.37162 55.556881 3

53.169556 50.828720 55 2400 62.648

3

58.658 54.79858 51.070327 3

48.180979 48.129786 67 2600 57.183 53.26 47.84683 45.807947

1

69.631 64.29597 64.569256 4

57.559415 54.324900 06 2000 70.609

1

65.776 60.46573 56.000220 2

52.923796 49.935759 77 2200 68.011

9

62.914 60.38969 53.086267 5

53.476327 49.212495 79 2400 63.332

7

57.812 54.7243 47.977480 5

48.086853 46.700686 03 2600 56.308

5

52.844 50.69482 47.781989 44.957226 39.917252 15

• Pada pembebanan 3,5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan

Minyak lemak ayam 25 % pada putaran mesin 2600 rpm yaitu 41.11919315 kg/jam sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan Dexlite pada putaran mesin 1800 rpm yaitu 77.0655 kg/jam.

• Pada pembebanan 4,5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan

minyak lemak ayam 25 % pada putaran mesin 2800 rpm yaitu

39.91725215 kg/jam sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan Dexlite pada putaran mesin 1800 rpm yaitu 76.4459 kg/jam.

(38)

Gambar 4.6 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

Gambar 4.7 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg R² = 0.9768

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

A

F

R

Putaran (Rpm)

AFR pada Pembebanan 3,5 Kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

A

F

R

Putaran (Rpm)

AFR pada Pembebanan 4,5 Kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(39)

• Laju aliran bahan bakar berbanding terbalik dengan nilai AFR. Pada sub

bab 4.3.3, laju aliran bahan bakar terendah pada penggunaan Dexlite, maka dapat dilihat bahwa nilai AFR tertinggi terjadi pada penggunaan Dexlite.

4.4.4 Efisiensi Volumetris

Efisiensi volumetris untuk motor bakar 4 langkah dihitung dengan persamaan 2.10.

Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu sebesar 100 kPa dan suhu 27oC, maka dihitung nilai massa jenis udara dengan persamaan 2.13.

† = 2

60‡ 1 P%

dimana:

ma = laju aliran udara (kg/jam)

ρa = Kerapatan udara (kg/m3)

Vs = volume langkah torak (m3)= 0.00023 (berdasarkan spesifikasi mesin)

Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya efisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase

(40)

Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara dapat diperoleh dengan persamaaan berikut:

ρa=

ˆ%

‰d%

Dimana:

R = Konstanta gas (untuk udara = 287 J/kg K)

Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu sebesar 100 kPa dan suhu 27oC, maka diperoleh massa jenis udara sebesar:

ρa=

Ša( Š' Š•)

= 1.161440186 kg/m3

Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase

polipropilena cair, putaran mesin dan beban.

Untuk pengujian menggunakan pertadex beban 3.5 kg pada putaran mesin 1800 rpm maka didapatkan nilai effesiensi volumetrik:

η

v =

( )( 2, )

( ) ( , )( , •)

(41)

Harga effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dapat dihitung dengan melakukan perhitungan yang sama dengan perhitungan di atas dengan variasi beban, putaran mesin, dan bahan bakar dengan beberapa variasi seperti

ditunjukkan pada table 4.13 dibawah ini:

Tabel 4.13 Efisiensi Volumetris

Beban Putaran

Efisiensi Volumetris (%)

Dexlite

1800 101.429 98.087 94.74442 91.402219 6

88.060017 84.717814 47 2000 100.31 97.302 94.29393 91.285944

5

88.277962 85.269979 93 2200 99.3944 96.66 93.92534 91.190810

4

88.456281 85.721751 68 2400 98.6315 96.125 93.61818 91.111532 88.60488 86.098228

13 2600 97.9859 95.672 93.35828 91.044450

2

88.730618 86.416785 13

4.5

1800 104.771 101.43 98.08662 101.42882 7

91.40222 88.060017 03 2000 103.318 100.31 97.30191 94.293926

8

91.285945 88.277962 24 2200 104.863 99.394 96.65987 93.925339

8

91.19081 88.456281 04 2400 103.645 98.631 96.12484 93.618183

9

91.111532 88.604880 05 2600 102.614 97.986 95.67212 93.358282

8

91.04445 88.730617 67

• Pada pembebanan 3,5 kg efisiensi volumetris terendah terjadi pada

penggunaan minyak lemak ayam 25 % dengan putaran mesin 1800 rpm

yaitu sebesar 84.71781447 % sedangkan efisiensi volumetris tertinggi terjadi pada penggunaaan Dexlite pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 101.429 %.

• Pada pembebanan 4,5 kg efisiensi volumetris terendah terjadi pada

(42)

Perbandingan efisiensi volumetrik dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putaran dapat dilihat pada Gambar 4.8 dan 4.9 berikut:

Gambar 4.8 Grafik efisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 3,5 kg

Gambar 4.9 Grafik efisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 4,5 kg R² = 0.9883

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

ɳ

Efisiensi Volumetris pada Pembebanan 3,5 Kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

ɳ

Efisiensi Volumetris pada Pembebanan 4,5 Kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(43)

• Efisiensi volumetris dipengaruhi oleh laju konsumsi udara, dan besar

putaran mesin. Selain itu nilai kalor bahan bakar juga mempengaruhi besar efisiensi volumetris. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar maka konsumsi udara akan semakin rendah dan sebaliknya semakin rendah nilai

kalor bahan bakar maka semakin tinggi nilai konsumsi udara, yang dapat dilihat pada penurunan efisiensi volumetris pada minyak lemak ayam

25%. Dapat disimpulkan laju konsumsi udara berbanding lurus dengan besarnya efisiensi volumetris.

4.4.5 Daya Aktual

Daya aktual didapat dengan mengalikan daya hasil pembacaan dengan

efisiensi thermal, efisiensi volumetris dan efisiensi mekanis, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.15.

Untuk beban 3,5 kg putaran mesin 1800 dengan bahan bakar Dexlite maka didapat daya aktual:

Pa = 1,43184 x 1,01429 x 0,75

= 0.60775 kW

(44)

Tabel 4.14 Daya Aktual

Beban Putaran

Daya aktual (Pa) (kW)

1800 0.6077 0.5495 0.488818 0.4414941 0.3927475 0.3620559 2000 0.6451 0.5786 0.522878 0.4420026 0.4128509 0.3891200 2200 0.7095 0.6197 0.553041 0.4804075 0.4495948 0.4201353 2400 0.7668 0.6699 0.587778 0.4956210 0.4444495 0.4468512 2600 0.8147 0.6932 0.586027 0.5373903 0.4900902 0.4503213

4.5

1800 0.9918 0.8479 0.761463 0.6440811 0.604316 0.5606213 2000 0.9871 0.8899 0.813252 0.6800038 0.6319974 0.5862989 2200 1.09 0.977 0.91298 0.7254765 0.7188862 0.6355877 2400 1.1299 0.9794 0.892863 0.7316137 0.7215066 0.7213634 2600 1.1781 1.0111 0.945136 0.8252271 0.7643553 0.6830595

• Pada pembebanan 3,5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan

Dexlite putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 0.81479 kW sedangkan

daya terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar Dexlite minyak lemak ayam 25 % pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.362055942 kW.

• Pada pembebanan 4,5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan

Dexlite pada putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 1.17812 kW sedangkan daya aktual terkecil terjadi pada penggunaan Dexlite minyak

lemak ayam 25 % putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.560621313kW.

(45)

Gambar 4.10 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

Gambar 4.11 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg R² = 0.9944

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

D

Daya Aktual pada Pembebanan 3,5 kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

D

Daya Aktual pada Pembebanan 4,5 kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(46)

• Dari grafik dapat dilihat bahwa Dexlite memiliki nilai daya aktual yang

terbesar dari semua variasi bahan bakar yang ada. Besarnya daya ditentukan oleh besarnya nilai kalor bahan bakar dan besarnya putaran. Semakin tinggi nilai kalor maka nilai daya yang dapat dibangkitkan akan

semakin tinggi begitu pula sebaliknya, demikian pula dengan putaran semakin tinggi putaran mesin maka nilai daya akan semakin besar.

4.4.6 Efisiensi Termal Aktual

Efisiensi termal aktual adalah perbandingan antara daya aktual dengan laju panas rata-rata yang dihasilkan bahan bakar, yang dapat dihitung dengan persamaan 2.16 dengan nilai LHV untuk masing-masing sesuai dengan variasi

persentase minyak yang didapat melalui percobaan bom kalori meter.

Maka dengan memasukkan nilai-nilai ke persamaan untuk beban 3,5 kg putaran mesin 1800 rpm menggunakan Dexlite didapatkan nilai efisiensi termal:

= , ŠŠ

, … (2 Š , … )x 3600 x 100

= 23.6833 %

(47)

Tabel 4.15 Efisiensi Thermal Actual

Beban Putaran

Tabel Efisiensi Thermal Aktual (ɳa)

Dexlite Dexlite +

1800 23.683 21.701 18.79322 16.825653 14.658026 13.343374 2000 20.750 18.611 16.55516 13.677590 12.705104 12.036036 2200 20.407 17.764 15.36607 12.988200 12.069584 11.198149 2400 18.736 16.215 13.86254 11.300792 9.8943786 10.292786 2600 16.883 14.129 11.17061 10.152639 9.145512 8.1499920

4.5

1800 37.118 30.783 26.81529 22.238607 20.773544 19.001102 2000 31.141 27.775 24.43514 19.713444 18.000796 16.398722 2200 29.665 26.76 25.0719 18.195970 18.828135 15.895020 2400 26.560 22.77 20.48095 15.251864 15.589832 15.666429 2600 22.954 19.965 18.62648 15.859396 14.263539 11.687830

• Pada pembebanan 3,5 kg efisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada

penggunaan dexlite putaran mesin 1800 rpm sebesar 23.6833 %

sedangkan efisiensi termal aktual terendah terjadi pada penggunaan minyak lemak ayam 25 % putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 8.149992089%

• Pada pembebanan 4,5 kg efisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada

penggunaan dexlite putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 37.1185 % sedangkan efisiensi termal aktual terendah mesin terjadi pada penggunaan minyak lemak ayam 25 % putaran 1800 rpm yaitu sebesar 11.687830%

(48)

Gambar 4.12 Efisiensi termal aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

Gambar 4.13 Efisiensi termal aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg R² = 0.9537

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

ɳ

Efisiensi Thermal Aktual (Beban 3,5 kg)

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

ɳ

Efisiensi Thermal Aktual (Beban 4,5 kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(49)

• Efisiensi termal aktual cenderung tinggi pada penggunaan bahan bakar

Dexlite pada putaran mesin yang tinggi, hal tersebut dikarenakan nilai kalor bahan bakar yang lebih tinggi dari Dexlite dibandingkan dengan variasi bahan bakar minyak, sehingga diperoleh efisiensi terendah terjadi

pada penggunaan minyak lemak ayam 25% karena memiliki nilai kalor terendah.

4.4.7 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Konsumsi bahan bakar spesifik dari masing-masing pengujian pada tiap-tiap variasi beban, putaran dan bahan bakar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.17

Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar pada subbab 4.4.2 maka untuk pengujian dengan menggunakan bahan Dexlite dengan beban 3,5 kg ada putaran mesin 1800 rpm didapat nilai SFC :

SFC = , … ( ) ,2•

SFC = 132.56 (gr/kWh)

(50)

Tabel 4.16 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Beban Putaran

SFC (g / kWh)

140.43 150.6517 157.88225 4

167.10013 172.89478 04 2000 140.83

6

151.03 160.1301 175.00001 5

179.70584 182.63486 74 2200 141.36

4

154.08 165.8853 179.49070 5

184.56245 189.84524 9 2400 146.96

7

160.82 174.3638 192.34156 5

204.01388 198.45313 92 2600 154.31

4

171.88 193.9705 202.85147 6

212.35275 223.43325 46

4.5

1800 109.28 119.9 128.325 139.81828 143.00401 147.71592 89 2000 116.67

3

125.52 133.8909 148.14995 4

153.52576 159.20199 24 2200 120.43

1

127.3 131.7429 153.90215 4

150.03654 161.86805 44 2400 126.53

5

137.47 145.3585 167.82612 164.81287 163.18159 05 2600 135.43

2

146.33 152.0635 164.35163 3

172.24168 189.05890 78

• Pada pembebanan 3,5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan minyak

lemak ayam 25 % putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 175.111 gr/kWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar dexlite putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 126.767 gr/kWh

• Pada pembebanan 4,5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan minyak

lemak ayam 25 % putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 146.361 gr/kWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar dexlite pada

putaran mesin 1800 yaitu sebesar 104.451 gr/kWh

(51)

Gambar 4.14 SFC vs Putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

S

SFC (Beban 3,5 kg)

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

S

SFC (Beban 3,5 kg)

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(52)

• SFC terbesar terjadi pada penggunaan minyak lemak ayam 25 % putaran

2600 karena pada putaran ini memiliki nilai mf rendah. Selain itu hal ini dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar yang kecil dibanding dengan bahan bakar yang tersedia. Nilai kalor yang rendah mengakibatkan

konsumsi bahan bakar yang terjadi setiap jamnya semakin tinggi persatuan daya yang dibangkitkannya.

4.4.8 Heat Loss

Heat loss yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

2.18. Untuk beban 3,5 kg, putaran 1800 rpm bahan bakar Dexlite maka heat loss dapat dihitung :

Heat Loss = (14,6274 + 0,1898) x (120 –27) = 1378.0 W

Selanjutnya dengan perhitungan yang sama untuk pembebanan, variasi nilai LHV sesuai dengan persentase minyak lemak ayam , dan putaran yang

bervariasi maka didapat heat losses seperti pada Tabel 4.17 di bawah ini.

Tabel 4.17 Heat Loss

Beban Putaran

Tabel Heat Loss (W)

1800 1378.0 1333.5 1289.445 1244.9657 1200.6693 1156.2212 2000 1679.2 1630.3 1581.478 1681.4666 1483.3317 1433.7220 2200 2008.7 1955.3 1902.274 2012.6193 1794.9701 1740.9594 2400 2369.9 2406.2 2437.879 2375.7081 2313.0086 2247.6217 2600 3177.5 3106.4 3037.638 2965.0512 2892.505 2821.1977

4.5

(53)

• Pada pembebanan 3,5 kg Heat Loss tertinggi terjadi pada penggunaan

Dexlite pada putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 3177.55 W, sedangkan Heat Loss terendah terjadi pada penggunaan minyak lemak ayam 25 %

putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 1156.22125 W

• Pada pembebanan 4,5 kg Heat Loss tertinggi terjadi pada penggunaan

Dexlite pada putaran mesin 2600 yaitu sebesar 3546.06 W sedangkan Heat Loss terendah terjadi pada penggunaan minyak lemak ayam 25 % pada

putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 1202.793579 W.

Nilai dari heat loss dapat dilihat pada Gambar 4.16 dan 4.17 di bawah ini

Gambar 4.16 Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg R² = 0.9495

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

B = M. lemak ayam

Heat Loss pada Pembebanan 3,5 kg

(54)

Gambar 4.16 Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

• Heat Loss yang tinggi pada Dexlite diakibatkan suhu exhaust yang

dikeluarkan pada penggunaan Dexlite relatif lebih tinggi, hal ini terjadi

karena nilai kalor bahan bakar Dexlite yang paling tinggi dari semua bahan bakar yang tersedia, selain itu heat loss tertinggi juga terjadi pada putaran yang tinggi karena adanya kecenderungan peningkatan suhu exhaust pada

putaran yang lebih tinggi

4.4.9 Persentase Heat Loss

Besarnya persentase panas yang terbuang dari mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.19

R² = 0.9713

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

Heat Loss pada Pembebanan 4,5 kg

Dexlite

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(55)

Dengan memasukkan nilai Te dan LHV untuk Dexlite pada putaran 1800 rpm, pembebanan 3,5 kg maka didapat % Heat Loss sebagai berikut:

% Heat loss = 1378

0,1898(48671,898) x 100

= 14,916 %

Dengan menggunakan perhitungan yang sama pada variasi nilai LHV untuk setiap persentase minyak lemak ayam , dan putaran maka didapat nilai persentase heat loss seperti ditunjukkan pada Tabel 4.18 di bawah ini.

Tabel 4.18 Persentase Heat Loss

Beban Putaran

Persentase Heat Loss (%)

Dexlite Dexlite +

14.628 13.77064 13.179589 3

12.447522 11.836640 32 2000 15.003

4

14.567 13.90893 14.453415 2

12.680045 12.318627 08 2200 16.049

1

15.568 14.68168 15.114659 13.385227 12.889710 15 2400 16.084

7

16.178 15.97127 15.046993 6

14.303451 14.381054 74 2600 18.289

8

17.588 16.08394 15.560330 4

14.993521 14.182921 33

4.5

1800 14.798 13.916 13.06875 13.249240 8

11.908901 11.323946 44 2000 15.154 15.986 14.94776 12.756206

6

13.3245 12.667632 4 2200 17.440

2

16.655 16.25044 13.279240 7

14.652271 13.592869 26 2400 17.579

4

17.817 15.95001 14.15324 15.349465 15.012564 37 2600 19.192

4

18.594 18.13423 16.216559 6

15.375784 13.778188 16

• Pada pembebanan 3,5 kg persentase Heat Loss tertinggi terjadi pada

(56)

sedangkan persentase Heat Loss terendah terjadi pada pemakaian minyak lemak ayam 25 % putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 11.83664032%

• Pada pembebanan 4,5 kg persentase Heat Loss tertinggi terjadi pada

penggunaan Dexlite pada putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar

19.1924% sedangkan persentase Heat Loss terendah terjadi pada penggunaan minyak lemak ayam 25 % putaran mesin 1800 rpm yaitu

sebesar 11.32394644 %

Hasil dari persentase heat loss untuk masing-masing bahan bakar, pembebanan dapat dilihat pada Gambar 4.18 dan 4.19 di bawah ini.

Gambar 4.18 Persentase Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

R² = 0.8285

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(57)

Gambar 4.19 Persentase Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg

• Dari track grafik diperoleh persentase Heat Loss yang tertinggi pada

Dexlite diakibatkan suhu exhaust yang dikeluarkan pada penggunaan Dexlite relative lebih tinggi, hal ini terjadi karena nilai kalor bahan bakar Dexlite yang paling tinggi dari semua bahan bakar yang tersedia. Selain itu juga diakibatkan oleh putaran yang tinggi karena adanya kecenderungan

peningkatan suhu exhaust pada putaran yang lebih tinggi.

R² = 0.9348

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

H

R2 _{= Ketepatan}

D = Dexlite

(58)

4.4.10 Kondisi Injektor

Untuk mengetahui hasil pembakaran pada ruang bakar maka diperlukan untuk mengetahui kondisi injektor.

Gambar 4.20 Kondisi injektor

Keterangan:

1. Kondisi awal injektor

2. Kondisi injektor setelah pembakaran bahan bakar Dexlite

1 2 3 4

(59)

3. Kondisi injektor setelah pembakaran bahan bakar Dexlite + Minyak

Lemak ayam 5%

Lemak ayam 10%

Lemak ayam 15%

6. Kondisi injektor setelah pembakaran bahan bakar Dexlite + Minyak Lemak ayam 20%

Lemak ayam 25%

Dari kondisi tersebut dapat dilihat bahwa kondisi injektor paling kotor adalah pada pembakaran bahan bakar Dexlite + Minyak Lemak ayam 25%, hal ini

(60)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Semakin besar putaran mesin danpembebanan yang diberikan maka semakin besar torsi yang dihasilkan. Torsi maksimum diperoleh pada

bahan bakar Dexlite beban 4,5 kg putaran 2800 rpm, yaitu sebesar 10,3 N.m sedangkan torsi Minimum pada bahan bakar Dexlite + minyak Lemak ayam 25 % beban 3,5 kg dan putaran 1800 rpm yaitu sebesar 6,6 N.m.

Persentase penurunan torsi dengan penggunaan Dexlite + Minyak Lemak ayam terjadi hingga 35,92%.

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

dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar, semakin tinggi nilai kalor bahan bakar maka daya yang terbangkitkan akan semakin besar. Daya

maksimum diperoleh pada penggunaan bahan bakar Dexlite dengan beban 4,5 kg, putaran 2800 rpm yaitu sebesar 2,80297 kW. Sedangkan Daya minimum pada bahan bakar Dexlite + Minyak Lemak ayam 25% beban

3,5 kg diperoleh pada putaran 1800 rpm, yaitu sebesar 1,24344 kW. Persentase penurunan daya dengan penggunaan Dexlite + Minyak Lemak

ayam terjadi hingga 55,63 %.

(61)

“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 pembakaran bahan

bakar tersebut. Nilai AFR maksimum pada bahan Dexlite dengan beban 3,5 kg dan putaran 1800 rpm yakni sebesar 77,065 sedangkan nilai AFR

minimum pada campuran bahan bakar Dexlite+ Minyak Lemak ayam 25 % dengan beban 4,5 kg dan putaran 2800 rpm yaitu sebesar 39,917. Persentase penurunan AFR dengan penggunaan Dexlite + Minyak Lemak

ayam terjadi hingga 48,2 %.

4. Nilai kalor bahan bakar berbanding terbalik dengan laju aliran bahan bakar. Semakin tinggi nilai kalor maka semakin kecil nilai laju aliran bahan bakar yang akan berpengaruh pada satuan waktu mesin beroperasi.

Dengan kata lain semakin besar nilai laju aliran bahan bakar, semakin besar pula konsumsi bahan bakar spesifiknya, demikian sebaliknya. SFC

minimum pada bahan bakar Dexlite beban 4,5 kg putaran 1800 rpm yaitu sebesar 109,3 gr/kWh. Sedangkan SFC maksimum pada bahan bakar Dexlite + Minyak Lemak ayam 25% beban 3,5 kg putaran 1800 rpm yaitu

sebesar 223,43 gr/kWh. Besar SFC sangat dipengaruhi oleh besar kecil nilai laju aliran bahan bakar. Persentase peningkatan SFC dengan

penggunaan Dexlite + Minyak Lemak ayam terjadi hingga 51,09%.

(62)

berbanding lurus dengan efisiensi volumetris. Semakin besar laju konsumsi udara maka semakin tinggi nilai efisiensi volumetris dan begitu pula sebaliknya. Nilai Efisiensi Volumetris minimum pada campuran

bahan bakar Dexlite + Minyak Lemak ayam 25 % dengan beban 3,5 kg dan putaran 1800 rpm yakni sebesar 84,717 %. Nilai Efisiensi Volumetris

maksimum pada bahan bakar Dexlite dengan beban 4,5 kg dan putaran 2600 rpm yakni sebesar 104,9 %. Persentase penurunan Efisiensi Volumetris dengan penggunaan Dexlite + Minyak Lemak ayam terjadi

hingga 19,21 %.

6. Nilai Efisiensi Thermal Aktual sangat dipengaruhi oleh nilai kalor bahan

bakar yang juga mempengaruhi nilai laju aliran bahan bakar. Nilai Efisiensi Thermal Aktual minimum pada campuran bahan bakar Dexlite + Minyak Lemak ayam 25 % dengan beban 3,5 kg dan putaran 2600 rpm

yakni sebesar 8,149 %. Nilai Efisiensi Thermal Aktual maksimum pada bahan bakar Dexlite dengan beban 4,5 kg dan putaran 1800 rpm yaitu

sebesar 37,12 %. Persentase penurunan Efisiensi Thermal Aktual dengan penggunaan Dexlite + Minyak Lemak ayam terjadi hingga 78,04 %.

7. Nilai Heat Loss dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar, semakin tinggi

nilai kalor maka semakin tinggi kecenderungan peningkatan suhu exhaust. Nilai Heat Loss minimum pada penggunaan Minyak Lemak ayam 25 %

(63)

rpm yakni sebesar 3546 W. Persentase penurunan Heat Loss dengan penggunaan Dexlite + Minyak Lemak ayam terjadi hingga 67,39 %.

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 instrumentasi pembaca TD-115.

3. Mengembangkan pengujian ini dengan menggunakan variasi campuran

bahan bakar yang berbeda.

4. Mengembangkan pengujian ini dengan menggunakan zat aditif yang lain,

agar performansi mesin semakin meningkat.

5. Meningkatkan putaran dan beban pada saat pengujian agar titik maksimal