Studi Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Kompor Bioetanol Gel dengan Membuat Variasi Tempat Pembakaran (Burner) dan Diameter Lubang Udara

(1)

(2)

Lampiran Perhitungan Unjuk Kerja kompor

I. Tempat pembakaran (burner) Variasi Kedua

1. Bahan bakar yang dikonsumsi (fcm )

Bahan bakar yang dikonsumsi (fcm), dapat dihitung dengan persamaan (3.1) berikut:

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

Dimana :

fcm = Bahan bakar yang dikonsumsi (gram)

f ci = Massa bahan bakar sebelum digunakan (gram) f cf = Massa bahan bakar setelah digunakan/sisa (gram)

Pada pengujian tempat pembakaran (burner) variasi kedua, diperoleh :

f ci = 50 gram

f cf = 29 gram , maka :

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

= 50 – 29 gram

= 21 gram

2. Perubahan dalam tempat pembakaran (burner) atau sisa pembakaranselama

tahap uji (∆ cc)

Perubahan dalam tempat pembakaran (burner) atau sisa pembakaran selama

tahap uji (∆ cc), dapat dihitung dengan persamaan (3.2) berikut :

∆

c

= c

c

– k

Dimana :

∆ cc = Perubahan dalam tempat pembakaran (burner) atau sisa pembakaranselama tahap uji (gram)

cc = Massa sisa pembakaran bahan bakar (gram) k =Massa tempat pembakaran (burner) (gram)

(3)

K = 12 gram, maka :

∆

c

= 14

– 12 gram

= 2 gram

3. Bahan bakar setara yang dikonsumsi (fcd)

Bahan bakar setara yang dikonsumsi (fcd), dapat dihitung dengan persamaan (3.3) berikut :

Dimana :

fcd = Bahan bakar setara yang dikonsumsi (gram) fcm = Bahan bakar yang dikonsumsi (gram) m = Kadar air bahan bakar (%)

∆ cc = Perubahan dalam tempat pembakaran (burner) atau sisa pembakara nselama tahap uji (gram)

fcm = 21 gram m = 7,33 %

∆ cc = 2 gram, maka :

fcd = 21 gram (1-(1,12*7,33/100)) – 1,5*2 gram = 23,2759gram

4. Air yang menguap (wcv)

Air yang menguap (wcv),dapat dihitung dengan persamaan (3.4) berikut :

Dimana :

w cv = Air yang menguap (gram)

Pcf = Massa Bejana (panci) dengan air setelah uji (gram) Pci = Massa Bejana (panci) dengan air sebelum tes ( gram)

Pcf = 901 gram

Pci = 958 gram, maka : w cv = 958-901 (gram)

cf ci

cv

P

w

=

−

(

)

(

)

c

cm

cd f 1 1.12 m 1.5 Δc

(4)

= 57 gram

5. Air yang tersisa di akhir uji (wcr)

Air yang tersisa di akhir uji (wcr), dapat dihitung dengan persamaan (2.9) berikut :

Dimana :

wcr = Air yang tersisa di akhir uji (gram)

Pcf = Massa bejana (panci) dengan air setelah uji (gram) P = Massa kering Bejana kosong (gram)

Pcf = 901 gram

P = 558 gram, maka :

wcr = 901-558 (gram) = 343 gram

6. Durasi fase (∆ tc)

Durasi fase (∆ tc), dapat dihitung dengan persamaan (3.6) berikut :

∆

t

c

= t

cf

- t

ci

Dimana :

∆ tc = Durasi fase (menit)

t

cf = Waktu di akhir tes (menit)

t

ci = Waktu di awal tes (menit)

t

cf = 0:12:00.7

t

ci = 0:05:31.2, maka :

∆ tc = 0:12:00.7– 0:05:31.2

= 0:06:29.48

(5)

= 6 menit, 29,48 detik

≈6,5 ��

7. Efisiensi termal (hc)

Efesiensi termal (hc), dapat dihitung dengan persamaan (3.7) berikut :

Dimana :

LHV = Nilai kalor bersih (Lower Heating Value) (kJ/kg)

Pci = 958 gram 23,2759∗3992,875 cal/g

ℎ� =

4,186��

�� (0,4 ��)(69°�) +

2260��

�� (0,057 ��)

0,0232759 kg∗16.717,36905 kJ/kg

(6)

Laju pembakaran (

r

cb), dapat dihitung dengan persamaan (3.8 ) berikut :

f cd = 16,2759 gram

9. Konsumsi bahan bakar spesifik (SCc)

Konsumsi bahan bakar spesifik (SCc), dapat dihitung dengan persamaan (3.9) berikut :

Dimana :

SCc = Konsumsi bahan bakar spesifik ((gram) bahan bakar / (gram) air) f cd = Bahan bakar setara dikonsumsi (gram)

Pcf = Massa bejana (panci) dengan air setelah uji (gram) P = Massa bejana panci kosong (gram)

(7)

SC_� =16,2759 �� 343 ��

SC_� = 0,04745 ((gram) bahan bakar / (gram) air)

10.Konsumsi spesifik Temp-dikoreksi (SC T h)

Konsumsi spesifik Temp-dikoreksi (SC T h), dapat dihitung dengan persamaan (3.10) berikut :

Dimana ;

SC T h = Konsumsi spesifik Temp-dikoreksi ((gram) bahan bakar / (gram) air) f cd = Bahan bakar setara dikonsumsi (gram)

Tcf = Suhu air setelah diuji (ºC) T ci = Suhu awal air (ºC)

f cd = 16,2759 gram

Daya api (Firepower) (FPc), dapat dihitung dengan persamaan (3.11) berikut :

(8)

f cd = Bahan bakar setara dikonsumsi (gram)

LHV = Nilai kalor bersih (Lower Heating Value) (MJ/kg)

t

cf = Waktu akhir tes (menit)

t

ci = Waktu awal tes (menit)

f cd = 16,2759 (gram) LHV = 16.814,730 (kJ/kg)

t

cf = 0:12:00.7

t

ci = 0:05:31.2, maka :

FP_� =0,0162759 �� ∗16.814,730 ��/�� 60∗6,5

FP_� =273,674864 �� 390

FP_� = 0,7017 ��

FP_� = 701,7 ��

II. Tempat pembakaran (burner) Variasi Ketiga

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

Dimana :

Pada pengujian tempat pembakaran (burner) variasi ketiga, diperoleh :

f ci = 50 gram

(9)

f

cm

= f

ci

- f

cf

gram

= 50 – 32 gram

= 18 gram

∆

c

= c

c

– k

Dimana :

cc = 14 gram

K = 12 gram, maka :

∆

c

= 14

– 12 gram

= 2 gram

Dimana :

fcd = Bahan bakar setara yang dikonsumsi (gram) fcm = Bahan bakar yang dikonsumsi (gram) m = Kadar air bahan bakar (% )

(

)

(

)

c

cm

cd f 1 1.12 m 1.5 Δc

(10)

fcm = 18 gram m = 7,33 %

fcd (v1) = 18 gram (1-(1,12*7,33/100)) – 1,5*2 gram = 23,87247gram

4. Air yang menguap (w cv)

Air yang menguap (w cv),dapat dihitung dengan persamaan (3.4) berikut :

Dimana :

Pcf = 899 gram

= 59 gram

Dimana :

Pcf = Massa bejana (panci) dengan air setelah uji (gram) P = Massa kering bejana kosong (gram)

Pcf = 899 gram

cf ci

cv

P

w

=

−

(11)

wcr = 899- 558(gram)

t

cf = 0:22:44.09

(12)

Pci = 958 gram P = 558 gram

Tcf = 91 ºC T ci = 25 ºC wcv = 59 gram

f cd = 23,87247 gram

LHV = 3992,875 (cal/g) = 16.717,36905 kJ/kg, maka:

ℎ� =4,186 (958 − 558) (91−25) + 2260 (59) 23,87247 ∗3992,875 (cal/g)

ℎ� =

4,186��

�� (0,4 ��)(66°�) +

2260��

�� (0,059��)

0,02387247 kg∗16.717,36905 kJ/kg

ℎ� =243,8504 399,085

ℎ� = 0,61102

8. Laju pembakaran (

r

cb)

Laju pembakaran (

r

Dimana :

r

cb

=

Laju pembakaran ( gram/min)

t

f cd = 13,5222 (gram)

t

cf = 0:22:44.09 cf ci

cd cb

t

f

r

(13)

t

ci = 0:12:00.7, maka :

�� =

13,5222 �� 10,5 ��

�� = 1,2878 ��/��

Dimana :

f cd = 13,5222 gram

Dimana ;

(14)

T ci = Suhu awal air (ºC)

f cd = 13,5222 gram

Dimana :

FPc = Daya api (Firepower) (W)

t

(15)

FP_� = 0,63158 ��

FP_� = 631,58 ��

III. Tempat pembakaran (burner) Variasi Keempat

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

Dimana :

Pada pengujian tempat pembakaran (burner) variasi keempat, diperoleh :

f ci = 50 gram

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

= 50 – 33 gram

= 17 gram

∆

c

= c

c

– k

Dimana :

(16)

cc = 15 gram

K = 12 gram, maka :

∆

c

c (V4)

= 15

– 12 (gram)

= 3 gram

Dimana :

fcm = 17 gram m = 7,33 %

fcd (v1) = 17 gram (1-(1,12*7,33/100)) – 1,5*3 gram = 24,2870 gram

Dimana :

cf ci

cv

P

w

=

−

(

)

(

)

c

cm

cd f 1 1.12 m 1.5 Δc

(17)

Pcf = 896 gram

= 62 gram

Dimana :

Pcf = 896 gram

wcr = 896-338 (gram) = 338 gram

6. Durasi fase (∆ tc)

Durasi fase (∆ tc), dapat dihitung dengan persamaan (3.6) berikut :

∆

t

c

= t

cf

- t

ci

Dimana :

∆ tc = Durasi fase (menit)

t

cf = Waktu di akhir tes (menit)

t

ci = Waktu di awal tes (menit)

(18)

Dimana :

(19)

ℎ� =

4,186��

�� (0,4 ��)(66°�) +

2260��

�� (0,062��)

0,024287 kg∗16.717,36905 kJ/kg

ℎ� =250,6394 406,015

ℎ� = 0,6173

r

cb)

Laju pembakaran (

r

Dimana :

r

cb

=

Laju pembakaran ( gram/min)

t

f cd = 11,1044 (gram)

Dimana :

(20)

f cd = 11,1044 gram

Dimana ;

f cd = 11,1044 gram

(21)

Dimana :

t

f cd = 11,1044 gram LHV = 16.814,730 kJ/kg

t

cf = 0:36:05.4

t

ci = 0:22:44.0, maka :

FP_� =0,0111044 �� ∗16.814,730 ��/�� 60∗13,5

FP_� =186,7174878 �� 810

FP_� = 0,2305 ��

FP_� = 230,5 ��

IV. Tempat pembakaran (burner) Variasi Kelima

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

(

ci cf

)

cd c

t t 60

LHV f

FP

− ∗

(22)

Dimana :

Pada pengujian tempat pembakaran (burner) variasi kelima, diperoleh :

f ci = 50 gram

f

cm

= f

ci

- f

cf

(gram)

= 50 – 31 gram

= 19 gram

∆

c

= c

c

– k

Dimana :

cc = 15 gram

K = 12 gram, maka :

∆

c

= 15

– 12 (gram)

= 3 gram

(23)

Dimana :

∆ cc = Perubahan dalam tempat pembakaran (burner) atau sisa pembakaran selama tahap uji (gram)

fcm = 19 gram m = 7,33 %

fcd (v1) = 19 gram (1-(1,12*7,33/100)) – 1,5*3 gram = 25,5876 gram

Dimana :

Pcf = 894 gram

= 20 gram

cf ci

cv

P

w

=

−

P

w

_cr

=

_cf

−

(

)

(

)

c

cm

cd f 1 1.12 m 1.5 Δc

(24)

Dimana :

Pcf = 894 gram

t

cf = 0:53:41.8

(25)

hc = Efisiensi termal

Pci = 958 gram 25,5876∗3992,875 (cal/g)

ℎ� =

4,186��

�� (0,4 ��)(69°�) +

2260��

�� (0,064��)

0,0255876 kg∗16.717,36905 kJ/kg

ℎ� =260,1736 427,757

ℎ� = 0,60822

r

cb)

Laju pembakaran (

r

(26)

t

f cd = 12,9401 (gram)

Dimana :

f cd = 12,9401 gram

(27)

Dimana ;

f cd = 12,9401 gram

Dimana :

t

(28)

FP_� =0,0129401 �� ∗16.814,730 ��/�� 60∗17,5

FP_� =217,5842 �� 1050 FP_� = 0,20722 ��

FP_� = 207,22 ��

WORK SHEET EXPERIMENT

Variasi Pertama (V1)

HHV Nilai kalor bruto (Hight Heating Value) (kJ/kg) 16.942,572

LHV Nilai kalor bersih (Lower Heating Value) (kJ/kg) 16.814,730

m Kadar air bahan bakar (%) 7,33 %

P Berat kering bejana/panci kosong (gram) 558

k Berat pembakar (burner) (gram) 12

Variabel Yang Diukur Langsung

(29)

KETERANGAN:

 Bentuk apinya dominan merah  Tinggi api 7 cm

 Apinya stabil

WORK SHEET EXPERIMENT

Variasi Kedua (V2)

f ci Berat bahan bakar sebelum diuji (gram) 50 P ci Berat bejana/panci dengan air sebelum tes (gram) 958 T ci Suhu air sebelum tes (ºC) 25 t ci Waktu di awal tes (min) 0:05:31.2 f cf Berat bahan bakar setelah uji (gram) 29 c c Berat sisa bahan bakar setelah uji (gram) 14 P cf Berat Bejana/panci dengan air setelah uji (gram) 901 T cf Suhu air setelah uji (ºC) 94

t cf Waktu di akhir tes (min) 00:12:00.7

KETERANGAN:

(30)

 Tinggi api 5 cm  Api sangat stabil

WORK SHEET EXPERIMENT

Variasi Ketiga (V3)

f ci Berat bahan bakar sebelum diuji (gram) 50 P ci Berat bejana/panci dengan air sebelum tes (gram) 958 T ci Suhu air sebelum tes (ºC) 25

t ci Waktu di awal tes (min) 00:12:00.7 f cf Berat bahan bakar setelah uji (gram) 32

c c Berat sisa bahan bakar setelah uji (gram) 14 P cf Berat Bejana/panci dengan air setelah uji (gram) 899 T cf Suhu air setelah uji (ºC) 91

KETERANGAN:

 Bentuk api full biru.  Api stabil

(31)

WORK SHEET EXPERIMENT

Variasi Empat (V4)

KETERANGAN:

(32)

WORK SHEET EXPERIMENT

Variasi Kelima (V5)

KETERANGAN:

 Bentuk api dominan biru  Tinggi api 2 cm