Kajian Eksperimental Perbandingan performansi mesin Otto Dengan Bahan Bakar Premium Dengan Campuran Bahan Bakar biogas Dan Lpg

(1)

KAJIANEKSPERIMENTALPERBANDINGAN

PERFORMANSIMESINOTTOBAHAN

BAKARPREMIUMDENGANCAMPURAN BAHAN BAKAR

BIOGAS DAN LPG

SKRIPSI

Skripsi YangDiajukanUntukMelengkapi

Syarat MemperolehGelarSarjanaTeknik

JUNARDO RODOASI SIJABAT NIM.110421068

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTASTEKNIK

UNIVERSITASSUMATERA UTARA

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

KATAPENGANTAR

Puji syukurpenulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esayang telah

memberikankemudahan dan

kesehatan,sehinggapenulisdapatmenyelesaikanskripsiinidengan judul“KAJIAN EKSPERIMENTAL PERBANDINGANPERFORMANSIMESIN OTTO DENGAN BAHAN BAKAR PREMIUM DENGAN CAMPURAN BAHAN BAKARBIOGAS DAN LPG”.

Skripsi ini disusununtukmemenuhisyaratmenyelesaikanpendidikan Strata-1(S1)padaDepartemenTeknikMesin, Fakultas TeknikUniversitas Sumatera Utara.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mengalami hambatan, namun berkatdoadan bantuan baik mater, moril, maupunsemangatdariberbagaipihakakhirnyakesulitan itu dapatteratasi. Dalam kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua saya tercinta (M.sijabat,B.Butat-butar ) yang telah membesarkan penulis, membimbing, memberikan kasih sayang, perhatian baik spiritual maupun material serta semangat yang begitu besar kepada penulis mulai awal kuliah hingga penyelesaian Skripsi ini.

2. BapakIr.M.SyahrilGultomMTselakudosenpembimbing dan Sekretaris Departemen TeknikMesin Universitas Sumatera Utara,yang denganpenuhkesabarantelahmemberikanbimbingandanmotivasi kepada penulis.

3. Bapak Dr. Ing. Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen TeknikMesin Universitas Sumatera Utara.

4. SeluruhstafpengajardanstaftatausahaDepartemenTeknikMesinyang

telahmembimbing serta membantusegalakeperluanpenulis selamapenulis kuliah.

(10)

ii

6. Kepada teman-teman satu tim Parlindungan Hasibuan,Sugianto,dan seluruh rekan-rekan m a h a s i s w a Departemen TeknikMesin Universitas Sumatera Utarakhususnya angkatan2 0 11ekstensi yang tak mungkin disebutkan satu persatu terima-kasih atas bantuannya semoga kita tetap mempertahankan

hubungan kita yang terbentuk dalam satu ikatan PERSAHABATAN.

Penulis menyadari bahwamasih banyak kesalahan dan kekeliruan dalam penulisanskripsi ini. Olehkarena itupenulis akansangatberterimakasihdan dengansenanghatimenerimasaran dankritikyangmembangundemitercapainya tulisanyang lebihbaik.

Akhir kata penulis berharap semoga Skripsi ini bermanfaat bagi siapa saja

yang membaca, baik sebagai bahan masukan ataupun sebagai bahan perbandingan.

Medan, Desember 2014

(11)

DAFTARISI

1.3.BatasanMasalah ... 2

1.4.Manfaat Penulisan ... 3

1.5.SistematikaPenulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Biogas ... 5

2.1.1. Nilai Potensi Biogas ... 6

2.1.2 Proses Pembentukan Biogas ... 7

2.1.3 Faktor-Faktor Yang Menpengaruhi Produksi Biogas ... 8

2.2. Liquified Petroleum Gas (LPG) ... 13

2.3. Motor Bakar ... 14

2.3.1 Mesin Otto ... 16

2.4. Performansi MotorBakar ... 24

2.4.1.Torsi dan Daya ... 24

2.4.2.Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ... 25

(12)

iv

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN ... 28

3.1.Waktu dan Tempat ... 28

3.2.Bahan Pengujian ... 28

3.3.Alat Pengujian ... 29

3.4.Prosedur Pengujian ... 32

3.5.Bagan Alir Pengerjaan ... 34

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN ... 36

4.1. Pengujian Performansi ... 36

4.1.1.Torsi ... 36

4.1.2.Daya ... 38

4.1.3.Konsumsi BahanBakar Spesifik (SFC) ... 40

BABV KESIMPULANDANSARAN ... 49

5.1. Kesimpulan ... 49

5.2. Saran ... 49

DAFTAR PUSTAKA

(13)

DAFTARTABEL

Tabel 2.1. Komposisi Biogas ... 5 Tabel 2.2 Nilai kesetaraan biogas dengan sumber energi lain ... 7 Tabel 2.3 Rasio C/N beberapa bahan organik ... 10 Tabel 2.4 Perkiraan Produksi Dan Kandungan bahan kering kotoran

... be berapa jenis ternak... 11 Tabel 2.5 Produksi biogas dan Lama cerna (Retention time) kotoran ternak di dalam tangki pencerna ... 13 Tabel 3.1. Format Pengujian Mesin Dengan Bahan Bakar Premium, Variasi

Beban dan Putaran Mesin ………33

Tabel 3.2. Format Pengujian Mesin dengan Bahan Bakar

Campuran Biogas dengan LPG, variasi dan Putaran Mesin…34

Tabel4.1HasilPengujianTorsiTerhadapPutaran P u t a r a n d a n

v a r i a s i b e b a n s e r t a v a r i a s i b a h a b a k a r p r e m i u m

d e n c a m p u r a n b i o g a s d e n g a n LP G ………...36

Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Daya Terhadap Putaran Dengan Variasi

Bahan Bakar Premiumdan campuran Biogas dengan LPG…………38

Tabel4.3.Hasil perhitungan SFC terhadap putan denga variasi bahan bakar

(14)

vi

DAFTARGAMBAR

Gambar 2.1. Proses Pembentukan Biogas... 5

Gambar 2.2. DiagramP-v Mesin Otto Aktual dan Ideal ... 1 6 Gambar 2.3. DiagramT-S Mesin Otto ... 17

Gambar 2.4. Sistem Pencampuran Udara + Bahan Bakar Dengan Karburator (A) Dan Sistem Injeksi (B) ..………. 18

Gambar 2.5. Mesin Otto4 Langkah ... 19

Gambar 2.6. Langkah hisap mesin otto 4 langkah ... 19

Gambar 2.7. Langkah Kompresi Mesin Otto 4 Langkah ... 20

Gambar 2.8. Langkah Usaha Mesin Otto 4 Langkah ………...20

Gambar 2.9. Langkah buang mesin otto 4 langkah ... 21

Gambar 2.10. Rope Brake Dynamometer . . . 2 3 Gambar 2.11. Daya dan torsi sebagai fungsi putaran ... 25

Gambar 3.1. Mesin Pemotong Rumput Tagawa TGX 437 . . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . 2 9 Gambar 3.2. Tachometer ... 30

Gambar 3.3. Timbangandigital Xinexten ... 3 1 Gambar 3.4. TimbanganDigital Ion ... 31

(15)

Gambar 3.6. Bagan alirprosedur pengerjaan ... 35

Gambar 4.1. Grafik Torsi vs PutaranMesin ...37

Gambar 4.2. Grafik Daya vs PutaranMesin ...39

(16)

viii

DAFTAR NOTASI

AFR Rasiomassaudara-bahanbakar

HHV Nilaikaloratas kJ/kg

Nc Jumlah silinder

ηb Effisiensi termal brake %

ηc Effisiensi pembakaran

ηf Effisiensi konversi bahanbakar