34
Pengujian ini menggunakan dua buah bahan bakar, yaitu minyak biodiesel biji nyamplung dan minyak solar. Pengujian dilakukan selama 3 kali pengujian, dengan cara memvariasikan campuran dari kedua bahan bakar minyak tersebut. Namun data yang ditampilkan pada bab 5 ini hanya salah satu data pengujian aja. Sedangkan 2 data pengujian sebagai refleksi lain dapat dilihat pada bagian lampiran A, B dan C. Pengujian dimulai dari campuran minyak nyamplung dengan jumlah 5% minyak nyamplung dan solar 95% (5% BD), 10% minyak nyamplung 90% solar (10% BD), 15% minyak nyamplung 85% solar (15% BD), 20% minyak nyamplung 80% solar (20% BD), dan pengujian 100% minyak nyamplung (100% BD) serta pengujian terhadap solar murni (100% D) sebagai perbandingan. Variabel tetap pada pengujian ini berupa tekanan injektor dari tester injektor (Pinj.) yaitu pada nilai 150 bar dan
Gambar 5.1 Prosedur pengambilan data
Gambar 5.2 Campuran biodiesel dengan diesel fuel yang akan diuji.
5.2 Data Awal Penelitian
Data awal yang didapat dari pengamatan kamera vidieo pada penelitian ini berupa : panjang tip penetrasi semprotan (L), kecepatan tip penetrasi (Uin), sudut semprotan (θ), luas area semprotan (A), dan distribusi ukuran diameter dari butiran / droplet (D) yang terjadi pada semprotan minyak biodiesel. Untuk dapat menemukan nilai – nilai dari karakter semprotan tersebut diatas, data mentah tersebut kemudian
dirubah dalam format gambar (jpg). Gambar 5.3 menunjukkan salah satu semprotan hasil pengujian yang telah di rubah formatnya menjadi format gambar (jpg).
Gambar 5.3 Pengolahan data awal semprotan dengan Program Image J
5.3 Pengolahan Data
5.3.1 Data panjang dan kecepatan tip penetrasi semprotan
Gambar 5.4 menunjukkan hasil pengolahan data olah dimana ditunjukkan karakteristik semprotan dimulai dari ujung nosel hingga akhir semprotan (semprotan yang sempurna) untuk setiap variasi biodiesel.
Panjang tip penetrasi semprotan (L) yang terbentuk pada tiap pengujian tersebut diatas semuanya menunjukkan panjang yang sama, yaitu lebih dari 200 mm hanya saja kecepatan terbentuknya tip penetrasi yang terjadi berbeda untuk tiap pengujiannya. Dan berikut ini merupakan table lengkap dari hasil karakteristik semprotan yang terjadi pada tiap pengujian.
Tabel 5.1 data sudut, kecepatan dan panjang semprotan untuk tiap variasi biodiesel 5% BD No Sudut θ (deg) Jarak (10-3m) Waktu (10-3s) Kec (m/s) 1 11 140 0.9 51.2 2 11 158 1.5 3 15 172 2.3 4 15 194 3.0 5 15 200 3.9 10% BD No Sudut θ (deg) Jarak (10-3m) Waktu (10-3s) Kec (m/s) 1 13 109 1.4 25.6 2 14 139 2.9 3 14 160 4.0 4 15 184 5.9 5 15 200 7.8 15% BD No Sudut θ (deg) Jarak (10-3m) Waktu (10-3s) Kec(m/s) 1 13 129 1.4 25.9 2 14 146 2.9 3 14 158 4.4 4 15 192 5.9 5 16 200 7.7 20% BD No Sudut θ (deg) Jarak (10-3m) Waktu (10-3s) Kec (m/s) 1 11 109 1.7 21.2 2 12 132 4.0 3 12 158 5.7 4 12 179 7.6 5 17 200 9.4 100% BD No Sudut θ (deg) Jarak (10-3m) Waktu (10-3s) Kec (m/s) 1 13 132 2.4 16.4 2 14 149 4.9 3 14 164 7.4 4 18 1 3 9.1 5 19 200 12.2 100% D No Sudut θ (deg) Jarak (10-3m) Waktu (10-3s) Kec (m/s) 1 11 113 0.6 54.1 2 13 146 1.3 3 13 161 2.1 4 13 179 2.6 5 13 200 3.7
Sedangkan untuk grafik karakteristik lengkap dari panjang tip penetrasi tiap semprotan pada pengujian ini dapat dilihat seperti pada grafik 5.1 sampai grafik 5.3 berikut :
Dari grafik 5.1 diatas, dapat dijelaskan bahwa semakin besar kandungan persentase biodiesel sangat berpengaruh pada panjang tip penetrasi, dimana penambahan persentase biodiesel akan menurunkan panjang tip penetrasi namun meningkatkan waktu penyemprotannya.
Sedangkan dari grafik 5.2 diatas, dapat dijelaskan bahwa penambahan persentase biodiesel pada minyak solar tidak berpengaruh banyak pada sudut semprotannya namun sangat berpengaruh terhadap waktu terbentuknya semprotan. Dimana semakin besar kandungan persentase biodiesel akan meningkatkan waktu penyemprotannya. Sedangkan nilai sudut semprotan pada variasi BD 5%, BD 10%, BD 15% cenderung memiliki sudut yang sama dengan sudut semprotan pada minyak solar murni (100% D) dengan besar sudut 13o . Nilai sudut semprotan terkecil justru terdapat pada variasi BD 20% dengan nilai sudut 17o.
Grafik 5.3 diatas merupakan perbedaan kecepatan semprotan yang terdapat pada tiap persentase biodiesel. Grafik tersebut menunjukkan bahwa penambahan persentase biodiesel akan mengakibatkan semakin kecil kecepatan terbentuknya semprotan yang berarti semakin lama terbentuknya semprotan pada persentase biodiesel yang lebih besar. Perbedaan kecepatan biodiesel murni (100%BD) dengan kecepatan solar murni (100%D) cukup besar dimana nilai kecepatan 100%BD 16 m/s sedangkan nilai kecepatan 100%D adalah 54 m/s.
Sedangkan grafik 5.4 diatas merupakan perbedaan sudut semprotan maksimal yang terjadi pada tiap persentase biodiesel. Grafik tersebut menunjukkan bahwa sudut semprotan yang terbentuk untuk tiap persentase biodiesel cenderung sama dengan sudut yang terbentuk pada solar murni (100%D) yaitu sekitar 19o. Dan terdapat sedikit perbedaan sudut semprotan pada biodiesel murni (100%BD) dengan sudut semprotan pada solar murni (100%D) dimana sudut yang terbentuk pada biodiesel murni tersebut sebesar 21o, lebih besar 3o dari sudut semprotan solar murni.
5.3.2 Data distribusi butiran (droplet)
Selanjutnya untuk dapat mengetahui distribusi butiran untuk semprotan pada tiap pengujian, data yang telah berbentuk gambar seperti pada gambar 5.2 dan 5.3 diatas, dapat diketahui melalui olah data lebih lanjut dengan menggunakan program komputer ImageJ yang banyak beredar di pasaran. Hasil olah data lebih lanjut ini
akan dapat diketahui berapa banyak jumlah butiran yang ada pada tiap semprotan, diameter butirannya, luas area semprotan, dan persentase jumlah dari tiap butiran dengan diameter tertentu. Gambar 5.4 berikut merupakan salah satu contoh hasil olah data dengan menggunakan program ImageJ tersebut.
Gambar 5.5 Hasil olah data dengan menggunakan program ImageJ
Dan tabel 5.2 berikut merupakan contoh hasil keseluruhan distribusi butiran yang ada pada semprotan tersebut. Dan tabel 5.3 adalah hasil resume dari total table untuk tiap campuran biodiesel yang berbeda. Sedangkan grafik 5.5 sampai grafik 5.10 merupakan implementasi data yang mewakili tabel – tabel distribusi diameter butiran pada masing – masing semprotan.
Tabel 5.2 Data distribusi butiran semprotan pada campuran 5% BD Data ke -n Area Mean XM YM Median D (µm)
1 126344.6 255 316172.6 43187.15 255 40 2 126344.6 255 312618.1 43898.05 255 40 3 126344.6 255 319016.2 44253.5 255 40 4 7327984 255 311784.6 46821.32 255 305 5 126344.6 255 312262.6 44608.95 255 40 6 505378.2 255 318394.2 45142.12 255 80 7 126344.6 255 320082.5 44608.95 255 40 8 126344.6 255 312973.5 44964.4 255 40 9 126344.6 255 316528 44964.4 255 40 10 2653236 255 320505.7 46420.05 255 183 11 126344.6 255 322215.2 44964.4 255 40 12 2147857 255 304526.4 46448.92 255 165 13 126344.6 255 306930.9 45319.85 255 40 14 1516135 255 308352.7 46326.96 255 139 15 3411303 255 296899.3 46991.78 255 208 … … … … 5975 126344.6 255 318660.7 104680 255 40 5976 126344.6 255 320438 104680 255 40 5977 252689.1 255 321326.6 104680 255 56 5978 126344.6 255 323992.5 104680 255 40 5979 126344.6 255 316172.6 105035.4 255 40 5980 126344.6 255 317949.8 105035.4 255 40 5981 126344.6 255 319727.1 105035.4 255 40 5982 126344.6 255 314039.9 105390.9 255 40
Tabel 5.3 Data total distribusi butiran tiap campuran biodiesel
No %
BDdiesel
Jumlahbutir (n)
D min D max Luas total
(µm2 ) (µm) % (µm) % 1 5% BD 5982 40 53,89 305 0,02 1,9 x 109 2 10% BD 5429 42 50,38 211 0,02 1,9 x 109 3 15% BD 5056 40 55,13 301 0,02 1,5 x 109 4 20 % BD 4806 41 50,58 541 0,08 2,5 x 109 5 100% BD 3013 49 53,34 259 0,03 1,4 x 109 6 100% D 1749 52 79.28 230 0,03 0,5 x 109
n
n
Skala :0.00 42 pixel/µm
n
n
Skala : 0.004 pixel/µm
n
n
Skala :0.0043 pixel/µm
Tabel 5.4 Persentase distribusi diameter semprotan
No D(µm) 100% D 100% BD 20% BD 15% BD 10% BD 5% BD
Qty % Qty % Qty % Qty % Qty % Qty %
1 45 - - 1607 53.34 2404 50.58 2787 55.13 2917 50.38 3219 53.80 2 55 1385 79.28 - - 816 17.17 942 18.64 1013 17.50 1087 18.17 3 65 - - - 467 9.24 504 8.70 576 9.63 4 75 251 14.37 569 18.88 442 9.30 - - 492 8.50 - - 5 85 - - 275 9.13 260 5.47 284 5.62 289 4.99 518 8.66 6 95 80 4.58 182 6.04 169 3.56 263 5.20 177 3.06 147 2.46 7 105 11 0.63 - - 226 4.75 83 1.64 110 1.90 110 1.84 8 115 8 0.46 112 3.72 60 1.26 69 1.36 102 1.76 70 1.17 9 125 7 0.40 67 2.22 98 2.06 64 1.27 40 0.69 103 1.72 10 135 1 0.06 56 1.86 35 0.74 39 0.77 29 0.50 58 0.97 11 145 - - 52 1.73 66 1.39 9 0.18 42 0.73 9 0.15 12 155 3 0.17 25 0.83 34 0.72 18 0.36 25 0.43 22 0.37 … … … … 25 285 - - - - 1 0.02 1 0.02 8 0.14 8 0.13 26 295 - - - - 1 0.02 - - - - 27 305 - - 1 0.03 5 0.11 1 0.02 1 0.02 1 0.02 28 315 - - - - 1 0.02 - - - - 29 325 - - - - 4 0.08 - - - - 30 335 - - - - 4 0.08 - - - - 31 345 1 0.06 - - 3 0.06 - - - - 32 355 - - - - 33 365 - - - - 34 375 - - - - 4 0.08 - - - - Total = 1747 100 3013 100 4753 100 5055 100 5790 100 5983 100 Rata2 D = 60 - 78 - 82 - 61 - 66 - 63 -
Grafik 5.5 sampai 5.10 diatas menunjukkan distribusi butiran untuk tiap persentase biodiesel dan solar murni (100%D). Pada persentase biodiesel 5% sampai 20% (grafik 5.5 sampai 5.8) memiliki karakter distribusi butiran yang relative sama, dimana nilai diameter butiran yang mendominasi berada pada diameter 45 µm. Sedangkan pada biodiesel murni dan solar murni (grafik 5.9 dan grafik 5.10) memiliki nilai diameter butiran dominan pada nilai sekitar 50 µm. Perbedaan yang cukup signifikan antara minyak biodiesel murni dengan solar murni adalah pada biodiesel murni banyak juga didominasi oleh ukuran butiran yang lebih besar dari 50 µm, sedangkan pada solar murni sedikit sekali jumlah butiran yang diameternya lebih dari 50 µm tersebut.
Tabel 5.4 merupakan perbandingan persentase jumlah butiran yang terdapat pada semprotan tiap campuran biodiesel yang diuji. Sedangkan grafik 5.11 berikut
merupakan implementasi dari table 5.4 tersebut. Dari garik 5.11 tersebut terlihat bahwa karakter distribusi semprotan pada biodiesel murni (100%BD) dan campurannya masih terdapat perbedaan yang cukup signifikan, dimana persentase jumlah butiran yang berukuran kecil pada solar murni sebesar 79% dengan ukuran diameter sekitar 50 µm, sedangkan pada biodiesel murni dan campurannya memiliki ukuran butiran kecil rata – rata 45 µm dengan persentase yang lebih rendah dari pada solar murni yaitu hanya sekitar 50%, 29% lebih kecil nilainya dari pada persentase butiran pada solar murni.
