Studi eksperimen Pengaruh Penambahan Biodiesel Jatropha Curcas 35%-65% pada motor diesel putaran konstan

(1)

Studi

eksperimen

Pengaruh

Penambahan

Biodiesel

Jatropha

Curcas

35%-65% pada

motor diesel putaran

konstan

Disusun

oleh:

Erwin Widhiarto

NRP. 2101 100 051

Jurusan

Teknik

Mesin

Institut

Teknologi

Sepuluh

Nopember

5 Juli

2006

(2)

Alami, sumber daya alam untuk bahan bakar yang dapat diperbarui seperti minyak yang berasal dari sayur-sayuran, tumbuh-tumbuhan dapat secara kimiawi dipakai sebagai tambahan pada bahan bakar solar dengan sebutan biodiesel. Pembuatan biodiesel melalui proses transesterifikasi. Bahan dasar pembuatan

biodiesel melalui senyawa – senyawa organic. Diharapkan karena dari organic maka pembakarannya bersih dan aman untuk lingkungan. Dalam hal ini tanaman yang

dijadikan biodiesel adalah jarak pagar (Jatropa Curcas). Sebagai alternatif biodiesel jatropha curcas diharapkan dapat menggantikan ketergantungan terhadap solar.

Untuk itu ingin diketahui seberapa jauh kemungkinan penggunaannya pada motor diesel. Uji coba dilakukan dengan menggunakan diesel 4 langkah 1 silinder dengan beban air dan digunakan bahan bakar campuran antara biodiesel dan solar. Dengan komposisi Biodiesel 35 per sen sampai 65 per sen.

Dari percobaan ini didapatkan bahwa biodiesel jatropha curcas dapat

menggantikan solar sebagai ketergantungn terhadap minyak bumi, meskipun daya yang diasilkan cenderung turun akan tetapi ternyata emisi gas buang yang dihasilkan cenderung lebih bersih.

Kata kunci : biodiesel, jatropha curcas

, unjuk kerja, emisi

,Transesterifikasi.

(3)

Menipisnya kandungan minyak bumi

Indonesia, ditandai dengan mulai impor

solar

Masih

sedikitnya Kajian dan penelitian

mengenai Jatropha Curcas

Kadar

polusi yang semakin meningkat

(4)

Perbedaan unjuk kerja sebuah mesin

diesel menggunakan bahan bakar

Biodiesel sebagai campuran solar

Polusi udara hasil pembakaran yang

dihasilkan masin diesel berbahan bakar

solar masih terlalu tinggi

Mencari kelebihan lain bahan bakar

biodiesel

(5)

1. Percobaan ini menggunakan mesin diesel empat

langkah KAMA KM178FS, yang ada di

Laboratorium Bahan Bakar dan Motor

Pembakaran Dalam Teknik Mesin ITS.

2. Percobaan ini menggunakan putaran konstan

1800 rpm.

3. Kondisi mesin tersebut dalam keadaan standart.

4. Dalam analisa tidak membandingkan perubahan

kimia yang terjadi akibat pembuatan maupun

pembakaran campuran bahan bakar antara solar

dan biodiesel jatropha curcas ( jarak

pagar

).

5. Kondisi temperatur udara sekitar dianggap ideal.

Batasan Masalah

(6)

Mengetahui perubahan unjuk kerja dari

mesin diesel yang dihubungkan dengan

pengaruh pencampuran antara biodiesel

(minyak jarak ) dan solar.

Mengetahui komposisi pencampuran yang

mampu menghasilkan unjuk kinerja terbaik

dari mesin diesel.

(7)

Hasil dari penelitian ini diharapkan

dapat menjadi informasi bagi para

pengguna mesin diesel tentang

pengaruh campuran biodiesel Jatropha

Curcas

( minyak jarak ) dan solar

terhadap unjuk kerja dari mesin diesel

(8)

Definisi

biodiesel

menurut

ketentuan

Original Equipment Manufacturer ( OEM )

adalah

mono alkil

ester dari

asam

lemak

rantai

panjang

yang terbuat

dari

minyak

nabati

atau

hewani

dan

memenuhi

standart

spesifikasi

ASTM D-6751 untuk

dimanfaatkan

sebagai

bahan

bakar

pada

mesin

diesel.

(9)

Penelitian k pramanik (2002)

tentang

“Properties and use of jatropha

curcas

oil and diesel fuel blends in compression ignition engine”

menyimpulkan

bahwa:

Densitas

yang lebih

tinggi

daripada

campuran

minyak

jatropha

curcas

mengakibatkan

lebih

banyak

bahan

bakar

yang terkonsumsi

untuk

displacement dari

plunger dalam

fuel injection pump yang sama.

Penurunan thermal effisiensi yang sebanding dengan kenaikan proporsi

dari minyak jatropha harus melengkapi kekurangan dari minyak

jatropha yang mempunyai kharakteristik pembakaran miskin

dikarenakan viskositasnya yang tinggi dan volatility yang rendah.

Penelitian Candra Hadi

Winata (2005)

tentang

“Kajian

Karakteristik

Semprotan

Biodiesel Minyak

Jarak

Pada

Injektor

Motor Diesel

”

menyimpulkan bahwa:

Sudut semprotan

yang dihasilkan oleh biodiesel minyak jarak murni

menghasilkan sudut semprotan yang lebih kecil yaitu 14 derajat,

Kurang teratomisasi dengan baik. Akan tetapi penetrasi semprotan

biodiesel cenderung lebih panjang

(10)

Penelitian Bari, T.H. Lim, C.W. Yu (2001)

tentang

“

Effects of preheating of crude palm oil (CPO) on

injection system, performance and emission of a diesel engine

”

menyimpulkan

bahwa

:

Viskositas

daripada

CPO (crude palm oil ) pada

temperatur

kamar

masih

sangat

tinggi

untuk

dialirkan. Untuk

menurunkan

viskositasnya

maka

CPO perlu

untuk

dipanaskan

F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

– Jatropha murni, solar murni dan campuran antara solar minyak jatropha menunjukkan Unjuk Kerja yang serupa.

– Penambahan minyak jatropha ke solar kelihatannya sangat effektif dalam mengurangi temperature gas buang. Hal in dikarenakan dalam minyak jatropha banyak mengandung oksigen.

– Minyak jatropha dapat digunakan sebagai aditif ignition accelerator ketika sekitar 2,6 per sen minyak ditambahkan ke dalam solar.

– Minyak jatropha dengan komposisi 2,6 per sen memiliki prospek untuk menjadi pengganti bahan bakar murni solar.

(11)

11 10 15 14 0.00% 25 ml ₂ 3 1 13 12 5 6 9 8 4 7 Keterangan: Keterangan: 1.

1. Tangki bahan bakar Tangki bahan bakar 2.

2. Filter bahan bakarFilter bahan bakar 3.

3. Gelas ukur 25 mlGelas ukur 25 ml 4.

4. Pompa bahan bakarPompa bahan bakar 5.

5. InjektorInjektor

6.

6. Filter udaraFilter udara 7.

7. Pengukur Pengukur ΔΔP intakeP intake 8.

8. Gas analyzerGas analyzer 9. 9. Thermocouple Thermocouple exhaust exhaust 10. 10. Thermocouple Thermocouple engine engine 11.

11. Thermocouple oliThermocouple oli 12.

12. Fix couplingFix coupling 13.

13. Water brakeWater brake Dynamometer

Dynamometer

14.

14. Pompa airPompa air 15.

15. Tandon airTandon air

(12)

(13)

• Tahap

I

Ignition delay period

• Tahap

II

Rapid or uncontrolled

combustion

• Tahap

III

Controlled combustion

• Tahap

IV

After burning

(14)

Properties Campuran Bahan Bakar

No. Properties units

ASTM Test Methods B0 B 35 B 40 B 45 B 50 B 55 B 60 B 65 B100 1 Density at ₁₅ °C kg/m³ 847.60 857.70 859.70 860.90 863.30 865.20 866.70 868.20 877.25 2 Spesific gravity at 15°C - 0.85 0.86 0.86 0.86 0.86 0.87 0.87 0.87 0.88 3 API - D 1300 35.44 33.48 33.09 32.86 32.41 32.05 31.76 31.48 29.80 5 _CetaneCalculated _Index 48.86 49.36 49.49 49.73 49.89 49.76 49.82 49.73 50.02 6 Kinematic Viscosity at 40°C mm2_/s _3.96 _4.08 _4.11 _4.10 _4.14 _4.17 _4.18 _4.19 _4.34 7 Kinematic Viscosity at 100°C mm2_/s _1.49 _1.55 _1.56 _1.57 _1.57 _1.58 _1.59 _1.59 _1.71 8 Flash point °C D 93 76.67 35.00 139.00 147.33 151.00 162.33 173.33 172.67 212.33 9 NilaiKalor

Atas(NKA) Kkal/Kg D 240 11553.70 10654.03 10632.20 10544.07 10529.77 10524.67 10465.70 10439.23 9332.35 10 NilaiKalor

Bawah(NKB) Kkal/Kg D 241 10918.22 10057.91 10029.10 9931.49 9915.50 9913.48 9864.54 9842.55 8768.58 11 Sulphur

(15)

lanjutan properties campuran bahan bakar

No. Properties units ASTM Test _Methods B0 B 35 B 40 B 45 B 50 B 55 B 60 B 65 B100

12 Distilation D 86

Initial Boiling Point °C 209.33 235.33 239.67 243.33 249.00 251.00 252.33 255.33 301.33

10% Recovery °C 222.67 245.00 251.00 252.00 256.67 260.33 264.33 270.00 314.67 20% Recovery °C 234.33 264.33 268.67 275.33 272.33 281.00 282.00 281.33 324.67 30% Recovery °C 249.00 279.33 280.33 285.67 291.67 294.00 294.67 299.00 331.00 40% Recovery °C 259.00 285.33 286.00 290.00 296.33 299.33 300.67 310.33 339.00 50% Recovery °C 271.00 291.00 295.67 299.67 306.00 309.33 313.33 316.33 348.33 °F 519.80 555.80 564.20 571.40 582.80 588.80 596.00 601.40 659.00 Recovery at 300°C % 59.67 51.83 50.67 50.33 48.67 40.50 44.33 34.50

(16)

-unjuk kerja pada berbagai campuran biodiesel

11.11% 1.63 0.56 94.09 0.65 8.92 46.16 8.47 22.22% 2.97 1.02 170.89 0.41 14.11 40.09 10.73 33.33% 8.53 2.92 491.55 0.22 25.87 32.55 35.00 44.44% 9.63 3.30 554.92 0.22 25.99 22.45 38.00 55.55% 12.63 4.33 727.73 0.23 25.59 16.81 82.33 66.66% 13.40 4.59 771.89 0.24 24.52 15.13 95.97 77.77% 14.47 4.96 833.33 0.25 22.80 12.91 96.02 88.88% 14.57 4.99 839.09 0.28 20.39 11.42 97.13 100.00% 14.07 4.50 756.27 0.32 18.25 11.19 98.40 B0

load Torsi Daya (Hp) Bmep (Kpa) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) A/F

soot 11.11% 1.03 0.35 59.52 1.02 6.26 46.61 0.47 22.22% 2.20 0.75 126.73 0.55 11.49 40.16 0.63 33.33% 5.40 1.85 311.06 0.29 21.96 31.08 7.93 44.44% 8.33 2.86 480.03 0.26 24.24 21.95 18.13 55.55% 9.53 3.27 549.16 0.26 24.81 19.39 44.92 66.66% 12.47 4.27 718.13 0.26 24.16 14.20 72.93 77.77% 13.43 4.60 773.81 0.28 22.85 12.26 86.73 88.88% 14.20 4.87 817.97 0.33 19.44 10.30 96.47 100.00% 13.93 4.46 749.10 0.42 15.33 8.89 97.03 B45

load Torsi Daya (Hp) Bmep (Kpa) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) A/F

(17)

Lanjutan unjuk kerja pada berbagai campuran biodiesel

11.11% 0.57 0.19 32.66 2.21 2.93 39.20 0.40 22.22% 1.73 0.59 99.65 0.80 8.09 35.16 2.23 33.33% 5.00 1.71 288.02 0.48 13.47 20.27 9.10 44.44% 7.67 2.63 441.63 0.40 16.33 15.86 15.07 55.55% 8.80 3.02 506.91 0.38 16.99 14.34 21.70 66.66% 11.93 4.09 687.40 0.34 19.05 11.70 60.27 77.77% 12.70 4.35 731.57 0.36 18.00 10.25 71.50 88.88% 13.43 4.60 773.81 0.40 16.11 8.56 81.93 100.00% 13.27 4.24 713.44 0.51 12.77 7.21 82.33 B100

load Torsi Daya (Hp)

soot Bmep (Kpa) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) A/F

11.11% 0.87 0.30 49.92 1.25 5.11 44.50 2.03 22.22% 1.50 0.51 86.41 0.82 7.82 39.47 1.90 33.33% 4.97 1.70 286.10 0.31 20.80 31.18 5.77 44.44% 7.73 2.65 445.47 0.30 21.70 20.76 17.07 55.55% 9.53 3.27 549.16 0.29 22.01 16.80 26.00 66.66% 12.13 4.16 698.93 0.29 22.34 13.40 68.27 77.77% 13.10 4.49 754.61 0.31 20.55 11.08 87.40 88.88% 13.60 4.66 783.41 0.32 20.05 9.73 93.63 100.00% 13.40 4.29 720.43 0.40 15.92 8.21 95.53 A/F B60

load Torsi Daya (Hp) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%)

soot Bmep (Kpa)

(18)

Grafik bhp fungsi beban variasi Biodiesel jatropha curcas

Daya terhadap Beban

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Beban (% ) Da y a (h p ) B0 B45 B60 B100

(19)

Grafik Torsi fungsi Beban variasi Biodiesel jatropha curcas

Torsi terhadap Beban

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Beban (% ) Tor si ( lb f. ft ) B0 B45 B60 B100

(20)

BMEP terhadap Beban 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00 900.00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Beban (% ) BM E P ( k p a ) B0 B45 B60 B100

(21)

Bsfc terhadap Beban 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% Beban(% ) B sfc (K g /h p .ja m ) B0 B45 B60 B100

(22)

Grafik

Air Fuel Ratio fungsi

beban variasi

Biodiesel jatropha

curcas

Air fuel ratio terhadap Beban

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% Beban(% ) a ir f u el r a ti o B0 B45 B60 B100

(23)

Eff.thermal terhadap Beban 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% Beban(%) e ff. the r m a l( % ) B0 B45 B60 B100

(24)

soot terhadap Beban 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% Beban(% ) so o t(%) B0 B45 B60 B100

(25)

Kesimpulan

Penggunaan bahan bakar campuran penambahan Biodiesel Jatropha Curcas pada solar standard dengan kondisi engine standard menghasilkan unjuk kerja yang lebih rendah akibat beberapa nilai propertiesnya yang masih dibawah solar

Daya, torsi dan bmep untuk masing-masing bahan bakar campuran menunjukkan penurunan yang signifikan. Prosentase penurunan daya terbesar yang diperoleh masing-masing bahan bakar bila dibandingkan terhadap bahan bakar solar adalah campuran biodiesel didapat bahwa torsinya turun 12,37 per sen pada komposisi biodiesel B45, 16,39 persen pada B60 dan 18,28 persen pada B100.

Untuk Bsfc, rata-rata dengan penggunaan bahan bakar campuran akan menunjukkan bsfc yang lebih besar bila dibandingkan penggunaan bahan bakar solar. Ini berarti bahan bakar dengan penambahan Biodiesel Jatropha akan lebih boros jika

dibandingkan dengan solar standard.

Effisiensi termis paling tinggi adalah effisiensi termis menggunakan bahan bakar

solar. Rata-rata untuk semua bahan bakar campuran Biodiesel Jatropha Curcas B45, B60,dan B100 masih dibawah solar. Prosentase penurunan effisiensi termis adalah sebesar 7,32 per sen pada B45, B60 sebesar 15,05 per sen, dan B100 sebesar 32,75 per sen.

Komposisi menengah antara biodiesel jatropha curcas dan solar standard dapat menurunkan emisi gas buang. Terbukti pada B45 turun 27,71%, 25,89% pada B60, dan 38,70% pada B100.

(26)

Saran

Karena viskositas kinematisnya yang tinggi maka sebaiknya

dilakukan modifikasi pengkondisian bahan bakar yaitu dengan

melakukan pemanasan bahan bakar campuran biodiesel jatropha

curcas sebelum masuk ruang bakar.

Perlu dicoba penggunaan turbocharger atau supercharger sehingga

selain temperatur udara mengalami kenaikkan, tekanan dan jumlah

udara masuk akan lebih besar sehingga pembakaran akan lebih

sempurna.

Perlu dilakukan penelitian mengenai komponen yang tahan terhadap

Biodiesel Jatropha Curcas untuk mengalirkan bahan bakar biodiesel

ke ruang bakar.

Perlu dilakukan penelitian lanjutan yang menyangkut ketahanan

komponen-komponen engine semisal piston, silinder maupun

injektor bahan bakar.

(27)

SEKIAN

mohon

kritik

_kritik

dan

_dan

saran

_saran

demi

_demi

kesempurnaan

tugas

_tugas

akhir

_akhir

ini

_ini

(28)

DAFTAR ISI

Judul

Abstrak

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Tujuan Penelitian

Manfaat Penelitian

Biodiesel

Referensi

Instalasi Pengujian

Flowchart

Spesifikasi Alat

Uji

Properties Bahan

Bakar

Unjuk

kerja

Grafik

Kesimpulan

Saran

Gambar

Prosedur

Pengambilan

data

Transesterifikasi

Keunggulan

Biodiesel

Tabel

Properties

(29)

Daftar Grafik

Daya

Torsi

BMEP

Bsfc

Effisiensi Thermal

Soot

Air Fuel Ratio

K pramanik

Candra

Hadi

Bari

F.K Forson

All

(30)

Daftar Gambar

Engine Kama 178 FS

Water Brake Dynamometer

Pengukur

U

P Intake

Stopwatch

Biodiesel Jatropha

Curcas

Exhaust Gas Analyzer

Buah

Jatropha

Curcas

Bungkil

(31)

Daftar Alat Pengujian

Engine

Water Brake Dynamometer

Stopwatch

Exhaust Gas Analyzer

Air Flow Meter

(32)

Torsi

Daya

Brake Mean Effective Pressure

Brake Specific Fuel Consumption

Efisiensi Thermis

Opasitas

Air Fuel ratio

(33)

Density, specific gravity, API gravity

Kinematic Viscosity

Flash Point

Sulphur Content

Distilation

Cetane Number

Calorific Value

(34)

Prosedur pengambilan data

a.

Persiapan

pengujian

¾ Pemeriksaan kerapatan baut-baut pada sambungan poros dan bantalan motor diesel

¾ Pengecekan kondisi bosch pump, saluran bahan bakar, minyak pelumas dan kondisi air pendingin.

¾ Pemeriksaan posisi keseimbangan lengan dinamometer dan persiapan anak timbangannya

¾ Persiapan alat ukur pengujian yang digunakan seperti stopwatch.

b.

Pengujian Metode

pengujian

yang dilakukan

adalah

constan

speed

¾ Engine dihidupkan memakai bahan bakar solar kemudian dilakukan pemanasan sampai temperatur olie 50 ± 5 º C.

¾ Setelah mencapai temperatur kerja, masukkan campuran Biodiesel dan solar lalu tunggu kurang lebih 20 menit untuk memastikan tidak ada solar yang masih terbakar.

¾ Atur speed control lever untuk mencapai putaran yang diinginkan (1800 rpm).

¾ Pengambilan data dimulai dengan tekanan pompa 38 psi sampai pada tekanan pompa 22 psi

(35)

Lanjutan Prosedur pengambilan data

¾ Check kembali putaran engine, jika lebih rendah dari yang

direncanakan yaitu 1800 rpm, maka atur dengan menaikkan posisi speed control lever.

¾ Setelah putaran engine konstan, maka pengukuran konsumsi bahan bakar, temperatur dan emisi dari gas buang dapat dilakukan.

¾ Mencatat besar Torsi untuk tiap kenaikan beban

¾ Mencatat waktu yang diperlukan engine untuk mengkonsumsi bahan bakar sebanyak 25 ml.

¾ Mencatat emisi gas buang.

¾ Mengulang prosedur mulai awal sampai akhir untuk setiap variasi komposisi bahan bakar. Untuk setiap variasi komposisi diambil data sebanyak tiga kali.

c.

Akhir

Pengujian

• Matikan seluruh lampu beban, dan putar saklar pembebanan dinamometer kearah kiri (off).

• Turunkan putaran engine perlahan-lahan dengan menarik speed control lever kebawah.

(36)

Pengambilan Data

Data yang akan diambil dalam penelitian adalah :

Beban dinamometer

(lbf)

Waktu

konsumsi

bahan

bakar

tiap

25 ml

(ml/detik)

Emisi

gas buang

U

P Intake

Temperatur

(37)

Pengujian density dilakukan berdasarkan

standar ASTM D 1298-99.

Peralatan :

• Hydrometer density

• Thermometer type ASTM 12C

• Cylinder gelas

kapasitas

500 ml

• Astm

IP

Measurement table

.

(38)

Pengujian kinematic viscosity dilakukan berdasarkan

standar ASTM D 445. Peralatan :

–

Viskometer tube

–

Viskometer holder

–

Pengontrol temperatur

–

Bath

–

Stop watch.

–

Pompa

isap

Kinematic Viskosity

(39)

Pengujian

flash point

dilakukan berdasarkan standar ASTM

D 93. Peralatan :

• Pensky-Martens Close Cup

.

• Cawan

pembakaran.

• Alat

penyulut.

• Termometer

ASTM 9C atau

ASTM 9F.

• Termometer

ASTM 10C atau

ASTM 10F.

(40)

Pengujian kandungan belerang dilakukan berdasarkan

standar ASTM D 4294-01. Peralatan :

• Energy-dispersive X-ray Fluoresence

Analyzer.

• Source of X-ray Excitation

• Sample Cells

• X-ray Detector

• Filters

• Signal Conditioning

• Display or Printer

Sulphur Content

(41)

Pengujian distilasi dilakukan berdasarkan standar ASTM D

86. Peralatan

:

– Labu distilasi kapasitas 125 ml.

– Gelas ukur kapasitas 100 ml.

– Thermometer ASTM 7C dan ASTM 8C.

– Distillation Apparatus lengkap dengan :

» Condenser and cooling bath.

» Shield.

» Heater and regulator.

» Flask support .

(42)

Pengujian distilasi dilakukan berdasarkan

standar ASTM D 240/241. Peralatan :

• Oxygen bomb calorimeter.

• Calorimeter controller.

• Oval bucket.

• Auto charger.

• water heater.

• Water cooler.

• Retrofit kit

• Thermometer

• Fuse wire

• Tray/sample cup

Nilai Kalor

(43)

Nama

: KAMA.

Model : KM 178FS.

Tipe : Motor diesel 4-langkah,

vertikal, berpendingin udara.

Jumlah silinder

:

Single-cylinder.

Sistem pembakaran

: Direct Injection

Combustion (DI).

Diameter x langkah

: 78 mm x 62 mm.

Volume langkah

: 296 cc.

Compression ratio : 20 :1

Power

: 3,7 kW/1500 rpm,

4 kW/1.800 rpm

Engine

(44)

Water Brake Dynamometer

Merk

: DYNOmite.

Ukuran

: 7”

single

rotor

absorber.

Kebutuhan air

: minimum 1 G.P.M.

Tekanan air

: minimum 8 Psi.

dynamic pressure.

Kemampuan

:

pengukuran sampai

kira-kira 20 hp.

Ketelitian torsi: 0,1 lb.ft

Produksi

: Land and Sea Inc. PO

Box 96. North Salem.

(45)

Exhaust Gas Analyzer

• Merk

: Opacimeter

• Type

: 8701-G

• Relative humidity

: 0 –

95%

• Voltage

: 230 V +10% -

15%

• Engine speed

: all rpm

• Capacity

: 0 –

99,9%

• Resolution

: 0,1%

• Error penyimpangan

: ±

2%

(46)

Merek

: Ricard

Alcock

Viscous Flow Air Meter

Tipe

: P7021

Maximum flow

: 25 x 10-3 m3/s

Panjang

keseluruhan

: 510 mm

Diameter :

130 mm

Meter element

: Panjang 3 in

Diameter 0,034 in

Produksi

: G. Cussons Ltd. 102,

Great Clowes

Street,

Manchester M7 9RH England.

(47)

O

||

CH

₂

- O - C - R

₁

CH

₃

- O - C - R

₁

|

| O

O

CH

₂

- OH

| ||

||

|

CH - O - C - R

₂

+ 3 CH

₃

OH =>

CH

₃

- O - C - R

₂

+ CH - OH

|

(KOH)

|

| O

O

CH

₂

- OH

| ||

||

CH

₂

- O - C - R

₃

CH

₃

- O - C - R

₃

Triglyceride methanol

mixture of fatty esters glycerin

(48)

(49)

Brake Horse Power

( )

Torsi

R

P

(rpm)

engine

Putaran

N

m

r

dinamomete

lengan

Panjang

R

lbf

r

dinamomete

pada

terbaca

yang

gaya

Scala

P

:

dimana

HP

33000

N

R

P

2 bhp

=

×

=

×

=

π

Brake horse power (

bhp

).

Merupakan

daya

yang dihasilkan

yang

dihasilkan

engine

yang

diukur

pada

poros

keluaran

Hal

(50)

Torsi

Torsi (T) adalah ukuran kemampuan engine untuk

menghasilkan kerja.

(

kgf_m

)

N

4500

bhp

min

1 s

60 hp

1 s

m

kgf

75 N

bhp

N

bhp

T

×

=

×

=

dimana

:

P = Beban

yang ditunjukkan

pada

dynamometer (N)

(51)

Effisiensi Thermis

Effisiensi thermis

adalah

ukuran

besarnya

pemanfaatan

panas

dari

bahan

bakar

untuk

dirubah

menjadi

tenaga

mekanik

(power)

%

100 x

diberikan

yang

Panas

terpakai

yang

Tenaga

th

=

η

100%

Q

.

Sfc

632 _×

=

th

η

dimanasfc = pemakaian: bahan bakar spesifik

(kg/hp-jam)

Q = panas pembakaran bahan bakar (LHV) (kcal/kg bahan bakar)

(52)

Brake Specific Fuel

Consumption

Specific fuel consumption,

merupakan

karakteristik

konsumsi

bahan

bakar

pada

engine.

Pada

umumnya

dinyatakan

dalam

grams per horsepower

-

hour,

sehingga

:

)

.

/

(

bhp.t

m.3600

hr

hp

kg

bsfc

=

dimana

:

m = massa

pemakaian

bahan

bakar

selama

t

(kg)

t = waktu

pemakaian

bahan

bakar

(detik)

(53)

Brake Mean Efective

Pressure

Brake mean effective pressure

(

bmep

).

Tekanan

efektif

rata

-

rata yang

didefinisikan

sebagai

tekanan

hipotetis

yang

bekerja

pada

keseluruhan

langkah

piston,

sehingga

bisa

dirumuskan

dengan

:

dimana

dimana :: Bmep

Bmep = = tekanantekanan efektif efektif ratarata--rata (kgf/cm2)rata (kgf/cm2) L =

L = panjang panjang langkah langkah (m)(m) A =

A = luas luas piston (cm2)piston (cm2) N =

N = putaran putaran engine (rpm)engine (rpm) Z =

Z = jumlah jumlah putaran putaran yang yang diperlukan diperlukan untuk untuk menyelesaian menyelesaian satu

satu siklus siklus engine, engine, n =1

n =1 untuk untuk engine 2 engine 2 langkahlangkah, , dan dan n = 2 n = 2 untuk untuk engine 4 engine 4 langkah

langkah.. I =

I = jumlah jumlah silindersilinder

I

N

A

L

Z

bhp

bmep

×

=

(54)

ρ

C

ΔP

K

m

udara

=

x

•

s

O

H

x

SG

x

Vol.

=

m

bb 2 bb

ρ

• bb udara

m

A/F

_• •

=

Air Fuel Ratio

Mass flow

_udara

= konsumsi udara (kg/detik)

K

= air flow meter calibration

= 7,34 x 10

-5

_m

3

_/detik

Δ

P

= beda tekanan intake (mmK

H

₂

O)

C

= temperature correction for

meter calibrated at

20

o

_C

ρ

_udara

= densitas udara (kg/m

3

_{) =}

1,225 kg/m

3

bb

Mass flow _bb= konsumsi bahan bakar (kg/detik) Vol. = volume gelas ukur (ml) = 25 ml

SG = specific gravity bahan bakar

S = waktu untuk menghabiskan sejumlah m (detik)

(55)

Hubungan antara

spesific gravity dan API

gravity

(

15

)

131 .

5

60 pada

gravity

spesific

141.5 ₋

=

C

F

API

o o

131.5 API

141.5 gravity

+

=

Specific

(56)

Grafik penelitian k pramanik (2001)

(57)

Grafik Penelitian

Candra Hadinata (2005)

(58)

Grafik Penelitian . Bari, T.H. Lim,

C.W. Yu (2001)

(59)

Lanjutan Grafik Penelitian . Bari,

T.H. Lim, C.W. Yu (2001)

(60)

Lanjutan Grafik Penelitian . Bari,

T.H. Lim, C.W. Yu (2001)

(61)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

(62)

Brake thermal efficiency terhadap

Torsi

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

(63)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

(64)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

(65)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

Per sen oksigen terhadap Torsi Per sen oksigen terhadap Torsi

(66)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

(67)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh

(68)

Keunggulan Biodiesel dibandingkan Solar

Keunggulan minyak biodiesel dibandingkan dengan

minyak solar konvensional adalah sebagai berikut :

• Bilangan setana tinggi, yakni ukuran baik

tidaknya kualitas solar berdasar sifat

antiknocking

dalam ruang bakar pada saat solar

dibakar,

• Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang

dapat menyebabkan uap biodiesel dapat

menyala, sehingga biodiesel lebih aman dari

bahaya kebakaran pada saat disimpan maupun

pada saat didistribusikan dari pada solar,

• Tidak mengandung sulfur dan benzen yang

(69)

Lanjutan kelebihan biodiesel daripada

solar

• Mempunyai sifat lubrikasi mesin yang lebih baik dari

pada solar,

• Emisi pembakaran biodiesel lebih ramah lingkungan,

yakni hasil pembakaran lebih sempurna dari pada solar

dan tidak menghasilkan gas bakar yang bersifat

karsinogenik,

• Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa

dalam berbagai komposisi Oleh karena itu, tidak

memerlukan modifikasi mesin apapun.

• Dapat mengurangi asap hitam dari gas buang mesin

diesel secara signifikan walaupun penambahan hanya

5%-10% volume biodiesel kedalam solar.

(70)

(71)

(72)

Torsi Terhadap Beban

torsi terhadap beban

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00 0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

beban

to

rs

i

B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B100

(73)

Daya Terhadap Beban

Daya terhadap beban

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% beban Daya ( H P ) _B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B100

(74)

BMEP Terhadap Beban

BMEP terhadap beban

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00 1000.00

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

beban

B

M

EP (

K

p

a)

B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B100

(75)

Bsfc Terhadap Beban

Bsfc terhadap beban

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50 0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

beban

B

sfc

(k

g

/h

p

.j

am

)

B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B100

(76)

Effisiensi Thermal Terhadap Beban

Effisiensi Thermal terhadap beban

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00 0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

beban

E

ff.

T

h

er

m

al

(

%

)

B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65

(77)

Air Fuel Ratio Terhadap Beban

Air Fuel Ratio terhadap beban

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00 0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

beban

A/

F r

at

io

B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B100

(78)

Soot Terhadap Beban

Soot terhadap beban

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00 0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

beban

S

oot

(

%

)

B0 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B100

(79)

(80)

Density

856.00 858.00 860.00 862.00 864.00 866.00 868.00 870.00 30 35 40 45 50 55 60 65 70 % Bahan Bakar de ns it y ( k g/m 3 ) Series1 Linear (Series1)

(81)

Kinematic Viskosity

1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 1.60 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 % Bahan Bakar K in em at ic V isko ci ty ( C st ) Series1 Linear (Series1)

(82)

Flash Point

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 % Bahan Bakar F lash P o in t Series1 Linear (Series1)

(83)

Sulphur Content

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 % Bahan Bakar S u lp hur C o nt en t ( % ) _Series1 Linear (Series1)

(84)

Cetane Index

49.30 49.40 49.50 49.60 49.70 49.80 49.90 50.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 % Bahan Bakar C et ane i n de x Series1 Linear (Series1)

Cetane Index

(85)

Nilai Kalor

9800.00 9850.00 9900.00 9950.00 10000.00 10050.00 10100.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 % Bahan Bakar N ila i K alo r ( K ka l/k g ) Series1 Linear (Series1)

(86)

Distilasi

856.00 858.00 860.00 862.00 864.00 866.00 868.00 870.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 % Bahan Bakar D ist il asi Series1 Linear (Series1)

Distilasi

(87)