Feedback

Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium, Hidrogen dan Etanol 99% terhadap Performansi dan Emisi Gas Buang Mesin Genset Otto

Thông tin tài liệu

PENGARUH CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM, HIDROGEN DAN ETANOL 99% TERHADAP PERFORMANSI DAN EMISI GAS BUANG MESIN GENSET OTTO SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik ALGRIS HOPIAR MOR S NIM : 090401034 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kelangkaan minyak yang terusmenerus terjadi, yang dimana manusia disadarkan bahwa cadangan minyak bumi dunia semakin menipis, sementara itu pemakaiannya terus meningkat. Untuk itulah diperlukan energi alternatif yang sumbernya tidak akan pernah mengalami kelangkaan. Adalah etanol dan hidrogen yang merupakan bahan bakar yang berasal dari sumber yang tak terbatas. Selama lahan masih ada etanol akan terus dapat diproduksi dan selama lautan masih menutupi dunia ini selama itu hidrogen juga dapat diproduksi. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui perbandingan performansi dan emisi gas buang dari mesin genset Otto 4-langkah merk STARKE Tipe GFH1900LX dengan menggunakan bahan bakar premium, etanol, campuran premium-etanol dan campuran premium-etanol-hidrogen. Penelitian ini dilakukan dengan cara menimbang bahan bakar kemudian, memberikan beban pada mesin genset yang telah dihidupkan, tegangan dan kuat arus diukur dengan multimeter, putaran diukur dengan tachometer dan waktu habis bahan bakar dihitung dengan stopwatch, kemudian data dianalisa. Adapun hasil penelitian ini terlihat bahwa hasil performansi dari mesin genset terlihat cukup baik. Seperti daya yang dihasilkan dapat terpenuhi hingga beban 1000 watt kecuali pada etanol hanya sebatas 600 watt saja. Torsi meningkat bila dibandingkan dengan premium, efisiensi termal meningkat, namun terlihat lebih boros pada campuran premiumetanol dan sangat boros pada bahan bakar etanol. Sementara itu campuran premium-etanol dan hidrogen dapat meminimalisasi keborosan tersebut. Kata kunci : minyak bumi, performansi, emisi gas buang, etanol, hidrogen Universitas Sumatera Utara ABSTRACT This research backed by the scarcity of fuel that ongoing continue, that is where people aware that fuel reserves will be empty, in the meantime fuel consumtion continues to increase. For that, alternative energy needs the source wont scarce. Ethanol and hydrogen are fuels from infinite sources. As long as the land is still there, ethanol can be continue to be produced and as long as the ocean is still covered the earth, hydrogen can be produced too. purpose of this study are to find out comparison of performance and exhaust emission from genset engine Otto 4-step merk STARKE Type GFH1900LX with used premium, ethanol, mixture premium-etanol and mixture premium-etanol-hidrogen. This research done by weighing the fuel, then provide a load to genset engine that has been turned on, voltage and current measured by multymeter, circle measured by tachometer and time measured by stopwatch, and then the data were analyzed. As for results of this research seen that performance results by the genset engine looks good. The power generated can be fulfilled until load 1000 watt, except ethanol generated 600 waat only. Torsion was increased if comparison with premium, the thermal efficiency was increased, but looks more lavishly on mixture premium-etanol and very wasteful on etanol. In the meantime mixture premiumethanol and hidrogen can minimize that wastefulness. keyword : fuel, perfomance, excaust emission, ethanol, hydrogen Universitas Sumatera Utara KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu “Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium, Hidrogen dan Etanol 99% terhadap Performansi dan Emisi Gas Buang Mesin Genset Otto” Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus ST. MT sebagai dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. 3. Ir. M. Syahril Gultom, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU. 4. Laboran Laboratorium Prestasi Mesin Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik 5. Kedua orang tua penulis, Ayahanda B. Nababan dan Ibunda N.P.br Bako, yang telah memberikan dukungan doa, dana dan semangat. 6. Segenap kerabat keluarga yang telah memberikan semangat dan doanya kepada penulis selama menyelesaikan pendidikan S-1. 7. Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2009 juga teman- teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis Universitas Sumatera Utara Penulis menyadari masih banyak kekurangan-kekurangan di dalam skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk penyempurnaan skripsi ini.Terima kasih. Medan, Maret 2014 Penulis, Algris Hopiar Mor S NIM. 090401034 Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI ABSTRAK . i ABSTRACK . ii KATA PENGANTAR . iii DAFTAR ISI. v DAFTAR GAMBAR . ix DAFTAR TABEL. xii DAFTAR NOTASI. xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. 1 1.2 Tujuan Pengujian . 2 1.3 Batasan Masalah . 2 1.4 Metodologi Penulisan . 3 1.5 Sistematika Penulisan. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan Bakar Hidrogen . 4 2.2 Elektrolisis Air. 8 2.3 Bahan Bakar Etanol. 9 2.4 Proses Fermentasi. 11 2.5 Proses distilasi dan dehidrasi. 13 2.6 Motor Bensin . 13 2.6.1 Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah. 14 2.6.2 Performansi Motor Bakar . 17 2.6.2.1 Torsi dan Daya . 18 2.6.2.2 Konsumsi Bahan Bakar (sfc) . 18 2.6.2.3 Rasio Udara - Bahan Bakar (AFR) . 19 2.6.2.4 Efisiensi Thermal Brake. 20 2.6.3 Pembakaran pada Mesin Otto. 20 2.6.4 Penyalaan dengan Bunga Api. 23 2.7 Nilai Kalor Bahan Bakar . 25 Universitas Sumatera Utara 2.8 Generator Set . 27 2.9 Tipe Generator Set. 28 2.10 Emisi Gas Buang . 29 2.10.1 Sumber. 29 2.10.2 Komposisi Kimia. 29 2.10.3 Bahan Penyusun . 29 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu Dan Tempat. 32 3.2 Alat Dan Bahan . 32 3.2.1 Alat . 32 3.2.1.1 Alat elektroliser. 32 3.2.1.2 Mesin uji . 34 3.2.1.3 Alat pendukung dalam penyimpanan hidrogen . 38 3.2.1.4 Alat pendukung dalam penyaluran hidrogen . 39 3.2.2 Bahan. 41 3.3 Metode Pengumpulan Data . 42 3.4 Metode Pengolahan Data. 42 3.5 Pengamatan Dan Tahap Pengujian. 42 3.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar . 43 3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto Generator Set . 45 3.8 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang. 49 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Daya. 50 4.1.1 Daya yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “P”. 50 4.1.2 Daya yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “Et”. 51 4.1.3 Daya yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “E25”. 51 4.1.4 Daya yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “H2,5” . 52 4.2 Torsi. 55 Universitas Sumatera Utara 4.2.1 Torsi yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “P”. 55 4.2.2 Torsi yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “Et”. 56 4.2.3 Torsi yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “E25”. 56 4.2.4 Torsi yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “H2,5” . 57 4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (sfc). 59 4.3.1 Sfc yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “P”. 59 4.3.2 Sfc yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “Et” . 61 4.3.3 Sfc yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “E25” . 62 4.3.4 Sfc yang dihasilkan menggunakan bahan bakar “H2,5”. 63 4.4 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) . 65 4.4.1 AFR yang dihasilkan bahan bakar “P”. 66 4.4.2 AFR yang dihasilkan bahan bakar “Et”. 67 4.4.3 AFR yang dihasilkan bahan bakar “E25”. 69 4.4.4 AFR yang dihasilkan bahan bakar “H2,5” . 70 4.5 Efisiensi Termal. 74 4.5.1 Efisiensi termal yang dihasilkan bahan bakar “P” . 74 4.5.2 Efisiensi termal yang dihasilkan bahan bakar “Et” . 75 4.5.3 Efisiensi termal yang dihasilkan bahan bakar “E25” . 76 4.5.4 Efisiensi termal yang dihasilkan bahan bakar “H2,5”. 77 4.6 Hasil Pembakaran. 80 4.7 Pengujian Emisi Gas Buang . 83 4.7.1 Emisi Gas Buang Bahan Bakar “P”. 83 Universitas Sumatera Utara 4.7.2 Emisi Gas Buang Bahan Bakar “Et”.84 4.7.3 Emisi Gas Buang Bahan Bakar “E25”.84 4.7.4 Emisi Gas Buang Bahan Bakar “H2,5”.84 4.8 Analisa Perbandingan Kadar Gas Buang . 85 4.8.1 Analisa Perbandingan Kadar Karbon Monoksida (CO) Dalam Gas Buang. 85 4.8.2 Analisa Perbandingan Kadar Karbon Dioksida (CO2) dalam Gas Buang . 86 4.8.2 Analisa Perbandingan Kadar Hidrokarbon (HC) dalam Gas Buang . 88 4.8.2 Analisa Perbandingan Kadar Oksigen (O2) dalam Gas Buang .89 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan. 92 5.2 Saran . 94 DAFTAR PUSTAKA . xv LAMPIRAN. xvi Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kelangkaan minyak yang terusmenerus terjadi, yang dimana manusia disadarkan bahwa cadangan minyak bumi dunia semakin menipis, sementara itu pemakaiannya terus meningkat. Untuk itulah diperlukan energi alternatif yang sumbernya tidak akan pernah mengalami kelangkaan. Adalah etanol dan hidrogen yang merupakan bahan bakar yang berasal dari sumber yang tak terbatas. Selama lahan masih ada etanol akan terus dapat diproduksi dan selama lautan masih menutupi dunia ini selama itu hidrogen juga dapat diproduksi. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui perbandingan performansi dan emisi gas buang dari mesin genset Otto 4-langkah merk STARKE Tipe GFH1900LX dengan menggunakan bahan bakar premium, etanol, campuran premium-etanol dan campuran premium-etanol-hidrogen. Penelitian ini dilakukan dengan cara menimbang bahan bakar kemudian, memberikan beban pada mesin genset yang telah dihidupkan, tegangan dan kuat arus diukur dengan multimeter, putaran diukur dengan tachometer dan waktu habis bahan bakar dihitung dengan stopwatch, kemudian data dianalisa. Adapun hasil penelitian ini terlihat bahwa hasil performansi dari mesin genset terlihat cukup baik. Seperti daya yang dihasilkan dapat terpenuhi hingga beban 1000 watt kecuali pada etanol hanya sebatas 600 watt saja. Torsi meningkat bila dibandingkan dengan premium, efisiensi termal meningkat, namun terlihat lebih boros pada campuran premiumetanol dan sangat boros pada bahan bakar etanol. Sementara itu campuran premium-etanol dan hidrogen dapat meminimalisasi keborosan tersebut. Kata kunci : minyak bumi, performansi, emisi gas buang, etanol, hidrogen Universitas Sumatera Utara ABSTRACT This research backed by the scarcity of fuel that ongoing continue, that is where people aware that fuel reserves will be empty, in the meantime fuel consumtion continues to increase. For that, alternative energy needs the source wont scarce. Ethanol and hydrogen are fuels from infinite sources. As long as the land is still there, ethanol can be continue to be produced and as long as the ocean is still covered the earth, hydrogen can be produced too. purpose of this study are to find out comparison of performance and exhaust emission from genset engine Otto 4-step merk STARKE Type GFH1900LX with used premium, ethanol, mixture premium-etanol and mixture premium-etanol-hidrogen. This research done by weighing the fuel, then provide a load to genset engine that has been turned on, voltage and current measured by multymeter, circle measured by tachometer and time measured by stopwatch, and then the data were analyzed. As for results of this research seen that performance results by the genset engine looks good. The power generated can be fulfilled until load 1000 watt, except ethanol generated 600 waat only. Torsion was increased if comparison with premium, the thermal efficiency was increased, but looks more lavishly on mixture premium-etanol and very wasteful on etanol. In the meantime mixture premiumethanol and hidrogen can minimize that wastefulness. keyword : fuel, perfomance, excaust emission, ethanol, hydrogen Universitas Sumatera Utara BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dijaman yang serba moderen ini kelangkaan bahan bakar minyak adalah persoalan yang mendunia. Semua aspek kehidupan merasakan dampak kelangkaan ini mulai dari kehidupan rumah tangga hingga perusahaan-perusahaan besar merasakaannya. Suplai dan harga minyak bumi yang seharusnya membuat kita sadar bahwa jumlah multi meter. 7. Mencatat waktu yang diperlukan dalam menghabiskan bahan bakar. 8. Mengulang pengujian untuk variasi jumlah lampu berikutnya adapun variasi pembebanan jumlah lampu berikutnya yaitu, 4, 6, 8, 10, dan 12 lampu. 9. Mengulang pengujian dengan bahan bakar premium 100%, etanol (96%) 100%, premium50% + etanol(96%)50%, (premium50% + etanol(96%) 50%)97.5% + Hidrogen 2,5% 52 Universitas Sumatera Utara Sementara untuk campuran yang mengandung hidrogen langkah pengujian adalah sebagai berikut: 1. Mengoperasikan mesin dengan cara menarik starter penyalaan mesin, kemudian memanaskan mesin selama 5 menit. 2. Setelah mesin beroperasi dengan baik, mesin dipadamkan dan bahan bakar cair ditimbang dengan timbangan digital seberat 29,27 gr. 3. Mengatur keluaran hidrogen lewat regulator. 4. Memulai pengujian dengan menghidupkan rilei 2 lampu sebagai variasi beban awal (pengujian pertama) dan secara bersamaan membuka katup keluaran hidrogen. 5. Menghidupkan stopwatch dan menghitung waktu pengujian sampai bahan bakar habis. 6. Mengukur putaran mesin dengan menggunakan tachometer. 7. Mencatat tegangan dan kuat arus menggunakan multi meter. 8. Mencatat waktu yang diperlukan dalam menghabiskan bahan bakar. 9. Mengulang pengujian untuk variasi jumlah lampu berikutnya adapun variasi pembebanan jumlah lampu berikutnya yaitu, 4, 6, 8, 10, dan 12 lampu. 10. Mengulang pengujian dengan bahan bakar premium 100%, etanol (96%) 100%, premium50% + etanol(96%)50%, (premium50% + etanol(96%) 50%)97.5% + Hidrogen 2,5%. 53 Universitas Sumatera Utara Untuk lebih ringkasnya prosedur pengujian performansi yang dilakukan dapat dilihat melalui melalui diagram alir di bawah ini : Mulai Jumlah beban lampu: n lampu Massa bahan bakar = 30 gr Mencatat putaran Mencatat tegangan Mencatat kuat arus Mencatat waktu Mengulang pengujian dengan beban jumlah lampu yang berbeda Kesimpulan selesai Gambar 3.14 Diagram alir pengujian performansi mesin otto generator set 3.7 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang Pengujian emisi gas buang yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan alat Sukyong SY-GA 401. Pengujian ini dilakukan dengan tujuan agar gas buang yang dihasilkan mesin diketahui kadar emisinya. Prosedur pengujian dapat dilihat melalui diagram alir berikut ini : Mulai 54 Universitas Sumatera Utara Tekan tombol power yang ada di belakang Pilih opsi official test Tunggu sampai “auto zero” mengkalibrasi alat dan layar menunjukkan tampilan ECC TST Pasang probe tester ke ujung knalpot Mengulang pengujian dengan variasi beban jumlah lampu yang berbeda Kesimpulan Selesai Gambar 3.15 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang 3.8 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. 55 Universitas Sumatera Utara Pengatur penyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik ke tangkai penyala pada tabung bom. 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 didalam 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. 15. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingan setelah 5 (lima) menit dari penyalaan berlangsung. 56 Universitas Sumatera Utara 16. Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya. 17. Mengulang pengujian sebanyak 5 (lima) kali berturut-turut. 57 Universitas Sumatera Utara BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Daya Besarnya daya yang dihasilkan oleh mesin Genset STARKE Tipe GFH1900LX menggunakan komposisi bahan bakar P 100%, E 100%, P50% + E50%, dan ( P50% + E50%) 97,5% + H 2,5% dapat dihitung dengan rumus : = × . (4.1) dimana: P = Daya Keluaran (watt) V = Tegangan (volt) I = Kuat arus (ampere) 4.1.1 Besarnya daya dengan menggunakan bahan bakar P 100% Jumlah beban = 2 ⇒ Putaran 4330 rpm = × = 252 × 0,8 = 201,6 Jumlah beban = 4 ⇒ Putaran 4410 rpm = × = 251 × 1,60 = 401,6 Jumlah beban = 6 ⇒ Putaran 4510 rpm = × = 253 × 2,4 = 607,2 Jumlah beban = 8 ⇒ Putaran 4600 rpm = × = 252 × 3,2 = 806,4 Jumlah beban = 10 ⇒ Putaran 4690 rpm = × 58 Universitas Sumatera Utara = 252 × 4 = 1008 Jumlah beban = 12 ⇒ Putaran 4560 rpm = × = 225 × 4,5 = 1012,5 Tabel 4.1 Daya pengujian menggunakan bahan bakar P100% Bahan Bakar P100% Parameter Uji n (rpm) V (volt) I (Ampere) P (Watt) 2 4330 252 0,8 201, 6 Jumlah Beban (lampu 100 Watt) 4 6 8 10 4410 4510 4600 469 0 251 253 252 252 1,6 2,4 3,2 4 401, 607, 806, 100 6248 12 4560 225 4,5 1012, 5 4.1.2 Besar daya dengan menggunakan bahan bakar E100% Jumlah beban = 2 ⇒ Putaran 4160 rpm = × = 250 × 0,8 = 200 Jumlah beban = 4 ⇒ Putaran 4200 rpm = × = 250 × 1,63 = 407,5 Jumlah beban = 6 ⇒ Putaran 4250 rpm = × = 250 × 2,5 = 625 Jumlah beban = 8 ⇒ Putaran 4128 rpm = × = 225 × 2,83 59 Universitas Sumatera Utara = 636,75 Jumlah beban = 10 ⇒ Putaran 4051 rpm = × = 189 × 3,48 = 657,72 Jumlah beban = 12 ⇒ Putaran 3862 rpm = × = 160 × 4,1 = 656 Tabel 4.2 Daya pengujian menggunakan bahan bakar E100% Bahan Bakar E100% Parameter Uji n (rpm) V (volt) I (Ampere) P (Watt) Jumlah Beban ( lampu100 Watt) 2 4 6 8 10 416 425 0 4200 0 4128 4051 250 250 250 225 189 0,8 1,63 2,5 2,83 3,48 407, 636,7 657,7 200 5 625 5 2 12 386 2 160 4,1 656 4.1.3 Besar daya dengan menggunakan bahan bakar P50% + E50% Jumlah beban = 2 ⇒ Putaran 4280 rpm = × = 250 × 0,81 = 202,5 Jumlah beban = 4 ⇒ Putaran 4329 rpm = × = 251 × 1,62 = 406,62 Jumlah beban = 6 ⇒ Putaran 4352 rpm = × = 250 × 2,48 = 620 60 Universitas Sumatera Utara Jumlah beban = 8 ⇒ Putaran 4370 rpm = × = 250 × 3,28 = 820 Jumlah beban = 10 ⇒ Putaran 4169 rpm = × = 220 × 3,8 = 1000,46 Jumlah beban = 12 ⇒ Putaran 4024 rpm = × = 194 × 4,3 = 834,2 Tabel 4.3 Daya pengujian menggunakan bahan bakar P 50% + E50% Bahan Bakar P50% + E50% Parameter Uji n (rpm) V (volt) I (Ampere) P (Watt) Jumlah beban ( lampu 100 Watt ) 2 4 6 8 10 12 435 437 416 4280 4329 2 0 9 4024 250 251 250 250 220 194 0,81 1,62 2,48 3,28 3,8 4,3 202, 406,6 834, 52 620 820 836 2 4.1.4 Besar daya dengan menggunakan bahan bakar (P50% + E50%)97,5 + H 2,5% Jumlah beban = 2 ⇒ Putaran 4305 rpm = × = 251 × 0,82 = 205,82 Jumlah beban = 4 ⇒ Putaran 4360 rpm = × = 250 × 1,7 = 425 Jumlah beban = 6 ⇒ Putaran 4400 rpm 61 Universitas Sumatera Utara = × = 251 × 2,56 = 642,56 Jumlah beban = 8 ⇒ Putaran 4430 rpm = × = 250 × 3,3 = 825 Jumlah beban = 10 ⇒ Putaran 4235 rpm = × = 231 × 4 = 924 Jumlah beban = 12 ⇒ Putaran 4180 rpm = × = 204 × 4,35 = 887,4 Tabel 4.4 Daya pengujian menggunakan bahan bakar (P50% + E50%)97,5% + H2,5% Bahan Bakar (P50% + E50%)97,5% + H2,5% bahan bakar campuran premiumsuper fuel. 2. Karena mesin pada umumnya dirancang untuk bahan bakar bensin maka untuk mengembangkan penggunaan super fuel sebagai bahan bakar alternatif, perlu dilakukan penelitian tentang ketahanan bahan mesin terhadap bahan bakar selain premium. 3. Untuk mendukung kelancaran dan akurasi hasil pengujian sebaiknya dilakukan pemeriksaan dan kalibrasi terhadap instrumentasi dan alat ukur setiap kali pengujian akan dilakukan Universitas Sumatera Utara DAFTAR PUSTAKA 1. Amri, I. 2007. Dilema Biofuel Sebagai Sumber Energi Alternatif. Edisi Pertama. Kuala Lumpur. 2. Arismunandar, Wiranto. 1988. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Edisi Kelima. Bandung: Penerbit ITB. 3. Direktorat Jenderal Migas, 2012, Statistik Minyak Bumi. Jakarta 4. Direktorat Jenderal Pertanian, 2011, Produksi, Luas Areal dan Produktivitas Perkebunan di Indonesia. Jakarta 5. Eugene A. Avallone., Marks’ Standartd Handbook for Mechanical Engineers, Mc. Graw – Hill, 1987 6. Hamdi, Alhilal. 2006. Bahan Bakar Alternatif dari Tumbuhan Sebagai Pengganti Minyak Bumi. Jakarta : Penebar Swadaya 7. Heywod, Jhon B. Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw Hill Book Company, New York, 1988 8. Maleev, V.L., Internal Combustion Engine Theory and Design. Mc. Graw – Hill Kogakusha, Ltd. California, 1945 9. Napitupulu, Farel H., Pengaruh Nilai Kalor (Heating Value) Suatu Bahan Bakar Terhadap Perencanaan Volume Ruang Bakar Ketel Uap Berdasarkan Metode Penentuan Nilai Kalor Bahan Bakar Yang Dipergunakan, Teknik Mesin FT USU, Medan, 2006 10. Pulkrabek, Willard W. Engineering Fundamentals Of The Internal Combustion Engine. Prentice Hall, New Jersey 11. Sharma, SP & Mohan Chander. Fuel and Combustion. Tata McGra-Hill Publishing Company Limited, New Delhi, 1984 12. Sitepu, Tekad, Kajian Eksperimental Pengaruh Bahan Adiktif Octane Boster Terhadap Nilai Kalor Bahan Bakar Solar, Teknik Mesin FT USU, Medan, 2009 13. Soenatra Nakoela. 2002. Motor Serba Guna. Jakarta : Pradnya Paramita. ISBN 979-408-375-5 14. Thayab, Awaluddin, dkk. Buku Panduan Praktikum Bom Kalorimeter. Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin USU, Medan, 2003. Universitas Sumatera Utara . LAMPIRAN Universitas Sumatera Utara Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Bom Kalorimeter Bahan Bakar No Pengujian 100% Premium 95% Premium + 5% super fuel 90% Premium + 10% super fuel 85% Premium + 15% super fuel 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 T₁°C 24,62 25,45 26,25 27,12 28,95 25,99 26,75 27,56 28,65 29,37 25,11 25,77 26,46 27,25 27,9 24,45 25,13 25,82 26,73 27,45 T₂°C 25,33 26,13 26,94 27,82 29,64 26,64 27,41 28,2 29,29 29,99 25,74 26,38 27,1 27,88 28,53 25,02 25,72 26,41 27,3 28,03 HHV (kJ/kg) 48529,54 46323,65 47058,94 47794,24 47058,94 44117,8 44853,1 44117,8 43382,5 41911,9 42647,2 41176,6 43382,5 42647,2 42647,2 38235,4 39706 39706 38235,4 38970,7 HHV ratarata (kJ/kg) 47353,06 43441,27 42411,85 38941,25 LHV 44199,46 40294,15 39266,89 35800,61 HHV = (T2 – T1 – Tkp) x Cv LHV = HHV – 2400( M + 9H2) Dimana : HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg) T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan (0C) T2 = Temperatur air pendingin sesudah penyalaan (0C) Cv = Panas jenis bom kalorimeter (73529,6 KJ/Kg0C) Tkp = Kenaikan temperatur akibat kawat penyala (0,05 0C) LHV = Nilai kalor bawah (kJ/kg) Universitas Sumatera Utara Lampiran 2. Data hasil pengujian mesin otto dengan bahan bakar premium 100% Selama 5 menit Parameter Uji n (rpm) V (volt) A (Ampere) Δ m (gr) ṁf (kg/jam) ṁa(kg/jam) PB (Watt) T ( N.m ) Sfc (g/kW.h) LHV (kJ/kg) ηb(%) AFR CO (% vol) HC (ppm vol) CO2 (% vol) O2 (% vol) 2 4330 250,5 0,8 51 0,612 10,087 200,4 0,44218 3053,89 44199,5 2,749 16,48 2,635 849 0,95 16,43 Premium 100% Jumlah lampu (@100 Watt) 4 6 8 10 4410 4510 4600 4690 250 250,5 250 250 1,605 2,41 3,205 4,005 59 0,708 68 0,816 64 0,768 77 0,924 10,087 401,25 0,8693 1764,49 44199,5 10,087 603,705 1,27891 1351,6 44199,5 10,087 801,25 1,66419 958,5 44199,5 10,087 1001,25 2,03968 922,846 44199,5 4,759 6,2 8,76 9,099 14,25 12,36 13,13 Uji Emisi Gas Buang 3,04 3,165 2,215 293 212,5 107,5 1,15 1,35 1,5 16,17 15,7 17,02 10,92 1,1 67 1,8 17,79 12 4560 224 4,5 83 0,996 10,087 1008 2,11197 988,095 44199,5 8,498 10,13 0,535 48,5 1,45 18,12 Universitas Sumatera Utara Lampiran 3. Data hasil pengujian mesin otto dengan bahan bakar premium 95% premium + 5% super fuel selama 5 menit Parameter Uji n (rpm) V (volt) A (Ampere) Δ m (gr) ṁf (kg/jam) ṁa (kg/jam) PB (Watt) T ( N.m ) Sfc (g/kW.h) LHV (kJ/kg) ηb(%) AFR CO (% vol) HC (ppm vol) CO2 (% vol) O2 (% vol) 95% premium + 5% super fuel Jumlah lampu (@100 Watt) 2 4 6 8 10 4343 4439 4525 4632 4734 250,25 249,85 250,5 249,55 250,5 0,8 1,605 2,405 3,21 4 56 65 75 71 85 0,672 0,78 0,9 0,852 1,02 10,087 10,087 10,087 10,087 10,087 200,2 401,009 602,453 801,056 1002 0,44042 0,8631 1,27203 1,65229 2,02223 3356,64 1945,09 1493,89 1063,6 1017,96 40294,15 40294,15 40294,15 40294,15 40294,15 2,743997 4,735312 6,165511 8,659878 9,048078 15,01042 12,93205 11,20778 11,8392 9,889216 Uji Emisi Gas Buang 2,215 2,795 3,045 2,12 1,025 833 243 135 104 58,5 1,05 1,45 1,6 0,95 1,9 15,89 15,37 14,81 16,95 16,5 12 4437,5 218 4,415 88 1,056 10,087 962,47 2,07224 1097,18 40294,15 8,394833 9,552083 0,42 46,5 1,6 17,6 Universitas Sumatera Utara Lampiran 4. Data hasil pengujian mesin otto dengan bahan bakar premium 10% premium + 10% super fuel selama 5 menit Parameter Uji 2 n (rpm) 4362,5 V (volt) 250,15 A (Ampere) 0,8 Δ m (gr) ṁf (kg/jam) ṁa (kg/jam) PB (Watt) T ( N.m ) Sfc (g/kW.h) LHV (kJ/kg) ηb(%) AFR 59 0,708 10,087 200,12 0,43827 3537,88 39266,89 2,671539 14,24718 CO (% vol) HC (ppm vol) CO2 (% vol) O2 (% vol) 2,15 482,5 1,3 15,74 10% premium + 10% super fuel Jumlah lampu (@100 Watt) 4 6 8 10 4432 4525 4585 4678,5 249,5 249,5 249,75 250,25 12 4359 212 1,605 2,41 3,205 4 4,5 67 77 0,804 0,924 10,087 10,087 400,448 601,295 0,86325 1,26958 2007,75 1536,68 39266,89 39266,89 4,707538 6,150634 12,54602 10,91667 74 87,5 90 0,888 1,05 1,08 10,087 10,087 10,087 800,449 1001 954 1,66796 2,04418 2,091 1109,38 1048,95 1132,08 39266,89 39266,89 39266,89 8,51971 9,010503 8,348893 11,35923 9,606667 9,339815 Uji Emisi Gas Buang 2,62 3,055 2,04 243 228 115 1,5 2,15 2,35 14,02 13,08 15,28 0,91 58,5 2,7 15,59 0,39 32,5 3,5 15,96 Universitas Sumatera Utara Lampiran 5. Data hasil pengujian mesin otto dengan bahan bakar premium 85% premium + 15% super fuel selama 5 menit Parameter Uji n (rpm) V (volt) A (Ampere) Δ m (gr) ṁf (kg/jam) ṁa (kg/jam) PB (Watt) T ( N.m ) Sfc (g/kW.h) LHV (kJ/kg) ηb(%) AFR CO (% vol) HC (ppm vol) CO2 (% vol) O2 (% vol) 85% premium + 15% super fuel Jumlah lampu (@100 Watt) 24 6 8 10 12 4391 4437 4495 4651 4751 4397 250 250,1 250,15 250 249,75 210 0,8 1,6 2,4 3,2 4,005 4,475 66 75 84 81 97 99 0,78 0,888 1,014 0,984 1,152 1,176 10,087 10,087 10,087 10,087 10,087 10,087 200 400,16 600,36 800 1000,25 939,75 0,435 0,862 1,276 1,643 2,011 2,042 3900 2219,11 1688,99 1230 1151,71 1251,4 35800,6 35800,6 35800,6 35800,6 35800,6 35800,6 2,658127 4,671551 6,13782 8,42820 9,001106 8,2841 12,93205 11,35923 9,947732 10,2510 8,756076 8,57738 Uji Emisi Gas Buang 2,235 2,73 3,16 2,335 0,975 0,405 572 256 214 121 64 38,5 1,35 1,65 1,9 2,1 2,55 1,4 15,22 15,12 14,47 15,31 15,92 17,95 Universitas Sumatera Utara Lampiran 6. Standard Emisi Gas Buang Kategori Parameter Tahun Pembuatan CO (%) HC (ppm) Opacity (% HSU) Berpenggerak Motor < 2007 4,5 1200 Bakar cetus api (bensin) ≥ 2007 1,5 200 - Berpenggerak Motor Bakar Penyalaan Kompresi (Diesel) GVW ≤ 3,5 Ton < 2010 ≥ 2010 - - 70 40 GvVW ≥ 3,5 Ton < 2010 ≥ 2010 - - 70 50 Sumber: Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Lampiran 7: Pengujian super fuel 20% Universitas Sumatera Utara Lampiran 8. Anggaran Biaya Pengujian Nama Barang Super fuel + Biaya Pengiriman Premium Bola Lampu 100 Watt Busi Oli Uji Bomb Kalori Selang Bahan Bakar Botol Bahan Bakar Total Biaya Banyak 6 Botol 20 liter 20 Buah 4 Buah 2 Botol Harga@ Rp. 25.000 Rp. 6.500 Rp. 5000 Rp. 20.000 Rp. 30.000 2m Rp. 6000 1 Buah Rp. 10.000 Jumlah Harga Rp.300.000 Rp.130.000 Rp.100.000 Rp. 80.000 Rp. 60.000 Rp. 50.000 Rp. 12.000 Rp. 10.000 Rp.742.000 Universitas Sumatera Utara
Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium, Hidrogen dan Etanol 99% terhadap Performansi dan Emisi Gas Buang Mesin Genset Otto
Aktifitas terbaru

Penulis

Berpartisipasi : 2016-09-17

Tài liệu liên quan

Upload teratas

Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium, Hidrogen dan Etanol 99% terhadap Performansi dan Emisi Gas Buang Mesin Genset Otto

Gratis