PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

Transkripsi

1 Oleh Maulana Sigit Wicaksono PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 21 Pembimbing Ir. Joko Sarsetyanto, MT.

2 LATAR BELAKANG Meningkatnya kebutuhan manusia akan sumber energi Penelitian sebelumnya sudah membahas penambahan mixer pada genset berbahan bakar LPG Indonesia merupakan Negara yang berpotensi mengembangkan sumber energi biogas

3 RUMUSAN MASALAH Bagaimana kinerja genset empat langkah ketika dimodifikasi menggunakan bahan bakar biogas dengan penambahan mixer venturi. Bagaimana perbandingan unjuk kerja mesin genset empat langkah menggunakan bahan bakar biogas dengan menggunakan bahan bakar bensin.

4 BATASAN MASALAH Pengujian dilakukan pada genset motor bensin 4 langkah 1 silinder merk Vorex seri V15 1 watt, volume silinder 1 CC menggunakan karburator sebagai penyalur bahan bakar udara dan mixer venturi sebagai alat percampuran bahan bakar biogas dengan udara. Bahan bakar premium yang digunakan adalah bensin yang diproduksi Pertamina dan kadar bensin premium diasumsikan murni (tidak memperhatikan seberapa besar campuran/aditif didalamnya). Bahan bakar biogas yang digunakan adalah biogas yang diproduksi TPA Talang Agung Kepanjen Kabupaten Malang. Mixer venture tidak diuji secara khusus, tapi diuji secara langsung pada genset. Kondisi temperatur udara sekitar dianggap ideal. Data diambil pada beban berupa lampu = 1 Watt. Tidak melakukan analisa pelumasan. Analisa reaksi kimia pada bahan bakar bensin dan gas tidak dibahas.

5 Mengetahui perbandingan unjuk kerja mesin genset antara menggunakan bahan bakar bensin dan menggunakan bahan bakar biogas dengan penambahan mixer venturi sebagai mekanisme pencampuran udara dengan bahan bakar TUJUAN PENELITIAN Keuntungan menggunakan genset bahan bakar biogas dari segi ekonomis. Untuk mengetahui unjuk kerja genset motor bakar empat langkah menggunakan bahan bakar dengan menambahkan mixer venturi.

6

7 INSTALASI PERCOBAAN 1. Instalasi sumber biogas 2. Globe valve 3. Selang bahan bakar 4. Tabung orifice 5. Pengukur tekanan statis 6. Filter (saringan) 7. Mixer 8. Genset Motor bensin 9. Ampere meter 1. Volt meter 11. Lampu beban (1 lampu)

8 MIXER VENTURI

9 PERALATAN PERCOBAAN

10 BSFC (Kg/Wh),Effisiensi (%) Grafik Kinerja Mesin Bensin Pada Putaran Torsi x 1 (Nm) Effisiensi (%) BMEP (Kpa) Beban (x 1 Watt) BMEP(KPa),BHP (Watt) BSFC x 1 (Kg/Wh) BHP (watt) Torsi (Nm), BSFC (Kg/Wh),Effisiensi (%) Grafik Kinerja Mesin Bensin Pada Putaran Torsi x 1 (Nm) Effisiensi (%) BMEP (kpa) Beban (x 1 Watt) BMEP(KPa),BHP (watt) BSFC x 1 (kg/wh) BHP (watt) Torsi (Nm), BSFC (Kg/Wh),Effisiensi (%) Grafik Kinerja Mesin Bensin Pada Putaran Torsi x 1 (Nm) Effisiensi (%) BMEP (kpa) Beban (x 1 Watt) BMEP(KPa),BHP (watt) BSFC x 1 (kg/wh) BHP (watt) GRAFIK KINERJA MESIN BENSIN

11 Torsi (Nm), BSFC (Kg/Wh),Effisiensi (%) Grafik Kinerja genset bahan bakar biogas Pada Putaran Beban (x 1 Watt) Torsi x 1 (Nm) BSFC x 1 (Kg/Wh) Effisiensi (%) BHP (watt) bmep (Kpa) BMEP (KPa), BHP (Watt) Torsi (Nm), BSFC (Kg/Wh),Effisiensi (%) Grafik Kinerja genset bahan bakar biogas Pada Putaran Torsi x 1 (Nm) Effisiensi (%) bmep (Kpa) Beban (x 1 Watt) BSFC x 1 (Kg/Wh) BHP (watt) BMEP(KPa),BHP (watt) Torsi (Nm), BSFC (Kg/Wh),Effisiensi (%) Beban (x 1 Watt) Torsi x 1 (Nm) BSFC x 1 (Kg/Wh) Effisiensi (%) BHP (watt) Grafik Kinerja genset bahan bakar biogas Pada Putaran 31 bmep (Kpa) BMEP(KPa),BHP (watt) GRAFIK HASIL PERHITUNGAN BAHAN BAKAR BIOGAS

12 GRAFIK PERBANDINGAN BHP BENSIN dan BIOGAS Dari pembacaan grafik menunjukkan pada penggunaan kedua bahan bakar, nilai BHP paling rendah jika digunakan pada kondisi beban 1 dan paling tinggi jika digunakan pada kondisi beban 1 pada bensin dan 7 pada biogas. BHP pada genset yang menggunakan bahan bakar biogas turun pada lampu ke 7 dikarenakan massa bahan bakar biogas yang masuk kedalam ruang bakar sudah tidak bisa ditambah sehingga asupan bahan bakar untuk pembakaran pada genset kurang. Kemudian kandungan CO 2 yang mencapai 21%-23% pada biogas juga mengakibatkan menurunnya Heating value pada biogas. Sehingga heating value bensin dengan biogas semakin berbeda jauh. 14 watt beban lampu 32 BHP Biogas (Watt) BHP Bensin (Watt) watt (Beban lampu) BHP Biogas (Watt) BHP Bensin (Watt) 31 watt Beban Lampu BHP Biogas (Watt) BHP Bensin (Watt)

13 GRAFIK PERBANDINGAN TORSI BIOGAS dan BENSIN Nm rpm Beban Lampu Torsi Biogas x 1 (Nm) Torsi Bensin x 1 (Nm) Grafik menunjukkan pada semua penggunaan kedua bahan bakar, Nilai torsi pada biogas paling rendah jika digunakan pada kondisi beban 1 akan terus meningkat hingga beban 7 dan terus menurun hingga lampu ke ke 1. Hal ini di akibatkan laju massa biogas sudah tidak mampu lagi di tambah. Sehingga kebutuhan pembakaran tidak bisa terpenuhi. 31 rpm 32 rpm Nm Beban Lampu Torsi Biogas x 1 (Nm) Torsi Bensin x 1 (Nm) 35 Nm beban lampu Torsi biogas x 1 (Nm) Torsi Bensin x 1 (Nm)

14 BMEP bahan bakar biogas rata-rata lebih besar dibanding BMEP bahan bakar bensin. Hal ini disebabkan oleh perbedaan fase antara bensin dan biogas. Biogas yang memiliki fase gas lebih sempurna ketika di bakar, sedangkan pada bahan bakar bensin harus melalui tahap pengkabutan sebelum dilakukan proses pembakaran. 6 3 rpm 31 rpm 6 GRAFIK PERBANDINGAN BMEP ANTARA BAHAN BAKAR BENSIN dan BIOGAS 5 45 Kpa rpm beban lampu bmep Biogas (Kpa) BMEP Bensin (Kpa) Kpa Kpa 4 BMEP Biogas (Kpa) BMEP Biogas (Kpa) BMEP Bensin (Kpa) BMEP Bensin (Kpa) Beban Lampu Beban Lampu

15 GRAFIK PERBANDINGAN BSFC BAHAN BAKAR BENSIN DAN BIOGAS 5 Kg/Wh Dari grafik kita mendapatkan bahwa BSFC biogas lebih 2 rendah daripada BSFC bahan bakar bensin. Hal ini kg/wh diakibat kan oleh nilai kalor bensin yang lebih 15 tinggi, Selain itu bahan bakar biogas yang memiliki fase gas sangat menguntungkan pada saat proses 1 pembakaran. Hal ini di karenakan bensin harus melewati proses pengkabutan agar bisa 5 dibakar, sedangkan pada biogas tidak memerlukan proses pengkabutan. 3 rpm 31 rpm Beban Lampu BSFC Biogas x 1 (Kg/Wh) BSFC Bensin x 1 (Kg/Wh) 3 kg/wh beban lampu 32 rpm beban lampu BSFC Biogas x 1 (Kg/Wh) BSFC Bensin x 1 (Kg/Wh) BSFC Biogas x 1 (kg/wh ) BSFC bensin x1 (kg/wh )

16 Grafik Perbandingan Dan Pembahasan Efisiensi Nilai kalor biogas yang lebih kecil dibandingkan dengan nilai kalor bensin, mengakibatkan effisiensi pada biogas lebih tinggi dibanding dengan efisiensi pada penggunaan bahan bakar bensin. Jumlah Suplai biogas yang tidak mampu di tambah lagi mengakibatkan effisiensi bahan bakar biogas setelah lampu 7 menjadi turun. % rpm beban lampu Effisiensi biogas (%) Effisiensi bensin (%) 3 rpm 31 rpm % 14 % beban Lampu Effisiensi Biogas (%) Effisiensi Bensin (%) beban lampu Effisiensi Biogas (%) Effisiensi Bensin (%)

17 TABEL HARGA BIOGAS DAN LPG

18 Perbandingan biaya yang dikeluarkan menggunakan bahan bakar bensin dan biogas pada konstan speed 3 rpm. Biaya per Jam (Rp) Biogas Bensin Beban watt

19 KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini akhirnya dapat ditarik beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan perbandingan unjuk kerja mesin genset empat langkah menggunakan bahan bakar biogas dengan menggunakan bahan bakar bensin adalah sebagai berikut: Penggunaan bahan bakar biogas berpengaruh terhadap unjuk kerja genset 4 langkah. Selama percobaan tidak ditemukan kerusakan yang di akibatkan oleh penggunaan bahan bakar biogas sebagai pengganti bensin. Setelah dilakuakn penelitian dan analisa, maka di ketahui bahwa pada putaran 32 rpm, genset biogas mampu mencapai effisiensi 12,5%, sedangkan bensin hanya mencapai 2,37%. Dipandang dari segi ekonomi, genset biogas jauh lebih effisien atau lebih hemat karena harga tertinggi pada putaran 32 beban lampu 1 pada genset biogas hanya menghabiskan dana Rp ,-. Sedang pada genset bensin dengan putaran dan beban yang sama memerlukan biaya mencapai Rp. 27.,-.

20 TERIMA KASIH Video Pengujian Biogas