LAMPIRAN A PERHITUNGAN DENGAN MANUAL. data data dari tabel hasil pengujian performansi motor diesel. sgf = 0,845 V s =

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN DENGAN MANUAL Perhitungan performansi motor diesel berbahan bakar biofuel vitamin engine + solar berikut diselesaikan berdasarkan literatur 15, dengan mengambil variable data data dari tabel hasil pengujian performansi motor diesel. Dari tabel diketahui : Ditanya : Jawab. n = 1000 rpm ρρ aa = 1, sgf = 0,845 V s = V f = 100 ml LHV = 35299,10014 kj/kg a) P B =..? d) η v =..? b) Sfc =..? e) η b =..? c) AFR =..? a). P B = 2ππππ x T 60 dimana : P B n T = daya (Watt) = putaran (rpm) = torsi (N.m) Dengan memasukkan harga torsi yang diperoleh dari data tabel pengujian dari laboratorium, maka daya brake motor diesel dengan memakai bahan bakar biofuel vitamin engine pada beban 10 kg dan 25 kg :

2 Untuk beban 10 kg P B = 2 3, x 34 = 3, kw Untuk beban 25 kg P B = 2 3, x 76 = 7, kw Dengan memakai bahan bakar solar murni dengan beban 10 kg dan 25 kg dengan putaran 1000 rpm. Untuk beban 10 kg P B = 2 3, x 32 = 3, kw Untuk beban 25 kg P B = 2 3, x 75,5 = 7, kw b). Sfc = mm ff 10 3 PP BB dimana Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kw.h) m f = laju aliran bahan bakar (kg/jam)

3 Besarnya laju aliran bahan bakar (m f ) dapat dihitung dengan persamaan berikut : m f = ssss ff VV ff 10 3 tt ff x 3600 dimana : sg f = spesifik gravity solar (0,845) V f = Volume bahan bakar yang di uji (100 ml) t f = waktu untuk menghabiskan bahan bakar sebanyak volume uji ( detik), dengan memasukkan harga sg f, harga t f yang telah diperoleh dari dta hasil pengujian dari tabel hasil pengujian, dan harga V f yaitu sebesar 100 ml, maka laju aliran bahan bakar untuk motor diesel dengan bahan bakar biofuel vitamin engine dan solar murni dengan putaran 1000 rpm didapat: Untuk beban 10 kg m f = 0, Maka Sfc didapat : x 3600 = 0, kg/jam Sfc = 0, ,55 = 260, g/kw.h Untuk beban 25 kg m f = 0, x 3600 = 0, kg/jam

4 Maka Sfc didapat : Sfc = 0, ,95 = 91, g/kw.h Dengan memakai bahan bakar solar murni dengan beban 10 kg dan 25 kg dengan putaran 1000 rpm. Untuk beban 10 kg m f = 0, x 3600 = 1, kg/jam Maka Sfc didapat : Sfc = 1, ,34 = 302, g/kw.h Untuk beban 25 kg m f = 0, Maka sfc didapat : Sfc = x 3600 = 1, kg/jam 0, ,95 = 110, g/kw.h

5 c). AFR = mm aa mm aa dimana : AFR = air fuel ratio m a = laju aliran massa bahan bakar (kg/jam) Besarnya laju aliran udara (m a ) diperoleh dengan membandingkan besarnya tekanan udara masuk yang telah diperoleh melalui pembacaan air fuel manometer (tabel 4.2) terhadap kurva viscous flow metre calibration. Pada pengujian ini, dianggap tekanan udara (Pa) sebesar 100kPa ( 1 bar) dan temperature sbesar 27 C. Kurva kalibrasi dibawah dikondisikan untuk pengujian pada tekanan udara 1013 mb dan temperature 20 C, maka besarnya laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor koreksi: Maka dari itu didapat : C f = 3564 x P a (TT aa +114) TT aa 2,5 = 3564 x1x [(27+273)+(114)] (27+273) 2,5 = 0, m a = x. 0, Dimana adalah faktor pembagi untuk mendapatkan m a udara (Tabel Hasil pengujian performansi mesin) :

6 Pada bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 10 kg dan putaran 1000 rpm didapat P a = 4 mmh 2 O 10 = 11,38 4 xx maka Maka didapat AFR : x = 4,552 m a = 4,552 x 0, = 4, AFR = 8, , = 4, Pada bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg dan putaran 1000 rpm didapat P a = 4 mmh 2 O maka 10 = 11,38 4 xx Maka didapat AFR : x = 4,552 m a = 4,552 x 0, = 4, AFR = 4, , = 5,

7 d) η v = 2 mm aa 60 nn dimana : 1 ρρ aa VV ss m a = laju aliran udara (kg/jam) ρρ aa = Kerapatan udara (kg/m 3 ) V s = Volume langkah torak (m 3 ) = 1,76 x 10-3 [berdasarkan spesifikasi mesin] Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara diperoleh dari persamaan berikut : ρρ aa = PP aa RR TT aa Dimana R = konstanta gas (untuk udara 287 J/kg.K) Dengan memasukkan harga tekanan dan temperatur udara yaitu sebesar 100 kpa dan 27 C, maka diperoleh massa jenis udara yaitu sebesar : ρρ aa = (27+273) = 1, kg/m 3 Dengan diperolehnya massa jenis udara maka dapat dihitung besarnya efisiensi volumetris (η v ) untuk masing-masing pengujian pada variasi beban dan putaran. Maka dengan demikian dapat dihitung efisiensi volumetris dari motor diesel dengan bahan bakar biofuel engine + solar pada putaran 1000 rpm pada beban 10 kg dan 25 kg.

8 Pada beban 10 kg η v = 2 4, , xx 10 3 = 0, Pada beban 25 kg η v = 2 4, , xx 10 3 = 0, e) η b = PP BB mm ff LLLLLL 3600 dimana : η b =Efisiensi thermal brake LHV = nilai kalor pembakaran bahan bakar (kj/kg) Dalam pengujian ini diasumsikan gas buang yang keluar dari knalpot mesin uji mengandung uap air (uap air yang terbentuk dari proses pembakaran bahan bakar yang belum sempat mengalami kondensasi di dalam silinder sebelum langkah buang terjadi) sehingga kalor laten kondensasi uap air tidak diperhitungkan sebagai nilai kalor pembakaran bahan bakar LHV (Low Heating Value), hal ini berarti untuk mendapatkan nilai LHV, maka nilai kalor bahan bakar yang telah diperoleh dari pengujian sebelumnya, HHV (High Heating Value) dengan menggunakan bom kalorimeter harus dikurangkan dengan besarnya kalor laten kondensaiuap air yang terbentuk dari proses pembakaran.

9 LHV = HHV - Ql c dimana : Ql c = kalor laten kondensasi uap air Dengan mengasumsikan tekanan parsial yang terjadi pada knalpot mesin uji adalah sebesar 20 kn/m 2 (tekanan parsial yang umumnya terjadi pada knalpot motor bakar), maka Dari tabel uap diperoleh besarnya kalor laten kondensasi uap air yaitu sebesar 2400 kj/kg [Lit.9 hal 12]. Bila diasumsikan pembakaran yang terjadi adalah pembakaran sempurna maka besarnya uap air yang terbentuk dari pembakaran bahan bakar dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : dimana : % Berat H dalam bahan bakar = yy.aaaa.hh MMMM CC xx HH yy OO zz x 100 x,y dan z AR H = konstanta (jumlah atom) = Berat atom Hidrogen MMMM CC xx HH yy OO zz = Berat molekul C x H y O z Massa air yang terbentuk = ½ x y x (% berat H dalam bahan bakar) x massa bahan bakar.

10 Dimana bahan bakar yang dipakai adalah solar (C 16 H 34 ) : Maka didapat : C 16 H 34 CO 2 + H 2 O 16 CO H 2 O Jadi : C = = 192 O = = 256 H = = 34 O = = = 1010 Dengan diperolehnya massa air yang terbentuk, maka dapat dihitung besarnya kalor laten kondensasi uap air dari proses pembakaran tiap 1 kg. Maka % Berat H dalam bahan bakar = 17, x 100 Maka % H = 1, Qlc = , J/kg = 4039, J/kg Sehingga besarnya LHV untuk solar murni dapat dihitung sebagai berikut : LHV = HHV Qlc = 42139, , J/kg = 38099,62139 J/kg Dan untuk LHV biofuel vitamin + solar dapat dihitung sebagai berikut : LHV = 42533, ,6039 = 38493,44603 J/kg

11 Maka untuk perhitungan dengan menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada putaran 1000 rpm dan beban 10 kg dan 25 kg didapat : Pada beban 10 kg η b = 3, , (38493,44603) 3600 = 0, Pada beban 25 kg η b = 7, , (38493,44603) 3600 = 1,

12 LAMPIRAN B Tabel hasil perhitungan Tabel. Data perhitungan daya Beban Putaran Daya (kw) (kg) (rpm) Solar Murni Biofuel Vitamin + Solar , , , , ,949 9, , , , , , , , , , , , , , , , , , , Data tabel hasil perhitungan daya didapat dari (Lampiran A hal.ii) Daya terendah terjadi ketika menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 10 kg dan putaran 1000 rpm yaitu 3558,44 W. sedangkan daya tertinggi terjadi ketika menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine solar pada beban 25 kg dan putaran 2800 rpm yaitu sebesar 25789,28 W

13 Tabel Data hasil pembacaan unit instrumentasi unit Beban Putaran Torsi (Nm) (kg) (rpm) Solar Murni Biofuel Vitamin + Solar ,5 50, , , , , , Data tabel torsi didapat dari (Tabel 4.2 Data hasil pembacaan langsung unit instrumentasi hal 43 ) Torsi putaran terjadi ketika menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 10 kg dan putaran 1000rpm yaitu 32 Nm. Sedangkan torsi tertinggi ketika menggunaka bahan bakar solar murni dan biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg dan putaran 2800 rpm yaitu sebesar 88 Nm

14 Tabel 4.4 Data hasil perhitungan untuk Sfc Beban (kg) Putaran Sfc (g/kwh) (rpm) Solar Murni Biofuel Vitamin + Solar , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Data hasil perhitungan Sfc didapat dari (lampiran A hal iv) Dari hasil perhitungan pada ( Lampiran A hal.iv) memakai biofuel vitamin engine + solar, konsumsi bahan bakar lebih hemat dibanding memakai solar murni.

15 Tabel 4.5 Data hasil perhitungan untuk AFR Beban (kg) Putaran AFR (rpm) Solar Murni Biofuel Vitamin + Solar , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Data hasil perhitungan AFR didapat dari (lampiran A hal vi) AFR terndah terjadi ketika menggunakan bahan bakar solar murni pada beban 10 kg dan putaran 1000 rpm yaitu sebesar 3, Sedangkan AFR tertinggi ketika menggunakan biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg dan putaran 2800 rpm sebesar 9,

16 Tabel 4.6 Data hasil perhitungan untuk Efisiensi Volumetrik Beban (kg) Putaran Efisiensi Volumetrik (η v ) (rpm) Solar Murni Biofuel Vitamin + Solar , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Data tabel hasil perhitungan efisiensi volumetrik didapat dari (lampiran A hal vii) Dengan memakai biofuel vitamin engine + solar efisiensi volumetriknya naik hingga 34,84 % pada rata-rata semua putaran, akan tetapi pada putaran 2500 rpm dengan beban 25 kg, efisieni volumetriknya sama nilainya 1,

17 Tabel 4.7 Data hasil perhitungan untuk Efisiensi Themal Brake Beban (kg) Putaran Efisiensi Thermal Brake (η b ) (rpm) Solar Murni Biofuel Vitamin + Solar , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Data tabel hasil perhitungan efisiensi thermal brake didapat dari (lampiran A hal viii) BTE terendah terjadi ketika menggunakan solar murni pada beban 10 kg dan putaran 2200, 2600 rpm yaitu 0, Sedangkan BTE tertinggi sebesar 1, saat menggunakan biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg pada putaran 1000 rpm.

18 LAMPIRAN C Data Hasil Pengujian Laboratorium DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR SOLAR MURNI BEBAN (kg) HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENSTASI PUTARAN (rpm) Torsi (N.m) , Waktu menghabiskan 100 ml bahan bakar (s) Tekanan Udara (mm H 2 O) 3,5 7 11, ,5 27,5 Temperatur Gas Buang ( C) Torsi (N.m) 75, Waktu menghabiskan 300 ml bahan bakar (s) Tekanan Udara (mm H 2 O) 4,5 7, ,5 28,5 Temperatur Gas Buang ( C) DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR CAMPURAN SOLAR DENGAN BIOFUEL VITAMIN POWERBOOSTER BEBAN (kg) HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENSTASI PUTARAN (rpm) Torsi (N.m) ,5 54, Waktu menghabiskan 100 ml bahan bakar (s) Aliran Udara (mm H 2 O) 6,7 6,9 7,4 7,8 8,2 8,5 Temperatur Gas Buang ( C) Torsi (N.m) 76 79, ,5 88,5 88 Waktu menghabiskan 300 ml bahan bakar (s) Aliran Udara (mm H 2 O) 6,7 6,9 7,1 7,5 8,1 8,4 Temperatur Gas Buang ( C)

19