Top Banner
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011 UJI EKSPERIMENTAL BAHAN BAKAR CAMPURAN BIOSOLAR DENGAN ZAT ADITIF TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR DIESEL PUTARAN KONSTAN Oleh : Eddien Nurhadiansah Putra 2106 100 097 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. H D Sungkono K, M.Eng.Sc
51

Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Mar 07, 2019

Download

Documents

danghanh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2011

UJI EKSPERIMENTAL BAHAN BAKAR CAMPURAN BIOSOLAR DENGAN ZAT ADITIF TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR DIESEL

PUTARAN KONSTANOleh :

Eddien Nurhadiansah Putra2106 100 097

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. H D Sungkono K, M.Eng.Sc

Page 2: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

ABSTRAK

• Berkembangnya teknologi otomotif saat ini sangatmempengaruhi pada meningkatnya kebutuhan akan bahan bakar minyakfosil. Hal itu mendorong manusia untuk menciptakan kendaraan yangmemiliki efisiensi yang tinggi. Salah satunya adalah dengan menggunakanzat aditif sebagai campuran bahan bakar yang diharapkan dapatmeningkatkan efisiensi dari mesin kendaraan.

Penelitian ini akan menganalisa unjuk kerja mesin dan karakteristikmotor dieselputaran konstan berbahan bakar campuran biosolar dan zataditif. Uji coba dilakukan di Laboratorium Teknik Pembakaran dan BahanBakar Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS dengan menggunakan mesin dieselempat langkah KAMA KM178FS.

Dari hasil penelitian ini diharapkan bahan bakar campuran biosolar danzat aditif dapat membuat performa motor diesel lebih baik daripada motordiesel berbahan bakar biosolar murni.

• Kata kunci : biosolar, zat aditif, unjuk kerja, diesel

Page 3: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

LATAR BELAKANG

Berkembangnya teknologi otomotif

Jumlah kendaraan

konsumsi bahan bakar

ketersediaan bahan bakar

Menciptakan mesin dengan efisiensi tinggi

Page 4: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

PERUMUSAN MASALAH

• Mengetahui pengaruh pemakaian bahan bakar biosolardengan campuran zat aditif terhadap unjuk kerja motordiesel putaran konstan.

• Pada komposisi berapakah campuran bahan bakarbiosolar dan zat aditif dapat menghasilkan unjuk kerjaterbaik.

Page 5: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

BATASAN MASALAH•• Percobaan ini menggunakan mesin diesel empat langkah KAMA

KM178FS, yang ada di Laboratorium Bahan Bakar dan MotorPembakaran Dalam Teknik Mesin ITS.

• Percobaan ini menggunakan putaran konstan 1500 rpm.

• Kondisi mesin diesel tersebut dalam keadaan standart.

• Dalam analisa tidak membandingkan perubahan kimia yang terjadiakibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, danproses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar dan zat aditif.

• Kondisi temperatur udara 25 °C.

• Komposisi campuran zat aditif yang digunakan adalah 2cc,4cc,6cc,8cc,dan 10 cc untuk 1 liter biosolar.

Page 6: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

TUJUAN PENELITIAN

• Mengetahui perubahan unjuk kerja pada motor diesel,ditinjau dari putaran motor, konsumsi bahan bakar, dayamaksimum yang dihasilkan, dan effisiensi thermalnyayang dihubungkan dengan pengaruh pencampuranbiosolar dengan zat aditif dengan komposisi 1 literbiosolar untuk 2cc,4cc,6cc,8cc, dan 10cc zat aditif.

• Mendapatkan komposisi campuran yang mampumenghasilkan unjuk kerja terbaik pada motor diesel.

Page 7: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

MANFAAT PENELITIAN

• Hasil dari penelitian ini diharapkan dapatmemberi informasi khususnya pada pengguna mesindiesel mengenai pengaruh penggunaan biosolar dan zataditif pada performance motor diesel, dan dapat dipakaipada kegiatan sehari – hari serta dirasakankeuntungannya untuk masyarakat luas, juga sebagai ilmupengetahuan yang berguna dalam dunia pendidikan,Selain itu mahasiswa dapat menerapkan secara langsungilmu pengetahuan yang didapatkan dari bangkuperkuliahan, dimana diharapkan nantinya dapatbermanfaat bagi diri sendiri khususnya dan masyarakatpada umumnya.

Page 8: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

TEORI DASAR DIESEL ENGINE

Pada motor diesel, volume udara yang dihisapadalah selalu konstan, sedangkan jumlah udara yangdiinjeksikan berubah-ubah sesuai dengan beban motor.Udara dihisap, kemudian pada saat langkah kompresi,tekanan dan temperaturnya naik diatas temperatur nyaladari bahan bakar. Sesaat sebelum piston mencapai titikmati atas (TMA), bahan bakar diinjeksikan dengantekanan tinggi sehingga terbentuk butiran-butiran bahanbakar yang lembut yang bercampur dengan udarakemudian terbakar.

Page 9: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

PROSES PEMBAKARAN

Page 10: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

• Ignition delay period adalah rentang waktu atau intervalantara mulai diinjeksikannya bahan bakar pada tekanantertentu sampai dengan awal terjadinya pembakaran.

• Rapid or uncontrolled combustion adalah periode awaldari pembakaran hingga flame mulai berkembang.

• Controlled combustion adalah periode flame mulaiberkembang hingga akhir langkah penginjeksian bahanbakar.

• After burning merupakan proses pembakaran lanjut.

Page 11: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

PARAMETER UNJUK KERJA

• Torsi (torque)

• Daya (brake horse power)

• Tekanan efektif rata-rata (brake mean effective pressure)

• Konsumsi bahan bakar spesifik (specific fuel consumption)

• Efisiensi thermis

Page 12: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

BAHAN BAKAR DIESEL DI INDONESIA

•• Minyak solar.

Minyak Solar biasa juga disebut High Speed Diesel (HSD) atau Automotive Diesel Oil (ADO) atau Marine Gas Oil (MGO), digunakan untuk jenis mesin diesel putaran tinggi (lebih dari 1.000 rpm). Minyak Solar juga dapat digunakan sebagaibahan bakar pada pembakaran langsung dalam dapur-dapur kecil dan menghasilkanpembakaran yang bersih.

• Minyak diesel.Minyak Diesel (Diesel Fuel), biasa juga disebut Industrial Diesel Oil (IDO),

digunakan untuk jenis mesin diesel putaran sedang atau lambat dengan kecepatan(300 - 1.000 rpm), atau dapat juga digunakan sebagai bahan bakar pada pembakaranlangsung di dalam dapur (furnace) boiler.

• Minyak bakar.Minyak Bakar biasa juga disebut Fuel Oil (FO), digunakan untuk jenis mesin

diesel putaran rendah dengan kecepatan kurang dari 300 rpm, atau dapat jugadigunakan untuk pembakaran pada dapur (furnance) boiler. Minyak bakar lebih kentaldan mempunyai titik tuang (pour point) yang lebih tinggi dibandingkan dengan minyakdiesel.

Page 13: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

KARAKTERISTIK BAHAN BAKAR DIESEL

• Density, specific gravity dan API gravity• Viscosity (viskositas)• Flash point (titik nyala)• Pour point (titik tuang)• Sulphur content (kandungan belerang)• Distilation (distilasi)• Cetane number (angka cetana)• Calorific value (nilai kalor)• Carbon residue (residu karbon)• Ash content (kadar abu)

Page 14: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

BAHAN BAKAR BIOSOLAR

Biosolar adalah campuran dari 95% dan 5% FAME(fatty acid methyl ester). Sedangkan FAME sendiri adalahminyak nabati, lemak hewan, atau minyak goreng bekasyang melalui proses transesterifikasi yang sebenarnyabisa mereaksikan minyak-minyak itu dengan metanol dankatalisator NaOH atau KOH. Secara umum, Biosolar lebihramah lingkungan, pembakarannya bersih,biodegradable, mudah dikemas dan disimpan, dan jugamerupakan bahan bakar yang dapat diperbarui.

Page 15: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

ZAT ADITIF

Zat aditif merupakan bahan yang di tambahkan padabahan bakar kendaraan bermotor, baik motor bensinmaupun motor diesel. Zat aditif digunakan untukmemberikan peningkatan sifat dasar tertentu yang telahdimilikinya seperti aditif anti detonasi solar untuk bahanbakar motor diesel. Juga untuk meningkatkankemampuan bertahan terhadap terjadinya oksidasi padapelumas.

Page 16: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

MANFAAT ZAT ADITIF

• Membersihkan injektor pada saluran bahan bakar

• Mengurangi karbon/endapan senyawa organik padaruang bakar

• Menambah tenaga mesin

• Mencegah korosi

• Menghemat BBM dan mengurangi emisi gas buang

Page 17: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan metodeeksperimental untuk mengetahui pengaruh penambahanzat aditif terhadap unjuk kerja engine diesel denganmenggunakan water brake dynamometer. Zat aditifditambahkan pada 1 liter bahan bakar dengan variasipenambahan sebesar 2cc. 4cc, 6cc, 8cc dan 10cc.

Page 18: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

SKEMA PENELITIAN

Page 19: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

PROSEDUR PENGUJIAN•• Persiapan pengujian.

– Pemeriksaan kerapatan baut-baut pada sambungan poros dan bantalan motor diesel.– Pengecekan kondisi saluran bahan bakar, minyak pelumas dan kondisi filter udara.– Pemeriksaan posisi dan kelengkapan water brake dynamometer dan air yang digunakan.– Persiapan alat ukur pengujian yang digunakan seperti tachometer, timbangan analog dan stopwatch.

• Menghidupkan motor diesel.Motor diesel dihidupkan dengan jalan menarik starter engine. Untuk memperingan proses penarikan, maka

knop pembuang tekanan diesel ditarik. Setelah gaya putar dirasa cukup, knop pembuang tekanan secara otomatis akan kembali ke posisi semula sehingga mesin diesel dapat bekerja. Selanjutnya motor diesel dibiarkan pada putaran idle selang beberapa saat. Apabila temperatur mesin dan minyak pelumas telah mencapai kondisi kerjanya (temperatur relatif stabil) kira-kira 70°C, maka pengujian bisa dimulai.

• Pengujian.Untuk pengujian dilakukan 8 tahap pembebanan, dimulai dari tekanan air yang masuk water brake

dynamometer menunjukkan maksimum( kondisi katub tertutup) sampai 14 psi di bawahnya dengan penurunan 2 psi tiap tingkat pembebanan. Adapun prosedur pengujian adalah sebagai berikut:a. Atur katup pengatur pembebanan hingga tekanan air menunjukkan nilai maksimum. b. Atur putaran motor diesel dengan mengatur tuas pengatur kecepatan (speed control level) hingga diperoleh kecepatan konstan yang diinginkan yaitu 1.500 rpm. c. Setelah putaran engine konstan, maka pengambilan data beban yang terbaca pada timbangan dan waktu konsumsi 10 ml bahan bakar dilakukan.d. Jika pengambilan data sudah selesai semua, ulangi langkah a sampai c dengan penurunan tekanan air 2 psi pada tiap tingkat pembebanan sampai tekanan 14 psi dibawah tekanan maksimum.e. Lakukan pencatatan torsi dan waktu konsumsi 10 ml bahan bakar pada setiap perubahan tekanan padawater brake dynamometer.

• Akhir Pengujian.– Turunkan pembebanan.– Turunkan putaran engine perlahan-lahan dengan menarik speed control level kebawah sampai putaran ±800.– Mesin dimatikan

Page 20: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

DIAGRAM ALIR PENELITIANSTART

Pengujian Engine KAMA 178FS dengan bahan bakar biosolar murni

Pengujian Engine KAMA 178FS dengan bahan bakar biosolar

+2,4,6,8,10 cc zat aditif

Pengambilandata : torsi,

waktu konsumsi,dan putaran mesin

Perhitungan unjuk kerja engine : Daya, Bmep, Sfc, Efisiensi.

Analisa unjuk kerja engine bahan bakar campuran biosolar dan aditif dengan bahan bakar biosolar murni

END

Page 21: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Hasil Uji Properties Bahan Bakar

No Properties Units Biosolar Bio +2cc Bio +4cc Bio +6cc Bio +8cc Bio +10cc

1 Density (15° C) kg/m3 840 840 840 840 840,2 840,2

2 Specific Gravity - 0,8424 0,8424 0,8424 0,8424 0,8426 0,8426

3 API Gravity - 36,47 36,47 36,47 36,47 36,43 36,43

4 Nilai Kalor kCal/kg 11423.1 11255.9 11088.7 10921.6 10754.4 10587.2

5Distilasi(at 90%

recovery)°C 354 356 357 360 358 357

6 Kinematic Viscosity mm2/sec 3.355 3.355 3.355 3.355 3.356 3.356

7 Pour Point °C -3 -3 -3 -3 -3 -3

8 Flash Point °C 66 66 66 66 66 66

Page 22: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN TORSI VS % BEBAN

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0

TORS

I (N

m)

BEBAN (%)

TORSI vs %BEBAN

BIO

BIO +2cc

BIO +4cc

Linear (BIO)

Linear (BIO +2cc)

Linear (BIO +4cc)

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

12.5

30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0

TORS

I (N

m)

BEBAN (%)

TORSI vs %BEBANBIO

BIO +6cc

BIO +8cc

BIO +10cc

Linear (BIO)

Linear (BIO +6cc)

Linear (BIO +8cc)

Linear (BIO +10cc)

Page 23: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN DAYA VS % BEBAN

Page 24: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN BMEP VS % BEBAN

Page 25: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN SFC VS % BEBAN

Page 26: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN ηth VS % BEBAN

Page 27: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN T EXHAUST VS % BEBAN

Page 28: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN T HEAD VS % BEBAN

Page 29: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

GRAFIK PERBANDINGAN T OLI VS % BEBAN

Page 30: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada pengujian properties bahan bakar :– Besarnya density bahan bakar Biosolar yang ditambah zat aditif

cenderung meningkat dibanding bahan bakar Biosolar standar. Kenaikan density pada penambahan aditif 8 cc dan 10 cc adalah0,0002 g/cm3

– Besarnya kinematic viscosity, pour point, dan flash point bahan bakarBiosolar dengan penambahan aditif tidak mengalami perubahan biladibandingkan Biosolar standar.

– Besarnya nilai kalor bahan bakar Biosolar dengan penambahan aditif cenderung mengalami penurunan. Pada Biosolar +10cc Nilai kaloryang terkandung sebesar 10587,2 kCal/kg.

– Besarnya distilasi bahan bakar Biosolar ditambah zat aditifcenderung meningkat dibanding dengan biosolar murni, namun padapenambahan zat aditif +8 cc dan +10 cc nilai distilasi menurunsebesar 2°C da 3°C.

Page 31: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

• Pada pengujian unjuk kerja :– Besarnya torsi maksimum adalah 11,4375 Nm yang terjadi pada bahan bakar biosolar +6cc

aditif pada ±90% pembebanan. Sedangkan torsi terendah terjadi pada bahan bakar biosolar+10cc aditif yaitu sebesar 10,675 Nm pada %pembebanan yang sama.

– Besarnya daya maksimum adalah 1,7965 kW yang terjadi pada bahan bakar biosolar +6cc aditif pada ±90% pembebanan. Sedangkan daya terendah terjadi pada bahan bakar biosolar+10cc aditif yaitu sebesar 1,6759 kW pada %pembebanan yang sama.

– Besarnya tekanan efektif rata-rata maksimal yang dapat dihasilkan biosolar +6cc aditif adalah 485,32 kPa pada ±90% beban,. Sedangkan bmep yang terjadi pada bahan bakar biosolar+10cc aditif yaitu sebesar 10452,96 kPa pada %pembebanan yang sama.

– Besarnya sfc terendah juga terjadi pada bahan bakar biosolar +6cc aditif yaitu sebesar 0,4677 kg/kWh yang terjadi pada ±90% pembebanan.

– Besarnya efisiensi thermis maksimum juga terjadi pada engine bebahan bakar campuranbiosolar +6cc aditif yaitu sebesar 31,82% yang terjadi pada ±90% pembebanan.

– Besarnya torsi, daya maksimum, tekanan efektif rata – rata, sfc, dan efisiensi thermismaksimum terjadi pada bahan bakar biosolar dengan +6 cc zat aditif. Yaitu mengalamikenaikan sebesar 4,01% untuk torsi, daya, tekanan efektif rata – rata, dan efisiensi thermis. Sedangkan untuk sfc mengalami penurunan sebesar 4%. Sedangkan untuk nilai efisiensithermis mengalami kenaikan sebesar 4,5%.

• Besarnya temperatur exhaust, temperatur engine dan temperatur oli paling tinggi adalah pada engine berbahan bakar Biosolar murni.

Page 32: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

• Saran :• Perlu adanya variasi pengujian lain, misalnya

dengan menggunakan perubahan tekanan injeksiatau perubahan sudut injeksi untuk menelitibesarnya perubahan unjuk kerja.

• Dan juga perlu varisasi dalam jumlah konsentrasizat aditif dalam persentase yang lebih besar untukmengetahui perubahan unjuk kerja yang terjadi.

Page 33: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

Page 34: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

PERBANDINGAN SOLAR VS BIOSOLAR

Page 35: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Torsi (torque)

Torsi (T) merupakan ukuran kemampuan engine menghasilkankerja. Definisi torsi adalah hasil perkalian gaya tangensial denganpanjang lengan. Rumus untuk menghitung torsi adalah sebagaiberikut :

T = P x R

Dimana :T = Torsi (Lb.ft)P = Gaya tangensial (Lb)R = Brake arm radius (ft)

Page 36: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Daya (brake horse power)

• Daya engine (Ne) didefinisikan sebagai kemampuan enginemenghasilkan kerja dan besarnya akan berbanding lurus dengan torsi. Untukmenghitung daya digunakan perumusan :

dimana : P = gaya tangensial (N, kg)R = panjang lengan (m, ft)n = putaran mesin (rpm)x = faktor konversi.

atau

Xn R P π 2BHP xx x x

=

=

hpsftlbxx /.60550

=

hpsmkgxx /.6075

Page 37: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Tekanan efektif rata-rata (brake mean effective pressure)

• Tekanan efektif (bmep) rata-rata didefinisikan sebagai tekanan tetaprata-rata teoritis yang bekerja sepanjang volume langkah piston sehinggamenghasilkan daya yang besarnya sama dengan daya efektif.Perumusan bmep adalah :

(kPa)

dimana :bmep = tekanan efektif rata-rata (kPa)Ne = daya motor (hp).z = 2 untuk 4 langkah dan 1 untuk 2 langkahA = luas penampang torak (m²) L = panjang langkah torak (m)n = putaran motor (rpm)i = jumlah silinder

1,34 i n Vz BHP 60BMEP

xxxxx

=

Page 38: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Konsumsi bahan bakar spesifik (specific fuel consumption)

• Spesific fuel consumption adalah masa bahan bakar yangdikonsumsi mesin untuk menghasilkan daya efektif sebesar 1 hp selama 1jam. Perumusan sfc adalah :

(kg/hp.jam)

mbb = Vol. Tabungbb x SGbb x ρH2O

dimana : sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (kg/hp.jam)m = massa bahan bakar (kg).Ne = daya motor (hp).s = waktu untuk menghabiskan sejumlah m (s)

sbhpm

sfc bb

..600.3

=

Page 39: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Efisiensi thermis

• Effisiensi thermis ( ) adalah ukuran besarnya pemanfaatan energi panas dari bahan bakar untuk diubah menjadi daya efektif oleh motor.

dimana :ηth = efisiensi thermis (%)sfc = pemakaian bahan bakar spesifik (kg/hp.jam)Q = panas pembakaran bahan bakar (kkal/kg)

% diberikanPanas yangg terpakaiTenaga yanηth 100×=

%100.

632 xQsfcth =η

Page 40: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Density, specific gravity dan API gravity

• Densitas menunjukkan perbandingan berat per satuan volume darisuatu zat atau bahan tertentu. Sedangkan specific gravity (SG) adalahmerupakan harga relatif dari densitas suatu zat atau bahan terhadap air atauudara.

SG terhadap air=

Nilai SG dari suatu bahan bakar dapat digunakan untuk memperkirakanangka cetana melalui perhitungan cetane index (CI). Hubungan antaraspesifik gravity dengan API gravity adalah untuk mencari nilai API gravityharus terlebih dahulu mengetahui besarnya specific gravity dari bahan yangakan kita hitung nilai API gravitynya.

APIgravity=

Density, specific gravity dan API gravity diukur pada temperatur 60˚F atau15˚C.

air

bahanbakar

densitasdensitas

5,1315,141−

SG

Page 41: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Viscosity (viskositas)

Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkandalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi, biasanya dinyatakandalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Jikaviskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir akansemakin tinggi. Karakteristik ini sangat penting karena mempengaruhikinerja injektor pada mesin diesel. Jika viskositas terlalu tinggi akanmenyebabkan atomasi yang rendah sehingga mesin sulit distart, sedangkan jika terlalu rendah akan menyebabkan pompainjeksi cepat aus.Persamaan mencari kinematic viscosity :Dimana :

C = konstanta viskometer tube (cSt/s)Viskometer No. 100/W 205, C = 0.01459Viskometer No. 100/W 396, C = 0.01569Viskometer No.150/W 913877, C = 0.03207t = waktu alir sample uji (s)

tC.=ν

Page 42: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Flash point (titik nyala)

Flash point atau titik nyala adalah suatu angka yangmenyatakan temperatur terendah dari bahan bakarminyak dimana akan timbul penyalaan api sesaat, apabilapada permukaan minyak tersebut didekatkan pada nyalaapi. Flash point mengindikasikan tinggi rendahnyavolatilitas dan kemampuan untuk terbakar dari suatubahan bakar.

Page 43: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Pour point (titik tuang)

Pour point atau titik tuang adalah suatu angka yangmenyatakan suhu terendah dari bahan bakar minyaksehingga minyak tersebut masih dapat mengalir karenagaya gravitasi. Pour point merupakan ukuran daya ataukemampuan bahan bakar pada temperatur rendah, yangberarti bahwa kendaran dapat menyala pada temperaturrendah karena bahan bakar masih dapat mengalir. Selainitu terkait dengan proses penyimpanan dalam tangki danpengaliran pada suatu pipa.

Page 44: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Sulphur content (kandungan belerang)

Kandungan belerang dalam bahan bakar diesel dari hasil penyulingan sangat tergantung pada asal minyak mentah yang akan diolah. Keberadaan belerang tidak diharapkan karena sifatnya merusak yaitu apabila oksida belerang kontak dengan air merupakan bahan yang korosif terhadap logam di ruang bakar. Hal lain yang lebih penting adalah timbulnya polusi bagi lingkungan hidup yang merupakan hasil pembakaran.

Page 45: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Distilation (distilasi)

Karakteristik destilasi dari bahan bakar menunjukkan kemampuan bahan bakar berubah menjadi uap (volatility)pada temperatur tertentu. Nilai dari mid boiling atau 50% recovery dapat digunakan untuk menghitung nilai cetane index.

Page 46: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Cetane number (angka cetana)

• Angka cetana merupakan derajat kemampuan suatu bahanbakar untuk dapat terbakar dengan sendirinya karena tekanan dantemperatur tinggi. Atau menyatakan perlambatan penyalaan (ignition delay)dibandingkan dengan campuran volumetris cetane (C16H34) dan α-methylnaphthalene (C10H7CH3) yang diuji pada CFR engine pada kondisiyang sama. Cetane mempunyai nilai 100 dan α-methylnaphthalenemempunyai nilai 0, tetapi referensi yang digunakan sekarang adalahheptamethylnonane yang mempunyai nilai 15. Angka cetana merupakanukuran kemampuan penyalaan dari bahan bakar mesin diesel. Nilai cetanayang tinggi menyebabkan ignition delay yang pendek, sedangkan nilai cetanayang rendah menimbulkan knocking pada diesel. Karena keterbatasanperalatan nilai cetana bisa diperkirakan dengan menggunakan perhitungancetane index. Berikut persamaan cetane index berdasarkan ASTM D 976 :

CI = 454.74 – 1641.416D + 774.74D2 – 0.554B + 97.803 (log B)2

dimana :B = temperatur mid-boiling (0C) berdasarkan metode uji D 86D = densitas pada 150C (g/ml) berdasarkan metode uji D 1298

Page 47: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Calorific value (nilai kalor)

• Nilai kalor merupakan suatu angka yang menyatakan jumlahenergi panas maksimum yang dibebaskan oleh suatu bahan bakar melaluireaksi pembakaran sempurna persatuan massa atau volume bahan bakartersebut. Dari bahan bakar yang ada dibakar, nilai kalor yang terkandungakan diubah menjadi energi mekanik melalui kerja komponen mesin.Besarnya nilai kalor atas diuji menggunakan bomb calorimeter. Sedangkanuntuk nilai kalor bawah (NKB) menggunakan persamaan :

Dimana :NKA = nilai kalor atas (kal/gram)m = massa uap air (gram)m = massa sample uji bahan bakar (gram)LH = panas latent penguapan air (kal /gram)

−= xLH

mm

NKANKBsample

air

Page 48: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Carbon residue (residu karbon)

Adanya residu karbon dalam ruang pembakarandapat mengurangi kinerja mesin. Pada temperatur tinggideposit karbon ini dapat membara, sehingga menaikkantemperatur silinder pembakaran. Banyaknya deposuitatau kerak yang ada di ruang bakar mengindikasikantingginya kandungan residu karbon dari suatu bahanbakar.

Page 49: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Ash content (kadar abu)

Kadar abu adalah jumlah sisa-sisa dari minyak yang

tertinggal, apabila suatu minyak dibakar sampai habis.

Page 50: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar

Page 51: Uji eksperimental bahan bakar campuran biosolar dengan zat ... · akibat pemakaian bahan bakar campuran biosolar dan zat aditif, dan proses kimia dalam pembuatan bahan bakar biosolar