KAJIAN FENOMENA MAGNETISASI BAHAN BAKAR TERHADAP EFFISIENSI PEMBAKARAN DAN APLIKASINYA PADA MESIN PERTANIAN
BERBAHAN BAKAR BIODIESEL
Tatun Hayatun NufusF163140081
Prof.Dr.Ir. Armansyah Halomoan Tambunan, M.AgrDr. Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M.AgrDr. Ir. Wawan Hermawan, MS
SEMINAR, 5 JUNI 2017
LATAR BELAKANG
Sumber: ESDM 2011
LATAR BELAKANG
15
20
25
30
35
40
45
50
2010 2015 2020 2025 2030Kons
umsi
ene
rgi (
juta
SBM
)
Tahun
Kebutuhan energi sektor pertanian
PENGHEMATAN PENGGUNAAN BAHAN BAKAR
MENGATASI PERMASALAH ENERGI
PENCARIAN SUMBER ENERGI
ALTERNATIF
PENINGKATAN KUALITAS BAHAN
BAKAR
ZAT ADITIF HHO MAGNET PERMANEN
ELEKROMAGNET
Magnet permanen neodymium (2000-9000 Gauss) diuji cobakan padamesin bensin 1 silinder 2 langkah , hasil nya FC turun 9-25%, CO turun30% dan HC turun 40% (Govindasamy et al. 2006, Dhandapani et al. 2007; Ali S. 2012)
STATE OF THE ART
Magnet permanen neodymium (1000-9000 Gauss) diuji cobakan padamesin diesel 1 silinder 2 langkah , hasil nya FC turun 8%, dan HC turun32% (Shweta Jain et al. 2012 ; Piyush et al. 2014)
Magnet permanen neodymium (2000-4000 Gauss) diuji cobakan padamesin bensin 1 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 10-15%, NOxturun 20% dan HC turun 80% (Ali. Et al. 2008; Ajay.et al. 2014; Anand. et al. 2013; Vivek Urge. 2014).
Magnet permanen neodymium (2000-9000 Gauss) diuji cobakan padamesin diesel 1 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 8-12%, HC turun 9-32%. CO turun 11% (Piyush et al. 2014; P Vijaya et al. 2014; Ashwin. 2014).
Magnet permanen neodymium (2000-8000 Gauss) diuji cobakan padamesin bensin 4 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 5-20.3%, NOxturun 27%, HC turun 32%, CO turun 11-34.3% (Farrag. et al.2010; Gaurav.et al.2014; Gayatri et al.2015)
Magnet non permanen electromagnet (1000-2000 Gauss) diuji cobakanpada mesin bensin 1 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 12.8%, CO turun 35-80% dan HC turun 44-58% (Okoronkwo .et al. 2010; Habbo. et al. 2011)
Magnet permanen +electromagnet diuji cobakan pada mesin bensin, hasil nya FC turun 20.3% (Naif et al.2011)
STATE OF THE ART
1. Mencari penjelasan terhadap fenomena pengaruhmedan elektromagnet pada saluran bahan bakar tehadap penghematan konsumsi bahan bakar dan pengurangan emisi gas buang.
2. Mempelajari waktu berubahnya konfigurasimolekul hidrokarbon setelah melewati medan magnet.
3. Menerapkan dan menganalisis perangkat hemat bahan bakar berbasis elektromagnet pada mesinpertanian untuk mendapatkan kinerja yang optimal.
TUJUAN
KERANGKA BERPIKIR
TemperaturTekanan
Emisi
FUEL
ViskometerWaktu FTIR
VSMKuat RefraktometerMedan Magnet Nozzle Tester
BebanFlow BBM
Emisi
PENGARUH MAGNETISASI BAHAN BAKAR TERHADAP EFFISIENSI PEMBAKARAN
APLIKASI MAGNETISASI BBM Temperatur dan Tekanan di Ruang Bakar
Genset
Pompa
BAHAN BAKAR
Solar
BIODIESEL
Elektronegatif
Susunan berkala
JENIS MAGNET
B= μ H
METODA (TAHAP 1)MULAI
Menentukan bahan bakar yang dipakai (B0, B10, B40, B70 B100)
Dibuat Magnet dengan variasi jumlahlilitan kawat (5000, 7000,9000), lalu
diukur kuat medannya
Bahan bakar dimasukkan dalamtabung yg dililiti kawat (Kumparan)
dan dibiarkan 0-1800 detik
Uji bahan bakardengan Viscometer,
FTIR,VSM danRefractometer,
semburan
Analisis
Kesimpulan
BIODIESEL LAB PINDAH PANAS
BIODIESEL DARI PT WATS
BAHAN BAKAR
KUAT MEDAN MAGNET
UJI KUAT MEDAN MAGNET
UJI ARUS DAN HAMBATAN
KUAT MEDAN MAGNET
N = jumlah lilitan L = panjang kumparan (m)i = kuat arus listrik (A)B = Kuat Medan Magnet (T)
VARIASI WAKTU PAPARAN KUAT MEDAN MAGNET PADA BAHAN BAKAR
VISKOSITAS
VISKOSITAS
PENGUJIAN FTIR
Banyak nya sampel = 2mgKBr = 0.5 gr
Energy Levels: Basic Ideas
About 15 micron radiation
PENGUJIAN FTIR
3
4
5
9
7
2
86
1
PENGUJIAN FTIRB100B0
overlay
PENGUJIAN FTIR
PERSIAPAN UJI VSM
Banyak sampel 10 μl
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
tipe OXFORD VSMI.2H
HASIL UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
UJI INDEKS BIAS
Model RX-5000α-Plus Cat.No. 3266
Measurement Range
Refractive index (nD) : 1.32700 to 1.58000Brix : 0.000 to 100.000% ( 5 to 60°C ATC)
Minimum indicationRefractive index (nD) : 0.00001Brix : 0.005%Temperature: 0.01°C
Measurement Accuracy*Repeatability
Refractive index (nD) :±0.00002*±0.00001Brix : ±0.010% *±0.010%[*1]
Measurement Temperature
5 to 60°C
Power Supply AC100V to 240V, 50/60Hz
Power consumption 65VA Dimensions & weight37×26×14cm, 6.4kg(Main Unit only)
Banyak sampel = 3 μl
UJI INDEKS BIAS
SEMBURAN BAHAN BAKAR
SEMBURAN BAHAN BAKAR
VARIASI KUAT MEDAN MAGNET PADA BAHAN BAKAR
PENGUJIAN FTIR
t = 0 sec
PENGUJIAN FTIR
t = 10 sec
PENGUJIAN FTIR
t = 20 sec
PENGUJIAN FTIR
t = 30 sec
PENGUJIAN FTIR
t = 60 sec
PENGUJIAN FTIR
t = 600 detik
PENGUJIAN FTIR
t = 1200 detik
PENGUJIAN FTIR
t = 1800 detik
PENGUJIAN FTIR
t = 0 det t = 10 det
t = 60 det t = 10 min
t = 20 det
t = 1800 detikt = 20 min
Efek magnet
N = N0 exp (-E/kT)
PENGUJIAN FTIR
Ilustrasi Absorban yg meningkat
N = N0 exp (-E/kT)29
37.5
928
62.3
6
PERSIAPAN UJI VSM
PERSIAPAN UJI VSM
Banyak sampel 10 μl
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
tipe OXFORD VSMI.2H
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER) TANPA MAGNET
t = 0 sec
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 10 sec
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 20 sec
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 30 sec
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 60 sec
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 10 min
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 20 min
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
t = 30 min
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)
UJI INDEKS BIAS
Model RX-5000α-Plus Cat.No. 3266
Measurement Range
Refractive index (nD) : 1.32700 to 1.58000Brix : 0.000 to 100.000% ( 5 to 60°C ATC)
Minimum indicationRefractive index (nD) : 0.00001Brix : 0.005%Temperature: 0.01°C
Measurement Accuracy*Repeatability
Refractive index (nD) :±0.00002*±0.00001Brix : ±0.010% *±0.010%[*1]
Measurement Temperature
5 to 60°C
Power Supply AC100V to 240V, 50/60Hz
Power consumption 65VA Dimensions & weight37×26×14cm, 6.4kg(Main Unit only)
Banyak sampel = 3 μl
INDEKS BIAS SOLAR
INDEKS BIAS BIODIESEL
SEMBURAN BAHAN BAKAR
Semburan Bahan Bakar
a. Asli (Biodiesel)b. B70c. B40 Ф=0.2 mm ; 5000 Coild. B10e. B70f. B40 Ф=0.2 mm ; 7000 Coilg. B10h. B70i. B40 Ф=0.2 mm ; 9000 Coilj. B10
a1 b d gf
h i j
c ea2 c
KESIMPULAN TAHAP 1
Fenomena pengaruh magnet pada bahan bakar:Molekul bahan bakar yang diberi kuat medan magnet minimal 800 Gauss selama 10 detik akan berubah daricluster (kelompok) menjadi de cluster (tidakbergerombol), hal ini ditunjukkan oleh: makin kecil viskositasnya Makin besar absorbsi infra merah Makin besar momen magnetnya Makin besar indeks biasnya Gambar visual semburan bahan bakar semakin
melebarDan efek diatas nilainya konstan bila bahan bakarterkena paparan magnet diatas 20 menit
METODA (TAHAP 2)MULAI
Menentukan bahan bakaryang dipakai
Dibuat Magnet denganbeberapa jenis jumlah lilitan
kawat
Bahan bakar dimasukkandalam Kumparan dandibiarkan 1200 detik
Bahan bakar dikeluarkan darikumparan magnet dan dibiarkan
selama 0-1800 detik
Analisis
Kesimpulan
Uji bahan bakar denganViscometer, FTIR, VSM dan indeks
bias
VISKOSITAS
FTIR
t=20 min
t= 0 sec t= 20 sec t= 60 sec
t=10 min
VSM
INDEKS BIAS
KESIMPULAN TAHAP 2
Berdasarkan hasil uji viskositas, FTIR, VSM dan indeksbias bahwa: Waktu yang dibutuhkan oleh molekul bahan bakaryang telah medapat paparan magnet untuk kembalike kondisi semula (kondisi sebelum terkena paparanmagnet) yaitu 1200 menit
METODA (TAHAP 3)MULAI
PERANCANGAN ALAT PENGHEMAT BBM
PEMBUATAN ALAT PENGHEMAT BBM (B)
PENGUJIAN TEMPERATUR DAN TEKANAN PADA RUANG BAKAR
PENGUJIAN ALAT pada POMPA
ALAT PENGHEMAT BBM (A)
GENSET PARKIN
Bahan bakar yang dibutuhkan : 42 ml/menit
DIESEL KUBOTANama : RD 85 DI-2B
Tipe: Horisontal, pendinginanair, 4 langkah
Kategori : Mesin DieselDiameter x Langkah : 86×84 mm x mmJml Silinder : 1Tenaga Kontinyu : 7.5/2200 HP/rpmIsi Silinder : 487 CCTorsi Maksimum : 3.40/1600 Kg.m/rpmTenaga Maksimum : 8.5/2200 HP/rpmSistem Pembakaran : Direct InjectionPemakaian BBM : 185 gr/HP.JamIsi Pelumas : 2.4 LtBerat : 95 KgIsi Tangki BBM : 9.8 LtLampu : 12 : 45/45 V:W/W
PENGUJIAN KINERJA MESIN
Glow Plug
PENGUJIAN KINERJA MESIN
Ruang Bakar
KONDISI AWAL
PENGUJIAN KINERJA MESIN SOLAR
PENGUJIAN KINERJA MESIN BIODIESEL
PENGUJIAN KINERJA MESIN SOLAR+MAGNET
PENGUJIAN KINERJA MESIN BIODIESEL+MAGNET
HASIL PENGUJIAN TEMPERATUR DAN TEKANAN
No BahanBakar
Sebelum diberi magnet Setelah diberi magnet
Tempertur (0C) Tekanan (Psi) Tempertur (0C) Tekanan (Psi)
1 B0 993 600 798 640
2 B10 957 578 996 615
3 B40 919 580 878 637
4 B70 890 570 903 637
5 B100 879 580 881 620
SENSOR TEMPERATUR DAN TEKANAN
Mikon Infineon XMC4500
Data temperaturdan tekanan
MENGUKUR TEMPERATUR DAN TEKANAN DI RUANG BAKAR
HASIL PENGUJIAN TEMPERATUR DAN TEKANAN
No BahanBakar
Sebelum diberi magnet Setelah diberi magnet
Tempertur (0C) Tekanan (Psi) Tempertur (0C) Tekanan (Psi)
1 B0 982 600 1017 640
2 B10 967 580 1009 625
3 B40 925 580 1009 635
4 B70 900 570 1000 637
5 B100 889 560 993 620
HASIL PENGUJIAN TEMPERATUR RUANG BAKAR
ANALISA
PERFORMANCE ENGINE PADA GENSET
GAS EMISSIONS
POMPA AIR
Spesifikasi (Matrix NS-50)Model NS-50 Angkat (m) 23Hisap (m) 8Ukuran inlet (mm) 50Perpindahan ( M 3/h) 33Kecepatan (r/min) 2000Daya (kw) 3hp
POMPA AIR
POMPA AIR
POMPA AIR
KESIMPULAN TAHAP 3
Penggunaan medan magnet pada mesin diesel menyebabkan: • Konsumsi bahan bakar (sfc) berkurang berkisar 9-21%• Effisiensi termal meningkat 11-23%• Gas HC berkurang sekitar 5-20%• Gas CO berkurang sekitar 30-85%
Makin besar laju bahan bakar pada mesin diesel makamakin besar medan magnet yang dibutuhkan untukmemperoleh kinerja mesin yang optimal.
32