ALTERNATIF PENGGUNAAN BAHAN BAKAR ALKOHOL SEBAGAI PENGGANTI BENSIN PREMIUM DENGAN MEMASANGKAN PEMANAS BUATAN BERUPA ELEMEN ELEKTRIK

TUGAS AKHIR

ALTERNATIF PENGGUNAAN BAHAN BAKAR ALKOHOL SEBAGAI PENGGANTI BENSIN PREMIUM DENGAN MEMASANGKAN PEMANAS BUATAN BERUPA ELEMEN ELEKTRIK

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana

DISUSUN OLEH : NAMA

: MUHAMMAD RIZAL

NIM

: 01303-055

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008

Tugas Akhir

LEMBAR PERNYATAAN

PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA

: MUHAMMAD RIZAL

NIM

: 01303-055

JURUSAN

: TEKNIK MESIN

FAKULTAS

: TEKNOLOGI INDUSTRI

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri dan bukan salinan atau duplikat dari orang lain, kecuali pada bagian yang telah disebutkan sumbernya dalam daftar referensi.

Jakarta, Juni 2008

MUHAMMAD RIZAL

Universitas Mercu Buana

i

Tugas Akhir

LEMBAR PENGESAHAN


Telah Diteliti & Di setujui Oleh :

Dosen Pembimbing

( Dr. Mardani Ali Sera M.Eng )


ii

Tugas Akhir

LEMBAR PENGESAHAN


Telah Diteliti & Di setujui Oleh : Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

( Nanang Rukhyat ST. MT )


iii

Tugas Akhir

ABSTRAK

Meningkatnya harga dan langkanya minyak bumi membuat usaha-usaha pencarian dan pemanfaatan sumber energi lain sebagai pengganti bahan bakar yang non minyak terus dilakukan. Alkohol merupakan salah satu dari sekian banyak sumber energi pengganti yang dapat digunakan. Pengujian ini dilakukan untuk

membuktikan

karakteristik

kemampuan

kerja

suatu

mesin

jika

menggunakan bahan bakar alkohol dengan menambahkan suatu alat pemanas buatan berupa elemen elektrik pada sistem karburator. Bahan bakar alkohol yang digunakan pada pengujian ini terdiri dari dua jenis yaitu Etanol dan Metanol. Pengujian dilakukan pada putaran poros 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm. Dengan adanya pengujian ini maka dapat diketahui beberapa faktor yang mempengaruhi kemampuan suatu mesin seperti Torsi, Daya Poros, Konsumsi Bahan Bakar, Pemakaian Bahan Bakar Spesifik, dan Efisiensi Thermal. Pengujian tersebut dilakukan dengan menggunakan mesin Honda Astrea Legenda 97,1 cc pada bangku uji. Dari hasil pengujian menunjukan bahwa metanol lebih baik dari etanol. Untuk performa mesin pemakaian metanol dapat meningkatkan kemampuan dari mesin dibandingkan dengan Etanol. Pada putaran mesin 4000 rpm laju perpindahan panas sebesar 0,036 kJ/s dan koefisien perpindahan panas 7,2 x 10-8 W/m2.oC. Torsi yang dihasilkan metanol 8,82 Nm sedangkan etanol 7,35 Nm. Daya poros sebesar 2,76 kW dibandingkan etanol 2,3 kW. Pemakaian bahan bakar untuk etanol 0,09 kg/kW.jam lebih irit dibandingkan metanol 0,10 kg/kW.jam dan efisiensi thermal etanol sebesar 1,88 % dan etanol 1,51 %.


iv

Tugas Akhir

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. Atas berkah, rahmat, dan hidayah-Nya sehingga penulis pada akhirnya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul Alternatif Penggunanan Bahan Bakar Alkohol Sebagai Pengganti Bensin Premium Dengan Memasangkan Pemanas Buatan Berupa Elemen Elektrik dengan sebaik-baiknya. Tugas Akhir ini disusun untuk dapat memenuhi salah satu persyaratan kurikulum sarjana strata satu ( S – 1 ) di Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. Tugas Akhir ini tidak akan dapat terwujud tanpa adanya petunjuk, pengarahan serta bimbingan dari berbagai pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah ikut membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu baik itu secara moril maupun secara materil. Ucapan terima kasih ini penulis tujukan kepada : 1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan sebaikbaiknya.


v

Tugas Akhir

2. Kedua

Orang

Tua

penulis

yang

telah

banyak

memberikan

dukungannya baik secara moril maupun materil. 3. Bapak Dr. Mardani Ali Sera M.Eng selaku pembimbing Tugas Akhir yang selalu meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing serta mengarahkan penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Nanang Rukhyat ST. MT. selaku koordinator Tugas Akhir. 5. Bapak Ir.Rully Nutranta, M.Eng selaku Kaprodi Teknik Mesin. 6. Bapak Ir.Yuriadi Kusumah, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknologi Indusri.. 7. Seluruh Staf dan Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana yang telah memberikan bekal Ilmu Pengetahuan dan Pengajaran selama masa perkuliahan berlangsung. 8. Bapak Firman dan Bapak Sumantri selaku Staff Laboratorium Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana yang telah banyak memberikan bantuan berupa saran dan masukan dalam Pembuatan Tugas Akhir ini. 9. Arie Gunawan yang telah membantu penulis secara moril dan dapat meluangkan waktu yang juga sebagai partner dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 10. Teman-temanku Mesin Angkatan 2003, Arie, Zadul, Roy, Er-eM, Copral, Lohan, Omen, Abe, Cepet, Ariswan, Hery, Ricky, Mang Ikin, Bembi, Ocem, Ambo, Botit, Alit, Budi, Danank, Kucluk, Sahid, Wisnu, Sihombing, Jambul, Sobri, Ponda, Oday, Amy, Tunggul, Inul,


vi

Tugas Akhir

Makmur, Heru Jawa, Agus M, Oki, Bedul, Chaconk, Zawir, Lugut, Botak dan segenap penghuni kontrakan MC 2003 yang telah banyak memberikan bantuannya kepada penulis selama pembuatan Tugas Akhir ini. 11. Sefno Alamsyah selaku Asisten Lab yang telah memberikan saran dan pikirannya. 12. Dan kepada semua pihak lain yang turut serta membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Di dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan yang mungkin terjadi baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu, diharapkan kepada rekan-rekan dari berbagai pihak agar dapat memberikan kritik serta saran yang bersifat membangun. Penulis pun berharap semoga setidak-tidaknya Tugas Akhir ini dapat membantu dan berguna bagi kita semua pada umumnya.

Akhir kata dari penulis Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Jakarta, Juni 2008

Penulis


vii

Tugas Akhir

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii ABSTRAK .......................................................................................................... iv KATA PENGANTAR ........................................................................................ v DAFTAR ISI ......................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR........................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii DAFTAR SIMBOL DAN SATUAN.................................................................xiii BAB I

PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah .............................................................. 1 I.2. Tujuan Penulisan ........................................................................ 2 I.3. Batasan Masalah.......................................................................... 3 I.4. Metode Penulisan ....................................................................... 3 I.5. Sistematika Penulisan ................................................................. 4

BAB II

LANDASAN TEORI II.1. Motor Bensin .............................................................................. 7 II.1.1 Bagian-Bagian Mesin.................................................... 7 II.1.2 prinsip Kerja Motor Bensin .......................................... 10 II.2. Siklus Otto .................................................................................. 12


viii

Tugas Akhir

II.3. Proses Pembakaran Pada Motor Bensin...................................... 14 II.4. Sistem Karburator ...................................................................... 17 II.5. Pemanas Buatan Berupa Elemen Elektrik .................................. 19 II.6. Hubungan Motor Bakar Dngan Alkohol .................................... 21 II.6.1 Pengertian Alkohol........................................................ 21 II.6.2 Jenis-Jenis Alkohol ...................................................... 21 II.6.3 Pengaruh Alkohol Terhadap Performa Mesin .............. 24 II.7. Pengaruh Alkohol Terhadap Sistem bahan Bakar ...................... 25 II.8. Konsep dasar Perpindahan Panas ............................................... 28 II.8.1 Koefisien Perpindahan Panas ....................................... 30 II.9. Parameter Yang Mempengaruhi Kemampuan Mesin ................ 33 II.9.1 Torsi .............................................................................. 33 II.9.2 Daya Poros ................................................................... 33 II.9.3 Konsumsi Bahan Bakar................................................. 34 II.9.4 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik ................................ 34 II.9.5 Efisiensi Thermal .......................................................... 35 BAB III

METODE PENGUJIAN III.1. Deskripsi Alat Uji ..................................................................... 37 III.2. Jenis Bahan Bakar Yang Digunakan ......................................... 37 III.3. Alat-Alat Pengujian .................................................................. 38 III.4. Batasan Pengujian ..................................................................... 40 III.5. Prosedur Pengujian ................................................................... 41


ix

Tugas Akhir

III.5.1 Persiapan Pengujian ..................................................... 42 III.5.2 Cara Menghidupkan Mesin ......................................... 42 III.5.3 Prosedur Pengambilan Data......................................... 43 III.5.4 Prosedur Mematikan Mesin ........................................ 44 III.5.5 Instalasi Pengujian Mesin ........................................... 45 BAB IV

PERHITUNGAN DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN IV.1. Data Hasil Pengujian .............................................................. 46 IV.2. Perhitungan Hasil Pengujian ................................................... 47 IV.2.1 Perhitungan Koefisien perpindahan Panas .................. 48 IV.2.2 Perhitungan Performa Mesin Hasil Pengujian ............ 53 IV.3. Analisa Data Hasil Perhitungan Perpindahan Panas .............. 60 IV.4. Analisa Data Hasil Perhitungan Performa Mesin ................... 62

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan ................................................................................ 68 V.2. Saran ........................................................................................... 70

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 72 LAMPIRAN


x

Tugas Akhir

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.

Piston ............................................................................................ 8

Gambar 2.2.

Batang Penggerak ........................................................................ 9

Gambar 2.3.

Silkus Motor Bensin 4 langkah .................................................... 12

Gambar 2.4.

Siklus Otto Udara Standard ......................................................... 13

Gambar 2.5.

Pemanas Buatan ........................................................................... 19

Gambar 2.6.

Konstruksi Secara Umum Dari Pemanas Buatan ......................... 20

Gambar 3.1.

Tachometer .................................................................................. 38

Gambar 3.2.

Dynamometer ............................................................................... 38

Gambar 3.3.

Alat Ukur Pemakaian Bahan Bakar ............................................. 39

Gambar 3.4.

Termometer Suhu ......................................................................... 39

Gambar 3.5.

Diagram Alir Pengujian Busi Standar Dengan Busi Bermassa 3 41

Gambar 3.6.

Skema Instalasi Pengujian Mesin ................................................ 45

Gambar 4.1.

Grafik Koefisien Perpindahan Panas Terhadap Putaran Mesin ... 60

Gambar 4.2.

Grafik Laju Perpindahan Panas Terhadap Putaran Mesin ........... 61

Gambar 4.3.

Grafik Torsi Terhadap Putaran .................................................... 62

Gambar 4.4.

Grafik Daya Poros Terhadap Putaran .......................................... 63

Gambar 4.5.

Grafik Konsumsi Bahan Bakar Terhadap Putaran ....................... 64

Gambar 4.6.

Grafik Pemakaian Bahan Bakar Spesifik Terhadap Putaran ....... 65

Gambar 4.7.

Grafik Efisiensi Thermal terhadap Putaran .................................. 66


xi

Tugas Akhir

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Perbandingan Sifat panas Gasolin dan Etanol ............................. 23

Table 2.2.

Perbedaan Sifat Bensin Dengan Gasohol .................................... 26

Tabel 3.1.

Data Spesifikasi Honda Astrea Legenda ...................................... 37

Tabel 4.1.

Data Hasil Pengujian Menggunakan Etanol ................................ 47

Tabel 4.2.

Data Hasil Pengujian Menggunakan Metanol ............................. 47

Tabel 4.3.

Data Hasil Perhitungan Menggunakan Etanol ............................. 59

Tabel 4.4.

Data Hasil Perhitungan Menggunakan Metanol .......................... 59


xii

Tugas Akhir

DAFTAR SIMBOL DAN SATUAN

Simbol

Besaran

Satuan

A

Luas Penampang

m2

CP

Koefisien Perpindahan Karena Tekanan

kJ/kg.K

d

Diameter Tabung

m

F

Gaya

N

Fc

Konsumsi Bahan Bakar

kg/jam

g

Percepatan Gravitasi

m/s2

h

Koefisien Perpindahan panas

W/m2.K

LHV

Nilai Kalor Bawah Bahan Bakar

kJ/kg

T

Torsi

Nm

m

Laju Massa Aliran

kg/s

N

Jumlah Putaran

rpm

Ne

Daya Poros

kW

NUd

Bilangan Nusselt

-

ρb

Masa Jenis bahan Bakar

kg/m3

Pr

Bilangan Prandtl

-

q

Laju Perpindahan Panas

J/s

r

Panjang Lengan

m

Red

Angka Reynold

-

SFC

Pemakaian Bahan Bakar Spesifik

kg/jam.kW


xiii

Tugas Akhir

t

Waktu

detik

tb

Waktu Pemakaian bahan Bakar

detik

Vb

Volume Konsumsi Bahan Bakar

ml

ηth

Efisiensi Thermal

%


xiv

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Sebagai konsekwensi dari lajunya tingkat pembangunan di dalam negeri, serta akibat dari situasi politik dunia, dirasakan kini makin meningkatnya harga dan langkanya minyak bumi.untuk itu penulis melihat semakin dibutuhkan usahausaha pencarian dan pemanfaatan sumber energi lain yang non minyak. Alkohol merupakan salah satu dari sekian banyak sumber energi pengganti, antara lain : tenaga air, panas matahari, batu bara, angin, nuklir, dan lain-lain. Dalam hal ini dipilih alkohol sebagai alternatif pengganti bahan bakar bensin premium atas pertimbangan – pertimbangan sebagai berikut : Alkohol dengan Etanol merupakan bahan bakar yang renewable (dapat diperbaharui dari waktu ke waktu).


1

Tugas Akhir

Sifat–sifat alkohol yang mirip dengan gasoline sehingga masih memungkinkan masih dapat dipergunakan pada mesin piston 4 langkah dengan melakukan sediki modifikasi yang di butuhkan. Karena alkohol dapat di produksi dari biomass, antara lain ubi–ubian maka pemakaian alkohol sebagai bahan bakar akan memberikan dampak lingkungan yang positif.

Bertolak dari berbagai kepositipan dalam berbagai permasalahan di atas, maka baik didalam maupun diluar negeri usaha-usaha penelitian yang dilaksanakan semaki mendekati saat nyata pemakaian alkohol. Dari berbagai penelitian terdahulu tentang alkohol, diperoleh kesimpulan tentang kemampuan suatu kendaraan berbahan bakar alkohol adalah amat memadai, pengaruh pencemaran juga lebih ramah dibandingkan dengan gasoline. Apalagi jika kita bandingkan terhadap bahan baku pembuat alkohol yang tersedia berlimpah-limpah serta amat bervariasi, yang selama ini bersumber dari energi yang kurang dimanfaatkan, seperti ketela pohon serta ubi jalar.

I.2. Tujuan Penulisan Dalam penulisan Tugas Akhir ini memiliki beberapa tujuan dalam penelitian, antara lain: a. Agar dapat memperdalam pengetahuan dalam bidang otomotif khususnya motor bakar empat langkah dan yang berhubungan baik secara langsung maupun tidak langsung.


2

Tugas Akhir

b. Agar dapat mengetahui faktor-faktor apa saja yang akan mempengaruhi kemampuan suatu mesin bensin pada saat alternatif penggunaan bahan bakar alkohol sebagai pengganti bensin premium, menggunakan pemanas buatan berupa rangkaian elemen elektrik .

I.3. Batasan Masalah Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis hanya membahas sebatas ruang lingkup perpindahan panas dan performa mesin bensin pada saat ” Alternatif Penggunaan Bahan Bakar Alkohol Sebagai Pengganti Bensin Premium Dengan Memasangkan Pemanas Buatan Berupa Elemen Elektrik ” yang juga sekaligus menjadi judul dari Tugas Akhir ini.

I.4. Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan oleh penulis dalam menyusun Tugas Akhir ini dilakukan melalui metode : a. Studi pustaka b. Experimen c. Pengumpulan dan analisa data d. Kesimpulan

I.5. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan mencakup keseluruhan isi penulisan yang diuraikan dalam tiap Bab. Sistematika penulisan dibuat sebagai berikut :


3

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN Berisikan latar belakang, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI Berisikan teori dasar motor bensin menggunakan bahan bakar bensin premium dan juga menggunakan bahan bakar alkohol, spesifikasi motor bensin, semua pembahasan tentang motor bensin bahan bakar bensin premium dan juga menggunakan bahan bakar alkohol, pemanas buatan berupa elemen electrik pada karburator secara umum, prinsip kerja pemanas buatan, pengaruh penggunaan dari pada pemanas buatan tersebut.

BAB III METODE PENGUJIAN Membahas tentang persiapan, pengumpulan dan pengolahan data yang didapatkan dari motor bensin tersebut. Dalam bab ini juga akan dibahas alat yang digunakan dalam pengujian, prosedur pengujian dan pengambilan data pada masingmasing pengujian

BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN Berisikan tentang perhitungan dan analisa data- data hasil dari analisa yang didapat dari motor bensin tersebut. Selain itu juga akan diketahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kerangka dari pengujian motor bensin tersebut dengan menggunakan pemanas buatan.


4

Tugas Akhir

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisikan tentang kesimpulan dan saran. Kesimpulan-kesimpulan tersebut diambil berdasarkan hasil dari penelitian maupun dari hasil pengujian.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


5

Tugas Akhir

BAB I I LANDASAN TEORI

Salah satu penggerak mula yang banyak digunakan adalah mesin kalor. Mesin kalor adalah mesin yang mempergunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik, atau yang merubah energi termal menjadi energi mekanik. Dimana energi itu sendiri dapat diperoleh dengan proses pembakaran, proses fisi (pemisahan) bahan bakar nuklir dan dari proses lainnya. Jika dilihat dari cara memperoleh energi termal, mesin kalor dibagi menjadi dua golongan, yaitu Mesin Pembakaran Luar (External Combustion Engines) dan Mesin Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engines). Mesin pembakaran luar adalah mesin dimana proses pembakarannya terjadi diluar mesin (mesin uap, turbin uap, mesin udara panas dan turbin gas siklus tertutup). Sedangkan mesin pembakaran dalam adalah mesin dimana proses


6

Tugas Akhir

pembakarannya terjadi didalam mesin. Mesin pembakaran dalam sering disebut dengan nama motor bakar. Jenis dari motor bakar ini antara lain adalah, Motor bakar torak, sistem turbin gas, dan propulsi pancar gas.

II.1. Motor Bensin Motor bensin yang menggerakan mobil penumpang, truk, sepeda motor, skuter dan jenis kendaraan lain dewasa ini merupakan perkembangan dan perbaikan mesin yang sejak semula dikenal sebagai motor otto. Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan api listrik yang menyalakan campuran bahan bakar dan udara segar, karena itu motor bensin cenderung dinamakan Spark Ignalion Engine Karburator ialah tempat percampuran bahan bakar dengan udara. Percampuraan tersebut terjadi karena bahan bakar terhisap masuk atau disemprotkan kedalam arus udara segar yang masuk kedalam karburator. Campuran udara bahan bakar dan udara segar yang terjadi itu sangat mudah terbakar. Campuran tersebut kemudian masuk kedalam silinder yang dinyatakan oleh loncatan bunga api listrik dari busi, menjelang langkah kompresi. Pembakaran bahan bakar dan udara ini menyebabkan mesin menghasilkan daya. Didalam siklus otto (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas pada volume konstan. II.I.1. Bagian -Bagian Mesin Bagian- bagian motor bensin bervariasi dari bagian luar, ukuran, jumlah dan pengaturan silinder, serta detail kontruksi. Tetapi setiap mesin mempunyai bagian utama yang sama, meskipun kelihatannya berbeda tetapi fungsinya sama.


7

Tugas Akhir

Bagian utama dari suatu mesin adalah: 1.

Silinder dan Torak Jantung dari suatu mesin adalah torak dan silindernya, yaitu tempat proses

pembakaran terjadi serta dimana daya dihasilkan. Bagian dalam silinder dibentuk dengan lapisan (liner), atau selongsong (sleeve). Diameter dalam silinder disebut lubang (bore). Ujung lain dari ruang kerja dalam silinder dengan torak yang meneruskan daya yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar kepada poros. Cincin torak (pislon ring) yang dilumasi dengan minyak menghasilkan film minyak atau lapisan minyak antara torak dengan silinder.

Gambar . 2.1. Piston

2.

Kepala Silinder (Cylinder Head) Menutup satu ujung silinder dan merupakan tempat dimana katup pengatur

masuknya udara dan bahan bakar diisikan dan keluarnya gas buang. 3.

Batang Engkol (Conecting Rod) Ujung yang satu, yang lebih kecil pada batang engkol, dipasangkan pada


8

Tugas Akhir

pena pergelangan (wrist pin) atau pena torak (piston pin) yang terletak didalam torak. Ujung lain atau ujung yang besar mempunyai bantalan tempat pena engkol. Batang engkol mengubah dan meneruskan gerak bolak- balik (recipricating) dari torak menjadi putaran kontinu pena engkol selama langkah kerja dan sebaliknya selama langkah yang lain.

Batang Engkol

Gambar 2.2. Batang Penggerak

4.

Poros Engkol (Crankshaft) Poros engkol diputar dibawah aksi torak melalui batang engkol dan pena

torak yang terletak diantara pipi engkol, dan meneruskan daya dari torak kepada poros yang digerakan. Bagian poros engkol yang didukung oleh bantalan utama dan diputar didalamnya disebut (journal). 5.

Roda Gila (Fly Wheel) Berupa roda gigi besar yang dihubungkan diujung poros engkol dan


9

Tugas Akhir

menyimpan energi kinetik selama langkah daya serta membuat putaran poros engkol seragam. 6.

Poros Nok (Camshaft) Yang digerakan dari poros engkol oleh penggerak rantai atau roda gigi

pengatur pengoperasian katup pemasukan dan katup buang, penikut nok, batang dorong dan lengan ayun,. Pegas ayun berfungsi menutup katup. 7.

Karter (Crakcase) Berfungsi menyatukan silinder dan poros engkol, melindungi semua

bagian yang bergerak dan bantalannya, dan merupakan resenoir bagi minyak pelumas. Disebut blok silinder kalau lapisan silinder disisipkan didalamnya. Bagian bawah dari karter disebut plat landasan (bledplate). 8.

Pompa Oli (Oil Pump) Berfungsi untuk memompa oli atau menyalurkan minyak pelumas

kebagian- bagian mesin.

II.1.2. Prinsip Kerja Motor Bensin Motor bakar empat langkah ini merupakan pesawat yang melakukan perubahan bentuk energi kimia menjadi tenaga gerak mekanik, dan proses pembakarannya terjadi secara periodik. Mekanisme pembakaran didalam mesin penyalaan busi, dimana campuran bahan bakar-udara dengan perbandingan yang sesuai dinyalakan didalam silinder. Torak bergerak turun naik didalam silinder, titik tertinggi yang dicapai oleh torak disebut " titik mati atas " (TMA) dan titik terendah " titik mati bawah " (TMB) disebut langkah torak. Pada motor 4 tak mempunyai 4 langkah dalam satu gerakan, yaitu gerakan penghisapan, gerak


10

Tugas Akhir

kompresi, gerak kerja dan gerakan pembuangan. Berikut akan dijelaskan langkah kerja pada motor bakar torak 4 - langkah yaitu: 1.

Langkah hisap (Suction stroke) Pada langkah hisap, campuran udara bensin dihisap kedalam silinder, hal

ini terjadi disebabkan tekanan didalam lebih rendah dari tekanan udara luar. Hal yang sama terjadi pada mesin, torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan kehampaan (vacum) didalam silinder dengan demikian campuran udara bensin dihisap kedalam, selama langkah torak ini katup hisap akan membuka dan katup buang menutup. 2.

Langkah kompresi (Compression stroke) Dalam langkah ini campuran udara bensin yang didalam silinder

dimanfaatkan oleh torak yang bergerak keatas dari TMB ke TMA, kedua katup hisap dan katup buang akan menutup selama gerakan tekanan dan suhu campuran udara bensin menjadi naik, bila tekanan campuran udara bensin ini ditambah lagi, tekanan serta ledakan yang lebih besar lagi dari tenaga yang kuat ini akan mendorong torak kebawah, sekarang torak sudah melakukan dua langkah atau satu putaran dan poros engkol berputar satu putaran. 3.

Langkah kerja (Expansion stroke) Dalam langkah kerja ini campuran udara bensin yang dihisap telah dibakar

dan menghasilkan tenaga yang mendorong torak kebawah meneruskan tenaga penggerak yang nyata, selama gerakan ini katup hisap dan katup buang masih tertutup, torak telah melakukan tiga langkah dan poros engkol berputar satu setengah putaran.


11

Tugas Akhir

4.

Langkah buang (Exhaust stroke) Dalam langkah buang, torak terdorong kebawah ke TMB dan naik kembali

ke TMA untuk mendorong keluar gas-gas yang telah terbakar dari silinder, selama langkah ini kerja katup buang saja yang terbuka. Bila torak mencapai TMA sesudah melakukan pekerjaan seperti diatas, torak akan kembali pada keadaan untuk memulai langkah hisap, sekarang motor telah melakukan 4 langkah penuh yaitu: hisap - kompresi - kerja - buang. Poros engkol berputar 2 putaran penuh dan telah menghasilkan satu tenaga. Pada motor; membuka dan menutupnya katup tidak terjadi tepat pada TMA atau TMB tetapi akan berlaku lebih cepat atau lambat ini dimaksudkan untuk lebih efektif lagi untuk aliran gas. SIKLUS 4 LANGKAH ( THE 4-STROKE CYCLE ) Hisap

Kompresi

Tenaga

Buang

Gambar 2.3 Sikius Motor Bensin 4 langkah

II.2. Siklus Otto Siklus otto udara standar adalah siklus yang direalisasikan, yang ditiru secara mendekati oleh mesin penyalaan bunga api. Mesin dalam gambar 2.4 bekerja menurut urutan berikut, dimulai dengan kedudukan torak penghisap pada titik mati atas.


12

Tugas Akhir

a. Campuran udara dan bahan bakar yang diuapkan kedalam silinder pada langkah isap dari torak pengisap, 0-1. b. Campuran ditekan pada langkah keatas (kembali) dari torak 1-2. c. Campuran dinyalakan dengan bunga api, dan pembakaran dilakukan pada volume konstan, 2-3. d. Gas panas berekspansi, yang menimbulkan langkah tenaga, 3-4. e. Katup buang dibuka, dan hasil- hasil pembakaran mengalir keluar, pada volume konstan 1 - 4. f. Gas-gas pembakaran didalam silinder, sewaktu dicapai kesetimbangan tekanan dengan udara luar, didorong keluar lebih lanjut akibat langkah buang yang mengembalikan torak pengisap kedudukan titik mati atas, akan tetapi sejumlah produk pembakaran masih tertinggal didalam ruang bebas (clearance spare). P

T

3

3

Qin 4

2

1

2 Qout

4

1

V

TMA

VC

TMB

VL Gambar 2.4 Siklus Otto Udara Standar


13

Tugas Akhir

II.3. Hubungan Antara Rasio Kompresi dan Nilai Oktan Bahan Bakar Ada beberapa hal yang mempengaruhi unjuk kerja mesin bensin, antara lain besarnya perbandingan kompresi, angka oktan bensin sebagai bahan bakar. Semakin besar perbandingan udara yang dihasilkan maka mesin akan semakin efisien, akan tetapi semakin besar perbandingan kompresi akan menimbulkan knocking, dalam hal ini gas baru yang belum terbakar terdesak oleh gas yang telah terbakar, sehingga tekanan dan suhunya naik sampai mencampuri keadaan hampir terbakar, jika pada saat ini gas tadi terbakar dengan sendirinya, maka akan timbul ledakan (detonasi) yang menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan (knocking) pada mesin yang berpotensi menurunkan daya mesin, bahkan bisa menimbulkan kerusakan serius pada komponen mesin. Untuk mengatasi hal ini maka harus dipergunakan bahan bakar yang memiliki angka oktan tinggi. Angka oktan pada bahan bakar mesin Otto Menunjukkan kemampuannya menghindari terbakarnya campuran udara bahan bakar sebelum waktunya yang menimbulkan knocking tadi. Untuk memperbaiki kualitas campuran bahan bakar dengan udara maka aliran udara dibuat turbulen, sehingga diharapkan tingkat homogenitas campuran akan lebih baik. Mesin bensin empat langkah menjalani satu siklus tersusun atas empat tahapan/ langkah.

II.4. Proses Pembakaran Pada Motor Bensin Pada umumnya pembakaran didefinisikan sebagai reaksi kimia atau reaksi persenyawaan bahan bakar dengan oksigen dengan diikuti oleh sinar dan panas. Mekanisme pembakaran sangat dipengaruhi oleh keadaan dari keseluruhan proses pembakaran.


14

Tugas Akhir

Ini dikenal dengan 3 teori mengenai terbakarnya hidrokarbon tersebut. a. Hidrokarbon terbakar bersama-sama dengan oksigen sebelum karbon bergabung dengan oksigen. b. Karbon terbakar lebih dahulu dari pada hydrogen, c. Senyawa hidrokarbon terlebih dahulu bergabung dengan oksigen dan membentuk senyawa (senyawa hidroxilasi) yang kemudian dipecah secara terbakar. Dalam pembakaran hidrokarbon yang biasa (normal) tidak akan terjadi gelaga apabila kondisinya memungkinkan untuk proses hidroxilasi. Hal ini hanya akan terjadi bila percampuran pendahuluan antara bahan bakar dan udara mempunyai waktu yang cukup, sehingga memungkinkan masuknya oksigen kedalam molekul hidrokarbon. Bila oksigen dan hidrokarbon ini tidak bercampur dengan baik, maka akan terjadi proses cracking dimana pada nyala akan timbul asap. Pembakaran semacam ini disebut pembakaran tidak sempurna. Ada dua kemungkinan yang dapat terjadi pada pembakaran motor bensin ini yaitu: a. Pembakaran normal (sempurna), dimana bahan bakar dapat terbakar seluruhnya pada saat dan keadaan yang dikehendaki. b. Pembakaran tidak normal (tidak sempurna), dimana sebagian bahan bakar tidak ikut terbakar, atau tidak terbakar bersama-sama pada saat dan keadaan yang dikehendaki. Pembakaran yang tidak sempuma seperti misalnya knocking dan pre ignition memungkinkan timbulnya gangguan dan kesukaran-kesukaran dalam motor bensin.


15

Tugas Akhir

Seperti telah diterangkan sebelumnya pada peristiwa pembakaran normal api menyebar keseluruh bagian ruang bakar dengan kecepatan konstan dan fungsi berfungsi sebagai pusat penyebaran. Dalam hal ini gas baru yang belum terbakar terdesak oleh gas yang telah terbakar, sehingga tekanan dan suhunya naik sampai mencampuri keadaan hampir terbakar, jika pada saat ini gas tadi terbakar dengan sendirinya, maka akan timbul ledakan (detonasi) yang menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan (knocking noise). Fluktuasi tekanan yang besar dan cepat, ini terjadi pada akhir langkah pembakaran. Sebagai akibatnya tenaga mesin akan berkurang, dan jika sering terjadi akan memperpendek umur mesin. Hal-hal yang menyebabkan terjadinya knocking adalah. a. Perbandingan kompresi yang tinggi, tekanan kompresi, suhu pemasangan campuran dan suhu silinder yang tinggi b. Masa pengapian terlalu cepat. c. Putaran mesin rendah. d. Penempatan busi dan kontuksi ruang bakar tidak tepat, serta jarak penyebaran api terlampau jauh. Pembakaran yang normal pada motor bensin adalah, dimulai pada saat terjadinya loncatan bunga api pada busi dan membakar semua hydrogen dan oksigen yang terkandung dalam campuran bahan bakar. Tetapi dalam pembakaran yang tidak lengkap yaitu pembakaran yang ada kelebihan atau kekurangan oksigen atau hydrogen. Contoh reaksi kelebihan oksigen : Cm + 3C>2 CC>2 + 62 dalam persamaan reaksi diatas jelas ada kelebihan O2 (oksigen).


16

Tugas Akhir

II.5. Sistem Karburator Proses mempersiapkan campuran udara-bahan bakar yang dilaksanakan diluar silinder dimana sebagai proses pengkabutan. Alat yang bisa melaksanakan proses pengkabutan disebut karburator. ( Ref. Sistem Bahan bakar ) Sebuah karburator yang baik harus secara otomatis bisa mengukur jumlah dan menyediakan campuran udara bahan-bakar dalam perbandingan yang tepat untuk bermacam-macam kondisi operasi. Sebap kondisi saat putaran dengan bahan kecil akan membutuhkan campuran udara-bahan bakar yang berada dengan kondisi saat putaran tinggi dengan beban maksimum. Dengan perkataan lain sebuah karburator haruslah siap melayani kebutuhan campuran udara - bahan bakar yang tepat selama mesin beroperasi. Secara umum ada beberapa modifikasi yang harus dilakukan pada mesin berbahan bakar alkohol, salah satunya adalah karburator. Diameter main jet orifice menunjukan seberapa miskin atau kaya campuran yang akan masuk ruang bakar, semakin kecil lubangnya akan semakin miskin. Karena alkohol memerlukan campuran yang lebih kaya

maka lubang tersebut harus diperbesar. Untuk

memperoleh keuntungan dari sifat anti knocking yang dimiliki alkohol maka ignition timing harus diubah. Jika pada umumnya mesin yang berbahan bakar bensin waktu penyalan adalah 8-100 sebelum TMA, karena etanol memiliki bilangan oktan lebih tinggi maka ignition timing dapat dimajukan. Pada proses pengabutan yang sempurna, udara mengalir melewati bagian dalam ( venturi ) karburator, yang kemudian masuk kedalam mesin, sedangkan bahan bakar masuk melalui suatu saluran yang akhirnya berujung pada alat penyembur di dalam karburator.


17

Tugas Akhir

Berbagai hal yang mempengaruhi sempurnanya proses pengabutan antara lain adalah : a. Waktu Yang Tersedia Lamanya waktu yang tersedia amat mempengaruhi sempurna atau tidaknya proses pengabutan . Makin sempit waktu yang tersedia akan makin tidak sempurna proses pengabutan yang terjadi. oleh sebab itu untuk mesin yang mempunyai putaran kerja tinggi, sulit diharapkan proses pengabutan yang baik. b. Temperatur Pengabutan Kondisi udara sekitar, khususnya keadaan temperatur, tekanan dan relatif humadity amat mempengaruhi terhadap baik buruknya karburasi. Bila karburasi cukup tinggi akan menghasilkan karburasi yang baik. Bila tekanan udara tinggi juga akan menghasilkan karburasi yang baik. Sedangkan bila relatif humadity udara tingi proses karburasi cenderung lebih buruk. Demikian juga terjadi hal yang sebaliknya. c. Kontruksi Karburator Faktor–faktor penentu terhadap merata atau tidaknya distribusi dan kontinuitas campuran udara–bahan bakar yang masuk kedalam silinder pada berbagai kondisi operasi yang berbeda–beda tergantung dari pengaturan letak bagian demi bagian, permukaan udara–bahan bakar serta bentuk penampung lintang dari saluran. Apa lagi perancangan jelek akan mengakibatkan proses pengabutan yang jelek. Tetapi bila perencanan baik akan mengakibatkan proses pengabutan yang baik pula.


18

Tugas Akhir

d. Kwalitas Bahan Bakar Kwalitas bahan bakar amat mempengaruhi hasil proses pengabutan. Pada mesin versi bensin yang mempunyai daya penguapan baik tidak akan menimbulkan masalah. Tapi pada mesin versi gasohol dan dengan adanya kandungan air, maka daya penguapan akan menurun, sehingga dikhawatirkan proses pengabutan gasohol akan mengalami gangguan yang merugikan.

II.6. Pemanas Buatan Berupa Elemen Elektrik Pemanas ini merupakan suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan energi berupa energi panas sebagai akibat adanya perbedaan suhu antara daerahdaerah disekelilingnya. Adapun fungsi dari pemanas ini pada motor bensin empat langkah adalah untuk menaikan koefisien perpindahan panas pada bahan bakar. Pemanas ini dipasangkan pada sistem karburator, sehingga sebelum bahan bakar sampai pada ruang bakar maka terlebih dahulu dipanaskan oleh pemanas ini agar lebih memudahkan dalam proses pembakaran. Secara umum konstruksi dari pemanas buatan ini adalah sebagai berikut : 1. Terminal 2

2. Kabel Tembaga 1 4

3. Keramik isolator 4. Tube (Alumunium)

3

Gambar 2.5 Pemanas Buatan


19

Tugas Akhir

1

2 3

4

5

Keterangan : 1. : Lilitan Kawat 2. : Bahan Bakar Alkohol 3. : Pipa (Al) 4. : Keramik 5. : Bahan Isolasi (Kertas) 1

2 3

4

Keterangan : 1. Pipa (Al) 2. Keramik 3. Kabel Tembaga 4. Lilitan Kawat

Gambar 2.6 Konstruksi Secara Umum Dari Pemanas Buatan


20

Tugas Akhir

II.6. Hubungan Motor Bakar Dengan Alkohol II.6.1. Pengertian Alkohol Alkohol merupakan turunan hidroksil dari alkana, maupun turunan dari aklil dari air. Alkohol mempunyai satu atau lebih gugusan OH, yang menggantikan kedudukan H pada parafin hidrokarbon. (Ref. Kimia 2000 Untuk SMU kelas 2 Hal : 7)

( RH ) alkana Alkohol ( R-OH) ( H-OH )Air

Methil alcohol ( metanol ) serta ethil alkohol ( etanol ) merupakan dua suku pertama dari deret alkohol yang luas. Rumus kimia dari metanol adalah CH3 OH dan untuk etanol adalah C2 H5 OH II.6.2. Jenis – jenis Alkohol Berdasarkan jenis atom karbonnya yang mengikat gugusan OH, alkohol dibedakan atas alkohol primer, akohol sekunder, dan alkohol tersier. A. Metanol (CH3 OH) Metanol (CH3 OH) merupakan hasil sitesa gas CO dan H2, dimana gas tersebut dapat di peroleh dari ” Steam Reforming ”. Sintesa methanol dari CO dan H2 adalah dimana reaksi tergantung pada suhu dan tekanan operasi : CO + 2 H2

CH3 OH

Bahan baku untuk pembuatan metanol antara lain gas alam, batu bara, kayu (serutan kayu / serbuk kayu), serta bahan buangan yang mengandung Bagse


21

Tugas Akhir

dimana dapat dikonfersikan menjai gas CO dan H2 ( gas sintesa ). Sifat-sifat fisis metanol :

(Ref. Kimia 2000 Untuk SMU Kelas 2 Hal: 19)

-

Merupakan larutan tak berwarna & tak berbau.

-

Merupakan racun yang kuat.

-

Titik didih 650C.

-

Titik bekuh -97,80C.

-

Mudah dipindahkan.

-

Larut dalam air.

-

Nilai kalor = 24.400 kJ/kg

Pemanfaatan Metanol -

Merupakan bahan baku untuk pembuatan asam asetat, protein sel tunggal, pelarut bahan kimia dan sebagainya.

-

Sebagai bahan bakar baik murni maupun dicampur.

-

Metanol mengandung 30 % berat oksigen, dimana oksigen tesebut membentuk gugusan hidroksil sehinga metanol bersifat semakin polar (cepat terbakar) dibandingkan dengan bahan bakar hidrokarbon.

-

Jumlah hidrokarbon yang tidak terbakar sempurna CO lebih rendah dari pada gasolin. Hal ini mengakibatkan berkurangnya pengotoran udara dan efek lainnya.

-

Udara pembakaran yang dibutuhkan akan menurun, yakni untuk metanol lebih rendah dari pada gasolin.

-

Adanya sejumlah kecil air yang terbawa pada pembakaran.

-

Dengan nilai oktan yang lebih tingi.


22

Tugas Akhir

B. Etanol (C2H5 OH) Etanol (C2H5 OH) merupakan hasil dari pada fermentasi (reaksi perubahan) beberapa karbonhidrat yang mengandung ” Fermentable Sugar ” atau suatu polisachrida yang dapat dihidrolisa menjadi permentable sugar. Reaksi : 2 CO +4 H2 C Sifat-sifat fisis Etanol :

2 H5 OH +H2O . (Ref. Kimia 2000 Untuk SMU Kelas 2 Hal: 19)

-

Merupakan larutan berupa zat cair bening dan berbau khas.

-

Mudah menguap dan mudah dipindahkan.

-

Tidak beracun.

-

Larut dalam air.

-

Titi didih 78 oC dan Titik Cair -115 oC.

-

Nilai Kalor = 23.930 kJ/kg Bahan baku yang dapat dipakai pembuatan etanol antara lain adalah : tetes

gula, jagung, ketela pohon, ubi jalar, jewawut, bahan buangan kertas. Keterangan

Gasolin

Etanol

Panas laten pembakaran ( kcal / kg )

65

206

Titik didih ( 0C )

99

78o C

Berat oksigen ( % )

0

34,7

Anka oktan

87

111

14,4

8,47

Perbandingan udara pembakaran dan bannyaknya bahan bakar

Tabel 2.1. Perbandingan sifat panas gasoline dan etanol


23

Tugas Akhir

( www.wikipedia.com, Alkohol Fuels)

Dengan memperhatikan tabel tersebut diatas beberapa gambaran atas dipakainya etanol sebagai bahan bakar adalah : -

Nilai panas etanol kurang jika dibandingkan terhadap gasolin, hal ini akan mengakibatkan berkurangnya tenaga yang dihasilkan. untuk 1 liter etanol akan menghasilkan 2/3 energi dari 1 liter gasolin. Dengan demikian teoritis diperlukan 33% lebih banyak daripada gasolin untuk menghasilkan daya yang sama.

-

Disebabkan karena besarnya panas laten penguapan persatuan berat etanol yang lebih tingi daripada gasolin maka akan mempersulit star engine. Hal ini terutama terjadi pada pagi hari .

-

Sebanding dengan nilai oktan yang lebih tinggi dari pada gasolin, untuk mengimbangi jumlah pemakaian bahan bakar spesifik yang lebih tinggi maka perbandingan kompresi bisa lebih ditingkatkan.

-

Dengan adanya sifat–sifat kimia serta kadar air didalam etanol maka terhadap setiap komponen fuel sistem etanol engine, perlu diadakan pencegahan korosi .

-

Tingkat polusi yang lebih rendah dari pada gasolin.

II.6.3. Pengaruh Alkohol Terhadap Performa Mesin Yang dimaksud dengan performance suatu mesin adalah prestasi kerja kemampuan yang bisa ditunjukan oleh mesin yang bersangkutan.


24

Tugas Akhir

Perfomance suatu mesin dikatakan baik bila prestasi-prestasi kerja yang ditunjukan olehnya adalah sesuai atau lebih baik dari pada perencanaan yang diharapkan oleh perencananya. Dan begitu pula bila terjadi hal yang sebaliknya. Hal-hal yang bisa diklasifikasikan sebagai perfoma suatu mesin khususnya dalam program pemakaian bahan bakar alkohol ini antara lain : -

Torsi

-

Daya mesin.

-

Fuel Consumption.

-

Efisiensi Mesin. Dalam penelitian oleh para ahli, mesin-mesin yang diteliti adalah mesin

jenis bensin. Sehingga dengan demikian akan timbul kelainan-kelainan bila mesin-mesin menggunakan alkohol sebagai bahan bakarnya.

II.7. Pengaruh Alkohol Terhadap Sistem Bahan Bakar Sistem bahan bakar pada kendaraan bermotor bensin bisa dijamin aman apa bila kendaraan bermotor tersebut memakai bensin sebagai bahan bakarnya. Tetapi sistem tersebut belum tentu aman apa bila memakai bahan bakar lain selain bensin. Dengan kata lain sistem bahan bakar bagi kendaraan bermotor versi bensin apa bila menggunakan alkohol akan menimbulkan akibat-akibat tersendiri . Akibat-akibat tersebut antara lain: A. Terjadinya Korosi Senyawa hirokarbon pada umumnya tidak bersikap korosif, tetapi karena adanya senyawa-senyawa impurities seperti misalnya asam-asam organik, basa


25

Tugas Akhir

dan sulfur bebas akan dapat menyebapkan terjadinya korosi dari elemen-elemen yang terbuat dari logam tertentu. Terjadinya senyawa impurities ini adalah akibat dari proses pengilangan minyak, proses yang tidak sempurna. Dapat juga diakibatkan oleh penyimpanan yang tidak sempurna, jadi sebetulnya bensin mempunyai bakat untuk bersifat korosif bila mana diperlakukan tidak dengan semestinya. Sedangkan metanol yang mempunyai nilai PH antra 4 ,5-5 bersifat asam. Jelas bahwa gasohol mengandung senyawa-senyawa impurites yang berupa asam organik. Hal ini akan menyebabkan gasohol bersifat korosif terhadap logam tertentu dan juga menyebapkan karet mudah rusak. Agar lebih jelas kita bandingkan sifat-sifat antara bensin dengan gasohol : No

Keterangan

Unit

Bensin

Gasohol

Mg / 100 ml

Max . 4,0

6,4

1.

Kadar Gum

2.

Sulfur

% berat

Max . 0,02

0,007

3.

Kandungan air

% vol .

nol

1,0

4.

Kandungan O2

% vol .

nol

8,675

( www.wikipedia.com, Alkohol Fuels) Tabel 2.2. Perbedaan Sifat Bensin dengan Gasohol

Dari daftar perbandingan diatas tampak bahwa gasohol mempunyai kandungan air, kandungan oksigen dan eksistensi gum yang lebih besar bila di banding dengan bensin. Kandungan air dan oksigen yang terdapat didalam gasohol di tambah lagi dengan sifat higroskopis gasohol akan berakibat meningkatnya jumlah konsentrasi


26

Tugas Akhir

atom-atom oksigen. Hal ini mengakibatkan terjadinya korosi alektrolitik dan korosi oksidasi. Reaksi elektrolitik yang terjadi melibatkan korosi terhadap seng dan besi yang termasuk oksidasi anodik. Reaksi yang terjadi adalah : a ).

Zn

Zn++

+ 2 e-

b ).

Fe

Fe+++ +

3e-

Reaksi diatas diikuti oleh proses pembebasan elektron. Elektron-elektron yang terbebaskan selanjutnya akan dilihat oleh reaksi katodik pada permukaan katoda secara satu persatu ataupun secara serempak. Sedangkan pada lingkungan larutan yang bersifat alkais, reaksi yang terjadi adalah reaksi dari oksigen yang membentuk ion-ion hidroksil. Reaksi : O2 + 2 H2O + 4e-

C ).

4 OH-

Sedangkan dalam keadaan yang normal akan terjdi reduksi dari ion-ion hidrogen menjadi gas hidrogen. Reaksi : d ).

2H+ + 2e-

H2

Dengan demikian terlihat bahwa seng, besi serta unsur-unsur yang lain menimbulkan hasil korosi yang tidak larut didalam bahan bakar. Tetapi karena gasohol bersifat asam, maka reaksi-reasi yang terjadi hanyalah reaksi a , b , dan d saja. Reaksi oksidasi yang terjadi adalah akibat kandungan oksigen dalam gasohol yang cendrung aktif mengoksidasi bahan logam dari komponen-


27

Tugas Akhir

komponen sistem bahan bakar. Reaksi yang terjadi adalah : e ).

4 Fe

+ 3 O2

f ).

2 Zn + O2

2 Fe 2O3 2 Zn O

II.8. Konsep Dasar Perpindahan Panas Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut. Selain itu perpindahan panas terdiri dari beberapa proses, yaitu proses dalam keadaan stedi dan tak stedi. Proses stedi adalah bila laju aliran panas dalam suatu sistem tidak berubah dengan waktu, yaitu bila laju itu konstan, maka suhu dititik manapun lidak berubah. Dengan kondisi stedi, kecepatan masuk panas pada titik manapun harus tetap sama dengan kecepatan keluar, dan jika terdapat atau terjadi perubahan energi dalam contohnya adalah pendinginan bola lampu listrik dengan udara sekitar, atau perpindahan panas dari fluida yang panas ke fluida yang dingin didalam penukar panas. Sedangkan yang dimaksud dengan proses tak stedi bila suhu diberbagai titik dari sistem tersebut berubah dengan waktu. Karena perubahan suhu menunjukkan perubahan energi dalam, kita berkesimpulan bahwa penyimpanan energi bagian yang tidak terpisahkan dari aliran proses tak stedi. Kepustakaan perpindahan panas pada umumnya mengenal tiga cara perpindahan panas yang berbeda : konduksi ( conduction, juga dikenal dengan istilah hantaran ), radiasi ( radiation ) dan konveksi ( convection ). Konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah didalam suatu medium ( padat, cair, gas )


28

Tugas Akhir

atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung. Dalam aliran perpindahan panas secara konduksi, perpindahan energi terjadi karena hubungan molekul yang cukup besar. Menurut teori kinetic, suhu elemen zat sebanding dengan energi kinetic rata-rata molekul yang mcmbentuk elemen itu. Energi yang dimiliki oleh suatu elemen zat yang disebabkan oleh kecepatan dan posisi relatif molekul-molekulnya disebut energi dalam. Jadi, semakin cepat molekul-molekul bergerak, semakin tinggi suhu maupun energi dalam elemen zat tersebut. Radiasi adalah proses dimana panas mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah tanpa melalui zat perantara, kalor juga dapat berpindah melalui daerah-daerah hampa. Panas radiasi dipancarkan oleh suatu benda dalam bentuk kumpulan energi yang terbatas atau kuanta. Gerakan panas radiasi didalam ruangan mirip perambatan cahaya dan dapat diuraikan dengan teori gelombang. Bila gelombang radiasi menjumpai benda yang lain, maka energinya diserap dan dikekal oleh permukaan benda tersebut. Perpindahan panas secara radiasi semakin pcnting dalam meningkatkan suhu suatu benda. Konveksi adalah proses perpindahan energi dengan kerja gabungan dari kunduksi panas, penyimpanan energi dan gerakkan mencampur perpindahan panas dengan cara konveksi dari suatu permukaan yang suhunya diatas suhu fluida sekitarya berlangsung dalam beberapa tahap. Pertama, panas akan mengalir secara konduksi dari permukaan partikel-partikel fluida yang terbatas. Energi berpindah dengan cara demikian akan menaikkan suhu dan energi dalam partikelpartikel fluida. Kemungkinan partikel-partikel fluida tersebut akan bergerak ke


29

Tugas Akhir

daerah yang bersuhu lebih rendah didalam fluida dimana mereka akan bercampur, dan memindahkan sebagian energinya kepada partikel-partikel lainnya. Perpindahan pada konveksi diklasifikasikan dalam konveksi bebas dan konveksi paksa menurut cara pergerakkan alirannya. Maka bila gerakkan mencampur berlangsung semata-mata sebagai akibat dari perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh gradient suhu disebut dengan konveksi bebas. Dan bila gerakan mencampur disebabkan oleh suatu alat dari luar, seperti pompa, kipas, maka prosesnya disebut konveksi paksa. II.8.1. Koefisien Perpindahan Panas Metode perhitungan perpindahan panas secara konveksi khususnya caracara mencari nilai koefisien perpindahan panasnya dalam hal masalah perpindahan panas konveksi diperlukan analisis dinamika fluida tersebut. Sebelum menelaah lebih jauh terlebih dahulu harus memahami dan menentukan angka Reynolds terlebih dahulu. Penentuan angka Reynolds ini bertujuan untuk dapat memastikan apakah aliran fluida dalam pipa / tabung tersebut laminar atau turbulen. Angka Reynolds digunakan sebagai kriteria untuk menunjukan apakah aliran dalam tabung atau pipa tersebut itu laminar atau turbulen. Untuk Red =

u m .d > 2300 v

( Ref. Perpindahan Kalor J.P. Holman Hal : 195 )

Aliran itu biasanya turbulen. Sekali lagi pada daerah transisi terdapat suatu jangkau angka Reynolds, yang bergantung dari kekerasan pipa dan kehalusan aliran. Jangkau transisi yang biasanya di gunakan adalah :


30

Tugas Akhir

2000 < Red < 4000


Walaupun dalam kondisi yang dikendalikan ketat dalam laboratorium aliran laminar masih bisa didapatkan pada angka Reynolds 25.000. Hubungan Kontinuitas untuk aliran satu dimensi dalam tabung ialah : m = ρ u mA


Dimana : m = Laju aliran massa (kg/s)

µm = Kecepatan rata-rata (m/s) A = Luas penampang (m2)

Untuk Kecepatan Rata-rata µm dimana panjang jarak yang dilalui pada selang bahan bakar dibagi dengan waktu yang dibutuhkan oleh bahan bakar tersebut. Maka :

µm =

s PanjangJarakYangDilaluiPadaSelangBahanBakar = t WaktuPemakaianBahanBakar

Kecepatan massa didefinisikan sebagai berikut : Kecepatan Massa = G =

m = ρ um A

Sehingga angka Reynolds dapat dituliskan sebagai berikut : Red =

Gd

µ

atau Red =

ρµ m d µ

Untuk menentukan Laju aliran massa dapat digunakan : m=ρ

πd 2 4

µ m kg/s



31

Tugas Akhir

Dimana :

ρ = masa jenis bahan bakar (kg/m3) d = diameter tabung (m)

µm = Kecepatan rata-rata (m/s) Untuk dapat menentukan berapa laju perpindahan panas pada bahan bakar yang keluar setelah melewati pemanas buatan dapat diketahui berdasarkan rumus sebagai berikut : Pada suhu dinding luar dapat diketahui suhu yang keluar q = mCp(Tb2 – Tb1) J/s


Dimana : M = Laju aliran massa (kg/s) Cp = Koefisien perpindahan panas karena tekanan (kJ/kg.K) Tb2 = Suhu Alkohol setelah melewati pemanas ( oC ) Tb1 = Suhu Alkohol sebelum melewati pemanas ( oC ) Berdasarkan persamaan aliran yang telah diketahui didapat : Nud = 0,023 Red0,8Pr0,4


Untuk dapat menentukan koefisien perpindahan panas konveksi secara paksa berdasarkan aliran yang telah diketahui dapat menggunakan rumus : h=

k Nu d W/m2.K d


Dimana : k = Konstanta ( W/m/K)


32

Tugas Akhir

Pr = Bilangan Prandtl

II.9. Parameter Yang Mempengaruhi Kemampuan mesin Yang dimaksud dengan kemampuan mesin adalah prestasi dari suatu mesin yang erat hubungannya dengan daya mesin yang dihasilkan serta daya guna dari mesin tersebut. Ada beberapa parameter yang mempengaruhi kemampuan mesin yang dapat diperincikan sebagai berikut :

II.9.1 Torsi (T) Proses pembakaran di dalam silinder akan menimbulkan tekanan terhadap torak. Akibat adanya tekanan pada torak sehingga menimbulkan gaya yang akan di teruskan ke batang torak yang akan mengakibatkan timbulnya tenaga putar pada engkol yang di sebut sebagai torsi. Torsi dapat di hitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: T=F.r

( Ref. Motor Bensin Hal : 21 )

Dimana: T = Torsi (Nm) F = Beban Dynamometer (N) r = Lengan Dynamometer (m)

II.9.2. Daya Poros Power atau Daya yang diberikan oleh poros penggerak dikenal dengan BHP ( Brake Horse Power ) atau pun Ne. Daya ini biasanya diukur dengan beberapa macam dinamometer seperti dinamometer listrik dan dinamometer hydraulik. Daya Poros biasanya diukur dengan menentukan reaksi dinamometer


33

Tugas Akhir

dan memakai rumus berikut : Ne =

2π .n.T 60.1000

(Ref. Motor Diesel Putaran Tinggi Hal : 24)

Dimana : Ne = Daya Poros (kW) n

= Putaran mesin (rpm)

T

= Torsi (Nm)

II.9.3. Konsumsi Bahan Bakar (Fc) Pemakaian bahan bakar di definisikan sebagai jumlah penggunaan bahan bakar persatuan waktu dalam kg/jam. Dalam pengujian ini di gunakan gelas ukur dengan volume 10 cc dan alat pencatat waktu untuk mengukur pemakaian bahan bakar tiap 5 cc bahan bakar dalam proses pengujian. Fc =

Vb 3600 ρb 1000 tb


Dimana: Fc = Konsumsi bahan bakar (kg/jam) Vb = Volume pemakaian bahan bakar (m 3 )

ρ b = Massa jenis bahan bakar (kg/m 3 ) t b = Waktu pemakaian bahan bakar (dtk)

II.9.4. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik Pemakaian bahan bakar spesifik merupakan parameter yang berhubungan erat efisiensi thermal motor. Pemakaian bahan bakar spesifik ini didefinisikan sebagai banyaknya bahan bakar yang terpakai setiap jam untuk menghasilkan setiap kW dari daya motor.


34

Tugas Akhir

Untuk mengetahui pemakaian bahan bakar dari motor perlu terlebih dahulu menghitung besarnya Spesific Fuel Consumtion : SFC =

Fc Ne


Dimana : SFC

= Pemakaian bahan bakar spesifik (kg/jam.kW)

Fc

= Konsumsi bahan bakar (m3/jam)

Ne

= Daya poros (kW)

II.9.5. Efisiensi Termal Efisiensi Termal merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan terhadap jumlah pemakaian bahan bakar untuk waktu tertentu.

η th =

Ne.3600 x 100% Fc.LHV


Dimana:

η th

= Efisiensi Thermal (%)

Ne

= Daya poros (kW)

Fc

= Konsumsi bahan bakar (kg/jam)

LHV = Nilai kalor bawah bahan bakar (20930 kJ/kg)


35

Tugas Akhir

BAB III METODE PENGUJIAN

Pengujian ini dilakukan sesuai dengan tujuan awal yaitu untuk membandingkan serta pengaruh dari pemakaian bahan bakar alkohol yakni Etanol dengan Metanol yang sudah dilengkapi dengan pemanas buatan berupa elemen elektrik yang dipasang di sistem karburator pada mesin bensin empat langkah Honda Astrea Legenda (97,1 cc). Pengujian dan pengambilan data dilakukan pada kondisi tanpa pembebanan dan putaran mesin yang berbeda. Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan pengaruh kedua jenis bahan bakar tersebut yakni Etanol dan Metanol terhadap kemampuan mesin.


36

Tugas Akhir

III.1. Deskripsi Alat Uji Motor bakar bensin yang digunakan dalam pengujian ini adalah Honda Astrea Legenda. Di mana motor bensin Honda Astrea Legenda dari jenis 4 tak / 1 silinder, pendinginan udara, sistem penyalaan mesin terjadi karena loncatan arus listrik pada elektroda busi. Motor bensin tersebut dirakit sesuai dengan pedoman dari pabrik pembuatnya, kemudian dipasang pada bangku uji (test bend) yang dilengkapi dengan instalasi uji dan piranti ukur.

Tabel 3.1. Data Spesifikasi Honda Astrea Legenda Type

: 4 Langkah, 1 silinder, pendingin udara

Engine No

: NGEE-1254404

Diameter Silinder

: 50,0 mm

Isi Silinder

: 97,1 cc

Perbandingan Kopresi

: 8,8 : 1

Torsi Maksimum

: 4000 rpm

Jumlah Silinder

: 1 (satu)

III.2. Jenis Bahan Bakar Yang Digunakan Jenis bahan bakar yang digunakan dalam pengujian ini terdiri dari dua jenis alkohol yakni Etanol dan Metanol.


37

Tugas Akhir

III.3. Alat-alat Pengujian Alat bantu untuk pengukuran yang dipergunakan pada saat pengujian motor bensin terdiri dari beberapa macam tergantung dari fungsi dan kegunaannya. Alat bantu ukur yang digunakan antara lain : 1. Tachometer Tachometer berfungsi untuk mengukur kecepatan putaran mesin yang dinyatakan dalam satuan rotasi per menit (rpm).

Gambar 3.1. Tachometer

2. Dynamometer Dynamometer berfungsi untuk mengukur beban yang mampu diterima oleh mesin. Batas pengukuran dynamometer yang digunakan adalah 0-25 Kg.


38

Tugas Akhir

Gambar 3.2. Dynamometer

3. Gelas Ukur Pemakaian Bahan Bakar. Gelas ukur berfungsi untuk mengukur volume pemakaian bahan bakar yang digunakan oleh mesin dengan daerah pengukuran 0-10 cc.

Gambar 3.3. Alat Ukur Pemakaian Bahan Bakar

4. Termometer Suhu Termometer suhu berfungsi untuk mengukur temperatur gas buang yang dilakukan pada saat pengujian.

Gambar 3.4. Termometer Suhu

5. Stop Watch Stop Watch yang digunakan adalah stop watch HP Nokia Tipe 2300 yang berfungsi untuk mengukur waktu pemakaian bahan bakar. Volume setiap


39

Tugas Akhir

pengukuran bahan bakar adalah konstan (5ml) dengan satuan pemakaian bahan bakar dalam liter/jam.

III.4. Batasan Pengujian Pengujian dilakukan memiliki batasan dengan memperhatikan beberapa hal berikut : -

Keterbatasan kemampuan alat ukur yang dipergunakan.

-

Kondisi dari alat ukur yang digunakan dalam pengujian.

-

Kondisi dari mesin yang digunakan dalam pengujian.

-

Waktu, biaya dari perhitungan hasil pengamatan pengujian. Dengan memperhatikan dan mempertimbangkan beberapa faktor tersebut

diatas maka pengujian dilakukan sebagai berikut : 1. Pengujian ini dilakukan pada motor bensin pada kecepatan poros engkol 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm dan 4000 rpm untuk setiap jenis bahan bakar yang digunakan. 2. Motor bensin yang digunakan dalam pengujian ini menggunakan bahan bakar alkohol yakni Etanol dan Metanol.


40

Tugas Akhir

III.5. Prosedur Pengujian

START

1. Mengumpulkan Informasi 2. Persiapan Pengujian

Pengujian Menggunakan Etanol

Pengujian Menggunakan Metanol

N = 1000 rpm 2000 rpm 3000 rpm 4000 rpm

Data Hasil Pengujian

1. Perhitungan 2. Perbandingan 3. Pembahasan

KESIMPULAN


41

Tugas Akhir

Gambar 3.5. Diagram alir pengujian Etanol dan Metanol

III.5.1. Persiapan Pengujian Sebelum dilakukan pengujian untuk meminimalkan penyimpangan dalam melakukan penelitian maka diperlukan persiapan-persiapan. Persiapan yang dilakukan adalah dengan menyiapkan benda uji yaitu Bahan Bakar Alkohol yakni Etanol dan Metanol, serta pemeriksaan yang dilakukan pada hal-hal sebagai berikut : 1. Pemeriksaan bahan Bakar. 2. Pemeriksaan minyak pelumas didalam mesin. 3. Pemeriksaan sistem pendinginan. 4. Periksa semua baut dan mur pengikat yang terdapat pada sambungan mesin. 5. Periksa semua instrumen sistem kontrol dan pastikan bahwa dapat bekerja dengan baik. 6. Siapkan peralatan untuk membuka dan memasang specimen yang akan diuji.

III.5.2. Cara Menghidupkan Mesin 1. Putar kunci kontak keposisi ON, untuk menjalankan mesin. 2. Setelah Mesin dihidupkan, biarkan selama beberapa saat hingga mesin dalam kondisi stasioner.


42

Tugas Akhir

3. Periksa semua alat ukur sistem dynamometer, tachometer, Gelas ukur bahan bakar dan beberapa komponen lainnya, apakah sudah berfungsi dengan baik. 4. Bila semua sudah dalam kondisi baik, pengujian mesin dan pengambilan data dapat dilakukan. 5. Matikan mesin apabila terjadi penyimpangan dengan mematikan tombol darurat.

III.5.3. Prosedur Pengambilan Data Pengambilan

data

dilakukan

dengan

mengadakan

pengukuran,

pengamatan, dan pencatatan nilai yang terdapat pada instrument pada setiap putaran mesin yang telah ditentukan. Putaran poros engkol dijaga tetap konstan pada kecepatan putaran yang telah ditentukan dengan menambah atau mengurangi beban pada dynamometer. Pengambilan data dilakukan dengan prosedur sebagai berikut : 1. Mesin dihidupkan dalam keadaan normal tanpa beban dan didiamkan selama beberapa saat sampai kondisi stasioner. 2. Putaran mesin diatur sesuai dengan kecepatan yang diinginkan dengan menambah atau mengurangi beban dynamometer dan menjaga agar kecepatan putaran tetap selama pengujian berlangsung. 3. Setelah keadaan mesin stabil, pengamatan serta pengukuran dilakukan dengan melihat instrument yang ada, yaitu : - Beban dynamometer. - Waktu pemakaian bahan bakar per 5 ml.


43

Tugas Akhir

- Perbedaan tekanan orifis. - Temperatur bahan bakar dan gas buang. 4. Selanjutnya pengamatan dilakukan dengan mengubah putaran mesin keputaran yang lain hingga mencapai putaran 4000 rpm. 5. Setelah pengujian diatas selesai dilakukan, bahan bakar Etanol kemudian diganti dengan bahan bakar Metanol, dengan prosedur dan cara pengukuran yang sama.

III.5.4. Prosedur Mematikan Mesin 1. Setelah pengujian dan pengambilan data selesai, kurangi putaran mesin secara perlahan-lahan. 2. Pada saat yang sama kurangi beban pada dynamometer secara perlahanlahan. 3. Mesin dibiarkan tetap berjalan pada pembebanan minimum tersebut selama ± 5 menit. 4. Putar kunci kontak pada posisi off.


44

Tugas Akhir

III.5.5. Instalasi Pengujian Mesin

Tangki bahan bakar

Fuel gauge

Neraca Beban

Motor Bakar

Tacho meter

Disc Brake

Pendingin

Gambar 3.6. Skema Instalasi Pengujian Mesin

Keterangan : Bahan bakar yang berada pada tangki bahan bakar menuju ke tabung ukur bahan bakar sebagai patokan dalam pengukuran volume bahan bakar yang digunakan untuk satu putaran mesin, setelah itu menuju ke motor bakar yaitu tempat terjadinya pembakaran, di sini tachometer digunakan untuk mengukur putaran poros engkol, disc brake pembebanan pada putaran poros dan neraca beban untuk membaca beban yang didapat setelah putaran poros mendapatkan


45

Tugas Akhir

pembebanan.

BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN

IV.1. Data Hasil Pengujian Pengujian unjuk kerja motor bensin dengan bahan bakar alkohol yaitu pada kondisi mesin mengunakan bahan bakar alkohol jenis Etanol dan Metanol pada putaran mesin yang berbeda yaitu 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm dan 4000 rpm dengan pembebanan yang berbeda-beda. Data hasil pengujian ini diambil sesuai dengan data-data yang didapat pada saat pengujian.


46

Tugas Akhir

Berikut data hasil pengujian dalam bentuk tabel :

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Menggunakan Etanol Putaran

Beban

Waktu Pemakaian

Temperatur

Perbedaan

Mesin

Dynamometer

Bahan Bakar/5 ml

Gas Buang

Tekanan

(rpm)

(kg)

(detik)

(oC)

(mm H2O)

1.

1000

1

92

60

2.

2000

1,75

85

3.

3000

2,5

4.

4000

3

No.

Suhu Alkohol T in(oC)

T Out (oC)

8

28

32

75

10

28

34

68

90

13

28

36

56

105

15

28

38

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Menggunakan Metanol Putaran

Beban

Waktu Pemakaian

Temperatur

Perbedaan

Mesin

Dynamometer

Bahan Bakar/5 ml

Gas Buang

Tekanan

(rpm)

(kg)

(detik)

(oC)

(mm H2O)

T in(oC)

T Out (oC)

1.

1000

1,5

96

54

17

28

32

2.

2000

2

77

82

19

28

34

3.

3000

3

53

105

25

28

36

4.

4000

3,5

48

112

27

28

38

No.

Suhu Alkohol

IV.2. Perhitungan Hasil Pengujian Dari hasil pengujian maka dapat dihitung beberapa parameter yang di perlukan untuk menganalisa hasil pengujian. Langkah-langkah perhitungan yang ditunjukan dibawah dengan berdasarkan parameter yang terdapat pada mesin bensin yang diuji.


47

Tugas Akhir

Disini

penulis

hanya

menjabarkan

contoh

perhitungan

dengan

menggunakan data hasil pengujian pada rpm tertentu dan selanjutnya untuk efisiensi maka penulis memberikan langsung hasil perhitungan dalam bentuk tabel.

IV.2.1. Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas Pada Bahan Bakar A. Perhitungan Menggunakan Bahan Bakar Etanol 1. Menentukan Laju Massa aliran m=ρ

πd 2 4

µm

Dimana :

ρ = 800 kg/m3

t = 68 detik

d = 30 mm = 0,03 m

s = 15 cm = 0,15 m

s 0,15m = = 0,0022 m/s t 68s

µm = Maka : m=ρ

πd 2 4

= 800 x

µm 3,14 x (0,03) 2 x0,0022 kg/s 4

= 0,0012 kg/s 2. Kecepatan Massa Aliran G=

m = ρum A

Dimana : m = 0,0012 kg/s


48

Tugas Akhir

A=

πd 2 4

µ m = 0,0007065 m2

Maka : G=

m A

G=

0,0012 kg/s.m2 0,0007065

G = 1,7 kg/s.m2 3. Sehingga angka Reynolds didapat Dimana :

µ = 260,4 x 105 kg/m.s Maka : Red =

Red =

Gd

µ 1,7 x0,03 260,4 x10 5

Red = 1,96 x 10-9 - Maka alirannya adalah Laminar

4. Koefisien Perpindahan Panas Nud = 0,023 Red0,8Pr0,4 Dimana : Pr = 38,1 k

= 0,17 W/m.oC

Red = 1,96 x 10-9 Nud = 0,023 Red0,8Pr0,4


49

Tugas Akhir

= 0,023 x (1,96 x 10-9)0,8 x (38,1)0,4 = 1,07 x 10-8 Maka: h=

k Nu d d

h=

0,17 x 1,07 x 10-8 W/m2.oC 0,03

h = 6,06 x 10-8 W/m2.oC 5. Laju Perpindahan panas Bahan Bakar q = mCp(Tb2 – Tb1) Dimana : h = 6,06 x 10-8 W/m2.oC

Tb1 = 28 oC

d = 0,007 m

Tb2 = 36 oC

m = 0,0012 kg/s

Cp = 2,39 kJ/kg.oC

Maka : q = mCp(Tb2 – Tb1) q = 0,0012 kg/s x 2,39 kJ/kg.oC (36-28)oC q = 0,023 kJ/s

B. Perhitungan Menggunakan Bahan Bakar Metanol 1. Menentukan Laju Massa aliran m=ρ

πd 2 4

µm

Dimana :


50

Tugas Akhir

ρ = 786,6 kg/m3

t = 53 detik

d = 30 mm = 0,03 m

s = 15 cm = 0,15 m

s 0,15m = = 0,0028 m/s t 53s

µm = Maka : m=ρ

πd 2 4

µm

= 786,6 x

3,14 x(0,03) 2 x0,0028 kg/s 4

= 0,00156 kg/s

2. Kecepatan Massa Aliran G=

m = ρum A

Dimana : m = 0,00156 kg/s A=

πd 2 4

µ m = 0,0007065 m2

Maka : G=

m A

G=

0,00156 kg/s.m2 0,0007065

G = 2,21 kg/s.m2

3. Sehingga angka Reynolds didapat


51

Tugas Akhir

Dimana :

µ = 260,4 x 105 kg/m.s Maka : Red =

Red =

Gd

µ 2,21x0,03 260,4 x10 5

Red = 2,55 x 10-9 - Maka alirannya adalah Laminar

4. Koefisien Perpindahan Panas Nud = 0,023 Red0,8Pr0,4 Dimana : Pr = 38,1 k

= 0,17 W/m.oC

Red = 2,55 x 10-9 Nud = 0,023 Red0,8Pr0,4 = 0,023 x (2,55 x 10-9)0,8 x (38,1)0,4 = 1,32 10-8 Maka: h=

k Nu d d

h=

0,17 x 1,32 10-8 W/m2.oC 0,03

h = 7,48 x 10-8 W/m2.oC


52

Tugas Akhir

5. Laju Perpindahan panas Bahan Bakar q = mCp(Tb2 – Tb1) Dimana : h = 7,48 x 10-8 W/m2.oC

Tb1 = 28 oC

d = 0,007 m

Tb2 = 36 oC

m = 0,00156 kg/s

Cp = 2,39 kJ/kg.oC

Maka : q = mCp(Tb2 – Tb1) q = 0,00156 kg/s x 2,39 kJ/kg.oC (36-28)oC q = 0,0298 kJ/s

IV.2.2. Perhitungan Performa Mesin Berdasarkan Hasil Pengujian A. Menggunakan Bahan Bakar Etanol Tanggal pengujian

: 21 April 2008

Jenis mesin

: Honda Astrea Legenda

Kapasitas

: 97,1 cc

Bahan bakar

: Alkohol

Putaran

: 3000 rpm

Pemakaian bahan bakar per-5 ml

: 68 detik

Data-data diatas maka dapat dihitung sebagai berikut :

1. Momen Torsi (Mt) Mt = F . r Dimana: r = 30 cm = 0,3 m


53

Tugas Akhir

F= m.g = 2,5 kg x 9,8 m/s2 Maka : Mt = ( 2,5 kg x 9,8 m/s2 ) x 0,3 m = 7,35 Nm

2. Daya Poros BHP =

2π .n.Mt 60.1000

Dimana : n = 3000 rpm Mt = 7,35 Nm Maka : BHP =

2π .n.Mt 60.1000

BHP =

2 x3,14 x3000 x7,35 kW 60.1000

BHP = 2,3 kW

3. Konsumsi Bahan Bakar (Fc) Fc =

Vb 3600 ρb 1000 tb

Dimana:

ρ b = 800 kg/m 3 Vb = 0,005 m3


54

Tugas Akhir

t b = 68 detik

Maka :

Vb 3600 ρb 1000 tb

Fc =

=

0,005 3600 x 800 x kg/jam 68 1000

= 0,21 kg/jam

4. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik SFC SFC =

Fc BHP

Dimana ; Fc

= 0,21 kg/jam

BHP = 2,3 kW Maka : SFC =

=

Fc BHP

0,21Kg / jam 2,3kW

= 0,09 kg/kW.jam

5. Efisiensi Termal

η th =

BHP.3600 x 100% Fc.LHV


55

Tugas Akhir

Dimana: BHP = 2,3 kW Fc

= 0,2 kg/jam

LHV = 20930 kj/kg Maka :

η th =


ηth =

2,3.3600 x 100 % 0,21.20930

ηth = 1,88 %

B. Menggunakan Bahan Bakar Metanol Tanggal pengujian

: 22 April 2008

Jenis mesin

: Honda Astrea Legenda

Kapasitas

: 97,1 cc

Bahan bakar

: Alkohol

Putaran

: 3000 rpm

Pemakaian bahan bakar per-5 ml

: 53 detik

Data-data diatas maka dapat dihitung sebagai berikut :

1. Momen Torsi (Mt) Mt = F . r Dimana: r = 30 cm = 0,3 m


56

Tugas Akhir

F= m.g = 3 kg x 9,8 m/s2

Maka : Mt = ( 3 kg x 9,8 m/s2 ) x 0,3 m = 8,82 Nm

2. Daya Poros BHP =

2π .n.Mt 60.1000

Dimana ; n = 3000 rpm Mt = 8,82 Nm Maka : BHP =

2π .n.Mt 60.1000

BHP =

2 x3,14 x3000 x8,82 kW 60.1000

BHP = 2,76 kW

3. Konsumsi Bahan Bakar (Fc) Fc =

Vb 3600 ρb tb 1000

Dimana:

ρ b = 786,6 kg/m 3


57

Tugas Akhir

Vb = 0,005 m3 t b = 53 detik

Maka : Fc =

=

Vb 3600 ρb tb 1000 0,005 3600 x 786,6 x kg/jam 53 1000

= 0,27 kg/jam

4. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik SFC SFC =

Fc BHP

Dimana ; Fc

= 0,27 kg/jam

BHP = 2,76 kW Maka : SFC =

=

Fc BHP

0,27 kg / jam 2,76kW

= 0,1 kg/kW.jam

5. Efisiensi Termal


58

Tugas Akhir


η th = Dimana:

BHP = 2,76 kW Fc

= 0,27 kg/jam

LHV = 24400 kj/kg Maka :

η th =


ηth =

2,76.3600 x 100 % 0,27.24400

ηth = 1,51 %

Tabel 4.3. Data Hasil Perhitungan Menggunakan Etanol No

Putaran

Torsi

Mesin

Daya

Konsumsi

Pemakaian Bahan

Efisiensi

Koefisien

Laju Perpindahan

Poros

Bahan Bakar

Bakar Spesifik

Thermal

Perpindahan Panas

Panas

(rpm)

(Nm)

(kW)

(kg/jam)

(kg/kW.jam)

%

(W/m2.oC)

(kJ/s)

1

1000

2,94

0,3

0,16

0,53

0,32

4,78 x 10-8

0,0086

2

2000

5,14

1,1

0,17

0,15

1,11

5,27 x 10-8

0,014

3

3000

7,35

2,3

0,21

0,09

1,88

6,06 x 10-8

0,023

4

4000

8,82

3,7

0,26

0,07

2,45

7,2 x 10-8

0,036

Tabel 4.4. Data Hasil Perhitungan Menggunakan Metanol No

Putaran

Torsi

Mesin (rpm)

(Nm)

Daya

Konsumsi

Pemakaian Bahan

Efisiensi

Koefisien

Laju Perpindahan

Poros

Bahan Bakar

Bakar Spesifik

Thermal

Perpindahan Panas

Panas

(kW)

(kg/jam)

(kg/kW.jam)

%

(W/m2.oC)

(kJ/s)


59

Tugas Akhir

1

1000

4,41

1,38

0,15

0,11

1,35

4,65 x 10-8

0,0085

2

2000

5,88

1,23

0,19

0,15

0,96

5,44 x 10-8

0,0150

3

3000

8,82

2,76

0,17

0,10

1,51

7,48 x 10-8

0,0298

4

4000

10,29

4,3

0,29

0,07

2,19

8,05 x 10-8

0,0411

IV.3. Analisa Data Hasil Perhitungan Perpindahan Panas IV.3.1. Koefisien Perpindahan Panas Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh Koefisien Perpindahan Panas sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.1.

0.0000001

h (W/m2.C)

0.00000008 0.00000006

Etanol

0.00000004

Metanol

0.00000002 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

N (rpm) Gambar 4.1. Grafik Koefisien Perpindahan Panas Terhadap Putaran

Pada grafik 4.1. pengambilan data dilakukan pada putaran 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm dengan kenaikan putaran poros 1000 rpm. Terlihat pada grafik bahwa terjadi kenaikan koefisien perpindahan panas yang cukup stabil, baik itu pada mesin yang menggunakan etanol maupun metanol. Untuk etanol nilai koefisien perpindahan panas pada putaran rendah 1000 rpm sebesar 4,78 x 10-8 W/m2.oC dan putaran tinggi 4000 rpm 7,2 x 10-8 W/m2.oC sedangkan metanol nilai koefisien perpindahan panas pada putaran rendah 1000 rpm 4,65 x 10-8 W/m2.oC


60

Tugas Akhir

dan pada putaran tinggi 4000 rpm 8,05 x 10-8 W/m2.oC. Akan tetapi mesin yang mengggunakan etanol kenaikannya lebih stabil pada tiap putaran poros dibandingkan dengan mesin yang menggunakan metanol, karena pada mesin yang menggunakan metanol agak terjadi peningkatan pada putaran 3000 rpm.

IV.3.2. Laju Perpindahan Panas Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh Laju Perpindahan Panas sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.2.

0.05

q (kJ/s)

0.04 0.03

Etanol

0.02

Metanol

0.01 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

N (rpm) Gambar 4.2. Grafik Laju Perpindahan Panas Terhadap Putaran

Pada grafik 4.2. pengambilan data dilakukan pada putaran poros motor 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm dengan kenaikan putaran poros 1000 rpm. Terlihat pada grafik bahwa terjadi kenaikan laju perpindahan panas yang cukup stabil pada putaran poros 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm baik itu pada mesin yang menggunakan etanol maupun metanol. Untuk etanol nilai laju perpindahan panas pada putaran rendah 1000 rpm sebesar 0,0086 kJ/s dan putaran tinggi 4000 rpm sebesar 0,036 kJ/s sedangkan metanol nilai laju perpindahan panas pada putaran rendah 1000 rpm 0,0085 kJ/s dan pada putaran tinggi 4000 rpm 0,0411


61

Tugas Akhir

kJ/s. Akan tetapi mesin yang mengggunakan bahan bakar etanol kenaikannya lebih stabil pada tiap putaran poros dibandingkan dengan mesin yang menggunakan metanol, karena pada mesin yang menggunakan metanol agak terjadi peningkatan pada putaran 3000 rpm dan 4000 rpm.

IV.4. Analisa Data Hasil Perhitungan Performa Mesin Berdasarkan data pengukuran dari hasil pengujian diatas dapat dilakukan analisa perbandingan kinerja mesin dengan perbedaan jenis bahan bakar, yang akan memperlihatkan perbedaan antara mesin menggunakan bahan bakar etanol dengan mesin menggunakan bahan bakar metanol.

IV.4.1. Torsi Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh torsi sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.3.

12

T (Nm)

10 8 Etanol

6

Metanol

4 2 0 0

1000

2000 3000 N (rpm)

4000

5000

Gambar 4.3. Grafik Torsi Terhadap Putaran

Pada grafik 4.3. pengambilan data dilakukan pada putaran poros motor 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm dengan kenaikan putaran poros 1000 rpm.


62

Tugas Akhir

Terlihat pada grafik bahwa terjadi kenaikan yang cukup stabil pada putaran poros 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm, baik itu mesin yang menggunakan etanol maupun yang menggunakan metanol.

Untuk etanol nilai torsi pada putaran rendah 1000 rpm sebesar 2,94 Nm dan putaran tinggi 4000 rpm sebesar 8,82 Nm sedangkan metanol nilai torsi pada putaran rendah 1000 rpm 4,41 Nm dan pada putaran tinggi 4000 rpm 10,29 Nm. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol torsi yang dihasilkan pada tiap putaran poros mesin jauh lebih besar dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol.

IV.4.2. Daya Poros Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh daya poros sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.4.

5

Ne (kW)

4 3

Etanol Metanol

2 1 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

N (rpm)

Gambar 4.4. Grafik Daya Poros Terhadap Putaran


63

Tugas Akhir

Pada grafik 4.4. pengambilan data dilakukan pada putaran poros motor 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm dengan kenaikan putaran poros 1000 rpm. Terlihat pada grafik bahwa mesin yang menggunakan etanol pada putaran terendah 1000 rpm menghasilkan daya poros sebesar 0,3 kW dan pada putaran tertinggi menghasilkan daya poros sebesar 3,7 kW sedangkan mesin yang menggunakan metanol pada putaran rendah menghasilkan daya poros sebesar 1,38 kW dan pada putaran tertinggi menghasilkan daya poros sebesar 4,3 kW. Baik itu mesin yang menggunakan etanol maupun yang menggunakan metanol. bahwa terjadi kenaikan daya poros yang cukup stabil pada tiap putaran poros 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol daya poros yang dihasilkan pada tiap putaran poros mesin jeuh lebih besar dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol.

IV.4.3. Konsumsi Bahan Bakar Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh konsumsi bahan bakar sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.5.


64

Fc (kg/jam)

Tugas Akhir

0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

Etanol Metanol

0

1000

2000

3000

4000

5000

N (rpm)

Gambar 4.5 Grafik Konsumsi Bahan Bakar Terhadap putaran

Pada grafik 4.5. pengambilan data dilakukan pada putaran poros motor 1000 rpm sampai 4000 rpm, dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Berdasarkan grafik perbedaan terlihat pada putaran poros 1000 rpm Untuk etanol nilai konsumsi bahan bakar pada putaran rendah 1000 rpm sebesar 0,16 kg/jam dan putaran tinggi 4000 rpm sebesar 0,26 kg/jam sedangkan metanol nilai konsumsi bahan bakar pada putaran rendah 1000 rpm 0,15 kg/jam dan pada putaran tinggi 4000 rpm 0,29 kg/jam. Konsumsi untuk etanol lebih tinggi jika dibandingkan mesin menggunakan metanol. Sedangkan pada putaran 2000 rpm sebaliknya konsumsi bahan bakar untuk etanol lebih rendah dibandingkan dengan metanol. Dan untuk pada putaran selanjutnya yakni 3000 rpm dan 4000 rpm konsumsi bahan bakar untuk mesin etanol lebih tinggi dibandingkan metanol.

IV.4.4. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik


65

Tugas Akhir

Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh konsumsi bahan bakar spesifik sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.6.

SFC (kg/jam.kW)

0.6 0.5 0.4 0.3

Etanol

0.2

Metanol

0.1 0 0

1000

2000 3000 N (rpm)

4000

5000

Gambar 4.6. Grafik Pemakaian Bahan Bakar Spesifik Terhadap Putaran Mesin.

Pada grafik 4.6. pengambilan data dilakukan pada putaran poros 1000 rpm sampai 4000 rpm dan kenaikan putaran poros 1000 rpm. Berdasarkan grafik diatas mesin yang menggunakan etanol pada putaran terendah 1000 rpm menghasilkan konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,53 kg/jam kW dan pada putaran tertinggi menghasilkan konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,07 kg/jam kW sedangkan mesin yang menggunakan metanol pada putaran rendah menghasilkan konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,33 kg/jam kW dan pada putaran tertinggi menghasilkan konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,07 kg/jam kW.

IV.4.5. Efisiensi Thermal Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh efisiensi thermal sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.7.


66

Tugas Akhir

3

nth (%)

2.5 2 1.5

Etanol Metanol

1 0.5 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

N (rpm)

Gambar 4.7. Grafik Efisiensi Thermal Terhadap Putaran Mesin

Pada grafik 4.7. pengambilan data dilakukan pada putaran poros 1000 rpm sampai 4000 rpm dan kenaikan putaran poros 1000 rpm. Terlihat pada grafik bahwa mesin yang menggunakan etanol pada putaran terendah 1000 rpm menghasilkan efisiensi thermal sebesar 0,32 % dan pada putaran tertinggi menghasilkan efisiensi thermal sebesar 2,45 % sedangkan mesin yang menggunakan busi bermassa tiga pada putaran rendah menghasilkan efisiensi thermal sebesar 0,53 % dan pada putaran tertinggi menghasilkan efisiensi thermal sebesar 2,19 %.


67

Tugas Akhir

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN


68

Tugas Akhir

V.I. Kesimpulan Berdasarkan pengujian dan pengamatan yang telah dilakukan pada mesin bensin Honda Astrea Legenda pada putaran 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, dan 4000 rpm, menggunakan bahan bakar alkohol dan dua jenis alkohol yakni etanol dan metanol pada keadaan tanpa beban, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Perbedaan yang dihasilkan untuk koefisien perpindahan panas cukup stabil pada tiap putaran poros mesin. Nilai koefisien perpindahan panas untuk etanol pada putaran terendah 1000 rpm sebesar 4,78 W/m2.oC dan tertinggi 4000 rpm sebesar 7,2 W/m2.oC sedangkan metanol putaran terendah 1000 rpm sebesar 4,65 W/m2.oC dan tertinggi 4000 rpm sebesar 8,05 W/m2.oC. Akan tetapi mesin yang mengggunakan etanol kenaikannya lebih stabil pada tiap putaran poros dibandingkan dengan mesin yang menggunakan metanol, karena pada mesin yang menggunakan metanol agak terjadi peningkatan pada putaran 3000 rpm. 2. Perbedaan laju perpindahan panas cukup stabil pada tiap putaran poros mesin. Nilai laju perpindahan panas untuk etanol pada putaran terendah 1000 rpm sebesar 0,0086 kJ dan tertinggi 4000 rpm sebesar 0,036 kJ sedangkan metanol putaran terendah sebesar 0,0085 kJ dan tertinggi 4000 rpm sebesar 0,0411 kJ. Akan tetapi mesin yang mengggunakan etanol kenaikannya lebih stabil pada tiap putaran poros dibandingkan dengan mesin yang menggunakan metanol, karena pada mesin yang menggunakan


69

Tugas Akhir

metanol agak terjadi peningkatan pada putaran 3000 rpm dan 4000 rpm. 3. Perbedaan torsi yang dihasilkan pada tiap putaran poros mesin, baik itu mesin yang menggunakan etanol maupun yang menggunakan metanol. Bahwa terjadi kenaikan torsi yang cukup stabil pada tiap putaran poros 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm. Untuk etanol nilai torsi pada putaran terendah 1000 rpm sebesar 2,94 Nm dan putaran tinggi 4000 rpm sebesar 8,82 Nm sedangkan metanol nilai torsi pada putaran rendah 1000 rpm 4,41 Nm dan pada putaran tinggi 4000 rpm 10,29 Nm. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol torsi yang dihasilkan pada tiap putaran poros mesin jauh lebih besar dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol. 4. Daya poros yang dihasilkan baik itu mesin yang menggunakan etanol maupun yang menggunakan metanol. Bahwa terjadi kenaikan daya poros yang cukup stabil pada tiap putaran poros 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm. Untuk etanol pada putaran terendah 1000 rpm menghasilkan daya poros sebesar 0,3 kW dan pada putaran tertinggi 4000 rpm sebesar 3,7 kW sedangkan mesin yang menggunakan metanol pada putaran rendah menghasilkan daya poros sebesar 1,38 kW dan pada putaran tertinggi sebesar 4,3 kW. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol daya poros yang dihasilkan pada tiap putaran poros mesin jauh lebih besar dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol. 5. Konsumsi untuk mesin menggunakan etanol lebih tinggi pada putaran mesin rendah jika dibandingkan mesin menggunakan metanol. Untuk etanol nilai konsumsi bahan bakar pada putaran terendah 1000 rpm sebesar 0,16 kg/jam dan putaran tertinggi 4000 rpm sebesar 0,26 kg/jam


70

Tugas Akhir

sedangkan metanol nilai konsumsi bahan bakar pada putaran terendah 1000 rpm 0,15 kg/jam dan pada putaran tertinggi 4000 rpm 0,29 kg/jam. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol konsumsi bahan bakar yang dihasilkan pada putaran tinggi jauh lebih irit dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol. 6. Baik itu mesin yang menggunakan etanol maupun yang menggunakan metanol. Bahwa terjadi kenaikan pemakaian bahan bakar spesifik yang cukup stabil pada tiap putaran poros. Untuk etanol pada putaran terendah 1000 rpm menghasilkan pemakaian bahan bakar spesifik sebesar 0,53 kg/jam kW dan pada putaran tertinggi menghasilkan nilai sebesar 0,07 kg/jam.kW sedangkan mesin yang menggunakan metanol pada putaran rendah menghasilkan nilai sebesar 0,33 kg/jam kW dan pada putaran tertinggi menghasilkan nilai sebesar 0,07 kg/jam kW. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol pemakaian bahan bakar spesifik yang dihasilkan pada tiap putaran poros mesin jauh lebih besar dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol. 7. Baik itu mesin yang menggunakan etanol maupun yang menggunakan metanol. Bahwa terjadi kenaikan efisiensi thermal yang cukup stabil pada tiap putaran mesin. Untuk etanol pada putaran terendah 1000 rpm nilai efisiensi thermal sebesar 0,32 % dan pada putaran tertinggi 4000 rpm sebesar 2,45 % sedangkan metanol pada putaran rendah nilai efisiensi thermal sebesar 0,53 % dan pada putaran tertinggi sebesar 2,19 %. Akan tetapi mesin yang menggunakan metanol efisiensi thermal yang dihasilkan


71

Tugas Akhir

pada tiap putaran poros mesin jauh lebih besar dibandingkan dengan mesin yang menggunakan etanol.

V.2. Saran Disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut, baik itu menggunakan bahan bakar bensin maupun bahan bakar alternatif jenis lainnya, dan mungkin ada penambahan beberapa komponen lagi. Karena bahan bakar yang saya teliti ini kedua-duanya memiliki kualitas yang berbeda-beda.

DAFTAR PUSTAKA

-

Arends, BPM. & Berenschot H. ” Motor Bensin ”. Jakarta : Erlangga, 1980.

-

Arismunandar, Wiranto & Koichi Tsuda. ”Motor Diesel Putaran Tinggi”. Jakarta : Pradnya Paramita, 1986.

-

Crouse & Anglin. ” Automotive Engines ”. New York : Glencoe, 1994.

-

Artono Koestoer, Dr. Ir. Raldi., ” Perpindahan Kalor ”. Jakarta : Salemba Teknika.

-

Holman J.P. ” Perpindahan kalor Edisi Keenam”. Jakarta : Erlangga, 1997.


72

Tugas Akhir

-

Kreith, Frank & Arko Prijono M.Sc. ”Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas”. Jakarta : Erlangga, 1986.

-

Mas’ud Drs. & dkk. ” Sistem bahan Bakar ”. Jakarta : Fariska Utama, 2000.

-

Northop, R.S. ” Teknik Reparasi Sepeda Motor ”. Bandung : CV. Pustaka Grafika, 2003.

-

Purba M.Si, Drs. Michael., ” Kimia 2000 SMU Kelas 2 ”. Jakarta : Erlangga, 1994.

-

Yamaha Motor Manufacturing Indonesia, PT. ” Yamaha Motor Engineering Training Center ”. Indonesia : Yamaha Technical Academy, 2004.

-

www.PT.usahasaudaramandiri.com

-

www.wikipedia.com, Alkohol Fuels


73

Tugas Akhir

LAMPIRAN


Tugas Akhir

n-Butil Alkohol T

ρ

Cp

µ x 105

v x 105

k

α x 103

β x 103

gβρ2/µ2

(F)

(Ibm/ft3)

(Btu/Ibm.F)

(Ibm/ft.s)

(ft2/s)

(Btu/h.ft.F)

(ft2/h)

(1/F)

(1/F.ft3)

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

60

50,5

0,55

226

4,48

0,097

46,6

3,49

…

…

82,4

…

0,57

175

…

0,097

38,1

…

…

…

100

49,7

0,61

120

2,60

0,096

29,5

3,16

0,45

21,5 x 106

150

48,5

0,68

67,5

1,39

0,095

17,4

2,88

0,48

80

200

47,2

0,77

38,6

0,815

0,094

11,3

2,58

…

…

300

….

…

10

…

…

…

…

…

…

Pr

( Ref. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas Hal. 641 )

Lampiran 1. Tabel Sifat-Sifat Zat Cair Jenuh Alkohol Ket : Sifat-sifat zat cair yang digunakan adalah pada suhu 28 oC atau 82,4 oF Catatan : o

F = 9/5 oC + 32

1 Btu/Ibm.oF = 4,1869 kJ/kg.oC 1 Btu/h.ft.oF = 1,7307 W/m.oC 1 Ibm/ft.s = 1,4881 kg/m.s


Tugas Akhir

Lampiran 1. Jenis Pemanas 1 Yang Digunakan

Lampiran 2. Jenis Pemanas 2 Yang Digunakan


Tugas Akhir

Lampiran 3. Mesin Pengujian Pada Laboratorium Proses Produksi, UMB

Lampiran 4. Proses Pengujian Pada Laboratorium Proses Produksi, UMB


Data Pengujian Motor Bensin 4 Tak LABORATORIUM TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA Nama : Muhammad Rizal NIM : 01303-055

Tanggal Pengujian : 21 April 2008

Tabel Pengujian Menggunakan Etanol Putaran

Beban

Waktu Pemakaian Bahan

Volume Konsumsi

Temperatur

Perbedaan

Mesin

Dynamometer

Bakar / 5ml

Bahan Bakar

Gas Buang

Tekanan

(rpm)

(Kg)

(detik)

(ml)

(oC)

(mmH2O)

T in(oC)

T Out (oC)

1.

1000

1

92

5

60

8

28

32

2.

2000

1,75

85

5

75

10

28

34

3.

3000

2,5

68

5

90

13

28

36

4.

4000

3

56

5

105

15

28

38

No.

Jakarta,

(

Suhu Alkohol

2008

)

Data Pengujian Motor Bensin 4 Tak LABORATORIUM TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA Nama : Muhammad Rizal NIM : 01303-055

Tanggal Pengujian : 22 April 2008

Tabel Pengujian Menggunakan Metanol No.

Putaran

Beban

Waktu Pemakaian Bahan

Volume Konsumsi

Temperatur

Perbedaan

Mesin

Dynamometer

Bakar / 5ml

Bahan Bakar

Gas Buang

Tekanan

o

Suhu Alkohol

(rpm)

(Kg)

(detik)

(ml)

( C)

(mmH2O)

T in (oC)

T Out (oC)

1.

1000

1,5

96

5

54

17

28

32

2.

2000

2

77

5

82

19

28

34

3.

3000

3

53

5

105

25

28

36

4.

4000

3,5

48

5

112

27

28

38

Jakarta,

(

2008

)

ALTERNATIF PENGGUNAAN BAHAN BAKAR ALKOHOL SEBAGAI PENGGANTI BENSIN PREMIUM DENGAN MEMASANGKAN PEMANAS BUATAN BERUPA ELEMEN ELEKTRIK

Recommend Documents