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

LAMPIRAN A PERHITUNGAN DENGAN MANUAL

Perhitungan performansi motor diesel berbahan bakar biofuel vitamin engine + solar berikut diselesaikan berdasarkan literatur 15, dengan mengambil variable data – data dari tabel hasil pengujian performansi motor diesel. Dari tabel diketahui : n

= 1000 rpm

sgf

= 0,845

𝜌𝜌𝑎𝑎

Vf

= 100 ml

LHV = 35299,10014 kJ/kg

Vs

= 1,161440186 = 1.76·10-3

Ditanya : a) PB

= …..?

d) ηv

= …..?

b) Sfc

= …..?

e) ηb

= …..?

c) AFR = …..? Jawab. a). PB =

2𝜋𝜋𝜋𝜋 60

xT

dimana :

PB = daya (Watt) n

= putaran (rpm)

T

= torsi (N.m) Dengan memasukkan harga torsi yang diperoleh dari data tabel pengujian

dari laboratorium, maka daya brake motor diesel dengan memakai bahan bakar biofuel vitamin engine pada beban 10 kg dan 25 kg :

•

Untuk beban 10 kg

PB

=

2·3,14·1000 60·1000

x 34

= 3,558666667 kW •

Untuk beban 25 kg PB

=

2·3,14·1000 60·1000

x 76

= 7,954666667 kW Dengan memakai bahan bakar solar murni dengan beban 10 kg dan 25 kg dengan putaran 1000 rpm. •


=

2·3,14·1000 60·1000

x 32

= 3,349333333 kW •


=

2·3,14·1000 60·1000

x 75,5

= 7,902333333 kW

b). Sfc =

𝑚𝑚 𝑓𝑓 10 3 𝑃𝑃𝐵𝐵

dimana Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kW.h) mf = laju aliran bahan bakar (kg/jam)

Besarnya laju aliran bahan bakar (mf ) dapat dihitung dengan persamaan berikut :

mf =

𝑠𝑠𝑠𝑠𝑓𝑓 ·𝑉𝑉𝑓𝑓 ·10−3 𝑡𝑡𝑓𝑓

x 3600

dimana : sgf = spesifik gravity solar (0,845) Vf = Volume bahan bakar yang di uji (100 ml) tf

= waktu untuk menghabiskan bahan bakar sebanyak volume uji ( detik),

dengan memasukkan harga sgf , harga tf yang telah diperoleh dari dta hasil pengujian dari tabel hasil pengujian, dan harga Vf yaitu sebesar 100 ml, maka laju aliran bahan bakar untuk motor diesel dengan bahan bakar biofuel vitamin engine dan solar murni dengan putaran 1000 rpm didapat: •

Untuk beban 10 kg mf =

0,845·100·10−3 329

x 3600

= 0,92462006 kg/jam Maka Sfc didapat : Sfc =

0,9246200610 3 3,55

= 260,4563552 g/kW.h •


0,845·100·10−3 420

x 3600

= 0,724285714 kg/jam

Maka Sfc didapat :

Sfc =

0,724285714 ·10 3 7,95

= 91,10512129 g/kW.h Dengan memakai bahan bakar solar murni dengan beban 10 kg dan 25 kg dengan putaran 1000 rpm. •


0,845·100·10−3 301

x 3600

= 1,010631229 kg/jam Maka Sfc didapat :

Sfc =

1,010631229 ·103 3,34

= 302,5842004 g/kW.h •


0,845·100·10−3 304

x 3600

= 1,000657895 kg/jam Maka sfc didapat : Sfc =

0,724285714 ·10 3 7,95

= 110,6655563 g/kW.h

𝑚𝑚

c). AFR = 𝑚𝑚 𝑎𝑎 𝑎𝑎

dimana : AFR

= air fuel ratio

ma

= laju aliran massa bahan bakar (kg/jam)

Besarnya laju aliran udara (ma) diperoleh dengan membandingkan besarnya tekanan udara masuk yang telah diperoleh melalui pembacaan air fuel manometer (tabel 4.2) terhadap kurva viscous flow metre calibration. Pada pengujian ini, dianggap tekanan udara (Pa) sebesar 100kPa (≈1 bar) dan temperature sbesar 27 °C. Kurva kalibrasi dibawah dikondisikan untuk pengujian pada tekanan udara 1013 mb dan temperature 20 °C, maka besarnya laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor koreksi:

Cf = 3564 x Pa

(𝑇𝑇𝑎𝑎 +114) 𝑇𝑇𝑎𝑎2,5

[(27+273)+(114)]

= 3564 x1x

(27+273)2,5

= 0,946531125 Maka dari itu didapat : ma = x . 0,946531125 Dimana adalah faktor pembagi untuk mendapatkan ma udara (Tabel Hasil pengujian performansi mesin) :

Pada bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 10 kg dan putaran 1000 rpm didapat Pa = 4 mmH2O 10 4

=

11,38 𝑥𝑥

x = 4,552 maka ma = 4,552 x 0,946531125 = 4,308609681 Maka didapat AFR : AFR =

8,078643152 0,92462006

= 4,659870435 Pada bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg dan putaran 1000 rpm didapat Pa = 4 mmH2O 10 4

=

11,38 𝑥𝑥

x = 4,552

maka ma = 4,552 x 0,946531125 = 4,308609681 Maka didapat AFR : AFR =

4,308609681

0,724285714

= 5,948770765

d) ηv =

2·𝑚𝑚 𝑎𝑎 60·𝑛𝑛

dimana :

·

1

𝜌𝜌 𝑎𝑎 ·𝑉𝑉𝑠𝑠

ma = laju aliran udara (kg/jam) 𝜌𝜌𝑎𝑎 = Kerapatan udara (kg/m3)

Vs = Volume langkah torak (m3) = 1,76 x 10-3 [berdasarkan spesifikasi mesin]

Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara diperoleh dari persamaan berikut : 𝜌𝜌𝑎𝑎 =

𝑃𝑃𝑎𝑎

𝑅𝑅·𝑇𝑇𝑎𝑎

Dimana R = konstanta gas (untuk udara 287 J/kg.K) Dengan memasukkan harga tekanan dan temperatur udara yaitu sebesar 100 kPa dan 27 °C, maka diperoleh massa jenis udara yaitu sebesar : 𝜌𝜌𝑎𝑎 =

100.000

287·(27+273)

= 1,161440186 kg/m3

Dengan diperolehnya massa jenis udara maka dapat dihitung besarnya efisiensi volumetris (ηv) untuk masing-masing pengujian pada variasi beban dan putaran. Maka dengan demikian dapat dihitung efisiensi volumetris dari motor diesel dengan bahan bakar biofuel engine + solar pada putaran 1000 rpm pada beban 10 kg dan 25 kg.

•

Pada beban 10 kg ηv =

2·4,308609681 60·1000

= 0,07025971 •

Pada beban 25 kg ηv =

2·4,308609681 60·1000

= 0,07025971

e) ηb

1

· 2,044134727 𝑥𝑥 10 −3

=

𝑃𝑃𝐵𝐵

𝑚𝑚 𝑓𝑓 ·𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿

·

1

2,044134727 𝑥𝑥 10 −3

·3600

dimana : ηb

=Efisiensi thermal brake

LHV = nilai kalor pembakaran bahan bakar (kJ/kg) Dalam pengujian ini diasumsikan gas buang yang keluar dari knalpot mesin uji mengandung uap air (uap air yang terbentuk dari proses pembakaran bahan bakar yang belum sempat mengalami kondensasi di dalam silinder sebelum langkah buang terjadi) sehingga kalor laten kondensasi uap air tidak diperhitungkan sebagai nilai kalor pembakaran bahan bakar LHV (Low Heating Value), hal ini berarti untuk mendapatkan nilai LHV, maka nilai kalor bahan bakar yang telah diperoleh dari pengujian sebelumnya, HHV (High Heating Value) dengan menggunakan bom kalorimeter harus dikurangkan dengan besarnya kalor laten kondensaiuap air yang terbentuk dari proses pembakaran.

LHV = HHV - Qlc dimana : Qlc = kalor laten kondensasi uap air Dengan mengasumsikan tekanan parsial yang terjadi pada knalpot mesin uji adalah sebesar 20 kN/m2 (tekanan parsial yang umumnya terjadi pada knalpot motor bakar), maka Dari tabel uap diperoleh besarnya kalor laten kondensasi uap air yaitu sebesar 2400 kJ/kg [Lit.9 hal 12]. Bila diasumsikan pembakaran yang terjadi adalah pembakaran sempurna maka besarnya uap air yang terbentuk dari pembakaran bahan bakar dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : % Berat H dalam bahan bakar =

𝑦𝑦.𝐴𝐴𝐴𝐴.𝐻𝐻

𝑀𝑀𝑀𝑀�𝐶𝐶𝑥𝑥 𝐻𝐻𝑦𝑦 𝑂𝑂𝑧𝑧 �

x 100

dimana : x,y dan z

= konstanta (jumlah atom)

AR H

= Berat atom Hidrogen

𝑀𝑀𝑀𝑀�𝐶𝐶𝑥𝑥 𝐻𝐻𝑦𝑦 𝑂𝑂𝑧𝑧 � = Berat molekul CxHyOz

Massa air yang terbentuk = ½ x y x (% berat H dalam bahan bakar) bakar.

x

massa bahan

Dimana bahan bakar yang dipakai adalah solar (C16H34) : Maka didapat : C16H34

CO2 + H2O 16 CO2 + 17 H2O

Jadi : C = 16 . 12 = 192 O = 16 . 32 = 256 H = 17 . 2 = 34 O = 17 . 16 = 272 + = 1010 Dengan diperolehnya massa air yang terbentuk, maka dapat dihitung besarnya kalor laten kondensasi uap air dari proses pembakaran tiap 1 kg. % Berat H dalam bahan bakar = Maka % H

17,1

1010

x 100

= 1,683168317

Maka Qlc = 2400.1,6833168317 J/kg = 4039,603961 J/kg Sehingga besarnya LHV untuk solar murni dapat dihitung sebagai berikut : LHV = HHV – Qlc = 42139,225 – 40349,603961 J/kg = 38099,62139 J/kg Dan untuk LHV biofuel vitamin + solar dapat dihitung sebagai berikut : LHV = 42533,05 – 4039,6039 = 38493,44603 J/kg

Maka untuk perhitungan dengan menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada putaran 1000 rpm dan beban 10 kg dan 25 kg didapat : •

Pada beban 10 kg ηb =

3,558666667

0,92462006 ·(38493,44603 )

·3600

= 0,392516568 •

Pada beban 25 kg ηb =

7,954666667

0,724285714 ·(38493,44603)

= 1,120072309

·3600

LAMPIRAN B Tabel hasil perhitungan

Tabel. Data perhitungan daya Beban

Putaran

(kg)

(rpm)

Solar Murni

Biofuel Vitamin + Solar

1000

3,349333333

3,558666667

1400

6,3009333

6,300933333

1800

8,949

9,5142

2200

11,0528

12,54953333

2600

13,0624

14,96733333

2800

14,0672

16,11866667

1000

7,902333333

7,954666667

1400

11,4296

11,6494

1800

15,2604

15,6372

2200

19,3424

19,91706667

2600

23,6756

24,0838

2800

25,78986667

25,78986667

10

25

Daya (kW)

• Data tabel hasil perhitungan daya didapat dari (Lampiran A hal.ii) • Daya terendah terjadi ketika menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine + solar pada beban 10 kg dan putaran 1000 rpm yaitu 3558,44 W. sedangkan daya tertinggi terjadi ketika menggunakan bahan bakar biofuel vitamin engine solar pada beban 25 kg dan putaran 2800 rpm yaitu sebesar 25789,28 W

Tabel Data hasil pembacaan unit instrumentasi unit Beban

Putaran

(kg)

(rpm)

Solar Murni


1000

32

34

1400

43

43

1800

47,5

50,5

2200

48

54,5

2600

48

55

2800

48

55

1000

75,5

76

1400

78

79,5

1800

81

83

2200

84

86,5

2600

87

88,5

2800

88

88

10

25

Torsi (Nm)

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

Tabel 4.4 Data hasil perhitungan untuk Sfc Beban

Putaran

(kg)

(rpm)

Solar Murni


1000

302,5842004

260,4563552

1400

289,1360137

248,8954345

1800

292,1348315

268,8015269

2200

352,9411765

269,53748

2600

352,9166087

294,6989072

2800

338,0600996

286,1012358

1000

110,6655563

91,10512129

1400

112,6192515

109,3473666

1800

119,2281457

113,1544882

2200

127,5115477

124,2175154

2600

129,8152629

126,3289037

2800

131,1093871

119,1903519

10

25

Sfc (g/kWh)

• Data hasil perhitungan Sfc didapat dari (lampiran A hal iv) • Dari hasil perhitungan pada ( Lampiran A hal.iv) memakai biofuel vitamin engine + solar, konsumsi bahan bakar lebih hemat dibanding memakai solar murni.

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan untuk AFR Beban

Putaran

(kg)

(rpm)

Solar Murni


1000

3,730375098

4,659870435

1400

4,13935299

4,804967865

1800

4,764328012

5,477826554

2200

4,971472709

5,736314817

2600

5,72569186

5,98595074

2800

6,232045562

6,426797155

1000

4,8440041

5,948770765

1400

6,453353996

6,347125949

1800

7,3350381012

7,613010203

2200

7,648420682

7,837808929

2600

8,588537789

8,852337442

2800

9,082498219

9,99074804

10

25

AFR

• Data hasil perhitungan AFR didapat dari (lampiran A hal vi) • AFR terndah terjadi ketika menggunakan bahan bakar solar murni pada beban 10 kg dan putaran 1000 rpm yaitu sebesar 3,730375098. Sedangkan AFR tertinggi ketika menggunakan biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg dan putaran 2800 rpm sebesar 9,99074804

Tabel 4.6 Data hasil perhitungan untuk Efisiensi Volumetrik Beban

Putaran

(kg)

(rpm)

Solar Murni


1000

0,61156042

0,70259714

1400

0,87824643

0,87758493

1800

1,12220377

1,26857821

2200

1,43714476

1,43713056

2600

1,65515674

1,65515678

2800

1,72512692

1,72512696

1000

0,79042261

0,70259714

1400

0,94072071

0,94097832

1800

1,17099524

1,21978671

2200

1,27716899

1,43679668

2600

1,65515674

1,68893544

2800

1,78785881

1,78785881

10

25

Efisiensi Volumetrik (ηv)

• Data tabel hasil perhitungan efisiensi volumetrik didapat dari (lampiran A hal vii) • Dengan memakai biofuel vitamin engine + solar efisiensi volumetriknya naik hingga 34,84 % pada rata-rata semua putaran, akan tetapi pada putaran 2500 rpm dengan beban 25 kg, efisieni volumetriknya sama nilainya 1,78785881.

Tabel 4.7 Data hasil perhitungan untuk Efisiensi Themal Brake Beban

Putaran

(kg)

(rpm)

Solar Murni


1000

0,341301409

0,392516568

1400

0,356233345

0,409808912

1800

0,354465183

0,379571872

2200

0,291863729

0,37656023

2600

0,291863729

0,346232878

2800

0,304790095

0,356654603

1000

0,813283838

1,120072309

1400

0,940265538

0,933418153

1800

0,898402624

0,901700316

2200

0,884010335

0,821308789

2600

0,793504515

0,807420545

2800

0,785786965

0,855971048

10

25

Efisiensi Thermal Brake (ηb)

• Data tabel hasil perhitungan efisiensi thermal brake didapat dari (lampiran A hal viii) • BTE terendah terjadi ketika menggunakan solar murni pada beban 10 kg dan putaran 2200, 2600 rpm yaitu 0,291863729. Sedangkan BTE tertinggi sebesar 1,120072309 saat menggunakan biofuel vitamin engine + solar pada beban 25 kg pada putaran 1000 rpm.

LAMPIRAN C Data Hasil Pengujian Laboratorium DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR SOLAR MURNI BEBAN

(kg)

HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENSTASI

10

25

PUTARAN (rpm) 1000

1400

1800

2200

2600

2800

Torsi (N.m)

32

43

47,5

48

48

48

Waktu menghabiskan 100 ml

301

167

117

78

66

64

Tekanan Udara (mm H2O)

3,5

7

11,5

18

24,5

27,5

Temperatur Gas Buang (°C)

100

160

240

300

320

340

Torsi (N.m)

75,5

78

81

84

87

88


304

243

173

135

99

90

Tekanan Udara (mm H2O)

4,5

7,5

12

16

24,5

28,5


90

100

150

185

210

215

bahan bakar (s)

bahan bakar (s)

DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR CAMPURAN SOLAR DENGAN BIOFUEL VITAMIN POWERBOOSTER BEBAN

(kg)

10

25

HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENSTASI

PUTARAN (rpm) 1000

1400

1800

2200

2600

2800

Torsi (N.m)

34

43

50,5

54,5

55

55


329

194

119

90

69

66

Aliran Udara (mm H2O)

6,7

6,9

7,4

7,8

8,2

8,5


100

125

210

280

310

315

Torsi (N.m)

76

79,5

83

86,5

88,5

88


420

239

172

123

100

99

Aliran Udara (mm H2O)

6,7

6,9

7,1

7,5

8,1

8,4


80

100

150

190

210

215

bahan bakar (s)

bahan bakar (s)

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

Recommend Documents