PENGARUH INJEKSI GAS HIDROGEN TERHADAP KINERJA MESIN BENSIN EMPAT LANGKAH 1 SILINDER
Oleh: IHAS S AGUNG NUGROHO 210635
Dosen Pembimbing: Ir. Joko Sarsetyanto, MT
D III TEKNIK MESIN FTI-ITS
Pendahuluan
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Batasan Masalah
Tujuan Tugas Akhir
DIII TEKNIK MESIN FTI-ITS
Latar Belakang Pada saat ini pemakaian motor bensin dari tahun ke tahun semakin meningkat, sehingga kebutuhan bahan bakar minyak bumi meningkat. Hal tersebut tentu sangat mengkhawatirkan, karena dengan meningkatnya pemakaian bahan bakar fosil maka cadangan minyak bumi akan semakin berkurang sedangkan kebutuhan akan minyak bumi terus bertambah.
DIII TENIK MESIN FTI-ITS
Rumusan Masalah
Mencari solusi dalam penghematan bahan bakar Pengaruh variasi soda kue dalam proses elektrolisis untuk menghasilkan gas hidrogen yang di injeksikan ke dalam mesin melalui filter udara.
DIII TEKNIK MESIN FTI-ITS
Batasan Masalah Bahan bakar bensin yang digunakan adalah bensin yang diproduksi Pertamina dan kadar bensin premium diasumsikan murni (tidak memperhatikan seberapa besar campuran/aditif didalamnya) Percobaan dilakukan pada mesin generator Loncin LC2500DC 4-tak 1 silinder dengan menggunakan karburator sebagai penyalur bahan bakar – udara. Percobaan dilakukan dengan metode konstan speed yaitu pada putaran mesin 3000rpm dengan variasi beban lampu. Cara mendapatkan gas hidrogen dengan menggunakan elektrolisis air dan katalis soda kue. Analisa minyak pelumas tidak dilakukan. Mesin dalam keadaan standar. Analisa reaksi kimia tidak dilakukan. DIII TEKNIK MESIN FTI-ITS
Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana pengaruh injeksi gas hydrogen yang didapat dengan cara elektrolisis terhadap kinerja motor bensin stasioner empat langkah satu silinder.
DIII TEKNIK MESIN FTI-ITS
Dasar Teori Daya Generator (Ni) Daya Poros (BHP) Torsi (T) Tekanan Efektif Rata – Rata (BMEP) Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (Bsfc) Efisiensi Termis ( ηth )
Daya Mesin
Ni = V I cos φ Dimana : Ni = daya mesin (watt) V = tegangan (volt) I = arus (ampere) cos φ = 0.8 (Referensi dari buku diktat elemen mesin )
Daya Poros (BHP)
BHP =
BHP N(P) ηg ηc
N
η gη c
= daya poros (watt) = daya generator (watt) = effisiensi generator (0,88) = effisiensi kopling (0,96)
Torsi
60.BHP T= 2π .n T BHP n
= Torsi ( N.m) = daya poros (watt) = kecepatan putaran mesin (rpm)
BMEP
60.BHP BMEP = VL .z.n.a BMEP VL a
Z n
= Tekanan effektif rata – rata (N/m2) = Volume langkah silinder (m3) = Jumlah siklus tiap putaran (x = 1 untuk mesin 2 langkah) (x = 0.5 untuk mesin 4 langkah) = Jumlah silinder = kecepatan putaran mesin (rpm)
Bsfc •
Bsfc =
Bsfc
m BHP
= Pemakaian bahan bakar spesifik(kg/Nm) • m = Massa bahan bakar (kg/s) BHP = Daya Poros (watt)
Efisiensi Thermis
η th =
BHP •
x100%
mxQ LHV (Q) = nilai kalor bawah bahan bakar (KJoule/kg) •
m
= konsumsi bahan bakar per waktu ( kg/s)
2 H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
PROSES ELEKTROLISIS Pengertian elektrolisis
Elektrolisis adalah proses terurainya air menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengaliri arus listrik.
Komponen-Komponen Elektrolisis Tabung Elektroliser Elektroda Elektrolit
Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.
Pada elektroda katoda
2 H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
x2
Pada elektroda anoda
2 H 2 O → 4 H + + O2 + 4e −
x1
Pada elektroda katoda
4 H 2 O + 4e − → 2 H 2 + 4OH −
Pada elektroda anoda
2 H 2 O → 4 H + + O2 + 4e −
Reaksi keseluruhan
6 H 2 O → 4 H 2 O + 2 H 2 + O2
Karena H2O yang beraksi hanya 2 molekul H2O maka reaksi keseluruhannyanya dapat ditulis sebagai berikut: Reaksi keseluruhan:
2 H 2 O → H 2 + O2
Gambar tabung elektrolisis
Gambar kawat anoda dan katoda pada elektrolisis
Gambar pemasangan elektrolisis
Metodologi pengujian
PERSIAPAN
PELAKSANAAN PENGUJIAN
DATA PENGUJIAN
TIDAK
INTERPRETASI DATA
PERHITUNGAN
DATA PARAMETER UNJUK KERJA
PEMBAHASAN
KESIMPULAN
YA
Analisa dan pembahasan Dari perhitungan yang telah dilakukan maka data hasil perhitungan akan disajikan dalam bentuk grafik, yaitu: Grafik perbandingan kinerja tiap injeksi gas hidrogen dengan variasi katalis soda kue pada pengujian putaran konstan
Grafik Perbandingan Daya generator (BHP) G ra fik P erb a n d in g a n B HP terh a d a p B eb a n 1000 900 800
B HP (Watt)
700 S tandart
600
5 gram
500
10 gram 15 gram
400
20 gram 25 gram
300 200 100 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B e ba n
Grafik perbandingan Daya generator (BHP) tiap variasi soda kue terhadap beban dengan putaran konstan
Diagram Rata-rata Daya generator (BHP)
Diagram rata-rata perbandingan BHP
Grafik Perbandingan BMEP G rafik P erb an d in g an B ME P terh ad ap B eb an 200 180 160
B ME P (kP a)
140 S tandart
120
5 gram 10 gram
100
15 gram
80
20 gram 25 gram
60 40 20 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B e ba n
Grafik perbandingan BMEPtiap variasi soda kue tarhadap beban dengan putaran konstan
Diagram Rata-rata Perbandingan BMEP
Diagram Rata-rata Perbandingan BMEP
Torsi
Grafik perbandingan Torsi tiap variasi soda kue terhadap beban dengan putaran konstan
Diagram Rata-rata Perbandingan Torsi
Bsfc G rafik P erb an d in g an B s fc terh ad ap B eb an (E -3) 45 40 35 S ta nda rt
B s fc (kg /joule)
30
5 g ra m
25
10 g ra m 15 g ra m
20
20 g ra m 25 g ra m
15 10 5 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B e ba n (la m pu)
Grafik perbandingan BSFC tiap variasi soda kue terhadap beban dengan putaran konstan
Diagram Rata-rata Perbandingan BSFC
Efisiensi termis G rafik P erbanding an E ffis iens i terhadap B eban 70
60
effis iens i (% )
50 S tandart 40
5 gram 10 gram 15 gram
30
20 gram 25 gram
20
10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B e ba n
Grafik perbandingan Efisiensi Thermis tiap variasi soda kue terhadap beban dengan putaran konstan
Diagram Perbandingan Effisiensi thermis
Diagram Perbandingan Effisiensi
KESIMPULAN Pada pengujian putaran konstan, penambahan gas hidrogen dengan metode elektrolisis dengan variasi katalis soda kue cenderung tidak memberikan perubahan yang signifikan terhadap kinerja mesin.
DIII TEKNIK MESIN FTI-ITS
