PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR MELALUI PIPA BERSIRIP SPIRAL PADA UPPER TANK RADIATOR DAN PENAMBAHAN BIODIESEL DALAM SOLAR TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA MESIN DIESEL MITSUBISHI L300
SKRIPSI
Oleh : DIKI CAHYO GUMILANG K2512029
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juni 2016
i
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: Diki Cahyo Gumilang
NIM
: K2512029
Jurusan/ Progam Studi
: PTK/ Pendidikan Teknik Mesin
Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR MELALUI PIPA BERSIRIP SPIRAL PADA UPPER TANK RADIATOR DAN PENAMBAHAN BIODIESEL DALAM SOLAR TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA MESIN DIESEL MITSUBISHI L300” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan, saya bersedia menerima sangsi atas perbuatan saya.
Surakarta, Juni 2016 Yang membuat pernyataan
Diki Cahyo Gumilang
ii
“PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR MELALUI PIPA BERSIRIP SPIRAL PADA UPPER TANK RADIATOR DAN PENAMBAHAN BIODIESEL DALAM SOLAR TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA MESIN DIESEL MITSUBISHI L300”
Oleh : DIKI CAHYO GUMILANG K2512029
Skripsi Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juni 2016
iii
PERSETUJUAN
Nama
: Diki Cahyo Gumilang
NIM
: K2512029
Judul skripsi
: Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar Melalui Pipa Bersirip Spiral Pada Upper Tank Radiator Dan Penambahan Biodiesel Dalam Solar Terhadap Emisi Gas Buang Pada Mesin Diesel Mitsubishi L300
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Surakarta, Juni 2016 Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng. NIP 19790124 200212 1 002
Ir. Husin Bugis, M.Si. NIP. 19581003 198811 1 001
iv
PENGESAHAN SKRIPSI Nama NIM Judul skripsi
: Diki Cahyo Gumilang : K2512029 : Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar Melalui Pipa Bersirip Spiral Pada Upper Tank Radiator Dan Penambahan Biodiesel Dalam Solar Terhadap Emisi Gas Buang Pada Mesin Diesel Mitsubishi L300
Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada hari Jumat 1 Juli 2016 dengan hasil LULUS dan revisi maksimal 3 bulan. Skripsi telah direvisi dan mendapatkan persetujuan dari Tim Penguji. Persetujuan hasil revisi oleh Tim Penguji: Nama Penguji Ketua : Drs. Ranto, M.T. Sekretaris : Ngatou Rohman, S.Pd.,M.Pd. Anggota I : Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng. Anggota II : Ir. Husin Bugis, M.Si.
Tanda Tangan _____________ _____________ _____________ _____________
Tanggal _______ _______ _______ _______
Skripsi disahkan oleh Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin pada Hari : Tanggal : Mengesahkan Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd. NIP. 19610124 198702 1 001
Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
Dr. Suharno, S. T., M. T. NIP. 19710603 200604 1 001
v
ABSTRAK Diki Cahyo Gumilang. “PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR MELALUI PIPA BERSIRIP SPIRAL PADA UPPER TANK RADIATOR DAN PENAMBAHAN BIODIESEL DALAM SOLAR TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA MESIN DIESEL MITSUBISHI L300”. Skripsi, Surakarta : Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Juni 2016. Tujuan penelitian ini adalah: (1) Menyelidiki pengaruh pemanasan bahan bakar melalui pipa bersirip spiral di dalam upper tank radiator terhadap opasitas gas buang pada mesin diesel Mitsubishi L300. (2) Menyelidiki pengaruh penambahan biodiesel pada bahan bakar solar terhadap opasitas gas buang pada mesin diesel Mitsubishi L300. (3) Menyelidiki pengaruh pemanasan bahan bakar melalui pipa bersirip spiral di dalam upper tank radiator dan penambahan biodiesel pada bahan bakar solar terhadap opasitas gas buang pada mesin diesel Mitsubishi L300. (4) Menyelidiki pengaruh pemanasan bahan bakar melalui pipa bersirip spiral di dalam upper tank radiator dan penambahan biodiesel pada bahan bakar solar yang paling baik terhadap opasitas gas buang pada mesin diesel Mitsubishi L300. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan metode eksperimen. Sampel yang digunakan adalah mesin diesel Mitsubishi L300. Data diperoleh dari uji opasitas dengan variasi campuran biodiesel 0 %, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% dan 30%, disertai dengan variasi tanpa pemanasan, pemanasan pipa tanpa sirip, dan pemanasan pipa bersirip tegak lurus 2 ulir spiral, 4 ulir spiral, 6 ulir spiral. Pengujian opasitas menggunakan alat smoke meter. Hasil penelitian ini adalah: (1) Pemanasan bahan bakar dapat menurunkan kadar Opasitas pada mobil diesel Mitsubishi L300. Penurunan kadar opasitas terbesar pada pemanasan bahan bakar menggunakan pipa bersirip tegak lurus yaitu sebesar 42,925 (%). (2) Penambahan biodiesel dalan bahan bakar solar dapat menurunkan kadar Opasitas pada mobil diesel Mitsubishi L300. Kadar opasitas terbaik pada penambahan biodiesel campuran 30% biodiesel dan 70% solar yaitu 39,025 (%). (3) Pemanasan bahan bakar dan penambahan biodiesel dalam bahan bakar solar dapat menurunkan kadar Opasitas pada mobil diesel Mitsubishi L300. Penurunan kadar opasitas terbesar pada kadar 30% biodiesel dan 70% solar dan pemanasan bahan bakar menggunakan pipa 2 ulir spiral sebesar 34,4 (%). Kata kunci: pemanasan bahan bakar, pipa bersirip spiral, biodiesel, opasitas, upper tank radiator.
vi
ABSTRACT Diki Cahyo Gumilang. “THE EFFECT OF FUEL HEATING THROUGH SPIRAL-FIN PIPES IN THE UPPER TANK RADIATOR AND BIODIESEL ADDING ON THE DIESEL FUEL TOWARDS EXHAUST GASES EMISSION OF MITSUBISHI L300 DIESEL ENGINE”. Skripsi, Surakarta : Teacher Training and Education Faculty of Sebelas Maret University Surakarta. June 2016. The purpose of this research were to: (1) Investigate effect of fuel heating through spiral-fin pipes in the upper tank radiator towards exhaust gases opacity of Mitsubishi L300 Diesel Engine. (2) Investigate effect of biodiesel adding into diesel fuel towards exhaust gases opacity of Mitsubishi L300 Diesel Engine. (3) Investigate effect of fuel heating through spiral-fin pipes in the upper tank radiator and biodiesel adding into diesel fuel towards exhaust gases opacity of Mitsubishi L300 Diesel Engine. (4) Investigate the best result beetwen fuel heating through spiral-fin pipes in the upper tank radiator and biodiesel adding into diesel fuel towards exhaust gases opacity of Mitsubishi L300 Diesel Engine. This research was a quantitative with experiments methods. The sample which was used was a Mitsubishi L300 Diesel Engine. Data was obtained from opacity test with the mix variation of 0 %, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% biodiesel, The variations also included without heating, non-fin pipes heating, and finned pipes heating with inter fin variation was 2 spiral thread, 4 spiral thread, 6 spiral thread, and perpendicular-fin. Opacity test used smoke meter tool. The result of this reserach were : (1) Fuel heating decreased opacity level of Mitsubishi L300 diesel engine. The largest decrease of opacity level occured on fuel heating using fin pipes 42,925 (%). (2) The addition of biodiesel into diesel fuel decreared opacity level of Mitsubishi L300 diesel engine. The best opacity level occured in addition the mix of 30% biodiesel and 70% diesel fuel 39,025 (%). (3) Fuel heating and addition at biodiesel in diesel fuel decreased opacity level in Mitsubishi L300 diesel engine. The largest decrease of opacity level occured at 30% biodiesel and 70% diesel fuel level and fuel heating used the spiral fin pipes with 2 spiral thread 34,4 (%). Keywords: Fuel Heating, Spiral-fin Pipes, Biodiesel, Opacity, Upper Tank Radiator.
vii
MOTTO
“Pintar itu pilihan, Cerdas itu wajib” Diki Cahyo Gumilang “Cintailah pekerjaanmu seperti kamu mencintai alam semesta” Diki Cahyo Gumilang
viii
PERSEMBAHAN
Dengan menyebut nama-Mu dan dengan syukur pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:
Orang Tua “Aku persembahkan kepada bapak dan ibu tercinta yang selalu memberikan restu dan pengorbanan yang tiada terkira untuk anakmu ini. Terimakasih atas segala tuntunannya, motivasi, arahan dan yang terpenting Doa kalian yang luar biasa.”
Kakak, Adik “Terima kasih selalu mengingatkan kapan saya lulus. Terimakasih telah memberi dukungan dan bersedia sebagai tempat bercerita.”
Sahabat Kontrakan Briliant House, G-man Ranger “Terima kasih sahabat-sahabat ku Andika, Ardy, Arga, Arya, Fuad, Husain, Nico, Ridho, Toat, Yusuf, Widodo, Wildan, semoga selalu menjadi sahabat sampai tua nanti.”
Keluarga PTM 2012 “Terima kasih atas kebersamaan, perjuangan, dan kerjasama selama kuliah 8 semester. Semoga kekeluargaan ini tetap terjaga sampai tua.”
AD 2834 YQ “Terimakasih selama ini kamu telah menemaniku kesana-kemari, jatuh bangun, termasuk pergi-pulang ke mana saja.”
ix
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah yang Maha Pengasih dan Penyayang, yang memberi ilmu, inspirasi, dan kemuliaan. Atas kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi
dengan
judul
PENGARUH
PEMANASAN
BAHAN
BAKAR
MELALUI PIPA BERSIRIP SPIRAL PADA UPPER TANK RADIATOR DAN PENAMBAHAN BIODIESEL DALAM SOLAR TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA MESIN DIESEL MITSUBISHI L300. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu atas bentuk segala bantuannya, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh semangat memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 4. Ir. Husin Bugis, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II, yang dengan penuh kesabaran memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 5. Drs. Subagsono, MT. selaku Pembimbing Akademik yang selalu memberikan pengarahan dan bimbingan dalam pelaksanaan perkuliahan sebagai bekal untuk menyusun skripsi ini. 6. Teman-teman PTM FKIP UNS Angkatan 2012. 7. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.
x
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.
Surakarta,
Penulis,
xi
Juni 2016
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................
i
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ..................................
ii
HALAMAN PENGAJUAN .............................................................................
iii
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................
vi
HALAMAN MOTO ........................................................................................
viii
KATA PERSEMBAHAN ................................................................................
ix
KATA PENGANTAR .....................................................................................
x
DAFTAR ISI ....................................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah .......................................................................
1
B. Identifikasi Masalah .............................................................................
3
C. Pembatasan Masalah ............................................................................
4
D. Rumusan Masalah ................................................................................
4
E. Tujuan Penelitian .................................................................................
5
F. Manfaat Penelitian ...............................................................................
5
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERFIKIR, DAN HIPOTESIS A. Kajian Pustaka......................................................................................
6
B. Kerangka Berfikir.................................................................................
14
C. Hipotesis...............................................................................................
16
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................
17
B. Desain Penelitian ..................................................................................
17
xii
C. Populasi dan Sampel ............................................................................
18
D. Teknik Pengambilan Sampel................................................................
18
E. Teknik Pengumpulan Data ...................................................................
18
F. Teknik Uji Validitas dan Reliabilitas Instrumen ..................................
20
G. Teknik Analisis Data ............................................................................
20
H. Prosedur Penelitian...............................................................................
21
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data ......................................................................................
29
B. Pembahasan ..........................................................................................
32
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan ..............................................................................................
39
B. Implikasi ...............................................................................................
39
C. Saran .....................................................................................................
40
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
41
LAMPIRAN .....................................................................................................
43
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Radiator ........................................................................................................11
2.2
Skema Paradigma Penelitian .......................................................................15
3.1
Tool Set .........................................................................................................21
3.2
Smoke Meter .................................................................................................21
3.3
Tachometer ...................................................................................................22
3.4
Termokopel ...................................................................................................22
3.5
Termokopel Display .....................................................................................23
3.6
Biodiesel .......................................................................................................24
3.7
Susunan Pipa Tembaga Bersirip di dalam Upper Tank Radiator .................24
3.8
Desain Radiator pada Penelitian ...................................................................25
3.9
Skema Desain Penelitian ..............................................................................25
3.10 Bagan Tahap Eksperimen .............................................................................26 4.1
Hubungan Opasitas pada Emisi Gas Buang dengan Presentase Variasi Pipa Tembaga .......................................................................................................30
4.2
Hubungan Opasitas pada Emisi Gas Buang dengan Presentase Variasi Campuran Bahan Bakar Solar dan Biodiesel................................................31
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1.Spesifikasi Biodiesel ....................................................................................8 2.2. Toksisitas Kelima Kelompok Polutan .........................................................12 4.1 Perolehan Data Opasitas Mesin Diesel Mitsubishi L300 ..............................29
xv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran
Halaman
1. Surat Permohonan Izin Penyusunan Skripsi kepada Wakil Dekan 1...... 43 2. Surat Keputusan Dekan FKIP UNS Tentang Izin Menyusun Skripsi .... 44 3. Surat Permohonan Izin Penelitian Kepada Dekan FKIP Universitas Sebelas Maret .......................................................................................... 45 4. Surat Permohonan Izin Penelitian Kepada Rektor Universitas Sebelas Maret ....................................................................................................... 46 5. Pengesahan Proposal Skripsi................................................................... 47 6. Daftar Hadir Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ................................... 48 7. Hasil Pengujian Opasitas Tanpa Sirip ..................................................... 50 8. Hasil Pengujian Opasitas Sirip Tegak Lurus .......................................... 54 9. Hasil Pengujian Opasitas Sirip Ulir 2 Spiral........................................... 58 10. Hasil Pengujian Opasitas Sirip Ulir 4 Spiral........................................... 62 11. Hasil Pengujian Opasitas Sirip Ulir 6 Spiral........................................... 66 12. Hasil Pengujian Opasitas Tanpa Perlakuan............................................. 70 13. Dokumentasi Penelitian .......................................................................... 74
xvi
