Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II-2011 ISBN

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II-2011

ISBN 978-602-9042-51-1

i


ISBN 978-602-9042-51-1

RINGKASAN

Perekonomian Bali sangat didorong oleh sektor industri pariwisata. Sektor ini mampu mengubah struktur ekonomi Bali, dari agraris menjadi industri jasa (pariwisata). Pengembangan Bali, terutama di daerah pariwisata layak untuk memperoleh perhatian dari semua pihak. Dengan perhatian yang tulus, pembangunan pariwisata diharapkan dapat memberikan manfaat maksimal bagi kemakmuran rakyat tanpa mengorbankan nilai-nilai budaya Bali. Semua pihak mengakui bahwa pengembangan pariwisata di Bali memiliki dampak positif pada masyarakat. Namun, di balik dampak positif itu tentu tidak akan pernah lepas dari sisi negatif, yang jika tidak ditangani dengan serius dapat berdampak negatif terhadap sektor ekonomi, fisik, dan sosial masyarakat. Sehubungan dengan semakin berkembangnya hotel dan jasa pariwisata di Bali dan untuk mengetahui dan memahami perkembangan dan pemanfaatan teknologi dalam perhotelan serta dampak yang ditimbulkan, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana menyelenggarakan Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II, yang akan kami selenggarakan di Discovery Kartika Plaza Hotel, Bali, Kuta, pada tanggal 10 September 2011. Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II dimaksudkan untuk menjelaskan dan memberikan gambaran tentang pengembangan dan infrastruktur pendukung untuk pengembangan pariwisata di Bali, terutama untuk mengantisipasi perubahan iklim, kelangkaan energi, polusi dan manajemen energi.

Kata Kunci: Pariwisata, hotel, engineering

ii


ISBN 978-602-9042-51-1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Ida Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa karena atas Asung Kertha Wara Nugraha-Nya, maka prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II, dapat diselesaikan dengan baik. Adapun tema yang diangkat dalam konferensi ini adalah: ENERGI BARU DAN TERBARUKAN (NRE) UNTUK MENGANTISIPASI KELANGKAAN ENERGI KE DEPAN. Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II dimaksudkan untuk menjelaskan dan memberikan gambaran tentang pengembangan dan infrastruktur pendukung untuk pengembangan pariwisata di Bali, terutama untuk mengantisipasi perubahan iklim, kelangkaan energi, polusi dan manajemen energi Pada kesempatan yang baik ini penulis ingin mengucapkan terimakaasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Rektor Universitas Udayana 2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana 3. Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana 4. Asosiasi Chief Engineer Bali 5. Para Keynote Speaker 6. Para Pemakalah 7. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Prosiding ini.

Kami menyadari bahwa prosiding ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman yang dimiliki, oleh karena itu kritik dan saran pembaca sangatlah kami harapkan demi sempurnanya penerbitan mendatang.

Bukit Jimbaran, September 2011 Panitia

iii


ISBN 978-602-9042-51-1

DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN

i

KATA PENGANTAR

ii

DAFTAR ISI

iii

I

BIDANG KONVERSI ENERGI

1 SIMULASI DISTRIBUSI TEMPERATUR CO-FIRING AMPAS TEBU-BATUBARA PADA REAKTOR FLUIDIZED BED 2 MODEL DAN SIMULASI NUMERIK PADA PEMBAKARAN FLUIDIZED BED MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR SEKAM PADI 3 SIMULASI DAN PEMODELAN CFD UNTUK PROSES PEMBAKARAN FLUIDIZED BED BERBAHAN BAKAR LIMBAH KAYU 4 MODEL DAN SIMULASI PERILAKU PARTIKEL SEWAGE SLUDGE PADA SISTEM FLUIDIZED BED 5 ANALISA STABILITAS KAPAL PEMADAM KEBAKARAN LAMBUNG CATAMARAN UNTUK GEDUNG TEPI PANTAI 6 ADSORPSI CO2 OLEH BATUBARA SEBAGAI UPAYA UNTUK MENGURANGI EFEK GAS RUMAH KACA 7 DRAG REDUCTION PADA SELANG KHUSUS PEMADAM KEBAKARAN DENGAN PENAMBAHAN POLY ETHYLENE OXIDE (PEO) 8 DENPASAR COASTAL CITY DALAM KONTEKS PADA PERUBAHAN LINGKUNGAN GLOBAL 9 VARIASI BELOKAN DAN POSISI PIPA PENCERAT TERHADAP RUGI PANAS DAN PENURUNAN TEKANAN PADA REHEATER 10 BEBERAPA ASPEK DALAM MENENTUKAN KENYAMANAN TERMIS UNTUK HOTEL, VILLA DAN RUMAH HUNIAN DI DAERAH TROPIS 11 SISTEM PENGOLAHAN SAMPAH GENERASI TERBARU DAN PENGUJIAN BAHAN BAKAR 12 KARAKTERISTIK PEMBAKARAN DENGAN UDARA BERLEBIH PADA MOTOR BAKAR PENYALAAN BUSI 13 MEMANFAATKAN AIR BILASAN BAGAS UNTUK

1 9

17

25

32 41 48

56 63

75

83 91 103

iv


14 15 16 17 18

19

20

ISBN 978-602-9042-51-1

MENGHASILKAN LISTRIK DENGAN TEKNOLOGI MICROBIAL FUEL CELLS INSTALASI POMPA AIR UNTUK KEBUTUHAN AIR BERSIH DI KOTA DENPASAR SAMPAI TAHUN 2020 PENGOLAHAN LIMBAH HOTEL TERPADU SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF BIODIESEL SEBAGAI BAHAN BAKAR UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK DI HOTEL STUDI EKSPERIMENTAL PENGONTROLAN AIR CONDITIONING SYSTEM DENGAN FUZZY LOGIC CONTROL PROSES TREATMENT DENGAN MENGGUNAKAN NAOCL DAN H2SO4 UNTUK PEMBUATAN BIOETANOL DARI LIMBAH RUMPUT LAUT EUCHEUMA COTTONII PEMBUATAN ETANOL GENERASI KEDUA DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH RUMPUT LAUT EUCHEUMA COTTONII SEBAGAI BAHAN BAKU ANALISA PERFORMANSI DESTILASI AIR LAUT TENAGA SURYA MENGGUNAKAN PENYERAP RADIASI SURYA TIPE BERGELOMBANG YANG BERBAHAN DASAR CAMPURAN SEMEN DENGAN PASIR

113 123 130 137 147

157

175

BIDANG MANUFAKTUR 21 ANALISA DAN DESAIN SISTEM KONTROL SUSPENSI DENGAN PEMODELAN DELAPAN DOF UNTUK MEMPERBAIKI KINERJA KESTABILAN KENDARAAN 22 LOW COST BULLET PROOF BODY ARMOR FOR SECURITY GUARD PERSONNEL 23 FRICTION COEFFICIENT OF TIO2 AND AL2O3 SOLUTION IN PIPES

183

24 PENGARUH VARIASI BAHAN ISOLASI DINDING TUNGKU PELEBURAN PERUNGGU TERHADAP WAKTU PELEBURAN 25 PERLAKUAN PROSES METAL KOMPOSIT AL/SIC WHISKER DENGAN PELAPISAN PERMUKAAN DALAM FASE PADAT MELALUI ECAP 26 STUDI PERBANDINGAN GEOMETRI UJUNG PAHAT BUBUT HIGH SPEED STEEL, BORON KARBIDA DAN INTAN 27 SMART HANDLING SEPEDA MOTOR DENGAN PENGENDALI SKID MELALUI PENAMBAHAN SENSOR SUDUT KEMIRINGAN BELOK

203

II

190 195

211

224 231

MATERI KEYNOTE SPEAKER

v

91

KARAKTERISTIK PEMBAKARAN DENGAN UDARA BERLEBIH PADA MOTOR BAKAR PENYALAAN BUSI Abrar Riza, Steven Darmawan Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tarumanagara Jl. Let. Jend. S. Parman No. 1, Jakarta 11440, Indonesia Abstract Increased energy demand needs more efficient and environmental friendly power generator. For SI engine powered generator, excess air added has been recently used to achieve optimal lean burn condition in order to increase efficiency. This paper compared the SI engine performance between standard combustion with lean burn combustion. Tested SI engine was a one cylinder - four stroke engine. Lean burn condition done with excess air added at intake manifold which excess air flow rate is controlled by orifice. Experimental testing is done by varying the engine speed and excess air flow rate. Engine speed varied from 1500 to 3500 rpm, while excess air flow rate varied so that the excess air ratio ( ) became 1.05, 1.1, 1.15, 1.2, 1.25, and 1.3. Experimental data analysis showed the exhaust temperature decreased on characteristic parameters; BHP, torque, specific fuel flow rate, and thermal efficiency. Highest combustion characteristic achieved at engine speed of 3000 rpm on 1.25 excess air ratio. At this condition, exhaust temperature decreased by 0.88%, BHP and torque increased by 24.194%, and thermal efficiency increased by 80.412% against standard condition which excess air ratio is 1. This research also analyzed the effect of excess air added on exhaust gas composition. Keywords: lean burn combustion, excess air flow rate.

Daftar Simbol N : Putaran mesin (rpm) BHP : Brake Horse Power (kW) T : Torsi (Nm) : Efisiensi Termal (%) BSFC : Konsumsi bakar spesifik (kg/kW.s) mbb : Laju bahan bakar (kg/s) LHV : Nilai kalor bahan bakar (MJ) : Lambda (rasio excess air) Texh : Temperatur gas buang (K)


ISBN 978-602-9042-51-1

92

1. Pendahuluan Kebutuhan energi listrik yang tinggi menuntut unjuk kerja sumber daya yang semakin baik.Fenomena ini menjadi tantangan dimana peningkatan kebutuhan listrik menjadi acuan keberhasilan bidang pariwisata, terutama industri perhotelan.Hotel merupakan salah satu pengguna energi terbesar, bahkan 30% dari biaya operasionalnya digunakan untuk pembelian energi-dan mengalami kecenderungan yang meningkat [1]. Efisiensi energi merupakan slah satu cara untuk menghemat biaya pembelian energi, sekaligus menghemat penggunaan energi di Indonesia, yang sebagaian besar menggunakan energi fosil. Selain itu, produksi listrik akan berbanding lurus terhadap penggunaan energi dan emisi yang dihasilkan, yang menjadikan system pembangkit daya harus berada di tempat khusus yang tidak berdekatan dengan pemukiman [2]. Pembakaran dengan keadaan miskin (lean-burn combustion) meruapakan metode yang dapat digunakan pada sistem pembangkit daya dengan motor bakar penyalaan busi. Melalui pembakaran dengan keadaan yang lebih miskin daripada stoikiometri, unjuk kerja motor bakar dapat ditingkatkan serta emisi yang dihasilkan juga akan menurun, sesuai dengan isu lingkungan yang selama ini berkembang [3-5]. Meningkatnya unjuk kerja, antara lain peningkatan daya, torsi, rasio kompresi, penurunan laju bahan bakar, dan penurunan temperatur pembakaran serta Peningkatan unjuk gas buang yang lebih bersih juga menjadikan system pembangkit daya yang sesuai dengan regulasi [6]. Melalui penggunaan sistem pembangkit daya yang lebih bersih, maka sistem pembangkit daya tidak lagi harus diletakkan pada tempat yang jauh dari pemukiman, namun dapat bekerja secara swadaya pada gedung yang membutuhkan. Keadaan pembakaran dapat dikondisikan pembakaran menjadi lebih miskin dengan menambahkan udara berlebih (excess air) sehingga rasio ekuivalen lebih besar daripada rasio ekuivalen emnurut stoikiometri ( > 1) [7]. Adanya udara berlebihakanmeningkatkan jumlah oksigen dan nitrogen dalam proses pembakaran. Kondisi ini meningkatkan peluang untuk oksigen bereaksi dengan sekuruh bahan bakar sehingga menghasilkan pencampuran udara-bahan bakar yang lebih baik dan menurunkan temperatur ruang bakar sehingga memungkinkan pembakaran terjadi secara lengkap [8,9]. Pada penelitian sebelumnya, adanya udara berlebih ( = 1.15) mampu meningkatkan daya dan torsi pada titik pembakaran yang terjadi dengan keadaan kaya (rich-burn combustion) [10]. maka, jumlah udara berlebih yang ditambahkan ke ruang bakar harus sesuai dengan karakteristik mesin. Laju udara berlebih yang terlalu besar akan menyebabkan temperatur ruang bakar terlalu rendah dan terhentinya pembakaran karena pembakaran terjadi di luar flammability limit. Namun secara umum, dengan adanya udara berlebih, fenomena pada mesin bahwa keadaan pembakaran kaya yang terjadi setelah torsi maksimum dicapai, seperti pada gambar 1, dapat diperbaiki sehingga dapat dihasilkan torsi dan daya yang lebih besar serta konsumsi bahan bakar yang lebih sedikit.


ISBN 978-602-9042-51-1

93

Gambar 1. Variasi BSFC, daya, dan torsi pada motor bensin [11] 2. Metode Penelitian dilakukan dengan melakukan eksperimen dan analisa pada pembakaran yang dikondisikan terjadi dengan jumlah udara yang lebih besar daripada kebutuhan udara menurut stoikiometri (excess air combustion) atau terjadi pembakaran miskin. Eksperimen dilakukan terhadap motor bakar satu silinder - 4 langkah menurut tabel 1. Tabel 1. Spesifikasi Teknis Motor Bakar Uji KETERANGAN SPESIFIKASI Merk Honda Tipe GX 140 Jenis Motor bensin, 4 langkah Jumlah Silinder 1 Volume Silinder 144 cc Rasio kompresi 1 : 8,5 Daya maksimum 5,0 Hp / 3600 rpm Torsi maksimum 1,0 kg-m / 2800 rpm Sistem bahan bakar Karburator

Gambar 2. Honda GX 140 Eksperimen dilakukan menurut dua bagian besar seperti pada gambar 1. Bagian pertama dilakukan dimana motor bakar dalam keadaan standar dengan variasi putaran mesin 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm, dan 3500 rpm. Sementara bagian kedua dilakukan dengan adanya excess air dengan variasi putaran mesin yang sama, yang membuat pembakaran terjadi dalam keadaan miskin (lean-burn combustion). Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II-2011

ISBN 978-602-9042-51-1

94

Eksperimen dalam keadaan standar dilakukan dengan menggunakan bahkan bakar bensin dengan nilai oktan 92 dengan divais pengukur laju bahan bakar.Putaran poros dilakukan dengan menggunakan tachometer, dan pengukuran torsi dilakukan dengan menggunakan prony brake. Kondisi pembakaran dengan excess air dilakukan dengan menambahkan udara berlebih pada intake manifold. Udara berlebih yang ditambahkan dikendalikan oleh orifice, yang lajunya divariasikan 5% - 30% lebih besar dari kebutuhan udara menurut stoikiometri.

Gambar 3. Experimental Set-up

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian


ISBN 978-602-9042-51-1

95

1. Analisis unjuk kerja Analisa data hasil eksperimen dilakukan terhadap beberapa parameter unjuk kerja yang merepresentasikan unjuk kerja motor bakar dengan keadaan standar maupun dengan adanya excess air. 1.1 Daya BHP

1.2

2

n T 60000

(1) Laju bahan bakar spesifik (BSFC) (2)

1.3

Efisiensi termal (3)

2. Laju udara berlebih Analisa kebutuhan udara pembakaran dilakukan dengan asumsi bahwa komposisi udara terdiri dari 79% N2 dan 21% O2 [12], pembakaran terjadi menurut reaksi pembakaran stoikiometri sehingga setiap 1 gram C8H18 membutuhkan laju udara sebesar 16.68 gram/s. Eksperimen pada alat uji dalam keadaan standar menghasilkan nilai AFR pada putaran uji tertinggi (3500 rpm) sebesar 16.68. Secara berturut-turut, laju udara tambahan 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30% menghasilkan excess air ratio ( ) 1.05, 1.1, 1.15, 1.2, 1.25, dan 1.3. Uudara tambahan ini disuplai oleh kompresor torak yang lajunya dikontrol oleh orifice.

Gambar 4. Orifice 3. Parameter Karakteristik Untuk menunjukkan perbedaan karakteristik yang dihasilkan oleh pembakaran dalam keadaan standard dan pembakaran dengan udara berlebih, maka dilakukan analisis terhadap parameter karakteristik.Parameter karakteristik merupakan parameter yang menghasilkan parameter unjuk kerja [13].


ISBN 978-602-9042-51-1

96

3.1.Temperatur gas buang Termokopel tipe-K digunakan pada keluaran gas buang untuk mendapatkan data temperatur gas buang, pada pembakaran dalam keadaan standard dan dan pada pembakaran dengan udara berlebih.Data temperatur gas buang direkam untuk setiap variasi putaran mesin dan setiap variasi udara berlebih. 3.2.Komposisi gas buang Komposisi gas buang dianalisa dengan menggunakan exhaust gas analyzer dimana didapatkan komponen CO, HC, dan O2.Data komposisi gas buang direkam untuk setiap variasi putaran mesin dan setiap variasi udara berlebih. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1.Unjuk kerja mesin

Gambar 5. Grafik Lambda-T exh Dengan adanya udara berlebih yang disuplai ke ruang bakar, kandungan N2 dalam ruang bakar juga akan meningkat, yang akan menyerap kalor pada rang bakar. [8,9]. Secara rata-rata, temperatur gas buang akan menurun dengan adanya udara berlebih. Gambar 5 menunjukkan bahwa udara berlebih paling berpengaruh pada operasi mesin 3500 rpm.Turunnya temperatur gas buang merepresentasikan bahwa adanya udara berlebih ( > 1) menghasilkan kondisi pembakaran yang lebih miskin (lean-burn combustion).

Gambar 6. Grafik Lambda-Daya


ISBN 978-602-9042-51-1

97

Gambar 7. Grafik Lambda-Torsi Eksperimen terhadap torsi pada variasi rasioexcess air menunjukkan pada hampir dari seluruh variasi rasioexcess air, torsi mengalami peningkatan. Fenomena yang sama juga terjadi pada daya, sesuai dengan gambar 6 dan 7. Namun, fenomena yang berbeda terjadi pada putaran 2500 rpm dimana peningkatan laju udara berlebih mengakibatkan nilai torsi turun.Fenomena ini disebabkan karena pada titik-titik tersebut, nilai torsi pada keadaan standar telah mencapai titik optimum, sehingga adanya suplai udara tambahan yang banyak mengandung N2 yang akan menyerap panas pada ruang bakar. Secara rata-rata, adanya suplai udara tambahan akan meningkatkan nilai torsi. Peningkatan torsi terbesar terjadi pada excess air 15% dengan peningkatan sebesar 14.355%.

Gambar 8. Grafik Lambda-BSFC Gambar 8 menunjukkan hasil eksperimen terhadap laju bahan bakar spesifik dengan dan tanpa adanya suplai udara tambahan.Adanya supali udara tambahan memberikan pengaruh positif pada putaran mesin 1500 rpm dan 3450 rpm. Putaran mesin 1500 rpm dan 3450 rpm merupakan putaran mesin dimana terjadi


ISBN 978-602-9042-51-1

98

Gambar 9. Grafik Lambda-Efisiensi termal pembakaran kaya. Penurunan laju bahan bakar spesifik pada putaran mesin 1500 rpm dan 3450 rpm dapat diartikan bahwa percobaan dengan adanya excess air dapat membuat pembakaran pada kedua titik uji dengan variasi excess air menjadi lebih miskin.Hal ini sejalan dengan tujuan penelitian untuk membuat keadaan pembakaran pada putaran mesin setelah torsi maksimum tercapai menjadi lebih miskin. Pada titik uji lainnya, suplai udara tambahan akan membuat laju bahan bakar spesifik menjadi lebih buruk daripada laju bahan bakar spesifik pada keadaan standar. Fenomena ini terjadi karena pada keadaan standar, keadaan pembakaran sudah cukup miskin, sehingga kandungan N2 pada suplai udara tambahan akan menyerap panas pada ruang bakar yang menyebabkan pembakaran membutuhkan panas yang lebih banyak yang berasal dari peningkatan laju bahan bakar. Percobaan dengan excess air yang memberikan pengaruh paling positif berada pada putaran 1500 rpm dengan lambda 1.05 yang enurunkan BSFC 45.98% dari keadaan standar. Gambar 9 menunjukkan bahwa adanya suplai udara berlebih tidak selalu memberikan pengaruh positif pada efisiensi termal, yang merupakan fungsi dari daya dan laju bahan bakar.Udara tambahan memberikan kenaikan 85.133% dari keadaan standar pada putaran mesin 1500 rpm dengan lambda 1.05.Udara tambahan juga memberikan tren kenaikan efisiensi termal pada putaran 3000 dan 3500 rpm. Secara rata-rata, penggunaan lambda 1.2 memberikan hasil yang paling baik terhadap efisiensi termal mesin, dengan peningkatan sebesar 11.772%. 3.2.Parameter Karakteristik 3.2.1 Temperatur gas buang Tabel 2. Temperatur gas buang


ISBN 978-602-9042-51-1

99

Gambar 10. Grafik N-T exhaust Gambar 10 menunjukkan penggunaan udara berlebih akan selalu menurunkan temperatur gas buang dari motor uji untuk setiap variasi lambda. Penggunaan lambda 1.05 menaikkan temperatur gas buang 4.4K, penggunaan lambda 1.1 menurunkan temperatur gas buang 1.6K, penggunaan lambda 1.15 menurunkan temperatur gas buang 2.4K, penggunaan lambda 1.2 menurunkan temperatur gas buang 2,2K, penggunaan lambda 1.25 menurunkan temperatur gas buang 4.4K, dan penggunaan lambda 1.3 menurunkan temperatur gas buang 4.2K secara rata-rata untuk setiap putaran mesin uji. Penurunan temperatur gas buang terbesar terjadi pada penggunaan lambda 1.25 sebesar 4.4K dimana juga terjadi penurunan temperatur gas buang terbesar yaitu 10K pada putaran mesin 3000 rpm. Dengan penambahan udara berlebih, kandungan N2 yang terkandung pada ruang bakar akan meninngkat sehingga akan lebih mendinginkan ruang bakar yang menyebabkan temperatur gas buang menurun. 3.2.2 Komposisi gas buang

Gambar 11. Grafik N-CO


ISBN 978-602-9042-51-1

100

Gambar 12. Grafik N-HC

Gambar 13. Grafik N-O2

Gambar 14. Grafik N-CO2 Gambar 11-14 menunjukkan komposisi gas buang yang dihasilkan dengan dan tanpa udara berlebih untuk seluruh putaran mesin uji.Sesuai dengan penurunan temperatur gas buang terbesar yang dicapai dengan lambda 1.25 pada 3000 rpm, gambar 11 menunjukkan bahwa kandungan CO turun 0.5 menjadi 2.1 % vol.CO terbentuk pada keadaan pembakaran kaya yang disebabkan kurangnya udara pembakaran yang menghambat seluruh karbon bahan bakar bereaksi menjadi CO 2 pada pembakaran sempurna. Gambar 12 menunjukkan kandungan HC juga mengalami penurunan yang besar menjadi 15 ppm, kandungan O2 naik dari 25.8 % vol menjadi 16.2 % vol.Tren emisi HC Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II-2011

ISBN 978-602-9042-51-1

101

mirip dengan tren CO, yang merupakan fungsi dari rasio excess air. Gambar 12 juga menunjukkan beberapa nilai HC yang tidak beraturan.Fenomena ini kemungkinan terjadi karena keadaan pembakaran yang terlalu miskin sehingga kondisi mpembakaran menjadi sulit diprediksi dan jumlah emisi hidrokarbon meningkat [14]. Emisi CO menurun dengan lambda yang semakin besar karena kadar oksigen yang meningkat. Peningkatan emisi CO yang juga terjadi kemungkinan disebabkan karena proses pembakaran yang tidak lengkap sehingga menyebabkan bahan bakar yang tidak terbakar dan menghasilkan CO (fuel-rich mixture) [15]. 3.2.3 Grafik Torsi-Daya-BSFC Grafik putaran mesin terhadap BSFC-Daya-Torsi merupakan grafik yang dapat merepresentasikan unjuk kerja mesin secara keseluruhan seperti pada gambar 15. Secara umum, seiring dengan meningkatnya kecepatan, maka daya yang dihasilkan juga

Gambar 15. Grafik N-BSFC-Daya-Torsi terus meningkat, untuk setiap variasi lambda. Daya terbesar dicapai pada putaran mesin tertinggi dengan variasi lambda 1.2 yaitu sebesar 1.247kW. Sementara, BSFC mencapai titik paling rendah pada kecepatan 3000 rpm dan akan kembali naik setelahnya, dengan nilai 8.9x10-5 kg/kW.s untuk labda 1.2 dan 1.25. Sedangkan, secara umum, torsi mencapai puncak pada 3000 rpm dan akan turun setelahnya. Nilai torsi terbesar 3.85 Nm dicapai dengan variasi lambda 1.25. Eksperimen dengan rentang putaran mesin yang besar, unjuk kerja mesin akan mencapai nilai optimal dengan variasi lambda 1.25 pada putaran 3000 rpm dengan nilai torsi 3.85 Nm, daya 1.21 kW, naik 24.2% dibandingkan keadaan standar, serta BSFC 8.9x10-5 kg/kW.s, turun 44.571% dibandingkan keadaan standar. Pada titik ini, temperatur gas buang juga mengalami penurunan paling besar, yaitu sebesar 10K. Fenomena ini menjelaskan bahwa dengan adanya udara tambahan dengan nilai optimal, pembakaran dapat dikondisikan menjadi lebih miskin sehingga unjuk kerja motor bakar meningkat. 4. Kesimpulan Analisa terhadap beberapa parameter unjuk kerja dan parameter karakteristik dari penggunaan udara berlebih pada motor bakar penyalaan busi menghasilkan kesimuplan sebagai berikut:


ISBN 978-602-9042-51-1

102

1) Rata-rata penurunan terbesar temperatur gas buang dengan adanya udara berlebih adalah pada penggunaan lambda 1.25 dengan rata-rata penurunan 4.4K dengan penurunan terbesar pada 3000 rpm sebesar 10K. 2) Pada 3000 rpm dengan lambda 1.25 terjadi penurunan nilai emisi HC menjadi 15 ppm. 3) Torsi puncak tertinggi dicapai dengan penggunaan lambda 1.25 pada putaran 3000 rpm dengan nilai 3.85 Nm, naik 24.2% dibandingkan standar, dengan daya 1.21 kW dan BSFC turun 44.571% dibandingkan keadaan standar, menjadi 8.9x10-5 kg/kW.s. 5. Daftar Pustaka [1]. Rizka Eliza, Yoyoh Hulaiyah, Nasrullah Salim, Nyoman Iswarayoga. Buku Panduan Efisiensi Energi di Hotel. Pelangi Alliance to Save Energy US-AEP. 2005. [2]. Hiroshi Saito, John Latcovich, Mike Fusselbaugh, Milan Dinets, Koichi Hatorri, Naoyuki Sakaki. Micro Gas Turbines, Risk and Markets. IMA Conference. Stockholm. September 2003. [3]. Eun-Seong Cho, Suk Ho Chung. Improvement of flame stability and NOx reduction in hydrogen-added ultra lean premixed combustion. Journal of Mechanical Science 23 (2009) 650-658. [4]. Stephen R. turns. An Introduction To Combustion. Singapore: McGraw-Hill Book Co. 1996. [5]. V.L. Maleev. Internal Combustion Engines, 2nd ed: Theory and Design. Tokyo: McGraw-Hill Company, Inc., 1945. [6]. Ebbing, Darrel D. General Chemistry, 5th ed. Boston: Houghton Mifflin Company, 1996. [7]. Abrar Riza, Steven Darmawan. Characteristics Study of Four Stroke-Single Cylinder Otto Engine With Excess Air Variation.Prosiding seminar Thermofluid 2009, ISBN 978-979-97986-4-0, UGM Yogyakarta, July 21th 2009. [8]. V. Ganesan. Internal Combustion Engines 2nd ed. Singapore: McGraw-Hill Book Co. 2003. [9]. Obert, Edward. F. Internal Combustion Engines, third edition. Pennsylvania: International Textbook Company, 1968. [10]. Jong Joon Lee, jae Eun Yoon, Tong Seop Kim, Jeong L. Sohm. Performance Test and Component Characteristic Evaluation of a Micro Gas Turbine. Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 21, No. 1, pp. 141-152. 2007. [11]. Gyeung Ho Choi, Yon Jong Chung, Sung Bin Han. Performance and emission characteristicsof a hydrogen enriched LPG internal combustion engine at 1400 rpm. International Journal of Hydrogen Energy 30 (2005) 77-82. [12]. Fanhua Ma, Mingyue Wang, Long Jiang, Jiao Deng, Renzhe Chen, Nashay Naeve, Shuli Zhao. Performance and emission characteristics of a turbocharged sparkignition hydrogen-enriched compressed natural gas engine under wide open throttle operating conditions. International Journal of Hydrogen Energy 35 (2010) 12502-12509.


ISBN 978-602-9042-51-1

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan II-2011 ISBN

Recommend Documents