kajian fenomena magnetisasi bahan bakar … filemagnet permanen neodymium (2000-9000 gauss) diuji...

KAJIAN FENOMENA MAGNETISASI BAHAN BAKAR TERHADAP EFFISIENSI PEMBAKARAN DAN APLIKASINYA PADA MESIN PERTANIAN

BERBAHAN BAKAR BIODIESEL

Tatun Hayatun NufusF163140081

Prof.Dr.Ir. Armansyah Halomoan Tambunan, M.AgrDr. Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M.AgrDr. Ir. Wawan Hermawan, MS

SEMINAR, 5 JUNI 2017

LATAR BELAKANG

Sumber: ESDM 2011

LATAR BELAKANG

15

20

25

30

35

40

45

50

2010 2015 2020 2025 2030Kons

umsi

ene

rgi (

juta

SBM

)

Tahun

Kebutuhan energi sektor pertanian

PENGHEMATAN PENGGUNAAN BAHAN BAKAR

MENGATASI PERMASALAH ENERGI

PENCARIAN SUMBER ENERGI

ALTERNATIF

PENINGKATAN KUALITAS BAHAN

BAKAR

ZAT ADITIF HHO MAGNET PERMANEN

ELEKROMAGNET

Magnet permanen neodymium (2000-9000 Gauss) diuji cobakan padamesin bensin 1 silinder 2 langkah , hasil nya FC turun 9-25%, CO turun30% dan HC turun 40% (Govindasamy et al. 2006, Dhandapani et al. 2007; Ali S. 2012)

STATE OF THE ART

Magnet permanen neodymium (1000-9000 Gauss) diuji cobakan padamesin diesel 1 silinder 2 langkah , hasil nya FC turun 8%, dan HC turun32% (Shweta Jain et al. 2012 ; Piyush et al. 2014)

Magnet permanen neodymium (2000-4000 Gauss) diuji cobakan padamesin bensin 1 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 10-15%, NOxturun 20% dan HC turun 80% (Ali. Et al. 2008; Ajay.et al. 2014; Anand. et al. 2013; Vivek Urge. 2014).

Magnet permanen neodymium (2000-9000 Gauss) diuji cobakan padamesin diesel 1 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 8-12%, HC turun 9-32%. CO turun 11% (Piyush et al. 2014; P Vijaya et al. 2014; Ashwin. 2014).

Magnet permanen neodymium (2000-8000 Gauss) diuji cobakan padamesin bensin 4 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 5-20.3%, NOxturun 27%, HC turun 32%, CO turun 11-34.3% (Farrag. et al.2010; Gaurav.et al.2014; Gayatri et al.2015)

Magnet non permanen electromagnet (1000-2000 Gauss) diuji cobakanpada mesin bensin 1 silinder 4 langkah , hasil nya FC turun 12.8%, CO turun 35-80% dan HC turun 44-58% (Okoronkwo .et al. 2010; Habbo. et al. 2011)

Magnet permanen +electromagnet diuji cobakan pada mesin bensin, hasil nya FC turun 20.3% (Naif et al.2011)

STATE OF THE ART

1. Mencari penjelasan terhadap fenomena pengaruhmedan elektromagnet pada saluran bahan bakar tehadap penghematan konsumsi bahan bakar dan pengurangan emisi gas buang.

2. Mempelajari waktu berubahnya konfigurasimolekul hidrokarbon setelah melewati medan magnet.

3. Menerapkan dan menganalisis perangkat hemat bahan bakar berbasis elektromagnet pada mesinpertanian untuk mendapatkan kinerja yang optimal.

TUJUAN

KERANGKA BERPIKIR

TemperaturTekanan

Emisi

FUEL

ViskometerWaktu FTIR

VSMKuat RefraktometerMedan Magnet Nozzle Tester

BebanFlow BBM

Emisi

PENGARUH MAGNETISASI BAHAN BAKAR TERHADAP EFFISIENSI PEMBAKARAN

APLIKASI MAGNETISASI BBM Temperatur dan Tekanan di Ruang Bakar

Genset

Pompa

BAHAN BAKAR

Solar

BIODIESEL

Elektronegatif

Susunan berkala

JENIS MAGNET

B= μ H

METODA (TAHAP 1)MULAI

Menentukan bahan bakar yang dipakai (B0, B10, B40, B70 B100)

Dibuat Magnet dengan variasi jumlahlilitan kawat (5000, 7000,9000), lalu

diukur kuat medannya

Bahan bakar dimasukkan dalamtabung yg dililiti kawat (Kumparan)

dan dibiarkan 0-1800 detik

Uji bahan bakardengan Viscometer,

FTIR,VSM danRefractometer,

semburan

Analisis

Kesimpulan

BIODIESEL LAB PINDAH PANAS

BIODIESEL DARI PT WATS

BAHAN BAKAR

KUAT MEDAN MAGNET

UJI KUAT MEDAN MAGNET

UJI ARUS DAN HAMBATAN

KUAT MEDAN MAGNET

N = jumlah lilitan L = panjang kumparan (m)i = kuat arus listrik (A)B = Kuat Medan Magnet (T)

VARIASI WAKTU PAPARAN KUAT MEDAN MAGNET PADA BAHAN BAKAR

VISKOSITAS

VISKOSITAS

PENGUJIAN FTIR

Banyak nya sampel = 2mgKBr = 0.5 gr

Energy Levels: Basic Ideas

About 15 micron radiation

PENGUJIAN FTIR

3

4

5

9

7

2

86

1

PENGUJIAN FTIRB100B0

overlay

PENGUJIAN FTIR

PERSIAPAN UJI VSM

Banyak sampel 10 μl

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

tipe OXFORD VSMI.2H

HASIL UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

UJI INDEKS BIAS

Model RX-5000α-Plus Cat.No. 3266

Measurement Range

Refractive index (nD) : 1.32700 to 1.58000Brix : 0.000 to 100.000% ( 5 to 60°C ATC)

Minimum indicationRefractive index (nD) : 0.00001Brix : 0.005%Temperature: 0.01°C

Measurement Accuracy*Repeatability

Refractive index (nD) :±0.00002*±0.00001Brix : ±0.010% *±0.010%[*1]

Measurement Temperature

5 to 60°C

Power Supply AC100V to 240V, 50/60Hz

Power consumption 65VA Dimensions & weight37×26×14cm, 6.4kg(Main Unit only)

Banyak sampel = 3 μl

UJI INDEKS BIAS

SEMBURAN BAHAN BAKAR

SEMBURAN BAHAN BAKAR

VARIASI KUAT MEDAN MAGNET PADA BAHAN BAKAR

PENGUJIAN FTIR

t = 0 sec

PENGUJIAN FTIR

t = 10 sec

PENGUJIAN FTIR

t = 20 sec

PENGUJIAN FTIR

t = 30 sec

PENGUJIAN FTIR

t = 60 sec

PENGUJIAN FTIR

t = 600 detik

PENGUJIAN FTIR

t = 1200 detik

PENGUJIAN FTIR

t = 1800 detik

PENGUJIAN FTIR

t = 0 det t = 10 det

t = 60 det t = 10 min

t = 20 det

t = 1800 detikt = 20 min

Efek magnet

N = N0 exp (-E/kT)

PENGUJIAN FTIR

Ilustrasi Absorban yg meningkat

N = N0 exp (-E/kT)29

37.5

928

62.3

6

PERSIAPAN UJI VSM

PERSIAPAN UJI VSM

Banyak sampel 10 μl

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

tipe OXFORD VSMI.2H

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER) TANPA MAGNET

t = 0 sec

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 10 sec

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 20 sec

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 30 sec

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 60 sec

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 10 min

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 20 min

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

t = 30 min

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

UJI VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

UJI INDEKS BIAS

Model RX-5000α-Plus Cat.No. 3266

Measurement Range

Refractive index (nD) : 1.32700 to 1.58000Brix : 0.000 to 100.000% ( 5 to 60°C ATC)

Minimum indicationRefractive index (nD) : 0.00001Brix : 0.005%Temperature: 0.01°C

Measurement Accuracy*Repeatability

Refractive index (nD) :±0.00002*±0.00001Brix : ±0.010% *±0.010%[*1]

Measurement Temperature

5 to 60°C

Power Supply AC100V to 240V, 50/60Hz

Power consumption 65VA Dimensions & weight37×26×14cm, 6.4kg(Main Unit only)

Banyak sampel = 3 μl

INDEKS BIAS SOLAR

INDEKS BIAS BIODIESEL

SEMBURAN BAHAN BAKAR

Semburan Bahan Bakar

a. Asli (Biodiesel)b. B70c. B40 Ф=0.2 mm ; 5000 Coild. B10e. B70f. B40 Ф=0.2 mm ; 7000 Coilg. B10h. B70i. B40 Ф=0.2 mm ; 9000 Coilj. B10

a1 b d gf

h i j

c ea2 c

KESIMPULAN TAHAP 1

Fenomena pengaruh magnet pada bahan bakar:Molekul bahan bakar yang diberi kuat medan magnet minimal 800 Gauss selama 10 detik akan berubah daricluster (kelompok) menjadi de cluster (tidakbergerombol), hal ini ditunjukkan oleh: makin kecil viskositasnya Makin besar absorbsi infra merah Makin besar momen magnetnya Makin besar indeks biasnya Gambar visual semburan bahan bakar semakin

melebarDan efek diatas nilainya konstan bila bahan bakarterkena paparan magnet diatas 20 menit

METODA (TAHAP 2)MULAI

Menentukan bahan bakaryang dipakai

Dibuat Magnet denganbeberapa jenis jumlah lilitan

kawat

Bahan bakar dimasukkandalam Kumparan dandibiarkan 1200 detik

Bahan bakar dikeluarkan darikumparan magnet dan dibiarkan

selama 0-1800 detik

Analisis

Kesimpulan

Uji bahan bakar denganViscometer, FTIR, VSM dan indeks

bias

VISKOSITAS

FTIR

t=20 min

t= 0 sec t= 20 sec t= 60 sec

t=10 min

VSM

INDEKS BIAS

KESIMPULAN TAHAP 2

Berdasarkan hasil uji viskositas, FTIR, VSM dan indeksbias bahwa: Waktu yang dibutuhkan oleh molekul bahan bakaryang telah medapat paparan magnet untuk kembalike kondisi semula (kondisi sebelum terkena paparanmagnet) yaitu 1200 menit

METODA (TAHAP 3)MULAI

PERANCANGAN ALAT PENGHEMAT BBM

PEMBUATAN ALAT PENGHEMAT BBM (B)

PENGUJIAN TEMPERATUR DAN TEKANAN PADA RUANG BAKAR

PENGUJIAN ALAT pada POMPA

ALAT PENGHEMAT BBM (A)

GENSET PARKIN

Bahan bakar yang dibutuhkan : 42 ml/menit

DIESEL KUBOTANama : RD 85 DI-2B

Tipe: Horisontal, pendinginanair, 4 langkah

Kategori : Mesin DieselDiameter x Langkah : 86×84 mm x mmJml Silinder : 1Tenaga Kontinyu : 7.5/2200 HP/rpmIsi Silinder : 487 CCTorsi Maksimum : 3.40/1600 Kg.m/rpmTenaga Maksimum : 8.5/2200 HP/rpmSistem Pembakaran : Direct InjectionPemakaian BBM : 185 gr/HP.JamIsi Pelumas : 2.4 LtBerat : 95 KgIsi Tangki BBM : 9.8 LtLampu : 12 : 45/45 V:W/W

PENGUJIAN KINERJA MESIN

Glow Plug

PENGUJIAN KINERJA MESIN

Ruang Bakar

KONDISI AWAL

PENGUJIAN KINERJA MESIN SOLAR

PENGUJIAN KINERJA MESIN BIODIESEL

PENGUJIAN KINERJA MESIN SOLAR+MAGNET

PENGUJIAN KINERJA MESIN BIODIESEL+MAGNET

HASIL PENGUJIAN TEMPERATUR DAN TEKANAN

No BahanBakar

Sebelum diberi magnet Setelah diberi magnet

Tempertur (0C) Tekanan (Psi) Tempertur (0C) Tekanan (Psi)

1 B0 993 600 798 640

2 B10 957 578 996 615

3 B40 919 580 878 637

4 B70 890 570 903 637

5 B100 879 580 881 620

SENSOR TEMPERATUR DAN TEKANAN

Mikon Infineon XMC4500

Data temperaturdan tekanan

MENGUKUR TEMPERATUR DAN TEKANAN DI RUANG BAKAR

HASIL PENGUJIAN TEMPERATUR DAN TEKANAN

No BahanBakar

Sebelum diberi magnet Setelah diberi magnet

Tempertur (0C) Tekanan (Psi) Tempertur (0C) Tekanan (Psi)

1 B0 982 600 1017 640

2 B10 967 580 1009 625

3 B40 925 580 1009 635

4 B70 900 570 1000 637

5 B100 889 560 993 620

HASIL PENGUJIAN TEMPERATUR RUANG BAKAR

ANALISA

PERFORMANCE ENGINE PADA GENSET

GAS EMISSIONS

POMPA AIR

Spesifikasi (Matrix NS-50)Model NS-50 Angkat (m) 23Hisap (m) 8Ukuran inlet (mm) 50Perpindahan ( M 3/h) 33Kecepatan (r/min) 2000Daya (kw) 3hp

POMPA AIR

POMPA AIR

POMPA AIR

KESIMPULAN TAHAP 3

Penggunaan medan magnet pada mesin diesel menyebabkan: • Konsumsi bahan bakar (sfc) berkurang berkisar 9-21%• Effisiensi termal meningkat 11-23%• Gas HC berkurang sekitar 5-20%• Gas CO berkurang sekitar 30-85%

Makin besar laju bahan bakar pada mesin diesel makamakin besar medan magnet yang dibutuhkan untukmemperoleh kinerja mesin yang optimal.

32