digital 126814 r020852 studi komparansi literatur

BAB II

DASAR TEORI

2.1 PRINSIP-PRINSIP PEMBAKARAN

2.1.1 Proses Pembakaran

Pembakaran merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan

produksi panas, atau panas dan cahaya. Pembakaran sempurna bahan bakar terjadi

hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. Oksigen (O2) merupakan salah satu

elemen bumi paling umum yang jumlahnya mencapai 20.9% dari udara. Bahan

bakar padat atau cair harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya

diperlukan panas untuk mengubah cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar

gas akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup. Hampir

79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya merupakan

elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu

yang harus ada untuk mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran.

Nitrogen mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas

dari pembakaran bahan bakar dan mengencerkan gas buang. Nitrogen juga

mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga

meningkatkan volum hasil samping pembakaran. Nitrogen ini juga dapat

bergabung dengan oksigen (terutama pada suhu nyala yang tinggi) untuk

menghasilkan oksida nitrogen (NOx), yang merupakan pencemar beracun.

Karbon, hidrogen dan sulfur dalam bahan bakar bercampur dengan oksigen di

udara membentuk karbon dioksida, uap air dan sulfur dioksida, melepaskan panas

masing-masing 8.084 kkal, 28.922 kkal dan 2.224 kkal. Pada kondisi tertentu,

karbon juga dapat bergabung dengan oksigen membentuk karbon monoksida,

dengan melepaskan sejumlah kecil panas (2.430 kkal/kg karbon). Karbon terbakar

9 Studi komparansi kinerja..., Askha Kusuma Putra, FT UI, 2008

yang membentuk CO2 akan menghasilkan lebih banyak panas per satuan bahan

bakar daripada bila menghasilkan CO atau asap.

Gambar 2.1 Reaksi kimia C, H, dan S terhadap O2

2.1.2 Pembakaran Tiga T

Tujuan dari pembakaran yang baik adalah melepaskan seluruh panas yang

terdapat dalam bahan bakar. Hal ini dilakukan dengan pengontrolan “tiga T”

pembakaran yaitu (1) Temperature/ suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan

dan menjaga penyalaan bahan bakar, (2) Turbulence/ turbulensi atau pencampuran

oksigen dan bahan bakar yang baik, dan (3) Time/ waktu yang cukup untuk

pembakaran yang sempurna.

Bahan bakar yang umum digunakan seperti gas alam dan propana biasanya

terdiri dari karbon dan hidrogen. Uap air merupakan produk samping pembakaran

hidrogen, yang dapat mengambil panas dari gas buang, yang mungkin dapat

digunakan untuk transfer panas lebih lanjut. Gas alam mengandung lebih banyak

hidrogen dan lebih sedikit karbon per kg daripada bahan bakar minyak, sehingga

akan memproduksi lebih banyak uap air. Sebagai akibatnya, akan lebih banyak

panas yang terbawa pada pembuangan saat membakar gas alam. Terlalu banyak

atau terlalu sedikitnya bahan bakar pada jumlah udara pembakaran tertentu, dapat

mengakibatkan tidak terbakarnya bahan bakar dan terbentuknya karbon

monoksida. Jumlah O2 tertentu diperlukan untuk pembakaran yang sempurna

dengan tambahan sejumlah udara (udara berlebih) diperlukan untuk menjamin

pembakaran yang sempurna. Walaupun demikian, terlalu banyak udara berlebih

akan mengakibatkan kehilangan panas dan efisiensi. Sehingga tantangan utama

dalam efisiensi pembakaran adalah mengarah ke karbon yang tidak terbakar

(dalam abu atau gas yang tidak terbakar sempurna), yang masih menghasilkan CO

selain CO2.


Gambar 2.2 Perbedaan pembakaran sempurna, baik dan tidak sempurna

2.1.3 Proses Pembakaran Pada Mesin Diesel

Proses pembakaran pada mesin diesel berbeda dengan proses pembakaran

pada mesin otto. Pada mesin diesel yang juga disebut dengan Compressed Ignition

Engine, proses pembakaran terjadi secara spontan akibat adanya pencampuran

bahan bakar pada udara yang bertekanan tinggi diruang bakar. Pada mesin otto

yang biasa disebut Spark Ignition Engine, penyalaan bahan bakar yang

sebelumnya dicampur dengan udara di dalam karburator menggunakan percikan

bunga api dari busi.

Proses pembakaran yang terjadi didalam ruang bakar mesin diesel dimulai

dengan penyemprotan bahan bakar pada temperatur tertentu dan tekanan yang

tinggi agar butiran-butiran bahan bakar secara langsung akan berubah menjadi uap

didalam ruang bakar. Temperatur dan tekanan bahan bakar yang masuk ke ruang

bakar akan mengkondisikan kecepatan penguapan bahan bakar tersebut. Uap

bahan bakar yang terjadi selanjutnya bercampur dengan udara disekitarnya

(didalam ruang bakar) sehingga tercapai pencampuran yang sesuai antara uap

bahan bakar dengan udara pembakar. Pencampuran uap bahan bakar dengan udara

pembakar akan sangat menentukan kesempurnaan proses pembakaran yang

diawali dengan proses penyalaan. Proses penyalaan pada mesin diesel dapat

terjadi pada banyak tempat, yaitu tempat-tempat dimana terdapat campuran yang

sesuai antara bahan bakar dengan udara untuk proses penyalaan. Proses penyalaan

yang terjadi akan dengan sangat cepat meningkatkan temperatur dan tekanan

campuran uap bahan bakar dan udara sehingga mengakibatkan terjadinya proses

pembakaran pada campuran tersebut.


Proses pembakaran dapat dipercepat dengan cara memusar udara yang

masuk kedalam silinder sehingga terjadi percepatan pencampuran uap bahan

bakar dengan udara. Hal ini bertujuan agar terjadi proses pembakaran yang lebih

sempurna sehingga power yang dihasilkan menjadi lebih besar dan pemakaian

bahan bakar menjadi lebih efisien.

Efisiensi pembakaran yang terjadi sangat ditentukan jenis bahan bakar

yang digunakan. Karakteristik bahan bakar yang dimiliki oleh setiap jenis bahan

bakar sangat berpengaruh desain ruang bakar mesin diesel. Umumnya desain

ruang bakar mesin diesel didahului dengan penentuan jenis bahan bakar yang

digunakan serta karakteristik dari bahan bakar tersebut. Penggunaan bahan bakar

dengan karakteristik yang berbeda dari karakteristik bahan bakar yang

direncanakan pada saat merencanakan desain ruang bakar akan menyebabkan

perubahan unjuk kerja mesin tersebut serta perubahan dampak kerusakan yang

mungkin diakibatkan pada periode operasi yang sama yang menyebabkan

perubahan periode pemeliharaan pada mesin tersebut.

Ada dua jenis perlakuan yang diterapkan agar penggunaan bahan bakar

dari jenis yang berbeda dari jenis bahan bakar desainnya dapat beroperasi pada

mesin diesel yang ada. Perlakuan tersebut meliputi modifikasi mesin dan

treatment bahan bakar. Modifikasi mesin dapat dilakukan dengan perubahan

sistem suplai bahan bakar misalnya dengan perubahan atau penambahan tangki

bahan bakar, penambahan pemanas bahan bakar dan perubahan sistem injeksi

bahan bakar. Modifikasi mesin umumnya dilakukan untuk penggunaan bahan

minyak nabati (Straight Vegetable Oil/SVO) atau minyak hewani secara langsung

dan penggunaan minyak bahan bakar (Marine Fuel Oil/MFO) sebagai bahan

bakar mesin diesel. Treatment bahan bakar dilakukan dengan membuat jenis

bahan bakar yang berbeda tersebut sehingga memiliki karakteristik utama yang

mirip dengan jenis bahan bakar desainnya. Treatment bahan bakar ini diterapkan

pada penggunaan bahan bakar biodiesel sebagai bahan bakar untuk mesin diesel.


2.1.4 Siklus Termodinamika Mesin Diesel 4-Langkah

2.1.4.1 Siklus Tertutup

Siklus ini merupakan permodelan ideal untuk menganalisa proses

termodinamika pada siklus Diesel. Diasumsikan gas yang terdapat pada silinder

adalah udara. Pada persamaan di bawah, udara diasumsikan sebagai gas ideal

dengan specific heat konstan.

Siklus termodinamika yang terjadi pada siklus ialah :

Gambar 2.3 Siklus diesel tertutup

Gambar 2.4 Diagram P-V

siklus diesel

Keterangan :

1 ke2 : kompresi isentropik

2 ke 3 : pemanasan reversibel tekanan tetap

3 ke 4 : ekspansi isentropik

4 ke 1 : pendinginan reversibel volume tetap

2.1.4.2 Siklus Terbuka

Siklus Diesel terbuka merupakan permodelan ideal untuk menganalisa proses

yang terjadi pada compression-ignition engine. Siklus ini terdiri dari tujuh macam proses,

termasuk proses yang ada pada mesin aktual, namun tanpa proses overlaping.


Keteranga

Compress

Proses dim

posisi katu

(TMA). P

siklus term

merupakan

Fuel Injec

Dimulai p

seperti sik

pembakara

pembakara

yang dima

bakar.

Expansion

Merupaka

Proses ini

Exhaust B

an :

ion (1 - 2)

mulai pada

up intake di

Proses ini

modinamik

n udara yan

ction and Co

pada posisi

klus spark-e

an, bahan

an digantik

asukkan sam

n (3 - 4)

an perpanjan

diasumsika

Blowdown (4

Gambar

a saat posis

itutup samp

biasanya d

ka yang ter

ng dibawa k

ombustion (

i TMA ket

engine, tida

bakar diin

kan dengan

ma dengan

ngan dari a

an sebagai is

4 - 5)

14

r 2.5 Siklus

si piston be

pai dengan p

diasumsikan

rjadi ialah

ke silinder d

(2 - 3)

tika volume

ak ada baha

njeksikan d

pemanasan

energi yan

akhir prose

sentropik.

s diesel terb

erada di titi

posisi piston

n sebagai r

isentropik.

dari langkah

e berada p

an bakar pa

dan dibakar

n pada tekan

ng dilepaska

es injection-

uka

ik mati baw

n berada pa

reversibel a

Gas yang

intake (7 -

wah (TMB

da titik mat

adiabatik,

g dikompre

1).

) dan

ti atas

maka

esikan

ada nilai m

ada silinder

r. Pada pe

nan konstan

an pada pem

minimum. T

r. Selama p

ermodelan

n, dimana p

mbakaran b

Tidak

proses

ideal,

panas

bahan

-combustionn menuju TTMB.

Studi komparansi kinerja..., Askha Kusuma Putra, FT UI, 2008

Terjadi ketika katup exhaust terbuka. Gas meninggalkan silinder hingga tekanan

pada silinder sama dengan tekanan pada exhaust manifold.

Exhaust (5 - 6)

Mencakup dari TMB hingga TMA, gas pada silinder didorong keluar pada

tekanan yang konstan. Pada permodelan ideal, tekanan pada katup exhaust

diabaikan.

Intake Blowdown (6 - 7)

Terjadi ketika katup exhaust dalam posisi tertutup dan katup intake dalam posisi

terbuka. Tekanan pada silinder sama dengan tekanan pada manifold intake.

Intake (7 - 1)

Pada saat piston menuju ke bawah, udara ditarik masuk ke silinder. Tekanan pada

katup intake diabaikan.

Gambar 2.6 Diagram P-V, T-V dan T-s dari siklus diesel


2.1.5 Persamaan-Persamaan Pada Siklus Diesel Ideal

Persamaan energi yang terjadi pada keempat proses adalah :

u2 - u1 = q12 - w12

u4 - u3 = q34 - w34

u3 - u2 = q23 - w23

u1 - u4 = q41 - w41

Persamaan gas ideal dapat dinyatakan

dengan :

P.v = R.T

u = cv.T Gambar 2.7 Siklus diesel

h = cp.T

s = cp.ln(T) - R. ln(P)

cv = R/(k-1)

cp = k.cv

Maka persamaan untuk keempat proses ialah :

Kompresi :

Karena s2 = s1,

kc

k

rvv

PP

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

2

1

1

2

dimana rc ialah rasio kompresi pada mesin ( )1

1

2 −= kcr

TT

2.1 ( ) ( )2121

12112212 11

.. TTcuukTTR

kvPvPw v −=−=

−−

=−−

=

2.2 012 =q

Combustion:

Pada langkah ini, tekanan konstan, maka

2.3 ( ) )(.. 23223323223 TTRvPvPvvPw −=−=−=

2.4 ( ) )( 232323 TTcqhhq pin −==−=


β = v3/v2 atau disebut juga sebagai ‘cut-off ratio’, karena ini merupakan

perbandingan volume ketika aliran bahan bakar dihentikan dengan volume ketika

aliran bahan bakar baru dimasukkan.

Ekspansi :

Reaksi termodinamika yang terjadi ialah isentropis, sehingga v4 = v1,

2.5

k

vv

PP

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

3

4

4

3

2.6 1

3

4

4

3

−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

k

vv

TT

2.7 q34 = 0

2.8

( ) ( )43433143344

34 11.. TTcuu

kTTR

kvPvPw v −=−=

−−

=−−

=

Cooling:

Karena volume konstan, maka

2.9 w41 = 0

2.10 q41 = (u1-u4) = qout = cv (T1 -T4)

Energi yang terjadi pada siklus Diesel ini ialah :

wnet = w12 + w34

Efisiensi thermal sebesar : 2.11

in

outnett q

qqw

−== 123

η 2.12 ( )

( )23

141TTk

TTt −

−−=η

2.13 ( )

( )23

141TTcTTc

p

vt −

−−=η


2.1.6 Siklus Diesel Aktual

Siklus aktual ini digunakan sebagai dasar untuk desain dari hampir semua

mesin diesel modern.

Gambar 2.8 Siklus diesel aktual

Gambar diatas merupakan diagram P-V untuk mesin diesel 4-langkah.

Dari gambar, dapat terlihat bahwa garis volume dibagi menjadi 16 unit. Unit-unit

ini menggambarkan rasio kompresi sebesar 16 : 1. Semakin besar rasio kompresi,

maka temperatur yang dibutuhkan untuk pembakaran juga semakin meningkat.

Bahan bakar diinjeksikan pada titik C, dan proses pembakaran dijabarkan dengan

garis CD. Proses pembakaran pada mesin diesel terjadi dengan volume yang dapat

dikatakan konstan dalam waktu yang singkat. Pada periode ini terjadi kenaikan

tekanan yang drastis hingga piston mencapai titik sedikit melebihi TDC.

Kemudian, proses pembakaran berlanjut dengan tekanan yang relatif konstan yang

kemudian turun perlahan hingga proses ini berhenti di titik D.

Diagram P-V untuk bahan bakar dari mesin diesel yang mengoperasikan

siklus 2-langkah hampir sama dengan diagram diatas. Perbedaan yang terjadi

disebabkan tidak adanya saluran exhaust dan intake yang dipisah. Hal ini terjadi

karena proses intake dan exhaust terjadi dalam interval waktu yang relatif singkat

(meliputi BDC) dan tidak membutuhkan langkah penuh dari piston seperti dalam

mesin 4-langkah. Sehingga, jika diagram siklus Diesel 2-langkah dianalogikan


dengan diagram diatas, fase exhaust dan intake berada diantara titik E dan B

dengan beberapa overlap pada pelaksanaannya.

Jadi, perbedaan mendasar dari siklus Otto dan Diesel terletak pada :

- lokasi pencampuran antara bahan bakar dan udara

- rasio kompresi

- metode pembakaran

- proses pembakaran

2.2 SIFAT BAHAN BAKAR MESIN DIESEL

Pembakaran pada mesin diesel adalah proses yang terjadi pada saat bahan

bakar hidrokarbon yang mampu auto-ignition diinjeksikan ke dalam silinder yang

berisi udara bertekanan dan bertemperatur tinggi hasil kompresi. Pada saat bahan

bakar diinjeksikan ke dalam silinder, bahan bakar tidak langsung terbakar. Tetapi

terdapat periode waktu yang disebut ignition delay, yaitu total waktu dari, bahan

bakar dipanaskan, menguap, bercampur dengan udara dan bereaksi secara kimia

menghasilkan auto-ignition.

Setelah beberapa waktu kemudian, ignition akan terjadi secara spontan di

beberapa lokasi tertentu. Lokasi ignition cenderung terjadi pada daerah yang

mempunyai fuel-air ratio mendekati stoikometri.

1. Bahan bakar harus terbakar di dalam mesin

Sifat yang terpenting dari bahan bakar mesin diesel harus mampu auto-

ignition pada saat temperatur dan tekanan yang terjadi di silinder saat

bahan bakar diinjeksikan. Nilai yang dipakai untuk mengukur ini adalah

Cetane Number (ASTM D 613). Bahan bakar yang mempunyai cetane

number yang tinggi cenderung mempunyai ignition delay yang pendek dan

jumlah premixed combustion yang sedikit karena waktu yang dibutuhkan

untuk mempersipakan bahan bakar juga sedikit. Cetane number

merupakan faktor yang penting dalam sifat bahan bakar mesin solar

terutama pada bahan bakar alternatif nabati.

2. Bahan bakar harus melepaskan energi pada saat terbakar

Energi yang terdapat di dalam bahan bakar sama dengan jumlah total

energi panas yang dikeluarkan pada saat bahan bakar mulai terbakar pada


kondisi ambient hingga terjadi produk yang kemudian dingin hingga ke

kondisi ambient. Fenomena ini disebut entalpi pembakaran yang

menghasilkan air dalam bentuk cairan atau gas. Jika air pada gas buang

berupa cairan maka panas yang dihasilkan adalah higher heating value

(HHV) atau gross heating value. Tetapi jika air yang dihasilkan berupa gas

(uap air) maka yang dihasilkan adalah lower heating value (LHV) atau nett

heating value. Pada mesin diesel kebanyakan tidak mempunyai kondensor

sehingga yang dipakai kebanyakan adalah LHV.

Nilai kalor yang terkandung di dalam bahan bakar tergantung dari

beberapa hal, diantaranya adalah, proses penyulingan, waktu

pembuatan,dan sumber pasokan dari bahan bakar, serta komposisi bahan

bakar itu sendiri.

Tes yang telah dilakukan menunjukkan bahwa efisiensi aktual antara

mesin diesel berbahan bakar fosil dan mesin diesel berbahan bakar

biodiesel mempunyai referensi yang sama. Oleh karena itu, BSFC (Brake

Spesific Fuel Consumption Ratio) yang merupakan parameter yang banyak

dipakai untuk menunjukkan nilai ekonomi bahan bakar menunjukkan

12,5% lebih tinggi pada mesin diesel berbahan biodiesel.

2.14

BSFC menunjukkan efisiensi dari seberapa banyak bahan bakar yang

diperlukan untuk melakukan sejumlah kerja. Jadi semakin kecil nilai

BSFC maka mesin diesel tersebut semakin efisiensi. Akan tetapi, nilai

tersebut tidak mencakup informasi mengenai tentang jumlah energi yang

terkandung di dalam bahan bakar sehingga tidak dapat dipakai untuk

perbandingan mesin diesel yang berbeda bahan bakar. Kata ‘brake’

mengandung arti bahwa power yang diukur langsung pada output shaft.

Efisiensi thermal bahan bakar biasanya didefinisikan sebagai rasio antara

power yang dihasilkan mesin terhadap energi pada bahan bakar yang

terpakai, biasanya diindikasikan dengan lower heating value (LHV) bahan


bakar. Pada saat brake power terpakai, maka efisiensi termal dapat

dihitung dengan persamaan :

2.15

Nilai LHVdapat diukur dengan menggunakan calorimeter atau dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan berdasarkan komposisi bahan

bakar.

3. Bahan bakar harus menyediakan jumlah energi yang besar setiap

volumenya.

Densitas dari suatu bahan bakar tidak menjadi suatu parameter yang terlalu

penting untuk mesin diesel tetapi yang terpenting adalah nilai energi yang

terkandung di dalamnya. Untuk perkiraan awal, bahan bakar mesin diesel

hidrokarbon rata-rata mempunyai energi yang sama setiap massanya.

Bahan bakar yang berbeda biasanya dihubungkan dengan densitasnya.

Makin besar nilai densitasnya, maka makin besar energi potensialnya.

4. Bahan bakar tidak boleh membatasi kinerja mesin diesel pada temperatur

yang rendah

Bahan bakar mesin diesel mempunyai rantai hidrokarbon yang pendek

yang disebut dengan waxes dimana mengkristal pada saat temperatur

normal mesin diesel beroperasi. Jika temperaturnya cukup rendah, kristal-

kristal wax ini akan berkumpul dan menghalangi filter bahan bakar yang

akan berakibat akan berhentinya operasi mesin. Bahkan pada temperatur

yang sangat rendah, bahan bakar bisa memadat.

Ada zat additive yang disebut sebagai pour point depressants yang

berguna untuk mencegah pengumpulan kristal-kristal wax di titik lokasi

penyumbatan filter bahan bakar. ASTM D2500 digunakan untuk

mengukur nilai Cloud Point dari suatu bahan bakar.

5. Bahan bakar tidak bersifat korosif

Banyak komponen yang terdapat dalam sisten injeksi bahan bakar mesin

diesel terbuat dari High-Carbon Steels dan sangat rentan akan air yang

berakibat pada pengaratan. Bahaya akan air yang dikandung oleh bahan


bakar menjadi kegagalan utama dalam sistem injeksi bahan bakar mesin

diesel. Banyak mesin diesel dilengkapi dengan separator air yang

membuat droplet air yang berukuran kecil berkumpul menjadi kumpulan

air yang cukup besar untuk selanjutnya dibuang dari aliran bahan bakar.

Bahan bakar diesel mengandung air berlebih yang apabila masuk kedalam

sistem injeksi dapat mengakibatkan kerusakan dalam waktu yang singkat.

ASTM D 2709 dipakai untuk mengukur jumlah air dan sedimen di dalam

bahan bakar mesin diesel. Metode yang dipakai pada prinsipnya memakai

gaya sentrifugal untuk mengumpulkan air yang terkandung.

Beberapa bahan logam yang terkandung di dalam bahan bakar terutama

sulfur juga bersifat korosif. Karena copper sangat peka terhadap jenis

korosi ini, maka sering dipakai sebagai indikator untuk mengetahui

korosifitas bahan bakar.

6. Bahan bakar tidak boleh mengandung sedimen yang dapat menyumbat

sistem dan menyebabkan keausan

Filter mesin diesel didesain untuk dapat menangkap partikel-partikel kecil

yang berukuran lebih besar dari 10 mikron. Pada mesin-mesin diesel yang

baru dilengkapi dengan filter yang mampu menangkap partikel berukuran

2 mikron. Kegunaan filter ini untuk mencegahnya material-material asing

yang akan masuk kedalam sistem injeksi bahan bakar. Akan tetapi, pada

saat bahan bakar berada pada temperatur yang tinggi, material asing itu

dapat merubah bentuknya dan dapat larut di dalam bahan bakar. Material

ini dapat membentuk kumpulan sedimen yang dapat menyumbat sistem

dan membuat tebal permukaan komponen mesin yang bergerak misalnya

piston dan stang piston. Banyak metode penelitian yang telah

dikembangkan untuk mengukur kecenderungan bahan bakar mesin diesel

untuk menghasilkan sedimen tersebut, seperti ASTM D2274, akan tetapi

tidak satu pun bahan bakar yang mempunyai spesifikasi yang disebutkan

dalam ASTM D 975.

Pada saat bahan bakar terbakar, secara stoikometri dihasilkan CO2 dan uap

air. Material-material inorganic dalam bahan bakar tersebut kemungkinan

juga menghasilkan abu yang dapat menyebabkan keausan pada piston dan


silinder. Terdapat metode ASTM D 482 yang dapat dipakai untuk

mengkarakterisasi jenis abu yang terdapat dalam bahan bakar mesin diesel.

Selain itu pada saat bahan bakar terbakar pada temperatur yang tinggi

sedangkan tidak ada oksigen yang tersedia, maka bahan bakar tersebut

akan pyrolize menjadi residu yang kaya akan karbon. Hal ini tidak boleh

terjadi di dalam silinder mesin diesel yang sedang beroperasi karena dapat

menyebabkan pengumpulan residu seperti pada nozzel injeksi dan dapat

membatasi pergerakan dari komponen mesin diesel yang bergerak.

Sistem injeksi mesin diesel mempunyai komponen-komponen yang

mempunyai tugas yang berat. Komponen ini tentunya harus memerlukan

pelumasan untuk mencegah keausan. Semua sistem injeksi mesin diesel

sangat tergantung pada jenis bahan bakar yang dipakainya agar dapat

memberikan pelumasan ini.

7. Bahan bakar tidak boleh menghasilkan polusi yang berlebihan

Dalam kondisi yang ideal, semua karbon dalam bahan bakar akan terbakar

menjadi karbon dioksida dan semua hidrogen akan berubah menjadi uap

air. Dalam banyak kasus kondisi ini tercapai, akan tetapi jika terdapat

kandungan sulfur di dalam bahan bakar maka akan teroksidasi menjadi

sulfur dioksisda dan sulfur trioksida. Zat okida sulfat ini dapat bereaksi

dengan uap air membentuk asam sulfat zat sulfat lainnya. Zat sulfat ini

dapat membentuk partikel di gas buang dan menaikkan level partikulat

yang dihasilkan. Selain itu sulfur merupakan zat katalis yang sangat

beracun.

Aromatics adalah sejenis hidrokarbon yang mempunyai struktur kimia

yang stabil. Zat ini terdapat di dalam bahan bakar pada level 30-35%.

Aromatics merupakan zat yang mempunyai energi yang lebih besar per

volumenya akan tetapi mempunyai kelemahan yaitu menghasilkan

partikulat dan emisi NOx yang besar juga.

Biodiesel tidak mengandung aromatics dan juga mempunyai kadar sulfat

yang rendah. Jadi dari segi polusi yang dihasilkan, biodiesel tidak

berbahaya karena tidak menghasilkan partikulat sebanyak bahan bakar

hidrokarbon.


8. Properties bahan bakar tidak boleh menyimpang dari spesifikasi desain

Viskositas bahan bakar mesin diesel seperti yang disebutkan pada ATM

D975 mempunyai jarak nilai yang kecil. Kebanyakan sistem injeksi mesin

diesel mengkompresikan bahan bakar menggunakan piston dan pompa

silinder yang disebut plunger dan barrel. Untuk mendapatkan tekanan

yang tinggi maka clearance antara plunger dan barrel sangat kecil. Oleh

karenanya, pada sebagian fraksi bahan bakar dapat bocor pada saat

kompresi. Jika viskositas bahan bakar rendah, maka kebocoran ini dapat

menyebabkan loss power yang cukup signifikan. Dan jika viskositas juga

terlalu tinggi dari spesifikasi standarnya maka pompa injeksi tidak dapat

menyuplai bahan bakar pada chamber pompa. Kedua kondisi tersebut

berujung pada akibat hilangnya tenaga mesin.

Apabila bahan bakar mempunyai viskositas yang sangat tinggi (ekstrem) ,

maka akan terjadi degradasi dari kabut di dalam silinder yang

mengakibatkan pengabutan yang jelek dan menghasilkan asap hitam.

Karakterisasi standard bahan bakar mesin diesel dapat dilihat pada ASTM

D975. Standard ini membagi bahan bakar mesin diesel menjadi 5 jenis, yaitu :

Tabel 2.1 Pembagian Bahan Bakar Mesin Diesel

Sumber : ASTM D975


Pada ASTM D975 hanya menyebutkan batas nilai yang harus dimiliki

bahan bakar untuk dapat digunakan pada mesin diesel dan tidak menyebutkan

komposisi bahan bakar yang harus dimiliki maupun asal sumbernya. Jadi pada

penelitian yang kami lakukan menggunakan CPO sebagai bahan bakar alternatif

mesin diesel (biofuel) harus memenuhi nilai minimum yang terdapat pada ASTM

D974 tersebut.

Solar adalah salah satu bahan bakar motor diesel, yang dihasilkan dari

penyulingan minyak mentah (crude oil) pada temperatur 200°C sampai 340°C.

Kualitas solar sebagai bahan bakar motor diesel sangat menentukan kelancaran

operasi. unjuk kerja, usia motor dan juga kebersihan gas buang motor diesel

serta unsur pencemar udara. Sebagai bahan bakar mesin diesel, solar

mempunyai beberapa sifat fisik yang mempengaruhi proses pembakaran di

dalam silinder dan tingkat emisi gas buang, antara lain sebagai berikut:

Angka Setana (Cetane number)

Kualitas bahan bakar diesel terhadap kecepatan penyalaan dinyatakan

dengan bilangan atau angka "Setana". Bilangan ini merupakan salah satu

karakteristik utama pada bahan bakar diesel. Sebenarnya angka setana

berhubungan denaan ignition delay (waktu penyalaan). Ignition delay sangat

berpengaruh terhadap proses pembakaran didalam ruang bakar. Bahan bakar

dengan angka setana yang tinggi, akan menghasilkan pembakaran yang

sempurna dan mesin mudah dihidupkan, karena waktu pembakaran

tertundanya (ignition delay) sangat pendek, disamping kemungkinan terjadinya

detonasi semakin kecil. Bahan bakar dengan angka setana yang lebih rendah

maka akan mengalami kesulitan penyalaan pada suhu rendah dan juga akan

menghasilkan suara yang berisik dikarenakan ignition delay yang terlalu lama

disebabkan makin besarnya tekanan puncak silinder yang terjadi pada ruang

bakar. Namun angka setana yang terlalu tinggi juga tidak baik digunakan

dikarenakan ignition delay yang terjadi terlalu pendek atau terlalu awal

sehingga pencampurannya dengan udara tidak sempurna dan akan

menyebabkan emisi gas buang yang buruk. Pada beberapa penelitian


membuktikan bahwa angka setana biodiesel lebih tinggi daripada solar.

Sehingga biodiesel menjadi pilihan yang sangat menguntungkan

Densitas (Density)

Densitas sangat berhubungan dengan kandungan energi yang

dinyatakan dalam berat per satuan volume. Bila ukuran bahan bakar

dinyatakan dalam unit volume, maka nilai kalor bahan bakar akan lebih tinggi

harganya bila dinyatakan per satuan volume. Pada sistem injeksi bahan bakar

motor diesel bahan bakar diinjeksikan berbasis ukuran volume, sehingga bila

ada variasi densitas akan menyebabkan perbedaan power output. Makin besar

densitas akan menimbulkan emisi smoke dan power yang lebih hesar. Maka

pada prinsipnya akan lebih menguntungkan menggunakan bahan bakar yang

mempunyai densitas yang lebih besar.

Kekentalan (Viscosity)

Pada umumnya syarat viskositas adalah maksimum, tetapi dalam

beberapa hal, syarat minimum juga diperlukan. Viskositas kinematis biasanya

diukur dengan viscosity meter dengan unit stoke atau cm2/detik, dan viskositas

absolut dalarn poise, yang mana tenaga yang dibutuhkan untuk memutar luasan

sebesar 1 cm2 dengan kecepatan 1 m/s dalarn bidang paralel yang dipisahkan

dalam fluida. Untuk memudahkan perhitungannya menggunakan satuan unit

centipoise (cP) dan centistokes (cS). Kenaikan viskositas akan menurunkan sudut

injeksi penyemprotan, penetrasi dan distribusi bahan bakar dalam ruang bakar.

Disamping dengan tingginya viskositas bahan bakar akan menimbulkan panas

yang berlebihan pada injektor sehingga tidak dapat menjalankan fungsinya

dengan baik. Sedangkan bahan bakar dengan viskositas terlalu rendah akan

dapat menyebabkan kebocoran bahan bakar tersebut pada pompa bahan bakar

dan injektor, dan menyebabkan atomisasi bahan bakar yang halus serta

penurunan tingkat penetrasi bahan bakar tersebut di ruang bakar. Untuk itu

pentingnya menentukan viskositas yang tepat pada bahan bakar diesel sesuai

dengan kebutuhan. CPO memiliki viskositas yang lebih tinggi dibandingkan

dengan solar, hal ini yang menyebabkan CPO pada konsentrasi tinggi

memerlukan pemanasan awal.


Selain itu viskositas juga menggambarkan tingkat pelumasan dari bahan bakar.

Secara logika, viskositas bahan bakar yang lebih tinggi memiliki tingkat

pelumasan yang lebih baik. Disebabkan karena fungsi solar adalah sebagai bahan

bakar, maka nilai viskositas diusahakan tidak terlalu tinggi. Oleh karena itu bahan

bakar solar memiliki viskositas yang relatif rendah agar bahan bakar lebih mudah

teratomisasi pada saat diinjeksikan ke dalam ruang bakar dan tidak mengalami

hambatan di dalam sistem pemompaan dan injeksi. Disisi lain viskositas yang

terlalu rendah akan menyebabkan panas berlebihan yang ditimbulkan oleh

kurangnya pelumasan pada dinding silinder dan piston sehingga membuat

komponen mensin menjadi cepat aus.

Volatilitas (Volatility)

Volatilitas adalah kecenderungan sifat bahan bakar cair untuk berubah

menjadi gas. Volatilitas bahan bakar banyak dipengaruhi oleh beberapa faktor

antara lain : densitas, suhu penyalaan sendiri (autoignition), titik nyala (flash

point), viskositas dan angka setana. Volatilitas yang rendah akan menyebabkan

penyumbatan sistem injeksi akibat dari uap bahan bakar. Sedangkan volatilitas

yang tinggi mesin akan susah hidup pada cuaca dingin, pembakaran yang tidak

sempurna sehingga menyebabkan kotoran diruang bakar dan tingkat emisi

yang tinggi.

Nilai Kalor Bahan Bakar (LHV)

Nilai kalor suatu bahan bakar menunjukkan kandungan energi dalarn

bentuk panas yang dimiliki oleh setiap kilogram atau liter bahan bakar yang

dihasilkan pada saat proses pembakaran. Motor diesel adalah suatu pesawat

yang menghasilkan energi mekanis dari proses pembakaran bahan bakar,

besarnya energi mekanis tersebut tergantung pada kandungan panas yang

dimiliki bahan bakar.

Dalam hukum-hukum fisika dan ilmu termodinamika dikenal hukum kekekalan

energi. Hukum ini menyatakan bahwa energi tersebut adalah kekal dan energi

dapat dikonversi (diubah) dari satu bentuk ke bentuk energi yang lain. Besar

kecilnya energi panas yang dikonversi menjadi energi mekanis tergantung dari


nilai kalor yang dimiliki oleh suatu bahan bakar. Nilai kalor biodiesel lebih

rendah daripada solar, sehingga akan terjadi konsumsi bahan bakar yang lebih

besar daripada solar.

Titik Nyala (Flash Point)

Titik nyala adalah temperatur terendah suatu bahan bakar yang pada saat

dipanaskan, maka uap yang bercampur dengan udara dari hasil pemanasan

tersebut akan menyala bila diberikan api kecil. Nyala tersebut tidak kontinyu,

hanya berupa kilatan api.

Titik nyala menunjukkan temperatur terendah bahan bakar akan mulai

menyala bila tercampur dengan udara. Hal ini penting diketahui untuk mengatasi

masalah yang berkaitan dengan keamanan pada saat penyimpanan dan

penanganan bahan bakar. Titik nyala sebaiknya harus cukup tinggi untuk

menghindari bahaya kebakaran pada suhu ambient yang normal.

Kadar Air (Water Content)

Kadar air pada bahan bakar diesel merupakan salah satu faktor yang

mempengaruhi kinerja mesin. Adanya kandungan air pada bahan bakar meskipun

dalam jumlah sedikit akan menyebabkan terjadinya penyumbatan pada saluran

dan filter bahan bakar, terutama untuk negara yang memiliki musin dingin. Hal

tersebut terjadi karena terbentuknya kristal-kristal es pada suhu rendah di dalam

bahan bakar.

Kadar Belerang (Sulfur Content)

Kadar belerang dalam bahan bakar diesel dari hasil penyulingan pertama

(straigth-run) sangat bergantung pada asal minyak mentah yang akan diolah.

Minyak mentah yang mengandung kadar belerang tinggi akan berpengaruh

terhadap ketahanan mesin diesel. Kandungan belerang yang berlebihan akan

menyebabkan keausan pada komponen mesin. Hal ini terjadi disebabkan oleh

adanya partikel-partikel padat yang terbentuk pada saat pembakaran, selain itu

juga dapat disebabkan oleh adanya oksida belerang, seperti SO2 dan SO3.


Titik tuang (Pour Point)

Titik tuang adalah batas temperatur tuang dimana mulai terbentuk kristal-

kristal parafin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar dan injektor. Titik

tuang dipengaruhi oleh derajat ketidak jenuhan (angka iodium), semakin tinggi

angka iodium maka nilai titik tuang akan semakin rendah. Selain itu titik tuang

juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon, semakin panjang rantai karbon maka

semakin tinggi pula nilai titik tuang.

2.3 BAHAN BAKAR CPO

Bahan bakar CPO termasuk jenis straight vegetable oil (SVO) dan

memiliki komposisi kimia yang sama dengan vegetable oil yaitu triglicerol

(C3H8(OOCR)3. Struktur kimia CPO ini berbeda dengan struktur kimia biodiesel

yang berupa asam lemak (alkyl ester & methyl ester) (3RCOOH). Pengolahan

CPO menjadi biodiesel akan menimbulkan penurunan berat molekul dari bahan

bakar nabati tersebut sebesar 30% dan penurunan viskositas yang cukup

signifikan.

Pemanfaatan straight vegetable oil sebagai bahan bakar mesin diesel pada

mulanya dilakukan oleh Rudolf Diesel pada tahun 1900 dengan menggunakan

minyak kacang tanah (peanut oil). Pengujian tersebut dilakukan dengan

menggunakan bahan bakar minyak kacang tanah pada mesin diesel yang didesain

menggunakan bahan bakar solar (petrolium oil) tanpa merubah atau memodifikasi

mesin. Hasil pengujian menyebutkan bahwa pengoperasian mesin diesel dapat

berjalan dengan baik tanpa adanya kesulitan yang berarti dengan konsumsi bahan

bakar sebesar 240 gram/BHP pada nilai kalor bahan bakar sebesar 8.600 kalori/kg.

Penggunaan bahan bakar minyak nabati secara langsung juga digunakan oleh

Amerika pada saat perang dunia ke-2 dengan memanfaatkan minyak biji kapas

dan minyak jagung. Walton J tahun 1938 menyampaikan bahwa terdapat 20 jenis

vegetable oil (jarak/castor, biji anggur/grapeseed, maize, camelina, biji

labu/pumpkinseed, beechnut, lobak/rapeseed, lupin, pea, poppyseed, kacang

tanah/peanut, ganja/hemp, rami/linseed, chestnut, biji bunga matahari/sunflower

seed, sawit/palm, zaitun/olive, kedelai/soybean, biji kapas/cottonseed, and shea

butter) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.


Pengggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar mesin diesel

dikarenakan adanya persamaan sifat-sifat atau karakteristik minyak nabati dengan

petrodiesel. Adanya persamaan karakteristik disini tidak berarti mutlak seluruh

parameter minyak diesel harus sama dan terpenuhi pada minyak nabati. Parameter

utama yang paling penting agar penggunaan bahan bakar minyak nabati dapat

dilakukan secara langsung sebagai bahan bakar mesin diesel adalah viskositas

bahan bakar, asam lemak bebas, density, titik nyala dan nilai kalor bahan bakar.

Karakteristik bahan bakar minyak sawit dan biodiesel ditunjukkan pada Tabel 2.2

berikut :

Tabel 2.2 Karakteristik Minyak Sawit CPO dan Biodiesel

No Uraian Unit Biodiesel Minyak Sawit CPO *)

1 Kinematic Viscosity at 40oC cSt 2.3 – 6 38,7

2 Density at 40 oC gr/cm3 0.85 – 0.90 -

Density at 15 oC gr/cm3 - 0,9232

3 Total Acid Number (TAN) mg KOH/gr < 0.8 7,8

4 Flash Point oC > 100 239

5 Water Content % vol < 0.05 0,05

6 Cetane Index 62.1 **) 62,5

7 Heating Value kJ/kg 37.114 **) 36.711

Sumber : BPPT, Standard Biodiesel Indonesia (SNI), Workshop Pemanfaatan Biodiesel sebagai

Bahan Bakar Alternatif Mesin Diesel, Jakarta, 26 Mei 2005 **), www.coderat.com *)

Karakteristik viskositas dan density (berat jenis) bahan bakar minyak

nabati jenis straight vegetable oil (SVO) sangat tergantung pada perubahan

temperatur bahan bakar. Hal ini yang menyebabkan bahan bakar tersebut dijual

berdasarkan satuan berat (kg atau ton), sedangkan bahan bakar petrodiesel dijual

dengan satuan volume (liter atau barrel). Pengaruh perubahan temperatur

terhadap viskositas dan densitas ditunjukkan pada gambar 2.9 dan 2.10 dibawah

ini.


http://www.coderat.com/

Gamsum

Gambsum

Di

bahan bak

pemanfaat

(metil atau

proses the

menjadi g

relatif sem

sempurna

Senyawa

mbar 2.9 Pember : Dr. Ro

bar 2.10 Penmber : Dr. Ro

Indonesia

kar mesin d

tan biodies

u etil ester)

ermal (pana

gliserin dan

mpurna, akan

dan dapat

ini akan m

engaruh temoman Przybyls

ngaruh temoman Przybyls

, pemanfaa

diesel saat i

sel dengan

). Hal ini d

as) di dalam

n asam lem

n tetapi glis

terpolimer

menyebabk

31

mperatur terhlski, Canola O

mperatur terhski, Canola O

atan minyak

ini belum b

mengkonv

disebabkan k

m mesin aka

mak. Asam

serin akan m

risasi menja

kan kerusak

hadap densiOil: Physical a

hadap viskoil: Physical an

k tumbuhan

berkembang

versikan mi

karena adan

an menyeba

lemak dapa

menghasilka

adi senyaw

kan pada m

itas bahan band Chemical

bakar nabati

Properties

sitas bahan bakar nabaati nd Chemical PProperties

n secara la

dengan ba

inyak nabat

nya pandan

abkan miny

at teroksida

an pembaka

wa plastis y

mesin, kare

angsung se

aik dibandin

ti menjadi

ngan bahwa

ak nabati te

asi atau terb

aran yang ku

yang agak p

ena memb

ebagai

ngkan

ester

pada

erurai

bakar

urang

padat.

entuk


deposit pada pompa injektor. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi pada

mesin-mesin kendaraan bermotor komersial apabila menggunakan minyak

tumbuhan langsung (100 %) sebagai bahan bakar pengganti solar / minyak diesel.

2.4 PARAMETER UNJUK KERJA MESIN DIESEL

Beberapa parameter yang dicatat selama pengujian unjuk kerja mesin

digunakan sebagai data mentah yang kemudian diolah menjadi data hasil

pengujian. Dari data hasil pengujian akan terlihat ada tidaknya peningkatan atau

penurunan performa mesin yang diuji dengan menggunakan bahan bakar CPO

100% dan campurannya dengan solar. Hasil pengujian tersebut ditunjukkan

dengan parameter fuel consumption, specific fuel consumption, daya, efisiensi

thermal dan komposisi gas buang yang pada pengujian ini akan diukur

opasitasnya. Hasil akhir dari pengujian bahan bakar CPO 100% dan campurannya

dengan solar pada variasi campuran yang didapat akan dibandingkan dengan

bahan bakar solar murni sebagai pembanding (dasar acuan) dan direpresentasikan

ke dalam bentuk grafik karakteristik mesin diesel genset. Berikut ini akan

diuraikan metode perhitungannya, sedangkan tabel data mentah serta tabel hasil

perhitungan disertakan pada Lampiran.

2.4.1 Laju Konsumsi Bahan Bakar (FC)

Konsumsi bahan bakar per satuan waktu ( FC – Fuel Consumption ) dapat

ditentukan melalui persamaan berikut:

2.16

dimana : Vg = Volume bahan bakar yang dipergunakan [liter]

t = waktu yang dibutuhkan [detik]

2.4.2 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Persamaan untuk menghitung Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ( Spesific

Fuel Consumption ) adalah sebagai berikut :


2.17

dimana: SFC = Spesific fuel oil consumption (kg/kWh)

E = Energi yang terukur (kWh)

W = Daya yang dihasilkan (kW)

t = waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi (s)

= jumlah bahan bakar (kg) = Vg * ρ bbm

Vg = volume bahan bakar yang dipergunakan (L/hr)

ρ = berat jenis bahan bakar (kg/L)

2.4.3 Daya Listrik

Keluaran daya listrik yang dihasilkan mesin diesel genset diukur dengan

bantuan Watthour Meter pada satuan waktu pengukuran. Besarnya daya listrik

yang dihasilkan ditentukan berdasarkan persamaan sebagai berikut:

2.18

dimana : W = Daya listrik yang dihasilkan (kW)

E = Energi listrik yang terukur (kWh)

t = waktu pengukuran (s)

2.4.4 Jumlah Input Energi Bahan Bakar

Jumlah kalor masuk (Qm) dirumuskan:

2.19

dimana: Qm = jumlah kalor masuk (kcal)

LHV = nilai kalor bawah bahan bakar (kcal/kg)

= jumlah bahan bakar (kg) bbm

2.4.5 Efisiensi Thermal (ηth)

Sumber energi untuk menggerakkan mesin adalah energi kimia yang

tersimpan didalam bahan bakar. Fakta yang terjadi adalah piston, bagian mesin


yang berfungsi untuk mengkonversikan energi kimia menjadi tenaga, bekerja

tidak terlalu efisien untuk mengubah seluruh energi kimia menjadi tenaga (energi

mekanik). Lebih kurang sepertiga dari energi bahan bakar tersebut dikeluarkan

melalui pipa pembuangan sebagai panas yang hilang, sepertiga lagi hilang ke

sistem pendinginan mesin (radiator) dan hanya menyisakan lebih kurang sepertiga

untuk digunakan sebagai pembangkit tenaga mesin.

Efisiensi Thermal, ηth , merupakan ukuran pemakaian bahan bakar oleh

mesin. Efisiensi ini menunjukkan seberapa banyak daya yang dihasilkan oleh

sejumlah laju panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar. Laju

pelepasan panas sendiri merupakan hasil dari laju aliran bahan bakar dan nilai

pembakaran bahan bakar. Sehingga untuk meningkatkan efisiensi thermal, daya

output mesin dapat ditambah dengan cara meningkatkan laju aliran bahan bakar

atau dengan menggunakan bahan bakar dengan nilai pembakaran yang tinggi.

Efisiensi thermal dari mesin diesel genset menyatakan besarnya efektifitas

energi bahan bakar yang disuplai ke ruang bakar dalam menghasilkan kerja.

Efisiensi thermal dapat ditentukan melalui persamaan berikut:

2.20

dimana: thη = Efisiensi thermal

E = Energi yang terukur (kWh)

W = Daya listrik yang dihasilkan (kW)

t = waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi (s)

Qm = jumlah kalor masuk (kcal)

= jumlah bahan bakar (kg) bbm

2.4.6 Emisi Gas Buang

Exhaust Diesel menghasilkan lebih dari 400 campuran partikel berbeda,

uap dan material racun organik, yang disebabkan akibat proses pembakaran bahan

bakar. Beberapa racun yang ditemukan pada exhaust Diesel antara lain :


Tabel 2.3 Tabel Daftar Racun Pada Exhaust Diesel

carbon monoxide sulfur dioxide arsenic acetaldehyde benzene formaldehyde

inorganic lead manganese compounds mercury compounds methanol phenol cyanide compound

Tingkat polutan pada kendaraan juga tergantung pada tahun pembuatan,

kebanyakan mobil tua menghasilkan asap yang lebih banyak sehingga

menghasilkan polutan yang besar pula. Dibawah ini ditampilkan grafik

perbandingan antara smoke factor yang diakibatkan berdasarkan daya per waktu

yang dihasilkan yang dikaitkan dengan tahun pembuatan mobil.

Gambar 2.11 Grafik Pengaruh Asap Terhadap VSP

Sumber : Bambang Sugiarto, Motor Pembakaran Dalam Oleh karena itu, harus ada proses pencegahan agar efek dari exhaust

Diesel dapat dikurangi sehingga tidak membahayakan bagi lingkungan. Untuk

mengetahui tingkat polutan pada exhaust Diesel digunakan smoke analyzer .

Smoke analyzer ini digunakan untuk mengukur nilai opasitas suatu exhaust

Diesel.


Gambar 2.12 Portable smoke analyzer

Cara Kerja Smoke Analyzer :

Gambar 2.13 Diagram skematik smoke analyzer

Sampel gas dimasukkan kedalam measurement cell, light source

memancarkan sinar, apabila receiver menerima sinar secara penuh berarti opasitas

0% dan jika sinar tidak diterima sama sekali berarti opasitas 100%, jadi makin

besar cahaya yang dikirim terganggu dibaca oleh receiver maka makin besar nilai

opasitasnya.


Gambar 2.14 Aplikasi penggunaan smoke analyzer

Saat digunakan probe smoke analyzer biasa diletakkan pada sistem exhaust

knalpot, setelah itu mesin dijalankan pada rpm tertentu hingga didapatkan nilai opasitas

yang nilainya konstan.

Gambar 2.15 Contoh hasil pengujian smoke analyzer

Gambar diatas adalah contoh tampilan keluaran dari pengujian smoke analyzer.

Dapat dilihat bahwa pada saat mesin 0 rpm, tingkat opasitasnya 27%..

37

Gambar 2.16 Hasil pengukuran smoke analyzer

Tampilan gambar diatas menunjukkan hasil dari smoke analyzer dalam bentuk

grafik dimana pada contoh diatas mesin dipertahankan melakukan putaran 3000 rpm

sampai 3400 rpm.


digital 126814 r020852 studi komparansi literatur

Documents