latar belakang soegiono dan ketut budi ardana (2006) · latar belakang . soegiono dan ketut budi...

LATAR BELAKANG

Soegiono dan Ketut Budi Ardana (2006): a. Harga minyak dunia naik BBM dalam negeri naik Perekonomian nasional turun b. Cadangan minyak bumi 1,03 triliun barel untuk 42 tahun

Harga kebutuhan pokok naik

LATAR BELAKANG

Peraturan Presiden No. 5/2006 : Pengurangan penggunaan minyak bumi 50% pada tahun 2005 menjadi

sekitar 20% pada tahun 2025 Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral : a. Total cadangan minyak mulai menurun dari 9,82 milyar barrel pada

tahun1999 menjadi 8,68 milyar barrel tahun 2006 b. Puncak produksi minyak bumi kedua dicapai pada tahun 1995 sebesar

1,62 juta BOPD yang kemudian menurun 35% dalam 10 tahun terakhir menjadi 1,01 juta BOPD pada tahun 2006

LATAR BELAKANG

Cadangan Minyak menipis

SOLUSI

AIR Ramah Lingkungan Urip Sudirman (2009) : hampir 70% permukaan bumi dan persediaannya mencapai 1,4 triliun km3 atau setara dengan 330 juta mil3

Murah Mudah didapat

Penggunaan Bahan Bakar Alternatif

Efisiensi Bahan Bakar

LATAR BELAKANG

BROWN’S GAS

Peter E.W Lowrie (2005): Gas yang dihasilkan dari proses elektrolisis air adalah gas Hidrogen

dan Oksigen, dengan komposisi 2 Hidrogen dan 1 Oksigen (HHO) LIPI (2008): Hasil pembakaran dari pencampuran dengan gas HHO dapat

mengurangi tingkat polusi

PERUMUSAN MASALAH

Membandingkan nilai sfc, torsi yang dibutuhkan mesin, kadar emisi

gas buang antara generator Brown’s Gas dan mesin standart pada

mobil karburator kapasitas 1300 cc dan 1500 cc.

BATASAN MASALAH

1. Hasil percobaan hanya berlaku untuk sistem injeksi Brown’s Gas dengan elektroda dari bahan stainless steel tipe SS 316 berupa lempengan (140x58) mm2, dan larutan elektrolit (30% KOH dan 70% akuades) sebagai katalis

2. Penambahan kapas sebagai water trapent . 3. Pengujian dilakukan di Laboratorium Desain Teknik Mesin ITS 4. Kondisi temperatur normal saat pengujian 5. Kondisi sistem elektrolis normal 6. Mobil yang dipakai selama pengujian adalah mobil kapasitas 1300 cc

dan 1500 cc 7. Kontrol level ketinggian elektrolit menggunakan solenoid valve dan

float valve 8. Fitting saluran perpipaan diabaikan

TUJUAN PENELITIAN

1. Merancang bangun generator 6 ruang tersusun seri dan aplikasinya

pada mesin karburator 1300 cc dan 1500 cc

2. Menguji karakteristik generator Brown’s Gas

3. Mengukur sfc, daya mesin yang dihasilkan dan kadar emisi gas buang kendaraan dengan atau tanpa generator Brown’s Gas

MANFAAT PENELITIAN

1. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat diaplikasikan dengan baik pada mesin untuk meningkatkan daya mesin motor bakar, menghemat bahan bakar tanpa mengganggu kinerja mesin, serta mengurangi tingkat polusi dari emisi gas buang kendaraan

2. Dapat menjadi referensi bagi peneliti lain dan juga produsen kendaraan bermotor dalam pengembangan sistem injeksi Brown’s Gas dalam upaya mengurangi tingkat polusi dari hasil emisi gas buang kendaraan

3. Dapat membantu masyarakat dalam mengetahui dan menganalisa prinsip kerja dari sistem injeksi Brown’s Gas

PENELITIAN TERDAHULU

1. Willliam Nicholson dan Johann Ritter (1800): Menemukan teknologi pemecahan molkeul air menjadi gas HHO

dengan cara elektrolisis air 2. Isaac de rivaz (1805): Menggunakan gas H2 dari hasil elektrolisis air sebagai bahan bakar

mesin pembakaran internal 3. Dr. Yull Brown (1974): Selain mematenkan gas hasil elektolisis air dengan namanya juga

menggunakan gas HHO sebagai suplemen bahan bakar mesin dan pengelasan (cutting and welding torch)

4. Lanzafame (1999): Injeksi air pada mesin spark ignition dapat menghilangkan detonasi

dan mengurangi NOX ( >50%), angka oktan ( naik >50%), kerja mesin naik (30%-50%)


5. Verhelst dan Sierents (2001): Membandingkan injeksi H2 pada mesin spark ignition dengan

karburator dan mesin dengan sistem injeksi 6. LIPI (2008): Injeksi air pada uji coba kendaraan 225 cc spark ignition dihasilkan

penurunan emisi gas CO dan HC 7. Chadwell dan Dingle (2008): Pada mesin diesel, injeksi air dapat mengurangi emisi NOX sebesar

82% dan peningkatan torsi


8. Roni Setyawan (2011): a. Merancang GHHO 6 Cell tersusun seri dan di uji pada mobil

Daihatsu Esspas 1300 CC dengan karakteristik Elektroda SS 316 dengan GHHO-A (100 x 80)mm dan GHHO-B (160 x 100)mm dengan larutan elektrolit berupa 30% kalium hidroksida (KOH) dalam 70% aquades sebagai Katalis


b. Dari prototype yang diuji, semuanya menunjukkan penurunan Sfc

pada mobil uji, bila di bandingkan dengan mobil tanpa Sfc. Pada putaran rendah, 1000 rpm, penurunan Sfc pada BG Pasaran sebesar 21,1%, pada GHHO-A sebesar 36,15%, dan pada GHHO-B sebesar 35,15%. Pada putaran tinggi, 4000rpm, penurunan Sfc pada BG Pasaran sebesar 13,05%, pada GHHO- A sebesar 19,69%, dan pada GHHO-B sebesar 19,03%

c. Kenaikan daya tertinggi pada putaran rendah, 1000 rpm, adalah ada pada GHHO-A sebesar 3,36%

d. Penurunan daya terendah pada putaran rendah, 1000 rpm, adalah pada GHHO-B sebesar 3,47%.


9. Rahman Hakim (2011): a. Merancang 2 GHHO 6 ruang, type A (+SG) dan type (-SG) b. Diaplikasikan pada mobil karimun kapasitas 970 cc. c. Hasil Penelitian :

i. Torsi Mesin : Type A : Up, 5,06% Type B : Up, 7,83% ii. Sfc (Spesific Fuel Consumption) : Type A : Down, 22,84% Type B : Down, 26,45%

iii. Electrolizer Efficiency : Type A : 95% Type B : 85% iv. Flow Capacity Gas Production : Type A : 19,31 mL/min Type B : 20,95 mL/min

BROWN’S GAS

1. Anne Marie Helmenstine (2001): Elektrolisis adalah suatu proses untuk memisahkan senyawa kimia

menjadi unsur-unsurnya atau memproduksi suatu molekul baru dengan memberi arus listrik

2. Robert B. Dopp (2007) : Sedangkan elektrolisis air adalah proses elektrolisa yang

dimanfaatkan untuk memecah molekul air (H2O) menjadi Hidrogen (H2) dan Oksigen (O2).

BROWN’S GAS

Reaksi Asam : Reaksi oksidasi di anoda (+) : 2 H2O (l) → O2 (g) + 4 H+

(aq) + 4 e- Reaksi reduksi di katoda (-) : 2 H+

(aq) + 2 e- → H2 (g)

Reaksi keseluruhan : 2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g)

Reaksi Basa : Reaksi reduksi di katoda (-) : 2H2O(l) + 2e− → H2(g) + 2OH−

(aq)

Reaksi oksidasi di anoda (+) : 4OH−(aq) → O2(g) + 2H2O(l) + 4e−

Reaksi keseluruhan : 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)

BROWN’S GAS

Pemilihan Stainless Steel type 316 sebagai elektroda sistem BG

BROWN’S GAS

Larutan Elektrolit Sebagai Katalis: a. Katalisator berfungsi untuk mempermudah proses penguraian air

menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion kataliastor mampu mempengaruhi kestabilan molekul air menjadi ion H dan OH yang lebih mudah dielektrolisis.

b. Dalam penelitian ini dipilih katalis KOH berdasarkan grafik oleh Pyle, dkk, 1994

BROWN’S GAS

Parameter Performa Generator Brown’s Gas : a. Daya yang dibutuhkan Generator Brown’s Gas

PHHO = V . I

Keterangan : > PHHO = Daya yang dibutuhkan Generator Brown’s Gas (watt) > V = Beda potensial (volt) > I = Arus listrik (Ampere)

b. Laju produksi gas HHO (flow rate)

VgasHHO = 30/t (ml/s)

Keterangan : V gas HHO = Laju produksi gas HHO 30 ml = volume gas HHO yang dihasilkan t = waktu untuk menghasilkan 30 ml gas HHO [s]

BROWN’S GAS

Parameter unjuk kerja mesin bensin: 1. Daya output mesin (bhp) 2. Konsumsi bahan bakar (sfc)

sfc = 3600 * mbb bhp * t mbb = massa bahan bakar (kg) bhp = daya output mesin (hp) t = waktu habisnya bahan bakar dalam tabung uji (s)

3. Kadar emisi gas buang

FLOWCHART PENELITIAN START

STUDI LITERATUR1. Text book

2. Jurnal ilmiah3. Penelitian terdahulu

4. Internet5. Sharing

6. Dll

PERSIAPAN ELEKTROLIT

Komposisi KOH 30 % dan aquades 70%

PERSIAPAN ELEKTRODA

Plat SS 316 L (140 mm x 58 mm)

PERSIAPAN GENERATOR

Generator 6 ruang dengan reservoir (160 mm x 155 mm x 83 mm)

UJI KARAKTERISTIK GENERATOR

Daya dan Flowrate

APLIKASI

Pada kendaraan tipe karburator kapasitas 1300 cc (Daihatsu

Zebra)

PENGUJIAN

Daya, emisi dan sfc

ANALISA HASIL

KESIMPULAN dan SARAN

SELESAI

. Generator Brown’s gas Instalasi pada mobil

Beberapa kriteria yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan Generator Brown’s Gas.

1. Elektroda yang digunakan terbuat dari material yang tahan terhadap korosi dan memiliki konduktifitas listrik yang baik.

2. Box generator terbuat dari bahan yang tahan panas hingga suhu 100o C (berdasarkan percobaan yang pernah dilakukan), dan tidak bereaksi dengan larutan elektrolit (KOH). 3. Tertutup rapat dan tidak terdapat kebocoran pada box, sehingga gas HHO yang dihasilkan tidak bocor dan hanya keluar melalui lubang output

Uji Karakteristik Generator Brown’s Gas

1. Mempersiapkan rangkaian peralatan. 2. Memeriksa generator dari kebocoran 3. Memeriksa sambungan selang dari brown gas ke flowmeter dari kebocoran. 4. Mengisikan elektrolit kedalam generator sesuai level yang ditentukan 5. Menyalakan brown gas dengan menekan saklar ke posisi ON dan biarkan beberapa saat hingga produksinya konstan. 6. Mengukur produksi gas yang dihasilkan. 7. Mencatat hasil pengukuran

Instalasi Pengujian Produksi Gas

Aplikasi Generator Brown’s Gas Pada Mobil

DynoTest Daihatsu Zebra 1300 cc

Uji Emisi Gas Buang Daihatsu Zebra 1300 cc

Pengujian dilakukan pada DynoTest untuk mengukur besarnya daya yang keluar dari engine pada putaran tertentu beserta uji emisi bahan bakar.

Analisa Uji Karakteristik Generator Brown Gas 6 Ruang

Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar kapasitas produksi gas dari generator brown’s gas. Pengujian dilakukan di laboratorium dengan konsentrasi katalis KOH sebesar 30 %.

Pengujian Laju Produksi Gas (ml/mnt)

1 50

2 40

3 40

4 40

5 70

Kapasitas Produksi Gas

Grafik Flowrate Gas HHO

Daya yang Dihasilkan Generator Brown Gas 6 Ruang

Untuk mendapatkan hasil pengujian daya, maka digunakanlah

metode pengujian pada pengujian chasis DYNOTEST

Daihatsu Zebra 1300 cc Uji Daya dengan DYNOTEST

Perbandingan Daya pada Mobil Daihatsu Zebra 1300 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang

Grafik Daya Mesin Daihatsu Zebra 1300 cc VS Adding Brown’s Gas 6 Ruang Pengujian 1

Analisa Dan Pembahasan Daya

Perbandingan Daya pada Mobil Suzuki Carry 1500 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang

Pengujian 2 Grafik Daya Mesin Daihatsu Zebra 1300 cc

VS Adding Brown’s Gas 6 Ruang

Analisa Dan Pembahasan Daya

Analisa Bahan Bakar Spesifik

Untuk mendapatkan hasil pengujian sfc / konsumsi bahan bakar spesifik, maka pengambilan data dilakkukan bersamaan saat pengujian daya pada pengujian chasis DYNOTEST.

Uji sfc Mobil Daaihatsu Espass 1300 cc Uji sfc Mobil Suzuki Carry 1500 cc

Perbandingan sfc pada Mobil Daihatsu Zebra 1300 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang

Grafik Daya Mesin Daihatsu Zebra 1300 cc VS Adding Brown’s Gas 6 Ruang Pengujian 1


n (rpm) sfc (Kg BB/HP Jam)

Σ sfc (%) Standart BG 6 Ruang

1000 0.45553017 0.45710163 0.34497303

1500 0.30064916 0.29185987 -2.9234375

2000 0.23348173 0.22569902 -3.3333267

2500 0.2193176 0.20262565 -7.6108578

3000 0.14034325 0.12328997 -12.15112

00.05

0.10.15

0.20.25

0.30.35

0.40.45

0.5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

sfc

(kg

BB/H

P Ja

m)

n (rpm)

standart BG 6 Ruang Linear (standart) Linear (BG 6 Ruang)

Perbandingan sfc pada Mobil Suzuki Carry 1500 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang

Pengujian 2 Grafik sfc Mesin Suzuki Carry 1500 cc VS Adding Brown’s Gas 6 Ruang


n (rpm) sfc (Kg BB/HP Jam)

Σ sfc (%)

Standart BG 6 Ruang

1000 0.238706 0.33602601 40.769592

1500 0.216432 0.27584579 27.45135

2000 0.193267 0.24751552 28.069166

2500 0.142128 0.20701427 45.653608

3000 0.125988 0.21255188 68.707496

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500sf

c (k

g BB

/HP

Jam

)

n (rpm)

standart BG 6 Ruang Linear (standart) Linear (BG 6 Ruang)

Analisa Kadar Emisi Gas Buang

Untuk mendapatkan hasil pengujian Emisi Gas Buang, maka pengambilan data dilakkukan di Laboratorium Motor Pembajran Dalam untuk mobil Daihatsu Zebra 1300 cc dengan menggunakan Automotive Emmision Analizer

Mobil Uji Emisi Gas Buang dan Rangkaiannya Di Laboratorium MPD Teknik Mesin ITS Surabaya

Perbandingan Emisi Gas Buang Mesin Standart Daihatsu Zebra 1300 cc VS Brown Gas

Perbandingan Emisi Gas Buang Mesin Standart Suzuki Carry 1500 cc VS Brown Gas

Analisa Kadar Emisi Gas Buang

Kesimpulan Berdasalkan hasil pengujian yang telah di analisa, maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Flowrate produksi Brown’s Gas terbesar pada Brown gas 6 ruang yaitu sebesar 70mL/min. 2. Daya yang dibutuhkan generator terbesar yaitu 9,6 Watt 3. Peningkatan daya terbesar pada brown gas 2 ruang yaitu sebesar 18,08% yaitu 3,2 Hp

pada Suzuki Carry 1500 cc sedangkan pada Daihatsu Zebra 1300 cc meningkat sebesar 10,92% yaitu 2,6 Hp 4. Penurunan tingkat konsumsi bahan bakar / sfc terbesar brown gas 6 ruang sebesar 29,72%, pada Daihatsu Zebra 1300 cc sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc menurun sebesar 15,65 %. 5. Penurunan kadar HC pada emisi gas buang pada Brown gas 6 ruang sebesar 171 ppm pada Daihatsu Zebra 1300 cc, sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc tidak terjadi penurunan 6. Penurunan kadar CO pada emisi gas pada brown gas 6 ruang terbesar sebesar 23,07%,

pada Daihatsu Zebra 1300 cc sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc menurun sebesar 53,15% 7. Penurunan kadar CO2 pada emisi gas buang terbesar pada brown gas 6 ruang sebesar

1,53% pada Suzuki Carry 1500 cc, pada Daihatsu Zebra 1300 cc tidak mengalami penurunan 8. Penurunan nilai NOX pada Brown Gas 6 Ruang terbesar sebesar 3,01% pada Daihatsu

Zebra 1300 cc. Sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc turun sebesar 2,08%

TERIMA KASIH

Kami mohon kritik dan saran demi Kesempurnaan Tugas Akhir kami

latar belakang soegiono dan ketut budi ardana (2006) · latar belakang . soegiono dan ketut budi...

Documents