studi eksperimen pengaruh penambahan biodiesel jatropha ... · menipisnya kandungan minyak bumi...

Studi

eksperimen

Pengaruh Penambahan

Biodiesel

Jatropha

Curcas

35%-65% pada motor diesel putaran

konstan

Disusun

oleh:Erwin Widhiarto

NRP. 2101 100 051

Jurusan

Teknik

MesinInstitut

Teknologi

Sepuluh

Nopember5 Juli

2006

Alami, sumber daya alam untuk bahan bakar yang dapat diperbarui seperti minyak yang berasal dari sayur-sayuran, tumbuh-tumbuhan dapat secara kimiawi dipakai sebagai tambahan pada bahan bakar solar dengan sebutan biodiesel. Pembuatan biodiesel melalui proses transesterifikasi. Bahan dasar pembuatan biodiesel melalui senyawa – senyawa organic. Diharapkan karena dari organic maka pembakarannya bersih dan aman untuk lingkungan. Dalam hal ini tanaman yang dijadikan biodiesel adalah jarak pagar (Jatropa Curcas). Sebagai alternatif biodiesel jatropha curcas diharapkan dapat menggantikan ketergantungan terhadap solar.

Untuk itu ingin diketahui seberapa jauh kemungkinan penggunaannya pada motor diesel. Uji coba dilakukan dengan menggunakan diesel 4 langkah 1 silinder dengan beban air dan digunakan bahan bakar campuran antara biodiesel dan solar. Dengan komposisi Biodiesel 35 per sen sampai 65 per sen.

Dari percobaan ini didapatkan bahwa biodiesel jatropha curcas dapat menggantikan solar sebagai ketergantungn terhadap minyak bumi, meskipun daya yang diasilkan cenderung turun akan tetapi ternyata emisi gas buang yang dihasilkan cenderung lebih bersih.Kata kunci : biodiesel, jatropha curcas, unjuk kerja, emisi,Transesterifikasi.

Abstrak

Menipisnya kandungan minyak bumi Indonesia, ditandai dengan mulai impor solarMasih

sedikitnya Kajian dan penelitian

mengenai Jatropha CurcasKadar

polusi yang semakin meningkat

Latar Belakang

Perbedaan unjuk kerja sebuah mesin diesel menggunakan bahan bakar Biodiesel sebagai campuran solarPolusi udara hasil pembakaran yang dihasilkan masin diesel berbahan bakar solar masih terlalu tinggiMencari kelebihan lain bahan bakar biodiesel

Perumusan Masalah

1.

Percobaan ini menggunakan mesin diesel empat langkah KAMA KM178FS, yang ada di Laboratorium Bahan Bakar dan Motor Pembakaran Dalam Teknik Mesin ITS.

2.

Percobaan ini menggunakan putaran konstan 1800 rpm.

3.

Kondisi mesin tersebut dalam keadaan standart.4.

Dalam analisa tidak membandingkan perubahan kimia yang terjadi akibat pembuatan maupun pembakaran campuran bahan bakar antara solar dan biodiesel jatropha curcas ( jarak

pagar

).

5.

Kondisi temperatur udara sekitar dianggap ideal.

Batasan Masalah

Mengetahui perubahan unjuk kerja dari mesin diesel yang dihubungkan dengan pengaruh pencampuran antara biodiesel (minyak jarak ) dan solar.Mengetahui komposisi pencampuran yang mampu menghasilkan unjuk kinerja terbaik dari mesin diesel.

Tujuan Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi informasi bagi para pengguna mesin diesel tentang pengaruh campuran biodiesel Jatropha

Curcas

( minyak jarak ) dan solar terhadap unjuk kerja dari mesin diesel

Manfaat Penelitian

Definisi

biodiesel

menurut

ketentuan Original Equipment Manufacturer ( OEM )

adalah

mono alkil

ester dari

asam

lemak rantai

panjang

yang terbuat

dari

minyak

nabati

atau

hewani

dan

memenuhi standart

spesifikasi

ASTM D-6751 untuk

dimanfaatkan

sebagai

bahan

bakar

pada mesin

diesel.

Biodiesel

Penelitian k pramanik (2002)

tentang

“Properties and use of jatropha

curcas

oil and diesel fuel blends in compression ignition engine”

menyimpulkan

bahwa: Densitas

yang lebih

tinggi

daripada

campuran

minyak

jatropha

curcas

mengakibatkan

lebih

banyak

bahan

bakar

yang terkonsumsi

untuk

displacement dari

plunger dalam

fuel injection pump yang sama.Penurunan thermal effisiensi yang sebanding dengan kenaikan proporsi dari minyak jatropha harus melengkapi kekurangan dari minyak jatropha yang mempunyai kharakteristik pembakaran miskin dikarenakan viskositasnya yang tinggi dan volatility yang rendah.

Penelitian Candra Hadi

Winata (2005)

tentang

“Kajian

Karakteristik

Semprotan

Biodiesel Minyak

Jarak

Pada

Injektor

Motor Diesel”

menyimpulkan

bahwa: Sudut semprotan

yang dihasilkan oleh biodiesel minyak jarak murni menghasilkan sudut semprotan yang lebih kecil yaitu 14 derajat,

Kurang teratomisasi dengan baik. Akan tetapi penetrasi semprotan biodiesel cenderung lebih panjang

Referensi

Penelitian Bari, T.H. Lim, C.W. Yu (2001)

tentang

“Effects of preheating of crude palm oil (CPO) on injection system, performance and emission of a diesel engine”

menyimpulkan

bahwa

:Viskositas

daripada

CPO (crude palm oil ) pada

temperatur

kamar

masih

sangat

tinggi

untuk

dialirkan. Untuk

menurunkan

viskositasnya

maka

CPO perlu

untuk

dipanaskan

F.K Forson,E.K

eduro,E.Hammond-Donkoh–

Jatropha murni, solar murni dan campuran antara solar minyak jatropha menunjukkan Unjuk Kerja yang serupa.

–

Penambahan minyak jatropha ke solar kelihatannya sangat effektif

dalam mengurangi temperature gas buang. Hal in dikarenakan dalam minyak jatropha banyak mengandung oksigen.

–

Minyak jatropha dapat digunakan sebagai aditif ignition accelerator ketika sekitar 2,6 per sen minyak ditambahkan ke dalam solar.

–

Minyak jatropha dengan komposisi 2,6 per sen memiliki prospek untuk menjadi pengganti bahan bakar murni solar.

Lanjutan Referensi

11

10

15

14

0.00%

25ml 2

3

1

1312

5

6

98

4

7

Keterangan:Keterangan:1.1.

Tangki bahan bakar Tangki bahan bakar 2.2.

Filter bahan bakarFilter bahan bakar3.3.

Gelas ukur 25 mlGelas ukur 25 ml4.4.

Pompa bahan bakarPompa bahan bakar5.5.

InjektorInjektor6.6.

Filter udaraFilter udara7.7.

Pengukur Pengukur ΔΔP intakeP intake8.8.

Gas analyzerGas analyzer9.9.

Thermocouple Thermocouple exhaustexhaust

10.10.

Thermocouple Thermocouple engineengine

11.11.

Thermocouple oliThermocouple oli12.12.

Fix couplingFix coupling13.13.

Water brakeWater brake

DynamometerDynamometer

14.14.

Pompa airPompa air15.15.

Tandon airTandon air

Gambar Peralatan instalasi pengujian

Flowchart Pengambilan Data

•

Tahap

I Ignition delay period

•

Tahap

IIRapid or uncontrolled combustion

•

Tahap

IIIControlled combustion

•

Tahap

IVAfter burning

Tahap Pembakaran Diesel

Properties Campuran Bahan Bakar

No. Properties unitsASTM Test

MethodsB0 B 35 B 40 B 45 B 50 B 55 B 60 B 65 B100

1 Density at 15°C kg/m³ 847.60 857.70 859.70 860.90 863.30 865.20 866.70 868.20 877.25

2Spesific

gravity at 15°C

- 0.85 0.86 0.86 0.86 0.86 0.87 0.87 0.87 0.88

3 API - D 1300 35.44 33.48 33.09 32.86 32.41 32.05 31.76 31.48 29.80

5 Calculated Cetane

Index 48.86 49.36 49.49 49.73 49.89 49.76 49.82 49.73 50.02

6Kinematic

Viscosity at 40°C

mm2/s 3.96 4.08 4.11 4.10 4.14 4.17 4.18 4.19 4.34

7Kinematic

Viscosity at 100°C

mm2/s 1.49 1.55 1.56 1.57 1.57 1.58 1.59 1.59 1.71

8 Flash point °C D 93 76.67 35.00 139.00 147.33 151.00 162.33 173.33 172.67 212.33

9 Nilai

Kalor

Atas

(NKA) Kkal/Kg D 240 11553.70 10654.03 10632.20 10544.07 10529.77 10524.67 10465.70 10439.23 9332.35

10 Nilai

Kalor

Bawah

(NKB) Kkal/Kg D 241 10918.22 10057.91 10029.10 9931.49 9915.50 9913.48 9864.54 9842.55 8768.58

11 Sulphur

contents % WT D 5453 0.35 0.24 0.22 0.21 0.19 0.17 0.15 0.14 0.03

lanjutan properties campuran bahan bakar

No. Properties units ASTM Test Methods B0 B 35 B 40 B 45 B 50 B 55 B 60 B 65 B100

12 Distilation D 86

Initial Boiling Point °C 209.33 235.33 239.67 243.33 249.00 251.00 252.33 255.33 301.33

10% Recovery °C 222.67 245.00 251.00 252.00 256.67 260.33 264.33 270.00 314.67

20% Recovery °C 234.33 264.33 268.67 275.33 272.33 281.00 282.00 281.33 324.67

30% Recovery °C 249.00 279.33 280.33 285.67 291.67 294.00 294.67 299.00 331.00

40% Recovery °C 259.00 285.33 286.00 290.00 296.33 299.33 300.67 310.33 339.00

50% Recovery °C 271.00 291.00 295.67 299.67 306.00 309.33 313.33 316.33 348.33

°F 519.80 555.80 564.20 571.40 582.80 588.80 596.00 601.40 659.00

Recovery at 300°C % 59.67 51.83 50.67 50.33 48.67 40.50 44.33 34.50 -

unjuk kerja pada berbagai campuran biodiesel

11.11% 1.63 0.56 94.09 0.65 8.92 46.16 8.4722.22% 2.97 1.02 170.89 0.41 14.11 40.09 10.7333.33% 8.53 2.92 491.55 0.22 25.87 32.55 35.0044.44% 9.63 3.30 554.92 0.22 25.99 22.45 38.0055.55% 12.63 4.33 727.73 0.23 25.59 16.81 82.3366.66% 13.40 4.59 771.89 0.24 24.52 15.13 95.9777.77% 14.47 4.96 833.33 0.25 22.80 12.91 96.0288.88% 14.57 4.99 839.09 0.28 20.39 11.42 97.13

100.00% 14.07 4.50 756.27 0.32 18.25 11.19 98.40

B0

load Torsi Daya (Hp) Bmep (Kpa) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) A/F soot

11.11% 1.03 0.35 59.52 1.02 6.26 46.61 0.4722.22% 2.20 0.75 126.73 0.55 11.49 40.16 0.6333.33% 5.40 1.85 311.06 0.29 21.96 31.08 7.9344.44% 8.33 2.86 480.03 0.26 24.24 21.95 18.1355.55% 9.53 3.27 549.16 0.26 24.81 19.39 44.9266.66% 12.47 4.27 718.13 0.26 24.16 14.20 72.9377.77% 13.43 4.60 773.81 0.28 22.85 12.26 86.7388.88% 14.20 4.87 817.97 0.33 19.44 10.30 96.47

100.00% 13.93 4.46 749.10 0.42 15.33 8.89 97.03

B45

load Torsi Daya (Hp) Bmep (Kpa) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) A/F soot

Lanjutan unjuk kerja pada berbagai campuran biodiesel

11.11% 0.57 0.19 32.66 2.21 2.93 39.20 0.4022.22% 1.73 0.59 99.65 0.80 8.09 35.16 2.2333.33% 5.00 1.71 288.02 0.48 13.47 20.27 9.1044.44% 7.67 2.63 441.63 0.40 16.33 15.86 15.0755.55% 8.80 3.02 506.91 0.38 16.99 14.34 21.7066.66% 11.93 4.09 687.40 0.34 19.05 11.70 60.2777.77% 12.70 4.35 731.57 0.36 18.00 10.25 71.5088.88% 13.43 4.60 773.81 0.40 16.11 8.56 81.93

100.00% 13.27 4.24 713.44 0.51 12.77 7.21 82.33

B100

load Torsi Daya (Hp) sootBmep (Kpa) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) A/F

11.11% 0.87 0.30 49.92 1.25 5.11 44.50 2.0322.22% 1.50 0.51 86.41 0.82 7.82 39.47 1.9033.33% 4.97 1.70 286.10 0.31 20.80 31.18 5.7744.44% 7.73 2.65 445.47 0.30 21.70 20.76 17.0755.55% 9.53 3.27 549.16 0.29 22.01 16.80 26.0066.66% 12.13 4.16 698.93 0.29 22.34 13.40 68.2777.77% 13.10 4.49 754.61 0.31 20.55 11.08 87.4088.88% 13.60 4.66 783.41 0.32 20.05 9.73 93.63

100.00% 13.40 4.29 720.43 0.40 15.92 8.21 95.53

A/F

B60

load Torsi Daya (Hp) Bsfc (Kg/Hp.Jam) η (%) sootBmep (Kpa)

Grafik bhp fungsi beban variasi Biodiesel jatropha curcas

Daya terhadap Beban

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Beban (% )

Day

a (h

p)

B0B45B60B100

Grafik Torsi fungsi Beban variasi Biodiesel jatropha curcas

Torsi terhadap Beban

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Beban (% )

Tor

si (l

bf.ft

)

B0B45B60B100

BMEP terhadap Beban

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Beban (% )

BM

EP

(kpa

)

B0B45B60B100

Grafik Bmep fungsi beban variasi Biodiesel jatropha curcas

Bsfc terhadap Beban

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

Beban(% )

Bsf

c (K

g/hp

.jam

)

B0B45B60B100

Grafik Bsfc fungsi beban variasi Biodiesel jatropha curcas

Grafik

Air Fuel Ratio fungsi

beban variasi

Biodiesel jatropha

curcas

Air fuel ratio terhadap Beban

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%Beban(% )

air

fuel

rat

io

B0B45B60B100

Eff.thermal terhadap Beban

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%Beban(% )

eff.t

herm

al(%

)

B0B45B60B100

Grafik effisiensi thermal fungsi beban variasi Biodiesel jatropha curcas

soot terhadap Beban

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%Beban(% )

soot

(%)

B0

B45

B60

B100

Grafik soot fungsi beban variasi Biodiesel jatropha curcas

KesimpulanPenggunaan bahan bakar campuran penambahan Biodiesel Jatropha Curcas pada solar standard dengan kondisi engine standard menghasilkan unjuk

kerja yang lebih rendah akibat beberapa nilai propertiesnya yang masih dibawah solar Daya, torsi dan bmep untuk masing-masing bahan bakar campuran menunjukkan penurunan yang signifikan. Prosentase penurunan daya terbesar yang diperoleh masing-masing bahan bakar bila dibandingkan terhadap bahan bakar solar adalah campuran biodiesel didapat bahwa torsinya turun 12,37 per sen pada komposisi biodiesel B45, 16,39 persen pada B60 dan 18,28 persen pada B100.Untuk Bsfc, rata-rata dengan penggunaan bahan bakar campuran akan menunjukkan bsfc yang lebih besar bila dibandingkan penggunaan bahan bakar solar. Ini berarti bahan bakar dengan penambahan Biodiesel Jatropha akan lebih boros jika dibandingkan dengan solar standard. Effisiensi termis paling tinggi adalah effisiensi termis menggunakan bahan bakar solar. Rata-rata untuk semua bahan bakar campuran Biodiesel Jatropha Curcas B45, B60,dan B100 masih dibawah solar. Prosentase penurunan effisiensi termis adalah sebesar 7,32 per sen pada B45, B60 sebesar 15,05 per sen, dan B100 sebesar 32,75 per sen.Komposisi menengah antara biodiesel jatropha curcas dan solar standard dapat menurunkan emisi gas buang. Terbukti pada B45 turun 27,71%, 25,89% pada B60, dan 38,70% pada B100.

SaranKarena viskositas kinematisnya yang tinggi maka sebaiknya dilakukan modifikasi pengkondisian bahan bakar yaitu dengan melakukan pemanasan bahan bakar campuran biodiesel jatropha curcas sebelum masuk ruang bakar. Perlu dicoba penggunaan turbocharger atau supercharger sehingga selain temperatur udara mengalami kenaikkan, tekanan dan jumlah udara masuk akan lebih besar sehingga pembakaran akan lebih sempurna.Perlu dilakukan penelitian mengenai komponen yang tahan terhadap

Biodiesel Jatropha Curcas untuk mengalirkan bahan bakar biodiesel ke ruang bakar.Perlu dilakukan penelitian lanjutan yang menyangkut ketahanan komponen-komponen engine semisal piston, silinder maupun injektor bahan bakar.

SEKIANSEKIAN mohonmohon

kritikkritik

dandan

saran saran demidemi

kesempurnaankesempurnaan

tugastugas

akhirakhir

iniini

TERIMA KASIH

DAFTAR ISI

JudulAbstrakLatar BelakangPerumusan MasalahTujuan PenelitianManfaat PenelitianBiodieselReferensiInstalasi Pengujian FlowchartSpesifikasi Alat

Uji

Properties Bahan

Bakar

Unjuk

kerjaGrafikKesimpulanSaranGambarProsedur

Pengambilan

data

TransesterifikasiKeunggulan

Biodiesel

Tabel

PropertiesTabel

Unjuk

Kerja

Daftar GrafikDayaTorsiBMEPBsfcEffisiensi ThermalSootAir Fuel RatioK pramanikCandra

Hadi

BariF.K ForsonAll

Daftar Gambar

Engine Kama 178 FSWater Brake DynamometerPengukur P IntakeStopwatchBiodiesel Jatropha

Curcas

Exhaust Gas AnalyzerBuah

Jatropha

Curcas

Bungkil

Daftar Alat Pengujian

EngineWater Brake DynamometerStopwatchExhaust Gas AnalyzerAir Flow Meter

TorsiDayaBrake Mean Effective PressureBrake Specific Fuel ConsumptionEfisiensi ThermisOpasitasAir Fuel ratio

Parameter Unjuk Kerja dan Emisi

Density, specific gravity, API gravityKinematic ViscosityFlash PointSulphur Content DistilationCetane NumberCalorific Value

Properties Bahan Bakar

Prosedur pengambilan dataa.

Persiapan

pengujianPemeriksaan kerapatan baut-baut pada sambungan poros dan bantalan motor dieselPengecekan kondisi bosch pump, saluran bahan bakar, minyak pelumas dan kondisi air pendingin.Pemeriksaan posisi keseimbangan lengan dinamometer dan persiapananak timbangannyaPersiapan alat ukur pengujian yang digunakan seperti stopwatch.

b.

Pengujian Metode

pengujian

yang dilakukan

adalah

constan

speedEngine dihidupkan memakai bahan bakar solar kemudian dilakukanpemanasan sampai temperatur olie 50 ± 5 º C.Setelah mencapai temperatur kerja, masukkan campuran Biodiesel dansolar lalu tunggu kurang lebih 20 menit untuk memastikan tidak adasolar yang masih terbakar.Atur speed control lever untuk mencapai putaran yang diinginkan(1800 rpm).Pengambilan data dimulai dengan tekanan pompa 38 psi sampai padatekanan pompa 22 psi

Lanjutan Prosedur pengambilan dataCheck kembali putaran engine, jika lebih rendah dari yang direncanakan yaitu 1800 rpm, maka atur dengan menaikkan posisi speed control lever.Setelah putaran engine konstan, maka pengukuran konsumsi bahan bakar, temperatur dan emisi dari gas buang dapat dilakukan.Mencatat besar Torsi untuk tiap kenaikan bebanMencatat waktu yang diperlukan engine untuk mengkonsumsi bahan bakar sebanyak 25 ml.Mencatat emisi gas buang.Mengulang prosedur mulai awal sampai akhir untuk setiap variasi komposisi bahan bakar. Untuk setiap variasi komposisi diambil data sebanyak tiga kali.

c.

Akhir

Pengujian•

Matikan

seluruh

lampu

beban, dan

putar

saklar

pembebanan

dinamometer

kearah

kiri

(off).•

Turunkan

putaran

engine perlahan-lahan

dengan

menarik

speed control lever kebawah.

•

Mesin

dimatikan

Pengambilan Data

Data yang akan diambil dalam penelitian adalah :

Beban dinamometer

(lbf)Waktu

konsumsi

bahan

bakar

tiap

25 ml

(ml/detik)Emisi

gas buang

P IntakeTemperatur

Pengujian density dilakukan berdasarkan standar ASTM D 1298-99.

Peralatan :

•

Hydrometer density•

Thermometer type ASTM 12C

•

Cylinder gelas

kapasitas

500 ml•

Astm

IP Measurement table.

Density

Pengujian kinematic viscosity dilakukan berdasarkan standar ASTM D 445. Peralatan :

–

Viskometer tube–

Viskometer holder–

Pengontrol temperatur–

Bath–

Stop watch.–

Pompa

isap

Kinematic Viskosity

Pengujian flash point dilakukan berdasarkan standar ASTM D 93. Peralatan :

•

Pensky-Martens Close Cup.•

Cawan

pembakaran.

•

Alat

penyulut.•

Termometer

ASTM 9C atau

ASTM 9F.

•

Termometer

ASTM 10C atau

ASTM 10F.

Flash Point

Pengujian kandungan belerang dilakukan berdasarkan standar ASTM D 4294-01. Peralatan :

•

Energy-dispersive X-ray Fluoresence

Analyzer.•

Source of X-ray Excitation

•

Sample Cells•

X-ray Detector

•

Filters•

Signal Conditioning

•

Display or Printer

Sulphur Content

Pengujian distilasi dilakukan berdasarkan standar ASTM D 86.

Peralatan

:

–

Labu distilasi kapasitas 125 ml.–

Gelas ukur kapasitas 100 ml.–

Thermometer ASTM 7C dan

ASTM 8C.–

Distillation Apparatus lengkap

dengan

:»

Condenser and cooling bath.»

Shield.»

Heater and regulator.»

Flask support .

Distilasi

Pengujian distilasi dilakukan berdasarkan standar ASTM D 240/241. Peralatan :

•

Oxygen bomb calorimeter.•

Calorimeter controller.•

Oval bucket.•

Auto charger.•

water heater.•

Water cooler.•

Retrofit kit•

Thermometer•

Fuse wire•

Tray/sample cup

Nilai Kalor

Nama

: KAMA. Model : KM 178FS.Tipe : Motor diesel 4-langkah,

vertikal, berpendingin udara.Jumlah silinder

: Single-

cylinder.Sistem pembakaran

: Direct Injection

Combustion (DI).Diameter x langkah

: 78 mm x 62 mm.

Volume langkah : 296 cc.Compression ratio : 20 :1Power

: 3,7 kW/1500 rpm,4 kW/1.800 rpm

Engine

Water Brake Dynamometer

Merk

: DYNOmite.Ukuran

: 7”

single

rotor

absorber.Kebutuhan air

: minimum 1 G.P.M.

Tekanan air : minimum 8 Psi. dynamic pressure.

Kemampuan

:

pengukuran sampai kira-kira 20 hp.

Ketelitian torsi: 0,1 lb.ftProduksi

: Land and Sea Inc. PO Box 96. North Salem.

Exhaust Gas Analyzer

•

Merk

: Opacimeter•

Type

: 8701-G

•

Relative humidity

: 0 –

95%•

Voltage

: 230 V +10% -

15%

•

Engine speed : all rpm

•

Capacity

: 0 –

99,9%•

Resolution

: 0,1%

•

Error penyimpangan : ±

2%

•

Temperatur

:0 –

120oC

Merek

: Ricard

AlcockViscous Flow Air Meter

Tipe

: P7021Maximum flow

: 25 x 10-3 m3/sPanjang

keseluruhan

: 510 mmDiameter : 130 mmMeter element

: Panjang 3 inDiameter 0,034 in

Produksi

: G. Cussons Ltd. 102, Great Clowes

Street,Manchester M7 9RH England.

Air Flow Meter

O O || || CH2 - O - C - R1 CH3 - O - C - R1 | | O O CH2 - OH | || || | CH - O - C - R2 + 3 CH3OH => CH3 - O - C - R2 + CH - OH | (KOH) | | O O CH2 - OH | || || CH2 - O - C - R3 CH3 - O - C - R3

Triglyceride methanol mixture of fatty esters glycerin

Transesterifikasi

Brake Horse Power

( )

( )( )

TorsiRP(rpm) enginePutaran N

mr dinamometelengan Panjang R lbfr dinamomete pada terbacayang gaya Scala P

: dimana

HP 33000

NRP2 bhp

=×===

×××=

π

Brake horse power (Brake horse power (bhpbhp). ). MerupakanMerupakan

dayadaya

yang yang dihasilkandihasilkan

engine engine yang yang diukurdiukur

padapada

porosporos

keluarankeluaranHal Hal iniini

dirumuskandirumuskan

dengandengan

::

TorsiTorsi (T) adalah

ukuran

kemampuan

engine untuk

menghasilkan

kerja.

( )kgf_m N4500 bhp

min 1

s 60 hp 1

smkgf 75

N

bhp

N

bhp T

×=

××=

=

dimana

:P = Beban

yang ditunjukkan

pada

dynamometer (N)

R = Panjang

lengan

dynamometer (m)

Effisiensi ThermisEffisiensi thermis

adalah

ukuran

besarnya

pemanfaatan

panas

daribahan

bakar

untuk

dirubah

menjadi

tenaga

mekanik

(power)

%100xdiberikanyangPanasterpakaiyangTenaga

th =η

100% Q . Sfc

632×=thη

dimana

:sfc

= pemakaian

bahan

bakar

spesifik(kg/hp-jam)

Q = panas

pembakaran

bahan

bakar(LHV) (kcal/kg bahan

bakar)

Brake Specific Fuel Consumption

Specific fuel consumption, Specific fuel consumption, merupakanmerupakan

karakteristikkarakteristik

konsumsikonsumsi

bahanbahan

bakarbakar

padapada

engine. engine. PadaPada

umumnyaumumnya

dinyatakandinyatakan

dalamdalam

dalamdalam

grams per horsepowergrams per horsepower--hour,hour,

sehinggasehingga

::

)./(bhp.t

m.3600 hrhpkgbsfc=

dimana

:m = massa

pemakaian

bahan

bakar

selama

t (kg)

t = waktu

pemakaian

bahanbakar

(detik)bhp

= daya

poros

(hp)

Brake Mean Efective Pressure

Brake mean effective pressure Brake mean effective pressure ((bmepbmep). ). TekananTekanan

efektifefektif

ratarata--rata yang rata yang didefinisikandidefinisikan

sebagaisebagai

tekanantekanan

hipotetishipotetis

yang yang bekerjabekerja

padapada keseluruhankeseluruhan

langkahlangkah

piston, piston, sehinggasehingga

bisabisa

dirumuskandirumuskan

dengandengan

::

dimanadimana ::BmepBmep = = tekanantekanan efektifefektif ratarata--rata (kgf/cm2)rata (kgf/cm2)L = L = panjangpanjang langkahlangkah (m)(m)A = A = luasluas piston (cm2)piston (cm2)N = N = putaranputaran engine (rpm)engine (rpm)Z = Z = jumlahjumlah putaranputaran yang yang diperlukandiperlukan untukuntuk menyelesaianmenyelesaian

satusatu siklussiklus engine, engine, n =1 n =1 untukuntuk engine 2 engine 2 langkahlangkah, , dandan n = 2 n = 2 untukuntuk engine 4 engine 4 langkahlangkah..

I = I = jumlahjumlah silindersilinder

INAL Z bhp bmep ×××

×=

ρ C ΔP K mudara xxx=•

sOH x SG x Vol. = m 2bb

bbρ•

bb

udara

m

m A/F •

•

=

Air Fuel Ratio

Mass flowudara

= konsumsi udara (kg/detik)K = air flow meter calibration

= 7,34 x 10-5

m3/detikΔP

= beda tekanan intake (mmK H2

O)C = temperature correction for

meter calibrated at20oC

ρudara

= densitas udara (kg/m3) = 1,225 kg/m3

bb

Mass flow bb

= konsumsi bahan bakar (kg/detik)Vol. = volume gelas ukur (ml) = 25 ml

SG = specific gravity bahan bakar S = waktu untuk menghabiskan sejumlah

m (detik)ρH2O = densitas air (kg/m3) = 999 kg/m3

Hubungan antara spesific gravity dan API

gravity

( ) 5.1311560 padagravity spesific

141.5 −=CF

APIoo

131.5API141.5 gravity +

=Specific

Grafik penelitian k pramanik (2001)Effect of BHP on brake thermal

efficiency

Grafik Penelitian Candra Hadinata (2005)

Grafik Penelitian . Bari, T.H. Lim, C.W. Yu (2001)

Lanjutan Grafik Penelitian . Bari, T.H. Lim, C.W. Yu (2001)

Grafik Penelitian F.K Forson,E.K eduro,E.Hammond-Donkoh

Brake spesific

fuel consumption terhadap

Torsi

Brake thermal efficiency terhadap

Torsi



Brake Power terhadap

Torsi


Carbon monoxide terhadap

Torsi


Per sen oksigen terhadap TorsiPer sen oksigen terhadap Torsi

Per sen oksigen terhadap Torsi


Per sen carbon dioxide terhadap Torsi


Table exhaust Gas Temperatur

Keunggulan Biodiesel dibandingkan Solar

Keunggulan minyak biodiesel dibandingkan dengan minyak solar konvensional adalah sebagai berikut :

•

Bilangan setana tinggi, yakni ukuran baik tidaknya kualitas solar berdasar sifat antiknocking dalam ruang bakar pada saat solar dibakar,

•

Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap biodiesel dapat menyala, sehingga biodiesel lebih aman dari bahaya kebakaran pada saat disimpan maupun pada saat didistribusikan dari pada solar,

•

Tidak mengandung sulfur dan benzen yang karsinogen serta dapat diuraikan secara alami,

Lanjutan kelebihan biodiesel daripada solar

•

Mempunyai sifat lubrikasi mesin yang lebih baik dari pada solar,

•

Emisi pembakaran biodiesel lebih ramah lingkungan, yakni hasil pembakaran lebih sempurna dari pada solar dan tidak menghasilkan gas bakar yang bersifat karsinogenik,

•

Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai komposisi Oleh karena itu, tidak memerlukan modifikasi mesin apapun.

•

Dapat mengurangi asap hitam dari gas buang mesin diesel secara signifikan walaupun penambahan hanya 5%-10% volume biodiesel kedalam solar.

Biodiesel Jatropha

Curcas

Bungkil

Torsi Terhadap Beban

torsi terhadap beban

0.002.004.006.008.00

10.0012.0014.0016.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

tors

i B0B35B40B45B50B55B60B65B100

Daya Terhadap Beban

Daya terhadap beban

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

Daya

(HP

) B0B35B40B45B50B55B60B65B100

BMEP Terhadap Beban

BMEP terhadap beban

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

BME

P (K

pa)

B0B35B40B45B50B55B60B65B100

Bsfc Terhadap Beban

Bsfc terhadap beban

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

Bsf

c (k

g/hp

.jam

)

B0B35B40B45B50B55B60B65B100

Effisiensi Thermal Terhadap Beban

Effisiensi Thermal terhadap beban

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

Eff.

The

rmal

(%)

B0B35B40B45B50B55B60B65

Air Fuel Ratio Terhadap Beban

Air Fuel Ratio terhadap beban

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

A/F

ratio

B0B35B40B45B50B55B60B65B100

Soot Terhadap Beban

Soot terhadap beban

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00%

beban

Soot

(%)

B0B35B40B45B50B55B60B65B100

ASTM 6751

Density

Density

856.00858.00860.00862.00864.00866.00868.00870.00

30 35 40 45 50 55 60 65 70

% Bahan Bakar

dens

ity (k

g/m

3)

Series1

Linear (Series1)

Kinematic Viskosity

Kinematic Viskosity

1.54

1.55

1.561.57

1.58

1.59

1.60

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00

% Bahan Bakar

Kine

mat

ic V

isko

city

(Cst

)

Series1Linear (Series1)

Flash Point

Flash Point

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00

% Bahan Bakar

Flas

h P

oint


Sulphur Content

Sulphur Content

0.00

0.05

0.100.15

0.20

0.25

0.30

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00

% Bahan Bakar

Sul

phur

Con

tent

(%) Series1

Linear (Series1)

Cetane Index

49.3049.4049.5049.6049.7049.8049.9050.00

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00

% Bahan Bakar

Ceta

ne in

dex


Cetane Index

Nilai Kalor

Nilai Kalor

9800.00

9850.00

9900.009950.00

10000.00

10050.00

10100.00

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00

% Bahan Bakar

Nila

i Kal

or (K

kal/k

g)


Distilasi

856.00858.00860.00862.00864.00866.00868.00870.00

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00

% Bahan Bakar

Dist

ilasi


Distilasi

studi eksperimen pengaruh penambahan biodiesel jatropha ... · menipisnya kandungan minyak bumi...

Documents