minyak plastik, kondisi pembebanan dan putaran mesin seperti ditunjukkan dalam tabel 4.11 dibawah ini:
Tabel 4.11 Data Perhitungan Untuk Daya
BEBAN PUTARAN
MESIN DAYA kW
SOLAR Minyak
Plastik 5
Minyak Plastik
10 Minyak
Plastik 15
Minyak Plastik
20
3.5 1800
1.1304 0.97968
0.81012 0.52752
0.48984
2000 1.339733
1.297867 0.962933 0.586133
0.586133
2200 1.51976
1.427653 1.10528
0.6908 0.6908
2400 1.95936
1.70816 1.23088
0.82896 0.80384
2600 2.177067
2.041 1.415093 0.952467
0.925253
2800 2.491067
2.256613 1.7584
1.025733 1.025733
4.5 1800
2.18544 1.92168
1.65792 1.43184
1.413
2000 2.4492
2.2608 1.884
1.6328 1.6328
2200 2.717147
2.62504 2.14148
1.888187 1.79608
2400 3.06464
2.91392 2.36128
2.1352 2.05984
2600 3.42888
3.401667 3.2656
2.340347 2.28592
2800 4.102933
3.809867 3.60472
2.578987 2.46176
Pada pembebanan 3.5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar minyak plastik 20, putaran mesin 1800 rpm
sebesar 0.48984 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar pada putaran mesin 2800 rpm
sebesar 2.491067 kW. Pada pembebanan 4.5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan
menggunakan bahan bakar minyak plastik 20 pada putaran mesin 1800 rpm sebesar 1.413 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian
dengan menggunakan bahan bakar solar pada putaran mesin 2800 rpm sebesar 4.102933 kW.
Daya terendah terjadi ketika menggunakan bahan bakar plastik 20 pada beban 3.5 kg dengan putaran mesin 1800 rpm yaitu 0.48984 kW dan daya
Universitas Sumatera Utara
terbesar terjadi ketika menggunakan bahan bakar solar pada beban 4.5 kg dengan putaran mesin 2800 rpm yaitu 4.102933
kW.
Daya terbesar terjadi pada penggunaan solar karena nilai kalor yang paling besar yang terdapat pada solar yaitu sebesar 53524.85 kJkg
o
C Perbandingan masing-masing daya pada setiap putaran mesin, variasi
beban dan variasi bahan bakar dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4 dibawah ini:
Gambar 4.3 Grafik Daya vs Putaran mesin untuk beban 3.5 kg
Gambar 4.4 Grafik Daya vs Putaran untuk beban 4.5 kg
0.5 1
1.5 2
2.5 3
1800 2000
2200 2400
2600 2800
D a
ya k
W
RPM
Daya pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
0.5 1
1.5
2 2.5
3 3.5
4 4.5
1800 2000
2200 2400
2600 2800
D a
ya k
W
RPM
Daya pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik dapat dilihat bahwa daya tertinggi terjadi pada penggunaan solar sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaan solar + minyak
plastik 20
4.3.2. Laju Aliran Bahan Bakar mf
Laju aliran bahan bakar didapat adalah banyaknya bahan bakar yang habis terpakai selama satu jam pemakaian
dimana: sgf
= spesifik gravitasi minyak plastik 0.772 Vf
= Volume bahan bakar yang diuji 8 ml t
f
= waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar detik Dengan menggunakan harga sgf, dan t
f
yang didapat dari percobaan, maka didapatlah laju aliran bahan bakar menggunakan solar:
Beban : 3.5 kg
Putaran mesin : 1800 rpm Waktu
: 112 detik
= 0.198514 kgjam Dengan cara yang sama untuk setiap pengujian pada putaran mesin, variasi
beban dan variasi persentase minyak plastik maka hasil perhitungan mf untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel 4.12 di bawah ini
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Laju Aliran Bahan Bakar
BEBAN PUTARAN
MESIN mf kgjam
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
0.190031 0.177869
0.1544 0.144374
0.137244
2000 0.21586
0.200303 0.179303
0.165922 0.159954
2200 0.249816
0.239071 0.202124
0.182243 0.179303
2400 0.267875
0.267875 0.226873
0.203978 0.196758
2600 0.296448
0.27792 0.255559
0.229212 0.226873
2800 0.358606
0.331845 0.322226
0.255559 0.249816
4.5 1800
0.190031 0.179303
0.159954 0.145318
0.145318
2000 0.217976
0.203978 0.179303
0.165922 0.161113
2200 0.252655
0.244325 0.202124
0.183749 0.179303
2400 0.292547
0.281438 0.226873
0.205867 0.196758
2600 0.336873
0.331845 0.317623
0.2316 0.229212
2800 0.37056
0.358606 0.342055
0.255559 0.249816
Pada pembebanan 3.5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan minyak plastik 20 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar
0.137244 kgjam sedangkan mf tertinggi pada saat menggunakan solar
pada putaran mesin 2800 yaitu sebesar 0.358606 kgjam Pada pembebanan 4.5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan
minyak plastik 20 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.145318 kg jam. sedangkan mf tertinggi pada saat menggunakan
solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 0.37056 kgjam Perbandingan masing-masing nilai mf pada setiap putaran mesin, variasi
beban dan variasi bahan bakar dapat dilihat pada gambar grafik 4.5 dan 4.6 di bawah ini:
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 3.5 kg
Gambar 4.6 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 4.5 kg Dapat dilihat dari trend grafik diatas laju aliran bahan bakar tinggi pada
penggunaan solar murni sedangkan laju aliran bahan bakar terendah terjadi pada penggunaan solar + minyak plastik 20
0.05 0.1
0.15
0.2 0.25
0.3 0.35
0.4
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Mf k
g j
a m
RPM
Mf pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
0.35 0.4
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Mf k
g j
a m
RPM
Mf pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10
P15
P20
Universitas Sumatera Utara
4.3.3 Rasio udara bahan bakar AFR
Rasio udara bahan bakar AFR dari masing-masing jenis pengujian dihitung berdasarkan rumus berikut:
dimana: AFR = air fuel ratio
ma = laju aliran massa udara. Besarnya laju aliran udara ma diperoleh dengan membandingkan
besarnya tekanan udara masuk yang telah diperoleh melalui pembacaan air flow manometer terhadap kurva viscous flow mete calibration seperti pada gambar 4.7
berikut
Gambar 4.7 Viscous Flow Meter Pada pengujian ini dianggap tekanan udara sebesar 100 kPa dan
temperatur udara 27
o
C. Kurva kalibrasi dikondisikan untuk pengujian pada
Universitas Sumatera Utara
tekanan 101.3 kPa dan temperatur 20
o
C. maka besarnya laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor pengali berikut:
Untuk pengujian dengan menggunakan solar, beban 3.5 kg dan putaran mesin 1800 rpm tekanan udara masuk didapati 18 mmH
2
O, dengan melakukan interpolasi pada kurva viscous flow meter didapat besar ma 20.11 kgjam, dan
kemudian dikalikan dengan factor koreksi sehingga didapat massa udara yang sebenarnya:
ma = 20.11 x 0.946531125 = 19.04198 kgjam
mf = 0.198514286 Dengan cara yang sama maka didapat nilai ma untuk masing-masing
pengujian, maka dapat dihitung besarnya AFR. Untuk pengujian dengan menggunakan solar pada putaran 1800 rpm dan
beban 3.5 kg maka didapatkan besar AFR:
Hasil perhitunganAFR untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban, putaran mesin dan persentase biodiesel dapat dilihat pada tabel 4.13 dibawah ini:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.13 Air Fuel Ratio
BEBAN PUTARAN MESIN
AFR Solar
Minyak Plastik
5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
105.7716 107.0563 116.4773 117.2386 115.6208
2000 102.9168 105.6289 112.0999 114.7644 112.4329
2200 97.39746 97.34988 109.9112 116.0966 112.0999
2400 98.72972 94.78053 107.2466 114.0982 112.9087
2600
96.35069 98.96762 103.4878 110.7676 107.2466
2800
88.49989 92.44908 91.92569 111.7668 110.1015
4.5 1800
105.7716 106.1999 112.4329 116.4773 116.4773
2000
101.9176 103.7257 112.0999 114.7644 111.6241
2200
96.30311 95.25633 109.9112 115.145 112.0999
2400
90.40311 90.21279 107.2466 113.0515 112.9087
2600
84.78861 82.88538 83.26603 109.6257 106.1523
2800 88.49989 85.54989 86.59667 111.7668 110.1015
Pada pembebanan 3.5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu 88.49989, sedangkan AFR
tertinggi terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 15 putaran mesin 1800 rpm yaitu 117.2386
Pada pembebanan 4.5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan bahan bakar minyak plastik 5 pada putaran mesin 2600 rpm yaitu
82.88538, sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 15 dan 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu 116.4773
Laju aliran bahan bakar berbanding terbalik dengan nilai AFR. Pada subbab sebelumnya, laju aliran bahan bakar tertinggi pada penggunaan
bahan bakar solar, maka dapat dilihat bahwa nilai AFR terendah terjadi pada penggunaan ini.
Perbandingan harga AFR masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.8 dan 4.9 berikut:
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg
Gambar 4.9 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg
4.3.4 Effisiensi Volumetris
Effisiensi volumetric untuk motor bakar 4 langkah dihitung dengan persamaan berikut:
20 40
60 80
100 120
140
1800 2000
2200 2400
2600 2800
A F
R
RPM
AFR pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
20 40
60 80
100 120
140
1800 2000
2200 2400
2600 2800
A F
R
RPM
AFR pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
dimana: ma = laju aliran udara kgjam
ρa = Kerapatan udara kgm
3
Vs = volume langkah torak m
3
= 0.00023 berdasarkan spesifikasi mesin Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara dapat
diperoleh dengan persamaaan berikut: ρa =
Dimana: R = Konstanta gas untuk udara = 287 Jkg K Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu
sebesar100 kPa dan suhu 27
o
C, maka diperoleh massa jenis udara sebesar: ρa =
= 1.161440186 kgm
3
Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase
minyak plastik, putaran mesin dan beban. Untuk pengujian menggunakan solar beban 3.5 kg pada putaran mesin
1800 rpm maka didapatkan nilai effesiensi volumetrik:
= 136.9808463
Universitas Sumatera Utara
Harga effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dapat dihitung dengan melakukan perhitungan yang sama dengan perhitungan di atas
dengan variasi beban, putaran mesin, dan minyak plastik dengan beberapa variasi seperti ditunjukkan pada tabel:
Tabel 4.14 Effesiensi Volumetrik
BEBAN PUTARAN
MESIN Eff. volumetrik
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
136.9808 129.7713
122.5618 115.3523
108.1428
2000 136.2599
129.7713 123.2828
116.7942 110.3056
2200 135.67
129.7713 123.8726
117.9739 112.0752
2400 135.1785
129.7713 124.3642
118.9571 113.5499
2600 134.7625
129.7713 124.7801
119.7889 114.7977
2800 139.0407
134.406 129.7713
125.1366 120.5019
4.5 1800
136.9808 129.7713
122.5618 115.3523
115.3523
2000 136.2599
129.7713 123.2828
116.7942 110.3056
2200 135.67
129.7713 123.8726
117.9739 112.0752
2400 135.1785
129.7713 124.3642
118.9571 113.5499
2600 134.7625
129.7713 124.7801
119.7889 114.7977
2800 143.6754
134.406 129.7713
125.1366 120.5019
Effisiensi volumetrik terendah terjadi pada penggunaan minyak plastik 20 pada pembebanan 3.5 dengan putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar
108.1428 sedangkan effisiensi volumetrik tertinggi terjadi pada penggunaaan solar pada pembebanan 4.5 kg pada putaran mesin 2800 rpm
yaitu sebesar 143.6754 Effisiensi volumetrik dipengaruhi oleh laju konsumsi udara, dan besar
putaran mesin. Selain itu nilai kalor bahan bakar juga mempengaruhi besar effesiensi volumetrik. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar maka
konsumsi udara akan semakin rendah dan sebaliknya semakin rendah nilai
Universitas Sumatera Utara
kalor bahan bakar maka semakin tinggi nilai konsumsi udara, yang dapat dilihat pada penurunan effisiensi volumetrik
Perbandingan effisiensi volumetrik dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putaran dapat dilihat pada gambar grafik 4.10 dan 4.11 berikut:
Gambar 4.10 Grafik effisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 3.5 kg
Gambar 4.11 Grafik effisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 4.5 kg
20 40
60 80
100 120
140 160
1800 2000
2200 2400
2600 2800
e ff
. V
o lu
m e
tr ik
RPM
eff. Volumetrik pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
20 40
60 80
100 120
140 160
1800 2000
2200 2400
2600 2800
e ff
. V
o lu
m e
tr ik
RPM
eff. Volumetrik pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik terlihat bahwa nilai effisiensi volumeterik diantara variasi bahan bakar tidak terlihat berbeda secara signifikan namun solar tetap
memiliki nilai effisiensi tertinngi , di mana laju konsumsi udara berbanding lurus dengan besarnya effisiensi volumetrik.
4.3.5 Daya Aktual
Daya aktual didapat dengan mengalikan Daya hasil pembacaan dengan effiesiensi mekanikal dan effesiensi volumetrik, sehingga didapat:
P
a
= P
b
x ηb x ηv x η
m
dimana: besar η
m
adalah 0.75 – 0.95 untuk mesin diesel dan yang diambil untuk
perhitungan ini adalah 0.75 Untuk beban 3.5 kg putaran mesin 1800 dengan bahan bakar solar maka
didapat daya aktual: P
a
= 1.1304 x 0.38298 x 1.36980 x 0.75
= 0.464631 kW Dengan menggunakan cara yang sama untuk setiap variasi putaran mesin,
beban dan bahan bakar maka didapat hasil seperti pada tabel 4.15 dibawah ini: Tabel 4.15 Daya Aktual
BEBAN PUTARAN
MESIN Daya aktual kW
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
0.464631 0.382667
0.290753 0.129194
0.111626
2000 0.571532
0.596384 0.355815
0.14052 0.139879
2200 0.632736
0.604604 0.41785
0.179502 0.176109
2400 0.977266
0.772463 0.463512
0.232864 0.220166
2600
1.086857 1.062964
0.545686 0.27549
0.255756
Universitas Sumatera Utara
2800
1.213676 1.127124
0.694978 0.299358
0.299639
4.5 1800
1.736689 1.460584
1.175453 0.945639
0.935725
2000
1.891539 1.777024
1.362053 1.090462
1.077677
2200
1.999822 2.000119
1.568571 1.330086
1.190498
2400
2.189165 2.139562
1.705786 1.530769
1.4457
2600
2.372554 2.472868
2.338177 1.64614
1.545159
2800 3.292464
2.972992 2.751333
1.892433 1.725923
Pada pembebanan 3.5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan solar putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 1.213676 kW sedangkan daya
terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 20 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.111626 kW
Pada pembebanan 4.5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 3.292464 kW sedangkan
daya aktual terkecil terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.935725 kW
Besarnya daya ditentukan oleh besarnya nilai kalor bahan bakar dan besarnya putaran. Semakin tinggi nilai kalor maka nilai daya yang dapat
dibangkitkan akan semakin tinggi begitu pula sebaliknya, demikian pula dengan putaran semakin tinggi putaran mesin maka nilai daya akan
semakin besar. Melalui grafik hubungan antara daya aktual dan putaran mesin pada
gambar 4.12 dan 4.13 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg
Gambar 4.13 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg Dari grafik dapat dilihat bahwa solar murni memiliki nilai daya aktual
yang terbesar dari semua variasi bahan bakar yang ada, ini disebabkan nilai kalor solar yang paling tinggi dari semua variasi yang ada.
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4
1800 2000
2200 2400
2600 2800
D a
ya a
k tu
a l
k W
RPM
Daya aktual pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
0.5
1 1.5
2 2.5
3 3.5
1800 2000
2200 2400
2600 2800
D a
ya a
k tu
a l
k W
RPM
Daya aktual pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10
P15
P20
Universitas Sumatera Utara
4.3.6 Effisiensi Thermal Aktual
Effisiensi termal aktual adalah perbandingan antara daya aktual dengan laju panas rata-rata yang dihasilkan bahan bakar, yang dapat dihitung dengan
persamaan berikut:
dimana: n
b
= effisiensi termal LHV = nilai kalor pembakaran kJkg
Dengan nilai LHV untuk masing-masing sesuai dengan variasi persentase biodiesel yang didapat melalui percobaan bom kalori meter.
Maka dengan memasukkan nilai-nilai ke persamaan untuk beban 3.5 kg putaran mesin 1800 rpm menggunakan solar didapatkan nilai effisiensi termal:
= 39.44882275 Dan untuk efisiensi thermal break aktual dapat dicari dengan menggunakan
rumus:
Maka dengan memasukkan nilai-nilai ke persamaan untuk beban 3.5 kg putaran mesin 1800 rpm menggunakan solar didapatkan nilai effisiensi termal:
n
a
= 40.00878
Universitas Sumatera Utara
Dengan menggunakan cara yang sama maka didapatkan besar effisiensi thermal break aktual untuk variasi putaran mesin, pembebanan, dan bahan bakar
seperti pada tabel 4.16 di bawah: Tabel 4.16 Effisiensi thermal break aktual
BEBAN PUTARAN
MESIN Effisiensi thermal break aktual
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
18.63757 17.76607
15.88149 7.857405
7.256455
2000
20.18239 24.58719
16.73596 7.436307
7.802047
2200
19.30667 20.88403
17.43483 8.648563
8.762866
2400
27.80902 23.81311
17.23024 10.02407
9.983237
2600 27.94657
31.58412 18.00804
10.55342 10.05762
2800 25.7982
28.04831 18.18967
10.2855 10.70118
4.5 1800
69.6631 67.26797
61.97612 57.13887
57.44892
2000 66.14703
71.9416 64.06488
57.70726 59.67746
2200 60.33493
67.60167 65.44874
63.55947 59.23697
2400 57.04099
62.77869 63.40959
65.29026 65.55399
2600 53.68526
61.53694 62.08404
62.40984 60.1433
2800 67.72785
68.46139 67.83612
65.02117 61.63877
Pada pembebanan 3.5 kg effisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 5 putaran mesin 2600 rpm
sebesar 31.58412 sedangkan effisiensi termal aktual terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastic 20 putaran mesin 1800
rpm yaitu sebesar 7.256455 Pada pembebanan 4.5 kg effisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada
penggunaan bahan bakar minyak plastik 5 putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 71.9416 sedangkan effisiensi termal aktual terendah mesin
terjadi pada penggunaan bahan bakar solar putaran 2600 rpm yaitu sebesar 53.68526
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan nilai effesiensi termal aktual untuk setiap variasi pembebanan, bahan bakar dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.14 dan 4.15 di
bawah ini.
Gambar 4.14 Effisiensi termal aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg
Gambar 4.15 Effisiensi Termal Aktual vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg
5 10
15 20
25 30
35
1800 2000
2200 2400
2600 2800
e ff
. T
h e
rm a
l a
k tu
a l
RPM
eff. Thermal aktual pada beban 3.5 kg
Solar
P5
P10
P15
P20
10 20
30 40
50
60 70
80
1800 2000
2200 2400
2600 2800
e ff
. T
h e
rm a
l a
k tu
a l
RPM
eff. Thermal aktual pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
4.4.7 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik SFC
Konsumsi bahan bakar spesifik dari masing-masing pengujian pada tiap- tiap variasi beban, putaran dan bahan bakar dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan:
Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar pada subbab 4.4.2 maka untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar dengan beban 3.5
kg pada putaran mesin 1800 rpm didapat nilai SFC:
Sfc = 168.1093146 grkWh
Dengan menggunakan cara yang sama untuk variasi beban, bahan bakar, dan putaran mesin maka didapatkan hasil perhitungan SFC seperti pada tabel 4.17
di bawah ini Tabel 4.17 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
BEBAN PUTARAN
MESIN Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Sfc
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
168.1093 181.5581
190.589 273.6845
280.1822
2000 161.1218
154.3323 186.2052
283.0796 272.8969
2200 164.3784
167.4573 182.871
263.8139 259.5588
2400 136.7154
156.8206 184.3181
246.0649 244.772
2600 136.1685
136.1685 180.5949
240.6513 245.2015
2800 143.957
147.0543 183.2496
249.1472 243.5484
4.5 1800
86.95309 93.30545
96.47869 101.4901
102.8433
2000 88.99905
90.22381 95.17156
101.6183 98.67286
2200 92.98524
93.07488 94.38502
97.31493 99.83031
Universitas Sumatera Utara
2400
95.45897 96.58397
96.08071 96.41564
95.52078
2600
98.2457 97.55358
97.26325 98.9597
100.2714
2800
90.31587 94.12572
94.89097 99.09265
101.4785
Pada pemebebanan 3.5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 15 putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 283.0796
grkWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar solar dan minyak plastik 5 putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 136.1685
grkWh Pada pembebanan 4.5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan bahan
bakar minyak plastik 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 102.8433 grkWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar solar pada
putaran mesin 1800 yaitu sebesar 86.95309 grkWh Perbandingan harga SFC untuk masing-masing pengujian bahan bakar
dapat dilihat pada gambar 4.16 dan 4.17 di bawah ini.
Gambar 4.16 SFC vs Putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg
50 100
150 200
250 300
1800 2000
2200 2400
2600 2800
S fc
g r
k W
h
RPM
Sfc pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.17 SFC vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg
4.4.8 Heat Loss
Heat loss dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini Heat Loss = ma + mf x Te
–Ta x Cp Dimana:
Te = Suhu exhaust
o
C Ta
= Suhu ambient suhu udara luar asumsi 27
o
C Cp
= Panas spesifik udara sebagai gas ideal saat 300 K 1.005 KJkg.K Untuk beban 3.5 kg, putaran 1800 rpm bahan bakar solar maka heat loss
dapat dihitung: Heat Loss = 20.09986683 + 0.190030769 x 100
–27 x 1.005 = 1488.568 W
75 80
85 90
95 100
105
1800 2000
2200 2400
2600 2800
S fc
g r
k W
h
RPM
Sfc pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya dengan perhitungan yang sama untuk pembebanan, variasi nilai LHV sesuai dengan persentase minyak plastik, dan putaran yang bervariasi
maka didapat heat losses seperti pada tabel 4.18 di bawah ini. Tabel 4.18 Heat Losses
BEBAN PUTARAN
MESIN Heat Loss W
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
1488.568 1468.012
1695.314 1681.281
1817.671
2000
1645.687 1888.907
2262.243 2277.865
2242.876
2200
2050.444 2197.605
2771.172 2745.177
2710.615
2400
2362.681 2784.83
2788.962 3492.045
3220.998
2600
3422.438 3155.177
3435.042 3939.231
3776.206
2800
3967.453 3989.202
5206.054 5300.159
4825.605
4.5 1800
1488.568 1410.169
1513.486 1681.374
1938.727
2000
1803.663 1781.889
1997.295 2277.865
2243.019
2200
1803.61 2198.096
2320.575 2745.371
2710.615
2400
2230.495 2657.307
2788.962 3492.325
3333.62
2600
2701.124 3161.3
3980.999 3939.599
3776.565
2800
3099.774 3836.682
4607.247 4720.907
4825.605 Pada pembebanan 3.5 kg Heat Loss tertinggi terjadi pada penggunaan
bahan bakar minyak plastik 15 putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 5300.159 W, sedangkan Heat Losses terendah terjadi pada penggunaan
bahan bakar minyak plastik 5 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 1468.012 W
Pada pembebanan 4.5 kg Heat Loss tertinggi terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 20 pada putaran mesin 2800 yaitu sebesar
4825.605 W sedangkan Heat loss terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 5 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar
1410.169 W
Universitas Sumatera Utara
Heat Loss yang tinggi terjadi pada bahan bakar minyak plastik 15 diakibatkan suhu exhaust yang dikeluarkan pada penggunaan ini relatif
lebih tinggi, heat loss tertinggi juga terjadi pada putaran yang tinggi karena adanya kecenderungan peningkatan suhu exhaust pada putaran yang lebih
tinggi Nilai dari heat loss dapat dilihat pada gambar grafik 4.18 dan 4.19 di
bawah ini.
Gambar 4.18 Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg
1000 2000
3000 4000
5000 6000
1800 2000
2200 2400
2600 2800
H e
a t
Lo ss
W
RPM
Heat Loss pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
1000 2000
3000 4000
5000
6000
1800 2000
2200 2400
2600 2800
H e
a t
Lo ss
W
RPM
Heat Loss pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.19 Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg
4.4.9 Persentase Heat Loss
Panas yang masuk ke mesin diberikan oleh persamaan di bawah ini Q = mf x LHV
Maka besarnya persentase panas yang terbuang dari mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini:
–
Dengan memasukkan nilai Te dan LHV untuk solar pada putaran 1800 rpm, pembebanan 3.5 kg maka didapat Heat Loss sebagai berikut:
–
= 14.63489 Dengan menggunakan perhitungan yang sama pada variasi nilai LHV
untuk setiap persetase bahan bakar minyak plastik, dan putaran maka didapat nilai persentase heat loss seperti ditunjukkan pada tabel 4.19 di bawah ini.
Tabel 4.19 Persentase Heat Loss
BEBAN PUTARAN
MESIN Persentase Heat Loss
Solar Minyak
Plastik 5 Minyak
Plastik 10
Minyak Plastik
15 Minyak
Plastik 20
3.5 1800
14.63489 16.70474
22.6964 25.06201
28.96094
2000
14.24358 19.08682
26.07986 29.54525
30.66213
2200
15.3346 18.60513
28.34004 32.41791
33.05764
2400
16.47851 21.04151
25.41049 36.84352
35.79737
2600
21.56908 22.97808
27.78405 36.98606
36.39687
Universitas Sumatera Utara
2800
20.66989 24.33105
33.39658 44.63371
42.24001
4.5 1800
14.63489 15.91817
19.55858 24.90065
29.17363
2000
15.45932 17.68101
23.02546 29.54525
30.44349
2200
13.33706 18.20909
23.7319 32.15446
33.05764
2400
14.24458 19.11036
25.41049 36.50844
37.04903
2600
14.98039 19.28149
25.90803 36.60817
36.0289
2800
15.62846 21.65447
27.84192 39.75571
42.24001 Pada pembebanan 3.5 kg persentase heat loss tertinggi terjadi pada
penggunaan bahan bakar minyak plastik 15 putaran mesin 2800 yaitu sebesar 44.63371 sedangkan persentase Heat Loss terendah terjadi pada
penggunaan bahan bakar solar putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 14.24358
Pada pembebanan 4.5 kg persentase heat loss tertinggi terjadi pada penggunaan bahan bakar minyak plastik 20 putaran mesin 2800 rpm
yaitu sebesar 42.24001 sedangkan Persentase Heat Loss terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar solar putaran mesin 2200 rpm yaitu sebesar
13.33706
Hasil dari persentase heat loss untuk masing-masing bahan bakar, pembebanan dapat dilihat pada gambar grafik 4.20 dan 4.21 di bawah ini.
10 20
30 40
50
1800 2000
2200 2400
2600 2800
H e
a t
Lo ss
RPM
Heat Loss pada beban 3.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.20 Persentase Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 3.5 kg
Gambar 4.21 Persentase Heat Loss vs Putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg
5 10
15 20
25 30
35 40
45
1800 2000
2200 2400
2600 2800
H e
a t
Lo ss
RPM
Heat Loss pada beban 4.5 kg
Solar P5
P10 P15
P20
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Daya terendah terjadi ketika menggunakan bahan bakar minyak plastik
20 pada beban 3.5 kg dengan putaran mesin 1800 rpm yaitu 0.48984 kW dan daya terbesar terjadi ketika menggunakan bahan bakar solar akra sol