Gambar 4.7 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 4.5 kg •
Dapat dilihat dari grafik diatas terlihat bahwa pertamina dex + biodiesel 5 pada pembebanan 4.5 kg memiliki nilai AFR tertinggi dan AFR
terendah terjadi pada pertamina dex + biodiesel 15 pada pembebanan 3.5 kg.
4.4.4 Effisiensi Volumetris
Effisiensi volumetric untuk motor bakar 4 langkah dihitung dengan persamaan berikut:
�
�
= 2
�� 60
� 1
�
�
�
�
dimana: ma = laju aliran udara kgjam
ρa = Kerapatan udara kgm
3
Vs = volume langkah torak m
3
= 0.00023 berdasarkan spesifikasi mesin
10 20
30 40
50 60
70 80
1800 2000
2200 2400
2600 2800
A x
is T
it le
Putaran Rpm
AFR Pada Pembebanan 4.5 Kg
Pertadex Biodiesel 5
Biodiesel 10 Biodiesel 15
Biodiesel 20 Biodiesel 25
Biodiesel 30
Universitas Sumatera Utara
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 =
100000 287
�27+273
= 1.161440186 kgm
3
Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase
biodiesel, putaran mesin dan beban.
Untuk pengujian menggunakan pertadex beban 3.5 kg pada putaran mesin 1800 rpm maka didapatkan nilai effisiensi volumetrik:
�
�
= 29.5156
601800 1
1.1614401860.00023 = 64.8857
Harga effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dapat dihitung dengan melakukan perhitungan yang sama dengan perhitungan diatas
dengan variasi beban, putaran mesin, dan biodiesel dengan beberapa variasi seperti ditunjukkan pada table 4.13 dibawah ini:
Tabel 4.13 Efisiensi Volumetris
Universitas Sumatera Utara
Beban Putaran Eff Volumetris
Pertadex Biodiesel 5
Biodiesel 10
Biodiesel 15
Biodiesel 20
Biodiesel 25
Biodiesel 30
3.5 1800
64.8857 64.8857
64.8856 64.8856
72.0952 79.3047
79.3047 2000
64.8857 71.3743
64.8856 71.3742
47.8628 84.3513
84.3513 2200
70.7844 70.7844
70.7843 76.6830
52.5817 82.5817
88.4804 2400
75.7000 75.7000
81.1071 81.1071
51.1071 86.5142
86.5142 2600
77.3637 77.3637
82.3549 84.8505
54.8505 82.3549
89.8417 2800
78.7898 78.7898
83.4244 88.0591
53.4244 83.4244
78.7897 4.5
1800 72.0952
64.8857 72.0952
64.8856 49.3047
79.3047 79.3047
2000 74.6185
71.3743 71.3742
77.8628 47.8628
84.3513 81.1071
2200 70.7844
82.5818 76.6830
76.6830 52.5817
82.5817 76.6830
2400 70.2928
86.5142 86.5142
81.1071 56.5142
86.5142 75.6999
2600 74.8681
84.8505 84.8505
84.8505 54.8505
84.8505 74.8681
2800 78.7898
88.0591 83.4244
88.0591 58.0591
88.0591 74.1550
• Effisiensi volumetrik terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 20
pada pembebanan 3.5 kg dengan putaran mesin2000 rpm yaitu sebesar 47.8628 sedangkan effisiensi volumetrik tertinggi terjadi pada
penggunaaan biodiesel 30 pada putaran 2600 pm yaitu sebesar 89.84171.
• Effisiensi volumetrik terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 10 dan
pada pembebanan 4.5 kg dengan putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 47.8628 sedangkan effisiensi volumetrik tertinggi terjadi pada
penggunaaan biodiesel 5 ,15 dan 25 pada putaran 2800 pm yaitu sebesar 88.0591.
• 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
Universitas Sumatera Utara
konsumsi udara akan semakin rendah dan sebaliknya semakin rendah nilai kalor bahan bakar maka semakin tinggi nilai konsumsi udara, yang dapat
dilihat pada penurunan effisiensi volumetrik pada biodiesel dedak padi. •
Perbandingan effisiensi volumetrik dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putarandapat dilihat pada gambar grafik 4.8 dan 4.9berikut:
Gambar 4.8 Grafik effisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 3.5 kg
Gambar 4.9 Grafik effisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 4.5 kg
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1800 2000
2200 2400
2600 2800
E ff
V o
lu me
tri s
Putaran Rpm
Eff Volumetris Pada Pembebanan 3.5 Kg
Pertadex Biodiesel 5
Biodiesel 10 Biodiesel 15
Biodiesel 20 Biodiesel 25
Biodiesel 30
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1800 2000
2200 2400
2600 2800
E ff
V o
lu me
tri s
Putaran Rpm
Eff Volumetris Pada Pembebanan 4.5 Kg
Pertadex Biodiesel 5
Biodiesel 10 Biodiesel 15
Biodiesel 20 Biodiesel 25
Biodiesel 30
Universitas Sumatera Utara
• Dari grafik terlihat bahwa nilia effesiensi volumetris tertinggi dengan
menggunakan bahan bakar pertamina dex + biodiesel dedak padi 30dan paling rendah menggunakan bahan bakar biodiesel 20 pada pembebanan
4,5 kg dam 3.5 kg. 4.4.5 Daya Aktual
Daya aktual didapat dengan mengalikan Daya hasil pembacaan dengan effiesiensi mekanikal dan effesiensi volumetrik, sehingga didapat:
Pa = Pb x η
v
x η
b
x η
m
dimana: besar η
m
adalah 0.70 – 0.80 untuk mesin diesel dan yang diambil untuk perhitungan ini adalah 0.75
Untuk beban 3.5 kg putaran mesin 1800 dengan bahan bakar pertadex maka didapat daya aktual:
Pa =1.3188 x 0.6488 x 0.45 x 0.75 = 0.28889kW
Dengan menggunakan cara yang sama untuk setiap variasi putaran mesin, beban dan bahan bakar maka didapat hasil seperti pada tabel 4.14 dibawah ini:
Tabel 4.14 Grafik Daya Aktual
Beban Putaran
Daya Actulal KW Pertadex Biodiesel
5 Biodiesel
10 Biodiesel
15 Biodiesel
20 Biodiesel
25 Biodiesel
30
3.5 1800
0.2888 0.2607
0.2355 0.2409
0.2409 0.2855
0.3130 2000
0.3574 0.3209
0.2766 0.2794
0.2075 0.3582
0.4428 2200
0.4063 0.3675
0.2788 0.3618
0.2347 0.3962
0.4704 2400
0.4779 0.4521
0.3726 0.3930
0.2806 0.4809
0.4768 2600
0.5884 0.4743
0.3482 0.4972
0.3298 0.4483
0.5259 2800
0.6584 0.6005
0.3864 0.5234
0.3697 0.5004
0.5999 1800
0.5894 0.5500
0.5416 0.5258
0.4202 0.5753
0.6729
Universitas Sumatera Utara
4.5 2000
0.8613 0.6789
0.5620 0.7138
0.4835 0.7042
0.7761 2200
0.8521 0.8249
0.6895 0.8102
0.5297 0.8217
0.8722 2400
0.9592 1.0008
0.8284 0.9375
0.6279 1.0034
0.8298 2600
1.0629 0.9710
0.8431 0.9673
0.7067 0.9982
0.9715 2800
1.1482 1.1302
0.9569 1.1079
0.7669 1.2253
1.1126
• Pada pembebanan 3.5 kg daya aktual terendah terjadi pada penggunaan
20 biodiesel putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar0.20757kW sedangkan daya terbesar terjadi pada penggunaan bahan bakar pertadex
pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 0.65844 kW •
Pada pembebanan 4.5 kg daya aktual terendah terjadi pada penggunaan 20 biodiesel pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar
0.420254
kW sedangkan daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan biodiesel 10
putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar
1.14825
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 4.10 dan 4.11 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10 Grafik Daya aktual vs putaran mesin padapembebanan 3.5 kg
Gambar 4.11 Grafik Daya aktual vs putaran mesin padapembebanan 4.5 kg •
Dari grafik dapat dilihat bahwa pertamina dex memiliki nilai daya aktual yang terbesar dari semuavariasi bahan bakar yang ada, ini desebabkan nilai
Pertamina dex yang paling tinggi dari semua variasi yang ada.
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Da ya
Ac t
K W
Putaran Rpm
Daya Actual Pada Pembebanan 3.5 Kg
Pertadex Biodiesel 5
Biodiesel 10 Biodiesel 15
Biodiesel 20 Biodiesel 25
Biodiesel 30
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Da ya
Ac t
K W
Putaran Rpm
Daya Actual Pada Pembebanan 4.5 Kg
Pertadex Biodiesel 5
Biodiesel 10 Biodiesel 15
Biodiesel 20 Biodiesel 25
Biodiesel 30
Universitas Sumatera Utara
4.4.6 Effisiensi Termal Aktual
