Tabel 4.22 Efisiensi thermal hasil pengujian dengan bahan bakar “Et”
Bahan Bakar Parameter
Performansi Jumlah lampu 100 Watt
2 4
6 8
10 12
Et
n rpm
4191 4262
4333 4224
4171 4026
P Watt
200 412,
625 636,75
649,44 651,48
LHV kJkg
35142,45 35142,45 35142,45 35142,45 35142,45 35142,45 ṁf kgjam
0,675 0,75
0,878 0,9153
0,9818 1,08
η
b
3,12 5,8
7,51 7,34
6,98 6,37
4.5.3 Efisiensi termal yang dihasilkan bahan bakar “E25”
Perhitungan Efisiensi termal menggunakan persamaan 4.10, dengan mensubtitusi data pada persamaan. Namun harus terlebih dahulu dicari nilai LHV
dengan persamaan 4.11 dimana besar HHV untuk campuran ini adalah 43235,4 kjkg hasil pengujian bom kalorimeter.
Sehingga nilai LHV menjadi LHV = 43235 – 3240 = 39995,4 kjkg
Seperti yang diketahui pada pembebanan 2 lampu 200 watt pada putaran 4290 rpm.
Didapat data sebagai berikut : P
= 202,5 watt = 0,2025 kW n
= 4290 rpm ṁf = 0,6353 kgjam
dengan mensubtitusi nilai kepersamaan 4.10 maka akan didapat: η
b
= �
�
ṁ
�
. ���. η
p
� 3600
Universitas Sumatera Utara
η
b
= 0,2025
0,6353.3999,54.0,97 � 3600
η
b
= 0,0295 η
b
= 2,95 Dengan melakukan hal yang sama pada pembebanan 4, 6, 8, 10, dan 12 lampu
akan dihasilkan Efisiensi termal seperti yang ditampilkan dalam tabel 4.23.
Tabel 4.23 Efisiensi thermal hasil pengujian dengan bahan bakar “E25”
Bahan Bakar Parameter
Performansi Jumlah lampu 100 Watt
2 4
6 8
10 12
E25
n rpm
4290 4380
4475 4550
4610 4493
P Watt
202,5 402,5
627,5 812,5
1025 1035
LHV kJkg
39995,4 39995,4
39995,4 39995,4
39995,4 39995,4
ṁf kgjam 0,6352
0,7248 0,8308
0,8438 0,9643
1,0286 η
b
2,95 5,15
7 8,93
9,86 9,33
4.5.4 Efisiensi termal yang dihasilkan bahan bakar “H2,5”
Perhitungan Efisiensi termal menggunakan persamaan 4.10 hanya saja dalam campuran ini persamaan kita modifikasi menjadi:
η
b
=
�
�
�̇.η
p
� 3600.................4.12
Dimana �̇ = ṁ.LHV
Mencari nilai kalor campuran “H2,5” digunakan persamaan,
�̇ = �̇
1
+ �̇
2
....................4.13 Dimana :
�̇ = nilai kalor total �̇
1
= nilai kalor campuran bahan bakar premium dan etanol
Universitas Sumatera Utara
�̇
2
= nilai kalor hidrogen. menghitung massa hidrogen
Dari data diketahui : V
H
= 9 liter ρ
= 0,081kgm
3
sehingga massa hidrogen dapat dihitung menggunakan rumus �
ℎ
= � × �............4.14
�
ℎ
= 9
� × 0,081 1000
�� �
3
� × 1 �
3
� �
�
ℎ
= 0,000729 ��
Seperti yang diketahui pada pembebanan 2 lampu 200 watt pada putaran 4310 rpm.
Didapat data sebagai berikut : P
= 205 watt = 0,205 kW n
= 4310 rpm t
= 171 detik mt
= 30 gr dengan adanya data diatas maka dapat dihitung laju aliran massa hidrogen dan
campuran bahan bakar dengan cara : �̇
ℎ
= �
� �̇
ℎ
= 0,000729
171 × 3600
�̇
ℎ
= 0,0153 �����
Dan
Universitas Sumatera Utara
�̇
��
= ���
� �̇
��
= 0,030
− 0,000729 171
× 3600 �̇
��
= 0,6162 �����
Dengan didapatnya laju aliran massa ini dapat dihitung kalor dengan memasukkan angka pada persamaan sebelumnya yaitu :
�̇ = ṁ.LHV Dimana LHV hidrogen = 119930 kjkg
LHV campuran premium 75 + etanol 99 25 = 39995,4 kjkg Maka didapat :
�̇
1
= 0,0153 × 119930 = 1840,61 �������
�̇
1
= 0,6162 × 39995,4 = 24646,43 �������
Sehingga : �̇ =
1840,61 ��
����� +
24646,43 ��
����� = 26487,04
�������
Dengan didapatnya nilai kalor total, dengan mensubtitusi nilainya ke persamaan 4.12 akan didapat efisiensi termal sebesar :
η
b
= �
�
�̇. η
p
� 3600
η
b
= 0,205
26487,04.0,97 � 3600
η
b
= 0,0287 η
b
= 2,87 Dengan melakukan hal yang sama pada pembebanan 4, 6, 8, 10, dan 12 lampu
akan dihasilkan Efisiensi termal seperti yang ditampilkan dalam tabel 4.24.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.24 Efisiensi thermal hasil pengujian dengan bahan bakar “H2,5”
Bahan Bakar Parameter
Performansi Jumlah lampu 100 Watt
2 4
6 8
10 12
H2,5
n rpm
4310 4393
4500 4570
4590 4436
P Watt
205 412,5
630,01 825
1050 1104
Q kJkgjam
26487,04 30195,23 33800,63 35385,03 36823,45 39730,56 ṁf kgjam
0,6316 0,72
0,806 0,8438
0,878 0,9474
η
b
2,87 5,07
6,91 8,65
10,58 10,31
Perbandingan harga efisiensi thermal brake dan Putaran untuk masing- masing pengujian pada setiap variasi bahan bakar dapat dilihat pada gambar
berikut:
Gambar 4.9 Grafik Efisiensi Thermal Brake vs Beban
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10 Grafik Efisiensi Termal vs Putaran rpm tiap bahan bakar Berdasarkan hasil perhitungan dengan variasi pembebanan yang terlihat
pada grafik 4.9 tampak efisiensi termal mesin meningkat saat beban dinaikkan hingga batas maksimum daya yang dihasilkan oleh bahan bakar batas daya masih
terpenuhi dan kemudian turun pada pembebanan yang telah berlebih. Pada grafik 4.10 terlihat juga bahwa efisiensi termal meningkat setara dengan putaran yang
meningkat dan saat putaran mulai turun efisiensipun ikut turun. Dan dari hasil perhutungan efisiensi thermal brake terendah terjadi pada pengujian dengan
menggunakan bahan bakar “P” dengan efisiensi pada beban puncaknya adalah 9,13 diputaran 4690 rpm. Sementara efisiensi “Et” tertinggi pada pembebanan
puncaknya yaitu pembebanan 6 lampu 600 watt diputaran 4333 rpm yaitu
7,51. Dengan dilakukannya pencampuran E25, efisiensi thermal brake meningkat bila dibandingkan dengan “P” pada beban puncaknya adalah 9,86
pada putaran 4610 rpm. Dengan ditambahkannya hidrogen dalam campuran efisiensi termal brake meningkat menjadi 10,58 dipembebanan puncaknya
diputaran 4590 rpm. Dengan ini dinyatakan bahwa pencampuran etanol pada premium dapat meningkatkan efisiensi thermal dan menambahkan hidrogen
dalam campuran juga meningkatkan efisiensi thermal.
4.6 Hasil Pembakaran
