19
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu Dan Tempat Pengujian
Pengujian dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara selama 3 minggu.
3.2. Alat Dan Bahan
3.2.1. Alat
Alat yang digunakan dalam pengujian ini terdiri dari: 1. Tecquipment TD111 Four-Stroke Diesel Engine
Gambar 3.1 Tecquipment TD111 Four-Stroke Diesel Engine Spesifikasi :
Model : TD111 Four-Stroke Diesel Engine
Type : ROBIN-FUJI DY23D
Valve Position : Overhead
Valve Rocker Clearance : 0,10 mm cold
Swept Volume
: 230 cm
3
Bore : 70 mm
Stroke : 60 mm
Compression Ratio : 21
Number of Cylinder : 1
Recommended Maximum Speed : 3600 RPM
Injection Timing
: 23
o
BTDC
Universitas Sumatera Utara
20 Dry Mass
: 26 Kg
2. Tecquipment Small Test Engine Bed TD115 MKII
Gambar 3.2 Tecquipment TD115 MK II Spesifikasi
Model : TD 115 MK II
Type : Dynamometer
Max output : 7,5 Kw
Rated output : 5 Kw
Rated speed : 6000 rpm
3. I.C Engine Instrumentation TD 114
Gambar 3.3 I. C Engine Instrumentation TD 114
Universitas Sumatera Utara
21 Disambungkan ke Small Test Engine Bed TD115 MKII untuk mengukur
torsi, temperatur gas buang, dan putaran mesin RPM
4. HESHBON Opacity Smokemeter HD-410 sebagai alat pengukur opasitas.
Gambar 3.4 HESHBON Opacity Smokemeter HD-410 Spesifikasi :
Measuring Range : 0.0 - 100.0 Opacity
Absorption Coefficient : 0.00
–21.42 m
-1
k RPM
: 0 –8000 rpm
Oil Temperature : 0
–150
o
C Operation Temperature
: 10 –40
o
C Power Source
: AC220V ± 10 50 Hz60Hz
5. HESHBON Automotive Emission Analyzer HG-510 untuk mengukur kadar CO
dan kadar HC pada gas buang.
Gambar 3.5 HESHBON Automotive Emission Analyzer HG-510
Universitas Sumatera Utara
22 Spesifikasi :
Measuring Range HC
: 0.0 –9.99
CO : 0
–9999 ppm Operation Temperature
: 0 –40
o
C Power Source
: AC220V ± 10 60Hz
6. Alat bantu perbengkelan, seperti : kunci pas, kunci ring, obeng, tang, dan palu.
7. Stopwatch untuk menentukan waktu yang dibutuhkan mesin untuk
menghabiskan bahan bakar.
Gambar 3.6 Stopwatch 8.
Beaker glass digunakan untuk menentukan jumlah bahan bakar yang akan dipakai.
Gambar 3.7 Beaker glass
Universitas Sumatera Utara
23 9.
Gelas Ukur
Gambar 3.8 Gelas Ukur Digunakan mengukur volume cairan secara akurat.
3.2.2. Bahan
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah Solar dan biofuel vitamin Hi-Cester.
3.3. Metode Pengumpulan Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: a.
Data primer Data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit
instrumenstasi dan alat ukur pada masing-masing pengujian. b.
Data sekunder Data yang diperoleh dari hasil penelitian karakteristik bahan bakar solar
dari pertamina.
3.4 Metode Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada, kemudian hasil dari peritungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik.
3.5. Pengamatan dan Tahap Pengujian
Pada proses penelitian ini yang akan diamati adalah: a.
Parameter torsi T dan parameter daya P
B
;
Universitas Sumatera Utara
24 b.
Parameter konsumsi bahan bakar spesifik sfc; c.
Rasio perbandingan udara bahan bakar AFR d.
Efisiensi Volumetris Volumetric Effeciency e.
Efisiensi Thermal Brake Brake Thermal Effeciency f.
Emisi Gas Buang
Prosedur penelitian dibagi dalam beberapa tahap, yaitu: a.
Pengujian nilai kalor bahan bakar dengan menggunakan solar murni; b.
Pengujian nilai kalor bahan bakar dengan menggunakan campuran solar dengan Hi-Cester;
c. Pengujian motor bakar diesel menggunakan solar murni pada putaran 1400
rpm, 1800 rpm, 2200 rpm, 2600 rpm dan 3000 rpm dengan beban statis sebesar 3,5 kg dan 4,5 kg.
d. Pengujian motor bakar diesel menggunakan campuran solar dan Hi-Cester
pada putaran 1400 rpm, 1800 rpm, 2200 rpm, 2600 rpm dan 3000 rpm dengan beban statis sebesar 3,5 kg dan 4,5 kg.
3.6. Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Alat yang akan digunakan dalam pengujian pengukuran nilai kalor bahan bakar adalah Bom Kalorimeter.
Peralatan yang digunakan, antara lain: a.
Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom; b.
Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar; c.
Tabung gas oksigen d.
Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang dimasukkan ke dalam tabung bom;
e. Thermometer, dengan akurasi pembacaan skala 0,01
o
C; f.
Elektrometer yang dilengkapi dengan pengaduk; g.
Spit, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar; h.
Pengatur penyalaan saklar, unuk menghubungkan arus listrik ke tangkai penyala pada tabung bom;
i. Kawat penyala busur nyala, untuk menyalakan bahan bakar;\
Universitas Sumatera Utara
25 j.
Cawan, untuk tempat bahan bakar di tabung bom; k.
Pinset, untuk memasang busur nyala pada tangkai penyala, dan cawan pada dudukannya.
Gambar 3.9 Bom Kalorimeter
Adapun tahapan pengujian adalah sebagai berikut: 1.
Mengisi cawan dengan bahan bakar yang akan diuji; 2.
Menggulung dan memasang kawat penyala pada tanki penyala yang ada pada penutup bom;
3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangki penyala
serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan menggunakan pinset;
4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan
berisi bahan bakar pad tabung serta dikunci sampai rapat; 5.
Mengisi bom dengan oksigen dengan tekanan 30 bar; 6.
Menepatkan bom ke dalam kalorimeter; 7.
Memasukkan air pendingin sebanyak 1250 mL; 8.
Menghubungkan tanki penyala penutup bom ke sumber arus listrik; 9.
Menutup calorimeter dengan penutup yang dilengkapi dengan pengaduk; 10.
Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada electromotor; 11.
Menempatkan thermometer melalui lubang pada tutup calorimeter; 12.
Menghidupkan electromotor selama 5 menit dan membaca temperature air pendingin pada thermometer;
13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar;
Universitas Sumatera Utara
26 14.
Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indicator selama electromotor terus bekerja;
15. Membaca dan mencatat kembali temperature air pendingin setelah 5 menit
dari penyalaan berlangsung; 16.
Mematikan electromotor pengaduk; 17.
Lakukan langkah-langkah pengujian di atas untuk pengujian nilai kalor bahan bakar lainnya.
Diagram alir pengujian nilai kalor bahan bakar yang dilakukan dapat dilihat pada gambar 3.10.
Gambar. 3.10. Diagram Alir Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar MULAI
SELESAI a.
Berat sampel bahan bakar = 0.15 gr; b.
Volume air pendingin = 1250 mL; c.
Tekanan oksigen = 30 bar Melakukan pengadukan terhadap
air pendingin selama 5 menit Mencatat temperatur air
pendingin T
1 o
C Menyalakan bahan bakar
Melanjutkan pengadukan air pendingin selama 5 menit
Mencatat temperatur air pendingin T
2 o
C
Menghitung HHV Bahan Bakar HHV = T
2
– T
1
– T
kp
x C
v
x 1000 Jkg
Universitas Sumatera Utara
27
3.7. Prosedur Pengujian Performansi Motor Diesel
Kategori