15
2.4.6 Efisiensi Thermal
Kerja berguna yang dihasilkan selalu lebih kecil dari pada energi yang dibangkitkan piston karena sejumlah energi hilang akibat adanya rugi-rugi
mekanis seperti gesekan, kerja pompa oli dan pompa pendingin, dan panas yang terbuang. Maka Efisiensi Thermal dapat dicari dengan persamaan 2.14.
̇
.......................................................................................2.14
Dimana : LHV = Nilai kalor bawah bahan bakar kJkg
2.5 Nilai Kalor Bahan Bakar
Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara menghasilkan panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan bahan
bakar dibakar sempurna disebut nilai kalor bahan bakar Caloric Value, CV. Berdasarkan asumsi ikut tidaknya panas laten pengembunan uap air dihitung
sebagai bagian dari nilai kalor suatu bahan bakar, maka nilai kalor bahan bakar dapat dibedakan menjadi nilai kalor atas dan nilai kalor bawah.
Nilai kalor atas High Heating Value, HHV, merupakan nilai kalor yang diperoleh secara eksperimen dengan menggunakan bom kalorimeter dimana
hasil pembakaran bahan bakar didinginkan sampai suhu kamar sehingga sabagian besar uap air yang terbentuk dari pembakaran hydrogen mengembun dan
melepaskan panas latennya. Secara teoritis, besarnya nilai kalor atas HHV dapat dihitung bila diketahui komposisi bahan bakarnya dengan menggunakan
persamaan 2.15.
[8 Hal 3]
............................................................... 2.15 Dimana : HHV = Nilai kalor atas kJkg
T
1
= Temperatur air pendingin sebelum penyalaan
o
C T
2
= Temperatur air pendingin sesudah penyalaan
o
C T
kp
= Kenaikan temperatur akibat kawat penyala
o
C
Universitas Sumatera Utara
16
Cv = Panas jenis bom kalorimeter 73529,6 kJkg
o
C Dan nilai kalor bawah dapat dihitung dengan persamaan 2.16.
LHV = HHV –3240 ................................................................................ 2.16
Dimana : LHV = Nilai kalor bawah kJkg HHV = Nilai kalor atas kJkg
Jika diketahui komposisi bahan bakar maka besarnya nilai kalor atas dapat dihitung juga dengan menggunakan persamaan Dulong.
[9 Hal 43]
...........................
2.17 Dimana : HHV = Nilai kalor atas kJkg
C = Persentase karbon dalam bahan bakar
H
2
= Persentase hydrogen dalam bahan bakar O
2
= Persentase oksigen dalam bahan bakar S
= Persentase sulfur dalam bahan bakar Nilai kalor bawah Low Heating Value, LHV, merupakan nilai kalor
bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Umumnya kandungan hidrogen dalam bahan bakar cair berkisar 15 yang berarti setiap satu
satuan bahan bakar 0,15 bagian merupakan hidrogen. Pada proses pembakaran sempurna, air yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar adalah setengah dari
jumlah mol hidrogen. Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada
proses pembakaran dapat pula berasal dari kandungan air yang memang sudah ada di dalam bahan bakar. Panas laten pengkondisian uap air pada tekanan parsial 20
kNm
2
tekanan yang umum timbul pada gas buang adalah sebesar 2400 kJkg, sehingga besarnya nilai kalor bawah LHV dapat dihitung berdasarkan
persamaan 2.18.
[9 Hal 44]
LHV = HHV – 2400 M + 9 H
2
............................................................ 2.18
Universitas Sumatera Utara
17
Dimana : LHV = Nilai Kalor Bawah kJkg M = Persentase kandungan air dalam bahan bakar
Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar dapat menggunakan nilai kalor bawah LHV dengan asumsi pada suhu tinggi saat gas buang
meninggalkan mesin tidak terjadi pengembunan uap air. Namun dapat juga menggunakan nilai kalor atas HHV karena nilai tersebut umumnya lebih cepat
tersedia. Peraturan pengujian berdasarkan ASME American of Mechanical Engineers menentukan penggunaan nilai kalor atas HHV, sedangkan peraturan
SAE Society of Automotive Engineers menetukan penggunaan nilai kalor bawah LHV.
2.6 Sejarah Bioetanol
Kategori