BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Pengujian dan rancang bangun alat uji coba dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan di
Kebun Percobaan Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS Bukit Sentang, Kabupaten Langkat, Sumatera Utara selama lebih kurang 5 bulan.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1.
Tiger Diesel Engine Single-Cylinder R175AN
Gambar 3.1 Tiger Diesel Engine Single-Cylinder R175AN Spesifikasi:
• Model
: R175AN
• Type
: 1 Silinder, 4 Langkah, dan Horizontal •
Bore x Stroke : 75x80 mm
• Max output
: 4,86 Kw •
Rated output : 4.41Kw
• Rated speed
: 2600 rpm •
Berat mesin : 60 Kg
2. Syncronous Generators Single Phase AC 3 KW
Generator ini akan digunakan untuk mengetahui daya keluaran dari mesin diesel yang akan diuji yaitu mesin diesel Tiger R175AN yang akan dimodifikasi
menjadi mesin dengan dua bahan bakar dual fuel.
Gambar 3.2 Syncronous Generators Single Phase AC Spesifikasi
• Type
: ST-3 •
Stator Insulation : E
• Rotor Insulation
: B
• Rating Frekwensi Hz
: 5060 Hz •
Rating Voltage V : 115-230
• Max. Power kVA
: 3 •
Power Factor cos π
: 1
3. Engine Smoke Meter dan Gas Analyzer
Alat yang disambungkan ke Star Gas Analyzer untuk mengetahui emisi gas buang mesin diesel.
Gambar 3.3 Engine Smoke meter dan Gas Analyzer Spesifikasi engine smoke meter opacity :
• Model No
: HD – 10 •
Measuring Range : 0,00 – 100
• Absorption Coeff
: 0,00 – 21,42 m
-1
• RPM
: 0 – 8000 RPM •
Oil Temp : 0 – 150
C •
Operation Temp : 10 – 40
C
Spesifikasi Gas Analyzer HC dan CO : •
Model No : HG – 510
• Measuring Range CO
: 0,00 – 9,99 HC
: 0 – 9999 ppm •
Operation temperature : 0
C – 40 C
• Power
: 220 V •
Serial No : 2G9C0101
4. Thermocouple Thermometer
Untuk melakukan pengukuran temperatur yang terjadi didalam alat pengering digunakan instrumen pengukuran temperatur,yaitu Thermocouple Thermometer Tipe KW 06-
278 Krisbow seperti terlihat pada Gambar 3.4. Setting instrument pengukuran temperatur ini dilakukan pada saat akan melakukan pengukuran temperatur yang terjadi didalam alat
pengering selama proses pengeringan berlangsung.
Gambar 3.4 Thermocouple Thermometer
Spesifikasi Thermocouple Thermometer Tipe KW 06-278 Krisbow sebagai berikut:
• Nama
: Thermocouple Thermometer
• Input sensitivity
: User selectable 0.1°C or 1°C •
Temperatur range : -50.0°C - 1300°C
-58°F - 2000°F •
Accuracy range : ± 0.5 ± 1
o
C ± 0.5 ± 2
o
F •
Ukuran : 165 x 76 x 43 mm
• Berat
:
403 gram •
Sumber daya :
dua buah baterai 1,5 V Alkaline
5. Katalitik Konverter
Katalitik Konverter seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, berfungsi untuk mengurangi kadar emisi dari mesin diesel. Pengurangan emisi yang diharapkan
adalah pengurangan kadar HC, CO, dan Opacity
Gambar 3.5 Catalitic Converter 6.
Kompresor Berguna untuk menaikkan dan mengumpulkan biogas yang berasal dari reaktor
kedalam tabung penyimpanan biogas.
Gambar 3.6 Kompresor 7.
Flow meter Untukmengukurlaju aliran biogas yang melalui selang dan masuk ke intake
manifold.
Gambar 3.7 Flow meter
8. Multitaster Meter CD800A Untuk mengetahui tegangan dan kuat arus yang terdapat pada rangkaian. Ketika
mengukur kuat arus maka multi meter dihubungkan dengan raangkaian secara seri. Dan ketika mengukur tegangan maka multi meter dihubungkan dengan rangkaian
secara pararel.
Gambar 3.8 Multi meter
Spesifikasi : •
3-34 digit, 4000 hitungan. •
Dapat mengukur: DCV, range 400m440400600V, resolusi 0,1 mV.
ACV, range 440400600V, resolusi 1 mV. DCA, range 40m400mA, resolusi 0,01 mA.
ACA, range 40m400mA, resolusi 0,01 mA. Resistance, range 4004k40K400k4M40M ohm, resolusi 0,1 ohm.
Capacitance: range 50n500n5µ50µ100µF, resolusi 0,01nF. Frekuensi, range 5Hz - 100kHz.
Duty cycle, range 20 - 80. •
Continuity tester 10 - 120 ohm. •
Diode test, tegangan output 1,5V open. •
Bandwidth 40 - 400Hz. •
Impedansi input 10M - 100M ohm untuk DCV ACV. •
Auto range selection.
• Auto power off.
• Fuse protection.
9. Beaker Glass
Digunakan untuk menentukan jumlah bahan bakar yang akan terpakai.
10. Tangki bahan bakar Untuk mempermudah pengisian, penghitungan volum dan penggantian bahan
bakar maka tangki bahan bakar dibuat memakai tabung bureet yang dirangkai sedemikian rupa sehingga tidak ada bahan bakar yang tumpah.
11. Tabung Penyimpanan Biogas
Tabung penyimpanan Biogas digunakan untuk menyimpan Biogas sebelum Biogas digunakan untuk pembakaran.
Gambar 3.9 Tabung Penyimpanan Bahan Biogas
12. Regulator Gas
Regulator digunakan untuk mengatur volume biogas yang keluar dari tabung biogas.
Gambar 3.10 Regulator Gas 13.
Solenoid Valve Digunakan untuk memutus supply bahan bakar solar maupun biogas secara
otomatis seketika mesin dimatikan.
Gambar 3.11 Solenoid Valve 14.
Stop watch Untuk mengukur waktu yang dibutuhkan mesin menghabiskan bahan bakar.
Dalam hal ini waktu pengukuran dilakukan selama 5 menit. Setiap variasi yang dilakukan menghabiskan waktu 5 menit. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan laju
aliran massa bahan bakar.
Gambar 3.12 Stop watch 15.
Manometer Manometer digunakan untuk mengetahui tekanan biogas yang dipakai untuk
menghidupkan mesin. Setiap variasi putaran mesin dan beban akan mempengaruhi tekanan biogas yang keluar dari tabung. Semakin tinggi putaran mesin maka
tekanan yang dibaca manometer akan semakin tinggi juga.
Gambar 3.13 Manometer 16.
Selang SMC tekanan tinggi Selang SMC digunakan untuk mengubungkan regulator, manometer dan
karburator. Selang yang digunakan adalah selang plastik polyurethane tekanan tinggi dan tahan panas, dengan ukuran 12x8
Gambar 3.14 Selang SMC tekanan tinggi 17.
Rangkain lampu Rangkaian lampu berfungsi sebagai beban generator, untuk mengetahui
daya keluaran dari mesin dengan pembebanan 40 dan 80 dari daya maksimum generator
Gambar 3.15 Rangkaian lampu 18.
Alat-alat Perbengkelan
Alat-alat perbengkelan digunakan dalam proses modifikasi cylinder head dan modifikasi sitem pengapian daripada mesin diesel. Alat-alat perbengkelan yang
digunakan adlah gerinda, 1 set kunci, bor dan mesin las.
Gambar 3.16 Alat-alat perbengkelan 19.
V- Belt dan Pulley V-belt dan pulley digunakan untuk meneruskan putaran dari mesin ke generator.
Gambar 3.17 V-Belt and Pulley
20. Panel Litrsik
Panel listrik digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan dan arus yang keluar dari generator untuk diteruskan kepembebanan.
Gambar 3.18 Panel Listrik 21. Tachometer
Digunakan untuk mengukur putaran mesin.
Gambar 3.19 Tachometer
3.2.2 Bahan
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar solar produksi dari Pertamina dan biogas purifikasi 60 methan hasil produksi dari PPKS.
3.3 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi: a.
Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi serta alat ukur pada masing-masing pengujian.
b. Data sekunder, merupakan data yang diperoleh dari hasil penelitian karakteristik
bahan bakar solar dan biogas yang diperoleh dari berbagai sumber yang ada.
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
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1.
Daya mesin P 2.
Torsi mesin T 3.
Konsumsi bahan bakar spesifik sfc 4.
Efisiensi thermal 5.
Rasio udara bahan bakar AFR 6.
Emisi gas buang Adapun prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu :
1. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar murni.
2. Pengujian mesin menggunakan dual fuel yaitu solar + biogas 70 methan.
3.6 Prosedur Perakitan
• Proses pembuatan rangka untuk digunakan sebagai dudukan dari mesin,
generator dan aksesoris mesin lainnya.
•
Proses pemasangan mesin
• Pemasangan dinamo generator .
• Pemasangan pulley dan V-belt untuk menghubungkan daya dan putaran dari
mesin ke dinamo generator •
Pemasangan solenoid dan Y tube untuk aliran masuk biogas, serta pemasangan regulator, flow biogas, dan pemasangan instalasi ke tabung
biogas dengan selang bertekanan. •
Pemasangan panel unit dari dinamo generator, panel ini digunakan untuk menghubungkan generator ke rangkaian listrik dan juga untuk mengetahui
nilai daya keluaran dari dinamo generator •
Proses perakitan telah selesai, mesin siap digunakan dengan penggunaan bahan bakar biogas.
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel
Kategori