37
4.2.2. Daya Aktual
Untuk mencari daya keluaran aktual yang terjadi pada mesin terlebih dahulu dilakukan pencarian daya ideal mesin, efisiensi volumetris mesin,
dan efisiensi termal ideal mesin.
Daya Aktual P
Ba
= Daya Ideal x Efisiensi termal ideal x
η
v
Daya ideal mesin dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
dimana : P
Bi
= Daya Ideal Watt = Putaran mesin rpm
T = Torsi N.m Efisiensi volumetris mesin dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut:
dimana : ṁ
a
= Laju aliran massa udara kgjam ρ
a
= Densitas Udara kgm
3
1,181; Pulkarebek V
s
= volume langkah torak m
3
= 0,00023 m
3
spesifikasi mesin n
= Putaran Mesin rpm
Untuk nilai ṁ
a,
pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan bakar Solar pada putaran 1400 rpm, pembacaan manometer
menunjukkan tekanan udara masuk hingga 8,5 mm H
2
O Tabel 4.2. Berdasarkan kurva di bawah gambar 4.3 nilai 8,5 terletak diantara nilai 0 dan 10, untuk itu
digunakan interpolasi untuk mengetahui laju aliran massa udara yang terjadi dalam pengujian. Setelah laju aliran massa udara didapat, hasil yang diperoleh
Universitas Sumatera Utara
38 dikalikan dengan faktor koreksi C
f
, maka laju aliran massa udara untuk pembacaan manometer 8,5 mm H
2
O adalah:
Gambar 4.3 kurva viscous flow meter
Maka dengan interpolasi pada kurva viscous flow meter maka didapat besar
ṁ
a
= 9,673 kgjam dengan Cf = 0,9465. ṁ
a =
9,673 x 0,9465 ṁ
a =
9,155 kgjam
Efisiensi thermal ideal dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Dimana: P
Bi
= Daya Ideal kW η
m
= Efisiensi Mekanis 0,75; Pulkarebek ṁ
f
= Laju aliran bahan bakar kgjam LHV = Nilai kalor bawah bahan bakar Kjkg
Untuk setiap nilai torsi yang akan digunakan dalam persamaan tersebut diperoleh dari data hasil pembacaan unit instrumentasi. Besarnya nilai torsi yang
digunakan disesuaikan dengan variasi bahan bakar, variasi putaran dan variasi beban statis dari unit intrumentasi tersebut.
Universitas Sumatera Utara
39 Untuk pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan
bakar Solar pada putaran mesin 1400 rpm didapat : Daya ideal =
x T =
x 8,6 = 1261,3 Watt
= 1,2613 kW Efisiensi Volumetris =
= = 0,8025
Efisiensi thermal ideal
=
x 3600 x ηm
= x 3600 x 0,75
= 0,3980 Maka daya aktual P
Ba
= 1,2613 kw x 0,3980 x 0,8025 = 0,4028 kW
Selanjutnya, dengan menggunakan persamaan di atas maka dapat dilakukan perhitungan untuk daya aktual motor diesel dengan variasi putaran dan
beban statis yang lain. Besarnya daya aktual motor diesel dengan menggunakan bahan bakar
solar dan dengan menggunakan campuran bahan bakar solar dengan Hi-Cester untuk setiap variasi putaran dan variasi beban statis yang digunakan dapat dilihat
pada tabel 4.8 berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
40 Tabel 4.8 Daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
Daya Ideal kW
Eff. Thermal Ideal
ηv Daya
Aktual kW
3,5
1400 1,261
0,398 0,803
0,403 1800
1,886 0,452
0,881 0,751
2200 2,535
0,468 0,931
1,106 2600
3,214 0,493
0,941 1,489
3000 3,797
0,426 0,947
1,532
4,5
1400 1,628
0,495 0,755
0,608 1800
2,169 0,510
0,918 1,016
2200 2,881
0,500 0,932
1,341 2600
3,541 0,534
0,966 1,828
3000 4,199
0,477 0,969
1,941
Tabel 4.9 Daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar + 1 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
Daya Ideal kW
Eff. Thermal Ideal
ηv Daya Aktual
kW
3,5
1400 1,291
0,512 0,567
0,374 1800
2,038 0,562
0,771 0,883
2200 2,692
0,582 0,841
1,317 2600
3,282 0,568
0,890 1,659
3000 4,246
0,526 0,903
2,016
4,5
1400 1,651
0,598 0,755
0,746 1800
2,301 0,674
0,734 1,138
2200 2,950
0,677 0,781
1,561 2600
3,704 0,683
0,788 1,993
3000 4,670
0,580 0,925
2,507
Tabel 4.10 Daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar + 2 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
Daya Ideal kW
Eff. Thermal Ideal
ηv Daya Aktual
kW
3,5
1400 1,297
0,479 0,708
0,440 1800
2,242 0,624
0,734 1,027
2200 2,775
0,643 0,841
1,501 2600
3,704 0,679
0,864 2,175
3000 4,589
0,566 0,881
2,288
4,5
1400 1,728
0,621 0,755
0,810 1800
2,287 0,649
0,734 1,090
2200 2,939
0,670 0,781
1,537 2600
3,710 0,663
0,915 2,252
3000 4,708
0,595 0,859
2,405
Universitas Sumatera Utara
41 Tabel 4.11 Daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar + 3 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
Daya Ideal kW
Eff. Thermal Ideal
ηv Daya Aktual
kW
3,5
1400 1,261
0,505 0,585
0,373 1800
2,169 0,571
0,845 1,047
2200 2,685
0,603 0,811
1,314 2600
3,478 0,591
0,915 1,882
3000 4,554
0,550 0,881
2,205
4,5
1400 1,707
0,629 0,661
0,710 1800
2,265 0,650
0,845 1,243
2200 2,826
0,626 0,811
1,435 2600
3,609 0,630
0,890 2,024
3000 4,655
0,569 0,881
2,334
Tabel 4.12 Daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar + 4 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
Daya Ideal kW
Eff. Thermal Ideal
ηv Daya Aktual
kW
3,5
1400 1,242
0,470 0,708
0,413 1800
1,852 0,543
0,734 0,739
2200 2,491
0,538 0,841
1,127 2600
3,279 0,560
0,915 1,681
3000 4,479
0,518 0,903
2,097
4,5
1400 1,690
0,570 0,755
0,728 1800
2,242 0,654
0,734 1,077
2200 3,022
0,645 0,841
1,639 2600
3,625 0,627
0,915 2,081
3000 4,633
0,557 0,881
2,276
Tabel 4.13 Daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar + 5 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
Daya Ideal kW
Eff. Thermal Ideal
ηv Daya Aktual
kW
3,5
1400 1,225
0,508 0,567
0,352 1800
1,807 0,516
0,698 0,651
2200 2,434
0,522 0,841
1,069 2600
3,211 0,526
0,864 1,459
3000 4,199
0,491 0,881
1,815
4,5
1400 1,653
0,633 0,567
0,593 1800
2,172 0,567
0,734 0,905
2200 2,969
0,617 0,781
1,430 2600
3,549 0,602
0,864 1,846
3000 4,554
0,536 0,881
2,149
Universitas Sumatera Utara
42 Untuk membandingkan besarnya daya aktual yang dihasilkan mesin untuk
tiap variasi bahan bakar dan variasi putaran mesin pada pembebanan 3,5 dan 4,5 kg maka hasil dari tabel di atas dapat kita lihat pada grafik seperti gambar 4.4
berikut:
Gambar 4.4 Grafik daya vs putaran tiap bahan bakar pembebanan 3,5 kg
Dari grafik pada gambar 4.4 di atas dapat dilihat bahwa daya yang dihasilkan mesin pada pembebanan 3,5 kg berbanding lurus dengan putaran
mesin, semakin tinggi putaran mesin, semakin tinggi juga daya yang dihasilkan. Daya aktual tertinggi pada putaran 3000 rpm bahan bakar solar + 2 ml Hi-Cester
sebesar 2,288 kW, sedangkan daya aktual terendah pada putaran 1400 rpm bahan bakar solar + 5 ml Hi-Cester sebesar 0,352 kW.
Gambar 4.5 Grafik daya vs putaran tiap bahan bakar pembebanan 4,5 kg
Universitas Sumatera Utara
43 Dari grafik pada gambar 4.5 di atas dapat dilihat bahwa daya yang
dihasilkan mesin pada pembebanan 4,5 kg berbanding lurus dengan putaran mesin, semakin tinggi putaran mesin, semakin tinggi juga daya yang dihasilkan.
Daya aktual tertinggi pada putaran 3000 rpm bahan bakar solar + 1 ml Hi-Cester sebesar 2,507 kW, sedangkan daya aktual terendah pada putaran 1400 rpm bahan
bakar solar + 5 ml Hi-Cester yaitu sebesar 0,593 kW. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa, setelah penambahan Hi-Cester
rata-rata daya aktual yang dihasilkan meningkat dibandingkan daya aktual yang dihasilkan bahan bakar solar. Sama halnya dengan torsi mesin, kenaikan daya
diakibatkan nilai setan yang semakin tinggi, dimana kenaikan nilai setan mengakibatkan kenaikan nilai kalor bahan bakar sehingga nilai pembakaran
semakin tinggi juga.
4.2.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik SFC
Kategori