48
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
Penelitian ini dilakukan mengikuti metodologi yang secara singkat dapat dijelaskan pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Persiapan burner :
1. Desain Burner
2. Buat 5 variasi Burner uji
Studi Literatur
Referensi : - Tugas Akhir
- Text Book - Artikel Paper
- Internet
Instalisasi alat uji WBT: 1.
Burner variasi 2.
Wajanpanci 3.
Kompor 4.
Bioetanol gel
Pengambilan Data Sebelum Pengujian
Pengambilan Data Sesudah Pengujian
Mulai
Kesimpulan Solidwork
Kaleng Bekas
1. f
ci
= 50 gram 2.
P = 558 gram 3.
P
ci
= 958 gram 4.
T
ci
= 25 ℃
5. t
ci
= 0:00:00.0
Selesai Air
Mendidih 1.
f
cf
= 31 gram 2.
c
c
= 15 gram 3.
P
cf
= 894 gram 4.
T
cf
= 94ºC 5.
t
cf
= 0:17:36.41 TIDAK
YA
Universitas Sumatera Utara
49
3.2 Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan dari bulan Juni - Oktober 2015 di Laboratorium Prestasi Mesin, Jurusan Teknik Mesin FakultasTeknik Universitas Sumatra Utara,
Medan Sumatra Utara.
3.3 Bahan dan Alat
Alat dan bahan yang digunakan cukup sederhana, cukup menggunakan alat-alat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan juga dapat dibeli di
toko-toko kelontong atau spare part. Khusus untuk bahan bakar bioetanol gel dipesan langsung dari CV. Joy-fresh di Surayabaya.
Gambar 3.2 Alat dan Bahan Eksperimen
3.3.1 Bahan
Bahan yang jadi objek pengujian ini adalah bahan bahan bakar bioetanol gel dan berbagai macam jenis kaleng bekas menuman ringan
soft drink : 1.
Bioetanol gel Green Flame produksi CV. Joy Fresh Internasional dengan kadar etanol 90, carbopol 1,05, kadar air 7,33 dengan
HHV 16.942,572 kJ kg dan LVH 16.717,369 kJkg. 2.
Kaleng minuman ringan soft drink bekas yang dijual di pasaran dengan komposisi 95 alumnium , 1 magnesium, 1 manganese,
0.4 iron, 0.2 silicon, and 0.15 copper.
Universitas Sumatera Utara
50
3.3.2 Alat
Alat yang dipakai dalam eksperimental ini terdiridari : 1.
Alat bantu perbengkelan, seperti : gunting, pisau cutter, mesin bor tangan, kertas pasir amplas, tang, , dan lain sebagainya. Alat ini
berfungsi untuk membuat tempat pembakaran burner kompor. 2.
Alat tulis, seperti : spidol, kertas, pensil, pulpen dan lain sebagainya.
3. Timbangan digital, untuk mengukur massa tempat pembakaran
burner.
Gambar 3.3 Timbangan Digital
4. Gelas ukur dan tabung ukur, untuk mengukur massa bahan bakar
bioetanol gel dan massa air yang akan didihkan.
Gambar 3.4 Gelas Ukur dan Tabung Ukur
Universitas Sumatera Utara
51
5. Thermometer, untuk menghitung perubahan suhu air sebelum dan
sesudah didihkan. 6.
Stop Watch, untuk menghitung lamanya waktu pendidihan. 7.
Panci, wadah penampung air yang akan didihkan. 8.
Korek api atau pemantik api panjang, disarankan menggunakan menggukakan pemantik api panjang supaya pas menyalakan bahan
bakar tanggan tidak kepanasan.
Gambar 3.5 Pemantik Api korek api
3.4 Parameter-parameter Pengujian
Parameter-parameter berikut digunakan dalam evaluasi unjuk kerja dari kompor bioetanol gel dengan Water Boiling Test WBT star dingin. Prosedur
pengujian dan perhitungan dapat dibagi beberapa tahap, yaitu :
1.
f
cm
– Bahan bakar yang dikonsumsi : ini adalah massa bahan bakar yang digunakan untuk mendidih kan air dengan mengambil perbedaan sebelum
ditimbang dan bahan bakar yang tersisa pada akhir tahap uji coba:
f
cm
= f
ci
- f
cf
…………………………………………………….3.1 Dimana :
f
cm
= Bahan bakar yang dikonsumsi gram f
ci
= Massa bahan bakar sebelum digunakan gram f
cf
= Massa bahan bakar setelah digunakansisa gram
Universitas Sumatera Utara
52
2.
c
c
- Perubahan Net dalam char selama tahap uji: ini adalah massa char dibuat selama tes ditemukan dengan menghapus char dari kompor pada
akhir tahap uji coba. Karena sangat panas, char akan ditempatkan di kosong pra-ditimbang wadah k massa yang akan dipasok oleh penguji
dan berat char dengan wadah, kemudian mengurangkan dua massa.
∆ c
c
= c
c
– k
………………………………………………………..3.2 Dimana :
∆ c
c
=Perubahan dalam tempat pembakaran burner atau sisa pembakaranselama tahap uji gram
c
c
= Massa sisa pembakaranbahan bakar gram k
=Massa tempat pembakaran burner gram
3. f
cd
- bahan bakar Setara dikonsumsi: Ini adalah perhitungan yang menyesuaikan jumlah bahan bakar yang dibakar untuk memperhitungkan
dua ORS fakta: 1 energi yang diperlukan untuk menghilangkan kelembaban dalam bahan bakar dan 2 jumlah arang yang tersisa tidak
terbakar.Perhitungan dilakukan dengan cara berikut: …………………………….3.3
Dimana : f
cd
= Bahan bakar setara yang dikonsumsi gram f
cm
= Bahan bakar yang dikonsumsi gram m = Kadar air bahan bakar
∆ c
c
=Perubahan dalam tempat pembakaran burner atau sisa pembakara nselama tahap uji gram
4.
W
cv
- Air menguap: Ini adalah ukuran dari jumlah air yang hilang melalui penguapan selama pengujian. Hal ini dihitung dengan pengurangan
sederhana berat awal bejana dan air dikurangi berat akhir dari panci dan air.
c cm
cd
Δc 1.5
m 1.12
1 f
f ∗
− ∗
− ∗
=
Universitas Sumatera Utara
53
………………………………………………………..3.4 Dimana :
w
cv
= Air yang menguap gram
P
cf
= Massa Bejana panci dengan air setelah uji gram P
ci
= Massa Bejana panci dengan air sebelum tes gram
5.
w
cr
- Air yang tersisa di akhir pengujian: Ini adalah ukuran dari jumlah air dipanaskan sampai mendidih. Hal ini dihitung dengan pengurangan
sederhana berat akhir dari panci dan air dikurangi berat bejana.
.
…………………………………………………………3.5 Dimana :
w
cr
= Air yang tersisa di akhir uji gram P
cf
= Massa bejana panci dengan air setelah uji gram P
= Massa kering Bejana kosong gram
6.
∆
t
c
- Waktu untuk merebus panci 1: Ini hanyalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan tes. Ini adalah jam perbedaan sederhana:
∆ t
c
= t
cf
- t
ci
………………………………………………………..3.6 Dimana :
∆ t
c
= Durasi fase menit
t
cf
= Waktu di akhir tes menit
t
ci
= Waktu di awal tes menit
7.
h
c
- Efisiensi termal: Ini adalah rasio kerja yang dilakukan dengan memanaskan dan menguapkan air untuk energi yang dikonsumsi oleh
pembakaran bahan bakar. Hal ini dihitung dengan cara berikut. …………………………..3.7
cf ci
cv
P P
w −
=
P P
w
cr
− =
cf
HV L
f w
2260 T
T P
P 4.186
h
cd cv
ci cf
ci c
∗ ∗
+ −
∗ −
∗ =
Universitas Sumatera Utara
54
Dimana : h
c
= Efisiensi termal P
ci
= Massa Bejana panci dengan air sebelum tes gram P = Massa bejana panci kosong gram
T
cf
= Suhu air setelah diuji
ºC
T
ci
= Suhu awal air
ºC
w
cv
= Air yang menguap gram f
cd
= Bahan bakar setara dikonsumsi gram LHV = Nilai kalor bersih Lower Heating Value kJkg
Dalam perhitungan ini, pekerjaan yang dilakukan oleh pemanas air ditentukan dengan menambahkan dua kuantitas: 1 produk dari massa air
dalam panci, P
ci
- P, panas spesifik air 4,186 J gºC, dan perubahan suhu air T
cf
- T
ci
dan 2 produk dari jumlah air menguap dari panci dan panas laten penguapan air 2260 J g.
Penyebut bawah rasio ditentukan dengan mengambil produk dari setara kering-bahan bakar yang
dikonsumsi selama fase ini tes dan LHV.
8.
R
cb
– Laju Pembakaran: Ini adalah ukuran dari tingkat konsumsi bahan bakar sambil membawa air mendidih. Hal ini dihitung dengan membagi
bahan bakar kering setara dikonsumsi pada saat tes.
……………………………………………………...3.8
Dimana :
r
cb
=
Laju pembakaran grammin f
cd
= Bahan bakar setara dikonsumsi gram
t
cf
= Waktu akhir tes menit
t
ci
= Waktu awal tes menit
9.
SC
c
- konsumsi bahan bakar spesifik: konsumsi spesifik dapat didefinisikan untuk sejumlah tugas memasak dan harus dianggap sebagai
cf ci
cd cb
t t
f r
− =
Universitas Sumatera Utara
55
bahan bakar bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan output Unit apakah output direbus air, kacang dimasak, atau roti. Dalam kasus-daya
tinggi WBT dingin mulai, itu adalah ukuran dari jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu liter atau kilo dari mendidih air
dimulai dengan kompor dingin. Hal ini dihitung dengan cara ini:
……………………………………………………...3.9
Dimana : SC
c
= Konsumsi bahan bakar spesifikgram bahan bakar gram air f
cd
= Bahan bakar setara dikonsumsi gram P
cf
= Massa bejana panci dengan air setelah uji gram P
= Massa bejana panci kosong gram
10.
SC
T c
- Suhu dikoreksi konsumsi bahan bakar spesifik: ini mengoreksi konsumsi tertentu untuk memperhitungkan perbedaan suhu air awal. Ini
memfasilitasi perbandingan kompor diuji pada hari yang berbeda atau dalam kondisi lingkungan yang berbeda. Koreksi adalah faktor sederhana
yang menormalkan perubahan suhu yang diamati dalam kondisi tes untuk standar perubahan suhu 75 ºC 25-100. Hal ini dihitung dengan
cara berikut.
………………………………………..3.10
Dimana ;
SC
T h
= Konsumsi spesifik Temp-dikoreksigram bahan bakar gram air
f
cd
= Bahan bakar setara dikonsumsi gram P
cf
= Massa bejana panci dengan air setelah uji gram P
= Massa bejana panci kosong gram T
cf
= Suhu air setelah diuji
ºC
T
ci
= Suhu awal air
ºC P
P f
SC
cf cd
c
− =
ci cf
cf cd
c T
T T
P P
f SC
− ∗
− =
75
Universitas Sumatera Utara
56
11.
FP
c
- Firepower: Ini adalah rasio energi bahan bakar dikonsumsi oleh kompor per satuan waktu. Ini memberitahu output daya rata-rata dari
kompor dalam Watt selama uji daya tinggi.
……………………………………………….2.11
Dimana : FP
c
= Daya api Firepower W f
cd
= Bahan bakar setara dikonsumsi gram LHV
= Nilai kalor bersih Lower Heating Value MJkg
t
cf
= Waktu akhir tes menit
t
ci
= Waktu awal tes menit
3.5 Metode Pengumpulan Data
Kategori