Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN
4.1 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Data temperatur air pendingin sebelum dan sesudah penyalaan T1 dan T2 yang telah diperoleh pada pengujian “Bom Kalorimeter” selanjutnya
digunakan untuk menghitung nilai kalor atas bahan bakar HHV dengan persamaan berikut :
HHV = T2 – T1 – Tkp x Cv kjkg
Lit. 11 Hal 12
dimana: HHV = Nilai kalor atas High Heating Value
T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan
C T2
= Temperatur air pendingin sesudah penyalaan C
Cv = Panas jenis bom kalorimeter 73529,6 kjkg
C Tkp = Kenaikan temperatur akibat kawat penyala 0,05
C
Pada pengujian pertama bahan bakar solar , diperoleh : T1
= 26,65 C
T2 = 27,75
C, maka: HHVsolar = 27,75 – 26,65 – 0,05 x 73529,6
= 77206,08 kjkg
Standar nilai kalor solar adalah 40297,32 kjkg sumber :spesifikasi bahan bakar gas dan cair,Pertamina,2001, karena dalam pengujian solar menggunakan
bom kalorimeter didapat HHV sebesar 66911,936 kJkg, maka pada pengujian ini, digunakan faktor koreksi Fk sebesar :
6022 ,
936 ,
66911 32
. 40297
= Sehingga harga nilai kalor bahan bakar menjadi :
HHV
solar
= 77206,08 kjkg × 0,6022 = 46493,5 kjkg
Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
Keterangan : C
1:40
= Campuran100 ml aditif + 4000 ml solar C
2:40
= Campuran 200 ml aditif + 4000 ml solar C
3:40
= Campuran 300 ml aditif + 4000 ml solar
Pada pengujian pertama bahan bakar campuran zat aditif dengan solar C
1:40
diperoleh : T1
= 26,15 C
T2 = 27,21
C, maka: HHV
C1:40
= 25,87-24,81 – 0,05 × 73529,6 = 74264.896 kjkg × 0,6022
= 44722,32 kjkg Diketahui nilai rata-rata HHV untuk C
1:40
adalah 49720,347 dan nilai kalori meter zat aditif STP dari hasil uji bomb kalorimeter di laboratorium yaitu sebesar
41209,5168kjkg maka diperoleh :
HHV
C1:40
=
kg kj
82 ,
42043 2
kg kj
5168 ,
41209 kg
kj 347
, 49720
= +
Pada pengujian pertama bahan bakar campuran zat aditif dengan solar C
2:40
, diperoleh :
T1 = 24,24
C T2
= 25,24 C, maka:
HHV
C2:40
= 25,24 – 24,24 – 0,05 × 73529,6 = 69853,120 kjkg × 0,6022
= 46766,7 kjkg HHV
C2:40
=
kg kj
51 ,
43058 2
kg kj
5168 ,
41209 kg
kj 663
, 46766
= +
Pada pengujian pertama bahan bakar campuran zat aditif dengan solar C
3:40
diperoleh : T1
= 26.11 C
T2 = 27.17
C, maka: HHV
C3:40
= 27.31 – 26.32 – 0,05 × 73529,6 = 74264,896 kjkg × 0,6022
= 41469,92 kjkg
Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
HHV
C3:40
= kg
kj 11
, 42529
2 kg
kj 5168
, 41209
kg kj
92 ,
41469 =
+
Cara perhitungan yang sama dilakukan untuk menghitung nilai kalor pada pengujian kedua hingga kelima. Selanjutnya untuk memperoleh harga nilai kalor
rata–rata bahan bakar digunakan persamaan berikut ini :
HHVRata - rata = 5
5 1
i i
HHV
=
Σ kjkg
Data temperatur air pendingin sebelum dan sesudah penyalaan serta hasil perhitungan untuk nilai kalor pada pengujian pertama hingga kelima dan nilai
kalor rata–rata bahan bakar solar, campuran zat aditif dengan solar C
1:40
, C
2:40
, C
3:40
dapat dilihat pada Tabel 4.1. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa harga HHV campuran zat aditif
dengan solar lebih tinggi dari solar, hal ini diakibatkan adanya peningkatan nilai cetane dalam bahan bakar campuran zat aditif dengan solar.
Dalam pengujian ini diasumsikan gas buang yang keluar dari knalpot mesin uji masih mengandung uap air uap air yang terbentuk dari proses
pembakaran bahan bakar yang belum sempat mengalami kondensasi didalam silinder sebelum langkah buang terjadi sehingga kalor laten kondensasi uap air
tidak diperhitungkan sebagai nilai kalor pembakaran bahan bakar LHV, Low Heating Value. Hal ini berarti untuk mendapatkan nilai LHV, maka nilai kalor
bahan bakar yang telah diperoleh dari pengujian sebelumnya HHV, High Heating Value dengan menggunakan bom kalorimeter harus dikurangkan dengan
besarnya kalor laten kondensasi uap air yang terbentuk dari proses pembakaran.
LHV = HHV – Qlc
Dimana : LHV = nilai kalor pembakaran bahan bakar kjkg
Qlc = kalor laten kondensasi uap air.
Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
Dengan mengasumsikan tekanan parsial yang terjadi pada knalpot mesin uji adalah sebesar 20 kNm
2
tekanan parsial yang umumnya terjadi pada knalpot motor bakar, maka dari tabel uap diperoleh besarnya kalor laten kondensasi uap
air yaitu sebesar 2400 kJkg. Bila diasumsikan pembakaran yang terjadi adalah pembakaran sempurna maka besarnya uap air yang terbentuk dari pembakaran
bahan bakar dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Berat H dalam bahan bakar =
. .
Z Y
X
O H
C MR
H AR
y x 100
dimana : x,y, dan z
= konstanta jumlah atom AR H
= Berat atom Hidrogen
Z Y
X
O H
C MR
= Berat molekul
Z Y
X
O H
C
Massa air yang terbentuk = ½ x y x berat H dalam bahan bakar x massa bahan bakar
Harga LHV untuk solar C
12
H
26
dihitung dengan cara : berat H dalam solar=
26
12
. H
MRC ARH
y X100
= 100
1 .
26 12
. 12
1 .
26 X
+ = 15,29
Jumlah uap air yang terbentuk dari pembakaran tiap 1 kg solar :
kg kg
9877 ,
1 1
100 29
, 15
26 2
1 =
⋅ ⋅
⋅
Kalor laten kondensasi uap air dari pembakaran tiap 1 kg solar :
lc
q
solar
= 2400 kjkg .1,9877 kg = 4770,48 kj per 1 kg solar
Besarnya LHV solar : LHV
solar
= HHV
solar
- Q
lc solar
= 40294.32kjkg – 4770,48 kjkg = 35523,84 kjkg
Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
Sedangkan harga LHV untuk bahan bakar yang merupakan campuran antara zat aditif dengan solar dihitung dengan menggunakan kalor laten
kondensasi uap air solar, sebab kalor laten kondensasi uap air pada zat aditif diabaikan
www.stp.com
lihat pada lampiran. Besarnya LHV C
1:40
: LHV
C1 :40
= HHV
C1 : 40
- Q
lc solar
= 42043,82 kjkg – 4770,48 kjkg = 37273,34 kjkg
Besarnya LHV C
2:40
: LHV
C2:40
= HHV
C2 :40
- Q
lc solar
= 43058,51kjkg – 4770,48 kjkg = 38288,03 kjkg
Besarnya LHV C
3:40
: LHV
C3:40
= HHV
C3 :40
- Q
lc solar
= 42529,11 kjkg – 4770,48 kjkg = 37758,63 kjkg
Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
Tabel 4.1 Data hasil pengujian dan perhitungan bom kalorimeter
BAHAN BAKAR
No. Penguji
an T
1 O
C T
2 O
C HHV
kjkg HHV
rata-rata kjkg
LHV rata-rata
kjkg
C
1:40
1 24.81
25.87 44722.32
42043.82 37273.34
2 25.87
26.87 41911.08
3 26.89
27.98 45881.61
4 27.99
28.97 41028.75
5 25.21
26.21 41911.08
C
2:40
1 24.24
25.24 46766.7
43058.51 38288.03
2 25.25
26.34 51197.2
3 26.35
27.38 48243.5
4 27.38
28.46 50704.9
5 25.10
26.12 47751.2
C
3:40
1 26.32
27.31 41469.92
42529.11 37758.63
2 27.32
28.4 45440.44
3 28.41
29.52 46763.95
4 24.71
25.72 42352.25
5 25.76
26.81 44116.93
Solar murni
1 26.65
27.75 46493.5
40294.32 35526.84
2 27.75
28.61 35866.42
3 28.68
29.70 42951.14
4 25.71
26.57 35866.42
5 26.95
27.91 40294.37
Pandapotan Maruli Tua Hutapea : Uji Eksperimental Performansi Motor Diesel Berbahan Bakar Campuran Solar Dengan Zat Aditif 1,2,4-trimethylbenzene, 2010.
Perbandingan nilai kalor atas HHV masing-masing dapat dilihat pada gambar di bawah.
Nilai kalor vs Bahan bakar
40297,3 42043,82
43058,5 42529,1
35526,84 37758,63
38288,03 37758,63
34000 36000
38000 40000
42000 44000
HHV L
HV k
j k
g
HHV solar HHV C1:40
HHV C2:40 HHV C3:40
LHV solar LHV C1:40
LHV C2:40 LHV C3:40
Gambar 4.1 Grafik HHVLHV vs jenis bahan bakar
Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa harga HHV dan LHV campuran zat aditif dengan solar lebih tinggi dari solar, hal ini diakibatkan adanya
peningkatan nilai cetane dalam bahan bakar campuran zat aditif dengan solar.
4.2 Pengujian Performansi Motor Diesel
