BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Persiapan alat dilakukan di laboratorium Proses Produksi Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara selama kurang lebih 1 bulan. Persiapan
bahan biogas dilakukan selama kurun waktu penelitian ini berlangsung yaitu kurang 5 bulan. Pengujian dilakukan di bengkel konstruksi Sari Binangun Padang
Bulan dan kebun percobaan Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS Medan selama lebih kurang 4 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
Universitas Sumatera Utara
Bore x Stroke : 75x80 mm
Max output : 4,86 Kw
Rated output : 4.41Kw
Rated speed : 2600 rpm
Berat mesin : 60 Kg
Torsi mesin : 18 Nm 2600 rpm
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
Universitas Sumatera Utara
Max. Power kVA : 3
Power Factor cos π : 1
3.
Engine Smoke Meter
dan
Gas Analyzer
yang disambungkan ke star gas analyzer untuk mngetahui emisi gas buang
Gambar 3.3
Engine Smoke Meter
dan
Gas Analyzer
Spesifikasi
engine smoke meter
Opacity
Model : HD-410
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 : 0,00-9,999 HC
: 0-9999 ppm
Universitas Sumatera Utara
Operation Temperature : 0-40
C Power
: 220 V Serial No
: 2GC0101
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.
Tachometer
Universitas Sumatera Utara
Untuk mengetahui besar putaran poros mesin per menit. Ujung alat ini akan ikut berputar ketika dilekatkan ke benda yang berputar. Alat ini dapat mengukur
putaran rata-rata dan juga putaran tertinggi yang ada pada poros.
Gambar 3.5
Tachometer
Spesifikasi: Display Counts : 99.999 counts LCD
Range rpm : 5 to 99.999 Ftmin : 0.2 to 6560
Mmin : 0.05 to 1999.9 Basic Accuracy : ±0.05 ±1d
Max RPM Resolution rpm : 0.1
5.
Beaker glass
digunakan untuk menentukan jumlah bahan bakar yang akan dipakai.
6. 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.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 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.
7. 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.
Universitas Sumatera Utara
8. Tabung Penyimpanan Biogas
Tabung penyimpanan Biogas digunakan untuk menyimpan Biogas sebelum Biogas digunakan untuk pembakaran.
Gambar 3.7 Tabung Penyimpanan Bahan Biogas
9. Regulator Gas
Regulator digunakan untuk mengatur volume biogas yang keluar dari tabung biogas.
Gambar 3.8 Regulator Gas
10. Flowmeter gas
Flowmeter gas digunakan untuk mengukur laju aliran biogas yang masuk ke intake manifold. Flowmeter gas biasanya satu bagian dengan regulator gas.
Tekanan kerja flow meter yang digunakan 1,5 Bar.
Gambar 3. 9 Flowmeter gas
Universitas Sumatera Utara
11. 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 3.10
Stop watch
12. 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 3.11 Manometer
Universitas Sumatera Utara
13. 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 3.12 Selang SMC tekanan tinggi
14. Rangkain lampu
Rangkaian lampu berfungsi sebagai beban generator, untuk mengetahui daya keluaran dari mesin dengan pembebanan 40 dan 80 dari daya maksimum
generator
Gambar 3.13 Rangkaian lampu
Universitas Sumatera Utara
15. Alat-alat Perbengkelan
Alat-alat perbengkelan digunakan dalam proses perakitan mesin dan spare partnya. Alat-alat perbengkelan yang digunakan adlah gerinda, 1 set kunci, bor
dan mesin las.
Gambar 3.14 Alat-alat perbengkelan
16. V- Belt dan Pulley
V-belt dan pulley digunakan untuk meneruskan putaran dari mesin ke generator. Perbandingan pulley yang digunakan yaitu 1: 1.
Gambar 3.15
V-Belt and Pulley
Universitas Sumatera Utara
17. Panel Litrsik
Panel listrik digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan dan arus yang keluar dari generator untuk diteruskan kepembebanan.
Gambar 3.16 Panel Listrik 18.
Kompresor Berguna untuk menaikkan dan mengumpulkan biogas yang berasal dari
reaktor kedalam tabung penyimpanan biogas.
Gambar 3.17 Kompresor
Universitas Sumatera Utara
19. Solenoid Valve
Digunakan untuk memutus supply bahan bakar solar maupun biogas secara otomatis seketika mesin dimatikan.
Gambar 3.18
Solenoid Valve
3.2.2 Bahan
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar solar dan biogas. Biogas yang digunakan merupakan hasil purifikasi dengan kandungan
methana 70.
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.
Universitas Sumatera Utara
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.
Brake mean effective preasure bmep 7.
Emisi gas buang Adapun prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu :
1. Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar
2. Pengujian mesin menggunakan
dual fuel
yaitu solar dan gas.
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 Y tube dan selenoid untuk aliran masuk biogas. Dan
pemasangan instalasi ke tabung biogas dengan selang bertekanan serta pemasangan regulator dan flowmeter biogas.
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.
Universitas Sumatera Utara
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Diesel dan Mesin
Kategori