Laporan Lab. Motor Bakar

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

MOTOR BAKAR

OLEH :

NAMA : JAMAL DARWIS STAMBUK : 032 290 049

LABORATORIUM PENGUJIAN MESIN - MESIN

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA

MAKASSAR

(2)

(3)

a Jumlah siklus

A Luas penampang orifice m2

AFR Perbandingan udara bahan bakar kgu/kgbb

Cd Koefisien dicharge

Fc Pemakaian bahan bakar kg/jam

G Percepatan grafitasi m/s2

ho Tinggi cairan manometer mh2o

L Panjang lengan m

M n Massa Putaran Kg Rpm maktual Laju aliran udara aktual kg/jam

mideal Laju aliran udara teoritis kg/jam

Ne Daya poros efektif watt

Ƞth Efisiensi thermal %

Ƞvol Efisiensi volumetrik %

Pe Tekanan efektif ratarata kPa

Qa Kapasitas udara aktual m3/jam

Ra Konstanta gas ideal kj/kg.K

SFCE Pemakaian bahan bakar spsifik efektif kg/kW.jam

T Torsi motor Nm

t Waktu pemakaian bahan bakar s

Tu Temperatur udara masuk K

Tu Temperatur Udara ruang K

Vbb Volume bahan bakar m3

Vl Volume langkah torak m3

z Jumlah selinder

ρ Massa jenis udara kg/m3

ρ Massa jenis bahan bakar kg/m3

(4)

P E R C O B A A N

M

O

(5)

O

R

D I E S E L

TABEL DATA PENGAMATAN

Pengujian Motor Diesel : Beban Konstan

Temperatur Udara : 27 o_C

Tekanan Udara : 740 mmHg

No Volume (cc)

Putaran

(rpm) Waktu(s) ∆h Orifice(mmFm) Temp.Udara

Masuk (o_C)

Beban (Kg)

1 1700 83 20

2 1800 80 22 0,5

3 1900 75 23

4 2000 71 25

1 1700 78 21

₅

1800 75 23

₂₇

0,7

(6)

4 2000 68 27

1 1700 73 23

2 1800 68 25 1

3 1900 64 27

4 2000 58 29

Makassar, Februari 2015 Asisten,

( Arjal Tando, ST )

TABEL DATA PENGAMATAN

Pengujian Motor Diesel : Putaran Konstan Temperatur Udara : 27 o_C

Tekanan Udara : 740 mmHg

No Volume (cc)

Putaran

(rpm) Waktu(s) ∆h Orifice(mmFm) Temp.Udara

Masuk (o_C)

Beban (Kg)

1 76,8 19 0,4

2 1800 75,6 21 0,5

3 75 22 0,6

4 72 23 0,7

1 63 27 0,4

₅

2000 60 28

₂₇

0,5

(7)

4 55 31 0,7

1 58 29 0,4

2 2200 54 31 0,5

3 52 32 0,6

4 49 34 0,7

Makassar, Februari 2015 Asisten,

( Arjal Tando, ST )

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

( MOTOR DIESEL )

A. DATA PENGAMATAN

1. Putaran mesin (n) = 1700 rpm 2. Jumlah selinder (z) = 1 buah 3. Jumlah siklus (a) = 2 4. Perbandingan kompresi (rv) = 12:1 5. Daya maksimum (P) = 4,2 Ps 6. Putaran maksimum (nmax) = 3600 rpm

7. Panjang lengan beban (L) = 0,245 m

8. Volume langkah (Vl) = 1,54 x 104_m3

9. Diameter orifice (do) = 0,01 m 10. Waktu pemakaian bahan bakar (t) = 83 s

11. Temperature udara (T) = 27 o_{C = 300,15 k}

12. Volume bahan bakar (Vbb) = 5 cc = 0,000005 m3

(8)

14. Nilai kalor bahan bakar solar (LHV) = 39000 kj/kg.k 15. Tekanan udara ruang (pa) = 740 mmHg

= 98658,55 Pa

B. PEMBAHASAN

I. Perhitungan

1. Daya Poros Efektif (Ne)

Ne = T . ω

T = m . g . L

T = Torsi motor (Nm) m = Massa (kg)

g = Percepatan gravitasi (9,81 m/ss₎

L = Panjang lengan (m) T = 0,5 x 9,81 x 0,245

= 1,202 ……….…….. (Nm) = Kecepatan sudut (rad/s)

= 2 . . n 60

(9)

= 2 x 3,14 x 1700 60

= 177,933 ………..……….... (rad/s) Ne = 1,202 x 177,933

1000

= 0,214 ……….….. (kw)

2. Tekanan Efektif Ratarata (Pe) Pe = 60 . Ne

Vl.z.n.a

Vl = Volume langkah torak (m3₎

Z = Jumlah selinder (z=1) n = Putaran mesin (rpm)

a = Jumlah siklus/putaran (a=2) Pe = 60 x 0,214

0,000154 x 1 x 1700 x 2 = 12,84

0,5236

= 24,503 …….………....……. (kPa)

3. Pemakaian Bahan Bakar (FC)

FC = 3600. bb.Vbbρ

bb = Massa jenis bahan bakar (kg/m

ρ 3₎

(10)

t = Waktu pemakaian bahan bakar (s) FC = 3600 x 820 x 0,000005

83 = 14,76

= 0.1778 ………...…… (kg/jam)

4. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik Efektif SFCE = FC

= 0,178 0,214

= 0,832 ……….. (kg/kw.jam)

5. Laju Aliran Udara Aktual (ma)

ma = 3600.ρa.Qa

a = Massa jenis udara (kg/m

ρ 3₎

Qa = Kapasitas udara actual (m3_/jam)

ρa = Pa

Ra . Ta

Pa = Tekanan udara ruang (Pa) Ra = Kostanta gas ideal (kj/kg.k) Ta = Temperatur udara masuk (K) = 98656,8

(11)

= 1,145 ……….. (kg/m3₎

Qa = /4 . (D o)2 . Cd .

√

2. g . ρoil. ho . Ra. Ta

Pa Do = 10 mm = 0.010 m Cd = 0,61

g = 9,81 m/s2

oil = 1100 kg/m3

ho = 20₁₀₀₀.0,5=0.01m H2O

= 3,14/4 x (0,01)2 _x 0,61 x

√

2x9,81x1100x0,01x287x300,15 98658,55

= 0,000047885 x

√

18591393

98658,55

= 0,000047885 x 13,72741

= 0,00066 ………...………. (m3_/s)

ma = 3600 x 1,145 x 0,00066

= 2.71 ………....………… (kg/jam)

6. Laju Aliran Udara Teoritis (mat)

Mat = ρa.VL.n

(12)

a = Massa jenis udara (kg/m

ρ 3₎

n = Putaran mesin (rpm) = 1,145 x 0,000154 x 1700

= 0.1499 ………..………… (kg/jam)

7. Perbandingan Udara Bahan Bakar (AFR)

AFR = ma actual

= 2,71 0,1778

= 15,24 ……….………… (kg udara/kgbb)

8. Efesiensi Volumetrik (ηV)

ηvol = maktual x 100%

mideal

= 2,71 x 100%

0,15

= 18,08 ………..………. (%)

9. Efisiensi Thermal (ηth)

ηth = 3600 . Ne x 100%

FC . LHV

LHV = Nilai kalor bahan bakar (39000 kj/kg.k) = 3600 x 0,214 x 100%

(13)

0,1778 x 39000

= 11,1 ……….. (%)

II. Pembahasan Grafik Motor Diesel II.1. Beban Konstan

1. Grafik antara putaran (n) dengan daya poros efektif (Ne)

Object 11

(14)

Antara Putaran (n) dengan Daya Poros Efektif (Ne)

Gambar di atas memperlihatkan daya poros efektif meningkat seiring bertambahnya putaran. Hal ini disebabkan oleh beban yang diberikan tidak berubah sedangkan putaran poros semakin meningkat sehingga daya gesek pada poros semakin kecil yang mengakibatkan Daya poros efektif semakin meningkat.

Dengan beban 0.5 kg pada penambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm. Daya poros efektif yang dihasilkan dari 0.2138 KW sampai 0.2515 KW. Sedangkan pada pembebanan 0.7 pada pertambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, daya poros efektif yang dihasilkan dari 0.2993 KW sampai 0.3521 KW. Pada pembebanan 1 pada penambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm daya poros efektif yang dihasilkan dari 0.4276 KW sampai 0.5031 KW.

Dari ketiga pembebanan yang diberikan pada mesin, daya poros efektif yang dihasilkan terbesar terdapat pada pembebanan 1 kg.

(15)

2. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC)

Object 13

Gambar 4.2. Grafik Hubungan

Antara Putaran (n) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC) Gambar 4.2. memperlihatkan pemakaian bahan bakar meningkat seiring bertambahnya beban. Hal ini disebabkan oleh volume bahab bakar yang diperlukan oleh mesin untuk menjaga agar putaran mesin tetap konstan semakin bertambah seiring bertambahnya beban.

Dengan beban 0.5 pada putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, pemakaian bahan bakar yang dihasilkan dari 0.1778 Kg/jam sampai 0.2079 Kg/jam. Sedangkan pada pembebanan 0.7 pada pertambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, pemakaian bahan bakar yang

(16)

dihasilkan dari 0.1892 kg/jam sampai 0.2171 kg/jam dan pada pembebanan 01 Kg dengan penambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, pemakaian bahan bakar yang dihasilkan dari 0.2022 kg/jam sampai 0.2545 kg/jam.

Dari ketiga pembebanan yang diberikan pada mesin, pemakaian bahan bakar terbesar terjadi pada pembebanan 1 kg.

3. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

(17)

Object 15

Gambar 4.3. Grafik Hubungan

Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

Gambar 4.3. memperlihatkan efisiensi volumetric semakin menurun seiring bertambahnya putaran. Ini menunjukkan bahwa efisiensi volumetric berbanding terbalik terhadap putaran dimana semakin tinggi putaran maka efisiensi volumetric semakin berkurang.

Dengan beban 0.5 pada putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, efesiensi volumetric yang dihasilkan dari 18,08% sampai 17,18%. Sedangkan pada pembebanan 0.7 pada pertambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, efesiensi volumetric yang dihasilkan dari 18,52% sampai 17,85%. dan pada pembebanan 01 Kg dengan penambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, efesiensi volumetric yang dihasilkan dari 19,39% sampai 18,5%.

Dari ketiga pembebanan yang diberikan pada mesin, efesiensi volumetric terkecil terjadi pada pembebanan 0,5

(18)

kg yaitu 17,18 %. Sedangkan efesiensi volumetric terbesar terjadi pada pembebanan 1 kg yaitu 19,39 %

4. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

Object 17

Gambar 4.4. Grafik Hubungan

Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

Gambar 4.4 memperlihatkan efisiensi thermal yang terjadi adalah pasang surut (pada beban 0,5 kg dan 0,7 kg)

(19)

seiring bertambahnya putaran. Sedangkan pada beban 1 kg, efesiensi thermal yang terjadi adalah menurun.

Pada pembebanan 0.5 kg dengan pertambahan putaran dari 1700 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi thermal yang dihasilkan dari 11,1% sampai 11,17%. sedangkan pada pembebanan 0.7 kg dengan pertambahan putaran dari 1700 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi thermal yang dihasilkan dari 14,6% sampai 14,98%. dan pada pembebanan 1 kg dengan pertambahan putaran 1700 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi thermal yang dihasilkan adalah 19,52% sampai 18,25%.

Dari ketiga pembebanan yang diberikan pada mesin, efesiensi thermal terkecil terjadi pada pembebanan 0,5 kg yaitu 11,10% pada putaran 1700 rpm. Sedangkan efesiensi thermal terbesar terjadi pada pembebanan 1 kg yaitu 19,52% pada putaran 1700 rpm.

(20)

II.2. Putaran Konstan

1. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Daya Poros Efektif (Ne)

Object 20

Gambar 4.5. Grafik Hubungan

Antara Beban (Kg) dengan Daya Poros Efektif (Ne)

Gambar 4.5. memperlihatkan daya poros efektif semakin meningkat seiring bertambahnya beban. Hal ini disebabkan oleh daya gesek terhadap putaran poros yang semakin meningkat sehingga kerja mesin semakin bertambah untuk mempertahankan putaran mesin tetap konstan.

Pada putaran 1800 rpm diberikan pembebanan 0.4 kg sampai 0.7 kg, menghasilkan Daya poros efektif sebesar 0.181 KW sampai 0.317 KW. Sedangkan pada putaran

(21)

2000 rpm pada pertambahan beban 0.4 kg sampai 0.7 kg, daya poros efektif yang dihasilkan sebesar 0.201 KW sampai 0.352 KW, dan putaran 2200 rpm, pada penambahan beban 0.4 kg sampai 0.7 kg, daya poros efektif yang dihasilkan sebesar 0.221 KW sampai 0.387 KW.

Dari ketiga putaran mesin yang diberikan beban, daya poros efektif tertinggi terdapat pada putaran 2200 rpm.

(22)

2. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC)

Object 23

Gambar 4.6. Grafik Hubungan

Antara Beban (Kg) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC) Gambar 4.6. memperlihatkan pemakaian bahan bakar meningkat seiring bertambahnya beban. Seiring betambahnya beban maka daya poros akan semakin meningkat maka kinerja mesin akan semakin besar. Untuk mendapatkan kinerja mesin yang besar dibutuhkan pemakaian bahan bakar yang semakin besar pula pada putaran yang semakin besar.

Pada putaran 1800 rpm, diberikan pembebanan 0.4 kg sampai 0.7 kg, membuthkan pemakaian bahan bakar sebesar 0.192 Kg/jam sampai 0.205 Kg/jam. Sedangkan pada putaran 2000 rpm, dengan pembebanan 0.4 kg

(23)

sampai 0.7 kg, membutuhkan pemakaian bahan bakar sebesar 0,234 kg/jam sampai 0.268 kg/jam. dan pada putaran 2200 rpm dengan penambahan beban 0.4 kg sampai 0.7 kg, membutuhkan pemakaian bahan bakar sebesar 0.254 kg/jam sampai 0.301 kg/jam.

Dari ketiga putaran mesin yang diberikan beban, kebutuhan pemakaian bahan bakar tertinggi terjadi pada putaran 2200 rpm.

3. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

(24)

Object 25

Gambar 4.7. Grafik Hubungan

Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

Dari gambar 4.7. memperlihatkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada mesin maka efesiensi volumetric yang dihasilkan akan semakin meningkat. Hal ini disebabkan kapasitas udara yang dibutuhkan di dalam ruang bakar semakin meningkat sehingga laju aliran udara actual akan meningkat dengan laju aliran udara teoritis tetap konstan.

Diman pada putaran 1800 rpm dengan pembebanan 0.4 kg sampai 0.7 kg, menghasilkan efisiensi volumetrik sebesar 16,64% sampai 18,31%. Sedangkan pada putaran 2000 rpm dengan pembebanan 0.4 kg sampai 0.7 kg, menghasilkan efisiensi volumetriksebesar 17,85% sampai

(25)

19,13%. Sedangkan Pada putaran 2200 rpm dengan pembebanan 0.4 kg sampai 0.7 kg menghasilkan efisiensi volumetric sebesar 16,82% sampai 18,21%.

Dari ketiga putaran mesin yang diberikan beban yang sama, efesiensi volumetric terbesar terdapat pada putaran 1800 rpm.

4. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

(26)

Object 27

Gambar 4.8. Grafik Hubungan

Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

Dari gambar 4.8. memperlihatkan efisiensi thermal yang semakin meningkat seiring bertambahnya beban. Hal ini disebabkan pemakaian bahan bakar yang semakin besar yang masuk ke dalam ruang bakar sehingga energy thermal semakin besar. Energy thermal inilah yang dikonversikan menjadi energy mekanik melalui poros mesin.

Putaran 1800 rpm pada penambahan beban 0.4 kg sampai 0.7 kg. efisiensi thermal yang dihasilkan dari 8,699% sampai 14.27%. Sedangkan pada putaran 2000 rpm pada pertambahan beban 0.4 kg sampai 0.7 kg, efisiensi thermal yang dihasilkan dari 7,929 % sampai 12.11% dan pada putaran 2200 rpm pada penambahan

(27)

beban 0.4 kg sampai 0.7 kg efisiensi thermal yang dihasilkan dari 8,03 % sampai 11.87 %.

Dari ketiga putaran mesin yang diberikan beban, efesiensi thermal terbesar terjadi pada putaran 2200 rpm.

C. KESIMPULAN

- Beban konstan

(28)

mengalami penurunan. Sedangkan pada efesiensi thermal yang terjadi justru naik turun. Dengan pembebanan yang tetap (0,5 kg) Menghasilkan daya poros efektif (0.2138 kw sampai 0.2515 kw), pemakaian bahan bakar (0.1778 kg/jam – 0.2079 kg/jam). Sedangkan efisiensi volumetric (18.08 % – 17,18 %). dan efisiensi thermal (11,10 %, 11,33 %, 11,21 %, 11,17 %).

- Putaran konstan

Setelah melakukan praktikum dan pengolahan data hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa, semakin besar beban yang diberikan pada poros maka daya efektif yang dihasilkan akan semakin meningkat. Begitu juga dengan pemakaian bahan bakar yang dibutuhkan pada mesin akan meningkat. Pada efesiensi volumetric juga mengalami peningkatan. Pada efesiensi thermal yang terjadi juga peningkatan. Pada putaran konstan (1800 rpm) dengan pembebanan 0,4 kg sampai 0,7 kg menghasilkan daya poros efektif (0.181 kw – 0.317 kw), pemakaian bahan bakar (0.192 kg/jam – 0.205 kg/jam) dan efisiensi thermal (8,699 % – 14,27 %) semakin meningkat. Sedangkan efisiensi volumetric (16,64 % 18,31 %).

D. SARAN

- Alat untuk mengukur delta H diperkecil skalanya agar saat pengambilan data angka yang dihasilkan lebih akurat.

(29)

- Untuk asisten dalam pengambilan data saat mengukur putaran mesin agar lebih tepat dan akurat karena terkadang dalam pembacaan skala pada alat ukur putaran tidak sesuai dengan data yang telah ditetapkan.

E. AYAT YANG BERHUBUNGAN

يتتلل ررانلل ااوققتل فر ااولقعر تر نلرور ااولقعر تر لل نإتفر

ٱ

فف

فف فم

ن

_{ر يرتفتك}

رك لت دلعتأق رراجرحت ور س

فل فت

_ةةة

فلٱ

_ق

_{انلل اهردقوققور}

ٱ

٢٤

Maka jika kamu tidak dapat membuat (Nya) – dan pasti kamu tidak akan dapat membuat (Nya), peliharalah dirimu dari neraka yang bahan bakarnya manusia dan batu yang disediakan bagi orangorang kafir (QS. AlBaqarah ; 24)

(30)

M

O

T

O

R

B E N S I N

TABEL DATA PENGAMATAN

Pengujian Motor Bensin : Putaran Konstan

Temperatur Udara : 27 o_C

Tekanan Udara : 740 mmHg

Volume Bahan Bakar : 4 cc

N Putara

(31)

No n (rpm) (N.m) pemakaian BB (s) cairan manometer (mmHg) Buang (Exhaust) (Kg)

1 71 34 360 0,5

2 67 34,2 360 1

3 1600 63 34,4 375 1,5

4 60 34,5 400 2

5 58 34,6 410 2,5

6 61 34,9 525 0,5

7 57 35,1 540 1

8 2000 54 35,3 540 1,5

9 51 35,5 550 2

10 48 35,7 560 2,5

Makassar, Februari 2015 Asisten,

( Sumartono, ST )

TABEL DATA PENGAMATAN

Pengujian Motor Bensin : Beban Konstan

Temperatur Udara : 27 o_C

Tekanan Udara : 740 mmHg

Volume Bahan Bakar : 4 cc

(32)

No (rpm) (N.m) Pemakaian BB

(s)

Cairan Manometer

(mmFm)

Gas Buang

(Exhaust) (Kg)

1 1200 90 20 360

2 1400 85 22 430

3 1600 81 23 500 0,5

4 1800 78 25 540

5 2000 75 21 590

6 1200 80 23 425

7 1400 77 25 420

8 1600 73 27 490 2,5

9 1800 69 23 560

10 2000 65 25 625

Makassar, Februari 2015 Asisten,

( Sumartono, ST )

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

( MOTOR BENSIN )

A. DATA PENGAMATAN

(33)

17. Jumlah selinder (z) = 1 buah 18. Jumlah siklus (a) = 2 19. Perbandingan kompresi (rv) = 10:1 20. Daya maksimum (P) = 5,0 HP 21. Putaran maksimum (nmax) = 3750 rpm

22. Diameter selinder (ds) = 0,07099 m 23. Langkah torak (L) = 0,04923 m 24. Panjang lengan (L) = 0,245 m 25. Volume langkah (Vl) = 1,94 x 104_m3

26. Diameter orifice (do) = 0,012 m 27. Waktu pemakaian bahan bakar (t) = 71 s

28. Temperature udara (T) = 27 o_{C = 300,15 k}

29. Volume bahan bakar (Vbb) = 4 cc = 0,000004 m3

30. Massa jenis bahan bakar ( bb) = 780 kg/mρ 3

31. Nilai kalor bahan bakar solar (LHV) = 41000 kj/kg.k 32. Tekanan udara ruang (pa) = 740 mmHg

= 98658,55 Pa

B. PEMBAHASAN

I. Perhitungan

1. Daya Efektif (Ne)

Ne = T . ώ

T = m . g . L

T = Torsi motor (Nm) m = Massa (kg)

g = Percepatan gravitasi (9,81 m/s2₎

L = Panjang lengan (m) T = 0,5 x 9,81 x 0,245

= 1,201725 ………... (Nm) = Kecepatan sudut (rad/s)

(34)

= 2 . . n

= 2 x 3,14 x 1600 60

= 167,4667 ……….. (rad/s) Ne = T . ώ

= 1,201725 x 167,4667

= 40,4387 ……….……….. (w) = 40,4387

1000

= 0,2012489 ……….……….. (kw)

2. Tekanan Udara Yang Masuk Selinder (Pa)

Pa = ρa . R . Ta

Pa = tekanan udara = 98658,55 Pa

Ra = Konstanta gas ideal = 0,287 kJ/ kg K Ta = Temperatur udara = 27 o_{C = 300,15 K}

a = Massa jenis udara (kg/m

ρ 3₎

Maka, a = ρ 98658,55

0.287.300,15

= 1145,287 1000

= 1,14586 ……….. kg/m3

(35)

FC = 3600 . bb . Vbbρ

bb = Massa jenis bahan bakar (kg/m

ρ 3₎

Vbb = Volume bahan bakar (m3₎

t = Waktu pemakaian bahan bakar (s) FC = 3600 x 760 x 0,000004 71 = 0,15414 ……….. (Kg/Jam) 4. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (SFC) SFC = F C Ne = 0,15414 0,2012489 = 0,76592 ……….……… (kg/kw.jam)

5. Debit Aliran Udara (Qa)

Q=π

4 (do)

2_cd

√

2.g.ρ_oli.ho.R_a.T_a Pa

do = 12 mm = 0.012 m cd = 0,65

g = 9,81 m/s2

oil= 1100 kg/m3

Ra = 287

Ta = 27 o_{C = 300,15 k}

ho = 34₁₀₀₀.0,5=0.017m H2O

Qa = 3.14

4 x(0.012)

x0.65x

√

2x9.81x1100x0.017x287x300,15

(36)

= 0,000073476x

√

3160536819

98658,55

= 0,000073476 x 178,983527

= 0,00131 ………...……….…….. (m3_/s)

6. Laju Aliran Massa Udara Aktual (ma aktual)

ma actual = a . Qa . 3600ρ

a = Massa jenis udara (kg/m

ρ 3₎

Qa = Debit aliran udara (m3_/s)

= 1,14586 x 0.00131 x 3600

= 5,42491 ……….. (kg/jam)

7. Laju Aliran Massa Udara Teoritis (ma ideal)

ma ideal = (n/2) . 60 . a . Vρ L

VL = Volume langkah torak

= 1,94 x 104 _{ 0,000194 m}3

ma ideal = (1600/2) x 60 x 1,14586 x 0,000194

= 10,6702 ………..…………. (kg/jam)

8. Perbandingan Udara dan Bahan Bakar (AFR)

AFR = maactual

FC = 5,42491 0,15414

(37)

= 35,1945 ……….……… (Kg udara/Kg bb)

9. Persentase Kerugian Panas Yang Dikandung Gas Buang (%QLosses)

Q_losses=Cv .( ´maaktual+FC).(Tg−Ta)

FC . LHV x100

Q_losses=Cv .

(

ma´ _aktual+FC

)

.(Tg−Ta)

Tg = Temperatur gas buang = 360 K Ta = Temperatur udara masuk = 300, K Cv = Panas jenis gas = 1 kg/kJ.K

LHV = Nilai kalor bahan bakar = 41000 kj/kg.k Sehingga = 1 . (5,42591 + 0,15414 ) . (360300) 0,1541 . 41000

= 334,743 6319,781

= 0,05297 . 100

= 5,29676 ………..………. (%)

10. Efesiensi Volumetrik (ην)

ηVol = maktual x 100%

mideal

= 5,424 x 100% 10,67

= 50,84 ………. (%)

11. Efesiensi Thermal (ηth)

ηth = 3600 . Ne . 100%

FC . LHV

(38)

0,15414 x 41000

= 11,464 ………..……… (%)

II. Pembahasan Grafik II.1. Beban Konstan

1. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Daya Poros Efektif (Ne)

(39)

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0.5 kg 2.5 kg Putaran (rpm) N e ( k w ) Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Daya Poros Efektif (Ne)

Gambar 4.1 memperlihatkan daya poros efektif meningkat seiring bertambahnya putaran. Pada pembebanan 0,5 kg dengan pertambahan putaran mulai dari 1200 rpm sampai dengan 2000 rpm, daya poros efektif yang dihasilkan adalah 0,1509 KW sampai dengan 0,2515 KW. Sedangkan pada pembebanan 2,5 kg dengan pertambahan putaran 1200 rpm sampai dengan 2000 rpm, Daya poros efektif yang dihasilkan adalah 0,7546 kw sampai dengan 1,2578 kw.

Hal ini disebabkan oleh beban yang diberikan tidak berubah sedangkan putaran poros semakin meningkat sehingga gaya gesek pada poros semakin kecil yang

(40)

menghasilkan Daya poros efektif semakin meningkat seiring meningkatnya putaran mesin.

Secara matematis, Daya poros efektif dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

Ne = T . w ………. (Kw) Dimana ;

T = Torsi motor …. (Nm)

w = Kecepatan sudut …. (rad/s)

2. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC)

(41)

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.5 kg 2.5 kg Putaran (rpm) F C ( k g /j a m ) Gambar 4.2. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC) Gambar 4.2 memperlihatkan pemakaian bahan bakar meningkat seiring bertambahnya putaran. Pada pembebanan 0,5 kg dengan pertambahan putaran dari 1200 rpm sampai 2000 rpm, pemakain bahan bakar yang dihasilkan adalah 0,1216 Kg/jam sampai 0,1459 Kg/jam. Sedangkan pada pembebanan 2,5 kg, pemakaian bahan bakar mulai dari 0,1368 Kg/jam sampai 0,1683 Kg/jam.

Hal ini disebabkan semakin tinggi putaran yang diberikan maka semakin besar pula pembukaan thortle, maka bahan bakar yang masuk akan semakin besar.

Secara matematis, pemakaian bahan bakar dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

FC = 3600 . bb . Vbbρ

(42)

Dimana ;

bb = massa jenis bahan bakar

Vbb = volume bahan bakar

T = waktu pemakaian bahan bakar

3. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

(43)

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 0.5 kg 2.5 Putaran (rpm) v (% ) η Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara

Putaran (n) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

Gambar 4.3 memperlihatkan efisiensi volumetric semakin menurun ketika putaran ditambahkan. Pada pembebanan 0,5 kg dengan pertambahan putaran dari 1200 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi volumetric yang dihasilkan adalah 67,9877% sampai 41,2669%. Sedangkan pada pembebanan 2,5 kg dengan pertambahan putaran dari 1200 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi volumterik yang dihasilkan adalah 68.8764 % sampai 41,6776 %.

Hal ini disebabkan oleh debit aliran udara yang masuk dalam ruang bakar lebih besar sedangkan mideal kecil dan putaran mesin semakin tinggi.

Secara matematis, efesiensi volemtric dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

ηvol = ma actual . 100%

(44)

4. Grafik Hubungan Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

(45)

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0.5 10.5 20.5 30.5 40.5 50.5 60.5 70.5 0.5 kg 2.5 kg Putaran (%) th (% ) η Gambar 4.4. Grafik Hubungan

Antara Putaran (n) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

Gambar 4.4 memperlihatkan efisiensi thermal meningkat seiring bertambahnya putaran. Pada pembebanan 0,5 kg dengan pertambahan putaran dari 1200 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi thermal yang dihasilkan dari 10,8988% sampai 15,1372%. Sedangkan pada pembebanan 2,5 kg dengan pertambahan putaran dari 1200 rpm sampai 2000 rpm, efisiensi thermal yang dihasilkan dari 48,4392 % sampai 65,5948 %.

Efesiensi thermal semakin besar diakibatkan kinerja mesin yang semakin besar pula sehingga pemakaian bahan bakar juga semakin meningkat yang masuk kedalam ruang bakar sehingga energy thermal semakin meningkat yang dikonversikan menjadi energy mekanik melalui poros.

(46)

Secara matematis, efesiensi thermal dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

ηth = 3600 . Ne . 100%

FC . LHV Dimana ;

Ne = Daya poros efektif

FC = Pemakaian bahan bakar

LHV= Nilai kalor bahan bakar (39000 kj/kg.k)

II.2. Putaran Konstan

1. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Daya Poros Efektif (Ne)

(47)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1600 rpm 2000 rpm Beban (kg) N e ( k w ) Gambar 4.5. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Daya Poros Efektif (Ne) Pada gambar 4.5 di atas memperlihatkan daya poros efektif meningkat seiring bertambahnya beban. Hal ini disebabkan oleh daya gesek terhadap putaran poros yang semakin meningkat sehingga kerja mesin semakin bertambah untuk mempertahankan putaran tetap konstan. Putaran 1600 rpm pada penambahan beban 0.5 kg sampai 2.5 kg, daya poros efektif yang dihasilkan sebesar 0.2012 KW sampai 0.8049 KW. Sedangkan pada putaran 2000 rpm dengan penambahan yang sama menghasilkan daya poros efektif sebesar 0.2515 KW sampai 1,2578 KW.

(48)

Secara matematis, Daya poros efektif dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

Ne = T . w ………. (Kw) Dimana ;

T = Torsi motor …. (Nm) w = Kecepatan sudut …. (rad/s)

2. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC)

(49)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 1600 rpm 2000 rpm Beban (kg) F C ( k g /j a m ) Gambar 4.6. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Pemakaian Bahan Bakar (FC) Gambar 4.6 memperlihatkan pemakaian bahan bakar meningkat seiring bertambahnya beban. Pada putaran 1600 rpm pada penambahan beban 0.5 kg sampai 2.5 kg, pemakaian bahan bakar yang dihasilkan mulai dari 0.1541 Kg/Jam sampai dengan 0.18869 Kg/Jam. Sedangkan pada putaran 2000 rpm pada pertambahan beban 0.5 kg sampai 2.5 kg, pemakaian bahan bakar mulai dari 0.1794 Kg/Jam sampai 0.228 kg/Jam.

Hal ini disebabkan semakin tinggi putaran yang diberikan maka semakin besar pula pembukaan thortle, maka bahan bakar yang masuk akan semakin besar.

Secara matematis, pemakaian bahan bakar dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

FC = 3600 . bb . Vbbρ

(50)

Dimana ;

bb = massa jenis bahan bakar

Vbb = volume bahan bakar

T = waktu pemakaian bahan bakar

3. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

(51)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 1600 rpm 2000 rpm Beban (kg) v (% ) η Gambar 4.7. Grafik Hubungan

Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

Gambar 4.7 memperlihatkan efisiensi volumetrik meningkat seiring bertambahnya beban. Dimana Pada putaran 1600 rpm pada penambahan beban 0.5 kg sampai 2.5 kg efisiensi volumetric yang dihasilkan adalah 50.8414 % sampai dengan 51,2753. sedangkan pada putaran 2000 rpm pada pertambahan beban 0.5 kg sampai 2.5 kg menghasilkan efisiensi volumetric sebesar 41,1977 % sampai 41,6672 %.

Hal ini disebabkan oleh peningkatan putaran mesin pada poros sehingga kerja pada mesin semakin bertambah untuk mempertahankan agar beban tetap konstan. Akibatnya aliran udara actual dan laju aliran massa

(52)

teoritis yang masuk ke dalam selinder semakin banyak sehingga efesiensi volumetric yang dihasilkan semakin meningkat.

Secara matematis, efesiensi volemtric dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

ηvol = ma actual . 100%

ma ideal

4. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Thermal ( th)η

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0

10 20 30 40 50 60

1600 rpm 2000 rpm

Beban (kg)

)

Gambar 4.8. Grafik Hubungan

(53)

Gambar 4.8 memperlihatkan efisiensi thermal yang semakin meningkat seiring bertambahnya beban. Dimana Pada putaran 1600 rpm pada penambahan beban 0.5 kg sampai 2.5 kg, efisiensi thermal yang dihasilkan mulai dari 11,4639 % sampai 46,8246 %. Sedangkan pada putaran 2000 rpm, efisiensi thermal yang dihasilkan mulai dari 12,3116 % sampai 48,4392 %.

Hal ini disebabkan oleh meningkatnya daya poros efektif sehingga dibutuhkan udara dan waktu pemakaian bahan bakar yang lebih untuk menghasilkan energy yang lebih besar dari proses pembakaran. Energy yang dihasilkan dari proses pembakaran berupa energy thermal yang dikonversikan menjadi energy mekanik pada poros.

Secara matematis, efesiensi thermal dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

ηth = 3600 . Ne . 100%

FC . LHV Dimana ;

Ne = Daya poros efektif

FC = Pemakaian bahan bakar

(54)

C. KESIMPULAN

Beban konstan

Setelah melakukan praktikum dan pengolahan data hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa, sewaktu meningkatnya putaran dengan pembebanan yang tetap (0.5 kg). Menghasilkan daya poros efektif sebesar 0.1509366 kw sampai 0.2515611 kw, yang meningkatkan pemakaian bahan bakar dari 0.1216 kg/jam sampai 0.14592 kg/jam dan efisiensi volumetric justru mengalami penurunan yaitu dari 67,9877% sampai 41,2669%. sedangkan efisiensi thermal juga meningkat yaitu 10,8988 % sampai 15,1372 %.

(55)

Setelah melakukan praktikum dan pengolahan data hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa, semakin bertambahnya beban dengan putaran tetap (1600 rpm), menghasilkan daya poros efektif yang meningkat, dari 0.201248 kw sampai 1,006244 kw. pemakaian bahan bakar juga meningkat (0.15414 kg/jam sampai 0,18869 kg/jam), efisiensi volumerik (50,8414 % sampai 51,2753 %), dan efisiensi thermal juga meningkat (11,4639 % sampai 46,8246 %).

D. SARAN

- Alat untuk mengukur delta H diperkecil skalanya agar saat pengambilan data angka yang dihasilkan lebih akurat.

E. AYAT YANG BERHUBUNGAN

يتتلل ررانلل ااوققتل فر ااولقعر تر نلرور ااولقعر تر لل نإتفر

ٱ

فف

فف فم

ن

_{ر يييرتفتك}

رك لت دلييعتأق رراجرحت ور س

فل فت

_ةةة

فلٱ

_ق

_{انلل اهردقوققور}

ٱ

٢٤

Maka jika kamu tidak dapat membuat (Nya) dan pasti kamu tidak akan dapat membuat (Nya), peliharalah dirimu dari neraka yang

(56)

bahan bakarnya manusia dan batu, yang disediakan bagi orang orang kafir (QS. AlBaqarah :24).

(1)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 1600 rpm 2000 rpm Beban (kg) v (% ) η Gambar 4.7. Grafik Hubungan

Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi Volumetric ( v)η

(2)

teoritis yang masuk ke dalam selinder semakin banyak sehingga efesiensi volumetric yang dihasilkan semakin meningkat.

Secara matematis, efesiensi volemtric dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

ηvol = ma actual . 100%

ma ideal

4. Grafik Hubungan Antara Beban (Kg) dengan Efesiensi

Thermal ( th)η

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0 10 20 30 40 50 60

1600 rpm 2000 rpm

Beban (kg)

)

Gambar 4.8. Grafik Hubungan

(3)

Secara matematis, efesiensi thermal dapat dituliskan dengan persamaan sbb ;

ηth = 3600 . Ne . 100%

FC . LHV Dimana ;

Ne = Daya poros efektif

FC = Pemakaian bahan bakar

(4)

C. KESIMPULAN

Beban konstan

(5)

D. SARAN

- Alat untuk mengukur delta H diperkecil skalanya agar saat

pengambilan data angka yang dihasilkan lebih akurat.

- Untuk asisten dalam pengambilan data saat mengukur putaran

mesin agar lebih tepat dan akurat karena terkadang dalam pembacaan skala pada alat ukur putaran tidak sesuai dengan data yang telah ditetapkan.

E. AYAT YANG BERHUBUNGAN

يتتلل ررانلل ااوققتل فر ااولقعر تر نلرور ااولقعر تر لل نإتفر

ٱ

فف

فف فم

ن

_{ر يييرتفتك}

رك لت دلييعتأق رراجرحت ور س

فل فت

_ةةة

فلٱ

_ق

_{انلل اهردقوققور}

ٱ

٢٤

Maka jika kamu tidak dapat membuat (Nya) dan pasti kamu tidak akan dapat membuat (Nya), peliharalah dirimu dari neraka yang

(6)

bahan bakarnya manusia dan batu, yang disediakan bagi orang orang kafir (QS. AlBaqarah :24).