Hasil Pengujian Bom Kalorimeter Kesimpulan

40

BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

4.1 Hasil Biodiesel Biji Canola

Berikut hasil analisis yang dilakukan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS Sumatera Utara dan Laboratorium Proses Industri Kimia USU. Berikut karakteristik dari biodiesel biji canola yang ditunjukkan pada tabel 4.1 sebagai berikut : Tabel 4.1 Karakteristik Biodiesel Biji Canola Parameter Satuan Hasil Standar Metode Uji SNI ASTM Angka mg 0,17 Maks 0,8 Maks 0,5 AOCS Cd 3d- Asam KOHgr 63 Cloud °C -8 Maks 18 - AOCS Cc 6- Point 25 Flash Point °C 183 Min 100 Min 93 AOCS Cc 9c- 95 Kadar Ester massa 96,5 Min 96,5 - Gas Kromatografi Densitas kgm3 868 850-890 - Uji Lab PIK Belerang massa 0,04 Maks 100 Maks 50 Gravimetri Viskositas cSt 4,35 2,3-6 1,9-6 Uji Lab PIK Gliserol massa Maks 0,02 Maks Gas Bebas 0,02 Kromatografi Gliserol massa Maks 0,24 Maks Gas Total 0,24 Kromatografi

4.2 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter

Pengujian bom kalorimeter untuk mendapatkan nilai kalor daripada bahan bakar. Nilai kalor bahan bakar didapat dengan melihat perbedaan suhu air sebelum dan sesudah proses bom kalori bahan bakar berlangsung, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8. Universitas Sumatera Utara 41 Berikut ditampilkan hasil pengujian bom kalorimeter pada table 4.2, beserta nilai HHV dan LHV dari bahan bakar : Tabel 4.2 Hasil Pengujian Bom Kalorimeter Bahan Bakar Pengujian T 1 C T 2 C HHV kJkg LHV kJkg LHV rata- rata kJkg Solar 1 25,29 25,98 47058,94 43818,94 42789,53 2 26,1 26,77 45588,35 42348,35 3 26,86 27,54 46323,65 43083,65 4 25,88 26,55 45588,35 42348,35 5 26,82 27,49 45588,35 42348,35 Solar + BC 5 1 25,82 26,49 45588,35 42348,35 41465,997 2 26,67 27,32 44117,76 40877,76 3 27,41 28,06 44117,76 40877,76 4 25,7 26,36 44853,06 41613,06 5 26,81 27,47 44853,06 41613,06 Solar + BC 10 1 25,72 26,37 44117,76 40877,76 39995,405 2 26,49 27,14 44117,76 40877,76 3 27,24 27,87 42647,17 39407,17 4 27,91 28,52 41176,58 37936,58 5 25,71 26,36 44117,76 40877,76 Solar + BC 15 1 25,72 26,35 42647,17 39407,17 38083,635 2 26,47 27,08 41176,58 37936,58 3 27,13 27,74 41176,58 37936,58 4 27,82 28,41 39705,98 36465,98 5 25,68 26,3 41911,87 38671,87 Solar + BC 20 1 25,45 26,05 40441,28 37201,28 35730,688 2 26,18 26,77 39705,98 36465,98 3 26,83 27,4 38235,39 34995,39 4 27,67 28,79 38235,39 34995,39 5 25,91 26,62 38235,39 34995,39

4.3 Hasil Pengujian Engine Tes Bed TD -111

Dari Engine Tes Bed TD -111 di lakukan pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD – 115. Pengujian dilakukan dengan variasi bahan Universitas Sumatera Utara 42 bakar sebanyak 5 variasi, variasi putaran mesin sebanyak 6 variasi, dan variasi beban statis sebanyak 2 variasi yaitu 3,5 kg dan 4,5 kg.

4.3.1 Hasil Pengujian Dengan Bahan Bakar Solar

Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Solar adalah seperti pada tabel 4.3 di bawah sebagai berikut : Tabel 4.3 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar Beban Kg Putaran rpm Torsi Nm Waktu s mmH2O T exhaust °C 3.5 1800 6.7 115 17 125 2000 7.1 103 18 140 2200 7.5 91 20 160 2400 7.6 80 21 170 2600 7.8 68 22 180 2800 8 63 24 210 4.5 1800 8.65 119 17 140 2000 8.65 99 18 150 2200 8.8 91 20 160 2400 9 81 21 170 2600 9.2 74 22.5 190 2800 9.3 69 24 210 4.3.2. Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 5 Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Solar + Biodiesel Biji Canola 5 seperti pada tabel 4.4 di bawah adalah sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 43 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 5 Beban kg Putaran rpm Torsi Nm Waktu s mmH2O T exhaust °C 3.5 1800 7 115 16.5 130 2000 7.2 101 18 145 2200 7.5 90 19 160 2400 7.6 83 20 175 2600 7.7 70 22 190 2800 7.8 63 24 210 4.5 1800 8 117 16 140 2000 8.2 106 18 150 2200 8.5 86 19 160 2400 8.6 79 20.5 170 2600 8.7 68 21.5 190 2800 9.1 60 22.5 210 4.3.3. Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 10 Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Solar + Biodiesel Biji Canola 10, seperti pada tabel 4.5 di bawah adalah sebagai berikut : Tabel 4.5 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 10 Beban kg Putaran rpm Torsi Nm Waktu s mmH2O T exhaust °C 3.5 1800 5.75 120 17 130 2000 6.1 115 21 140 2200 6.5 91 23 150 2400 6.6 81 25 160 2600 7 70 25.5 180 Universitas Sumatera Utara 44 2800 7.1 60 26 210 4.5 1800 9.2 118 17 130 2000 9.4 103 19 150 2200 9.6 92 21 160 2400 9.8 79 22 170 2600 9.9 67 24 190 2800 10.1 60 25 210 4.3.4. Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 15 Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Solar + Biodiesel Biji Canola 15 seperti pada tabel 4.6 di bawah adalah sebagai berikut : Tabel 4.6 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 15 Beban kg Putaran rpm Torsi Nm Waktu s mmH2O T exhaust °C 3.5 1800 6 120 16 140 2000 6.2 115 18 150 2200 6.5 90 19 160 2400 6.6 81 21 170 2600 6.9 74 22 180 2800 7 63 23 210 4.5 1800 9 118 16 140 2000 9.3 100 17.5 150 2200 9.4 96 18.5 160 2400 9.6 76 20 175 2600 9.9 68 21 190 Universitas Sumatera Utara 45 2800 10 58 22 200 4.3.5. Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 20 Hasil pembacaan instrumen alat ukur untuk Solar + Biodiesel Biji Canola 15 seperti pada tabel 4.7 di bawah adalah sebagai berikut : Tabel 4.7 Hasil Pengujian Bahan Bakar Solar + Biodiesel Biji Canola 20 Beban kg Putaran rpm Torsi Nm Waktu s mmH2O T exhaust °C 3.5 1800 5.75 120 15 150 2000 5.9 114 17 160 2200 6.1 91 18 175 2400 6.25 80 20 190 2600 6.4 74 21 200 2800 6.5 63 23 220 4.5 1800 7.8 100 15 110 2000 8 92 16 120 2200 8.25 99 17.5 140 2400 8.3 95 18.5 150 2600 8.5 80 20 160 2800 8.7 71 22 180

4.4 Pengujian Performansi Motor Bakar Diesel

Data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat uji mesin diesel 4 langkah 1 silinder TD – 111 melalui alat pembaca TD – 115 selanjutnya akan diproses dan dikalkulasi untuk mendapatkan besar performansi dari mesin diesel tersebut. Universitas Sumatera Utara 46

4.4.1 Daya

Besarnya daya dari masing-masing pengujian dan tiap variasi beban dihitung dengan menggunakan persamaan 2.1. Untuk pengujian dengan bahan bakar Solar: Beban : 3,5 Kg Putaran mesin : 1800 rpm P b = Pb = 1.26 kW Dengan perhitungan yang sama dapat diketahui besarnya daya yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dalam semua variasi persentase biodiesel, dan kondisi pembebanan dan putaran mesin seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.8 dibawah ini : Tabel 4.8 Data Perhitungan Untuk Daya Beban kg Putaran rpm Daya kW Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 1.26 1.32 1.08 1.13 1.08 2000 1.49 1.51 1.28 1.30 1.24 2200 1.73 1.73 1.50 1.50 1.40 2400 1.91 1.91 1.66 1.66 1.57 2600 2.12 2.10 1.90 1.88 1.74 2800 2.34 2.29 2.08 2.05 1.90 4.5 1800 1.73 1.70 1.63 1.51 1.47 Universitas Sumatera Utara 47 2000 1.97 1.95 1.81 1.72 1.67 2200 2.21 2.16 2.03 1.96 1.90 2400 2.46 2.41 2.26 2.16 2.09 2600 2.69 2.69 2.50 2.37 2.31 2800 2.96 2.93 2.73 2.67 2.55  Pada pembebanan 3,5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar Solar + Minyak Canola 20 pada putaran mesin 1800 rpm sebesar 1,08 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar Solar pada putaran mesin 2800 rpm sebesar 2,34 kW.  Pada pembebanan 4,5 kg daya terendah terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar Solar + Minyak Canola 20 pada putaran mesin 1800 rpm sebesar 1,47 kW sedangkan daya tertinggi terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar Solar pada putaran mesin 2800 rpm sebesar 2,96 kW.  Daya terbesar terjadi pada penggunaan solar karena nilai kalor solar yang besar yaitu 42789,53 kJkg o C. Perbandingan besarnya daya untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2 dibawah ini: Universitas Sumatera Utara 48 Gambar 4.1 Grafik Daya vs Putaran mesin untuk beban 3,5 kg Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran mesin untuk beban 4,5 kg  Dari grafik dapat dilihat bahwa daya tertinggi terjadi pada penggunaan solar sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaan solar + biodiesel minyak canola 20. Hal ini disebabkan nilai kalor solar yang besar yaitu 42789,53 kJkg sehingga daya yang dibangkitkannya juga besar. 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 1800 2000 2200 2400 2600 2800 D a ya kW Putaran rpm Daya Pembebanan 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 1800 2000 2200 2400 2600 2800 D a y a kW Putaran rpm Daya pada Pembebanan 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 49

4.4.2. Laju Aliran Bahan Bakar ̇

Laju aliran bahan bakar didapat adalah banyaknya bahan bakar yang habis terpakai selama periode pemakaian ̇ dimana: sgf = spesifik gravitasi solar 0.842 Vf = volume bahan bakar yang diuji 8 ml t f = waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar detik Dengan menggunakan harga sgf, dan t f yang didapat dari percobaan, maka didapatlah laju aliran bahan bakar teoritis menggunakan bahan bakar Solar pada kondisi: Beban : 3.5 kg Putaran mesin : 1800 rpm Waktu : 115 detik ̇ ̇ = 0,22 kgjam Dengan cara yang sama untuk setiap pengujian pada putaran mesin, variasi beban dan variasi persentase bahan bakar maka hasil perhitungan mf untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel 4.9 dibawah ini: Tabel 4.9 Data Perhitungan Untuk Laju Aliran Bahan Bakar Beban kg Putaran rpm mƒ kgjam Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 0.22 0.21 0.20 0.21 0.21 Universitas Sumatera Utara 50 2000 0.23 0.24 0.23 0.23 0.24 2200 0.25 0.26 0.24 0.26 0.24 2400 0.27 0.27 0.28 0.28 0.28 2600 0.31 0.32 0.32 0.31 0.33 2800 0.34 0.36 0.36 0.35 0.37 4.5 1800 0.20 0.21 0.22 0.21 0.21 2000 0.22 0.24 0.23 0.25 0.25 2200 0.25 0.26 0.26 0.27 0.28 2400 0.28 0.30 0.30 0.32 0.32 2600 0.30 0.33 0.32 0.34 0.35 2800 0.33 0.36 0.37 0.38 0.40  Pada pembebanan 3,5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan Solar + M.Canola 10 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.20 kgjam sedangkan mf tertinggi pada saat menggunakan Solar + M.Canola 20 pada putaran mesin 2800 yaitu sebesar 0.37 kgjam.  Pada pembebanan 4,5 kg, mf terendah terjadi pada saat menggunakan solar pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.20 kg jam, sedangkan mf tertinggi pada saat menggunakan Solar + M.Canola 20 pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 0.40 kgjam Perbandingan masing-masing nilai mf pada setiap pembebanan dengan variasi bahan bakar dan variasi putaran mesin dapat dilihat pada Gambar 4.3 dan 4.4 di bawah ini: Universitas Sumatera Utara 51 Gambar 4.3 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 3,5 kg Gambar 4.4 Grafik mf vs putaran mesin untuk beban 4,5 kg

4.4.3 Rasio udara bahan bakar AFR

Rasio udara bahan bakar AFR dari masing-masing jenis pengujian dihitung berdasarkan persamaan berikut : AFR = ฀ ฀ ̇ ฀ ฀ ̇ 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 1800 2000 2200 2400 2600 2800 m f kg j a m Putaran rpm Laju Aliran Bahan Bakar Beban 3.5 Kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 1800 2000 2200 2400 2600 2800 m f kg j a m Putaran rpm Laju Aliran Bahan Bakar Beban 4.5 kg SOLAR B5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 52 Dimana : AFR = air fuel ratio a = laju aliran massa udara kgjam ฀ ฀ ̇ = laju aliran massa bahan bakar kgjam Besarnya laju aliran udara ma diperoleh dengan membandingkan besarnya tekanan udara masuk yang telah diperoleh melalui pembacaan air flow manometer terhadap kurva viscous flowmeter calibration seperti pada gambar 4.5 berikut : Gambar 4.5 Viscous Flow Meter Pada pengujian ini dianggap tekanan udara sebesar 100 kPa dan temperatur udara 27°C, maka besar laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor pengali berikut : Cf = 3564 x Pa x ฀฀ ฀฀ Cf = 3564 x 1 x Cf = 0,94 Universitas Sumatera Utara 53 Untuk pengujian dengan menggunakan solar, beban 3,5 kg dan putaran mesin 1800 rpm tekanan udara masuk didapati 17 mmH 2 O, dengan melakukan interpolasi pada kurva viscous flow meter, dan kemudian dikalikan dengan faktor koreksi sehingga didapat massa udara yang sebenarnya: = ฀ = ฀ 2.5 = 30-1,5x x = 18,9 ma = 18,9 x 0,946531125 ma = 17,98 kgjam Dengan cara yang sama maka didapat nilai ma untuk masing-masing pengujian, maka dapat dihitung besarnya AFR. Untuk pengujian dengan menggunakan solar pada putaran 1800 rpm dan beban 3.5 kg maka didapatkan besar AFR teori: ฀฀฀ 1 98 AFR = 83,27 Hasil perhitungan AFR untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban, putaran mesin dan persentase biodiesel dapat dilihat pada tabel 4.10 dibawah ini: Tabel 4.10 Air Fuel Ratio Beban kg Putaran rpm AFR Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 83.27 80.3 76.33 70.25 63.4 Universitas Sumatera Utara 54 2000 81.97 81.73 76.52 71.5 61.75 2200 83.12 80.16 74.57 68.36 62.58 2400 81.56 79.25 71.69 70.01 63.11 2600 80.72 79.61 69.54 67.89 61.23 2800 79.4 78.99 67.02 66.32 62.17 4.5 1800 86.17 73.87 70.89 68.9 60.48 2000 81.9 77.74 68.82 64.06 57.29 2200 81.52 73.65 66.76 63.76 58.32 2400 80.75 73.23 66.25 62.32 56.37 2600 80.32 71.87 64.05 63.13 55.81 2800 79.53 71.13 63.48 61.4 55.21  Pada pembebanan 3,5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan biodiesel 20 pada putaran mesin 2600 rpm yaitu 61,23 sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan Solar pada putaran mesin 1800 rpm yaitu 83,27.  Pada pembebanan 4,5 kg AFR terendah terjadi pada saat menggunakan solar + M.Canola 20 pada putaran mesin 2800 rpm yaitu 55,21 sedangkan AFR tertinggi terjadi pada penggunaan solar pada putaran mesin 1800 rpm yaitu 86,17. Perbandingan harga AFR masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.6 dan 4.7 berikut: Universitas Sumatera Utara 55 Gambar 4.6 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg Gambar 4.7 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg  Dari grafik terlihat biodiesel 20 memiliki Air Fuel Ratio terendah dan solar memiliki Air Fuel Ratio tertinggi.

4.4.4 Efisiensi Volumentris

Efisiensi volumentris didefinisikan sebagai volum aliran udara yang memasuki sistem isap dibagi dengan laju aliran yang digunakan oleh piston. Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu sebesar 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1800 2000 2200 2400 2600 2800 A FR Putaran rpm AFR pada pembebanan 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1800 2000 2200 2400 2600 2800 A FR Putaran rpm AFR pada pembebanan 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 56 100 kPa dan suhu 27 o C, maka dihitung nilai massa jenis udara dengan persamaan 2.12. ฀ ฀ m a ̇ ฀ ฀ ฀ ฀ ฀ dimana: m a ̇ = laju aliran udara kgjam ρa = kerapatan udara kgm 3 Vs = volume langkah torak m 3 = 0.00023 berdasarkan spesifikasi mesin Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya efisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase biodiesel, putaran mesin dan beban. Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara dapat diperoleh dengan persamaaan berikut: ρ a = Pa Ta Dimana: R = Konstanta gas untuk udara = 287 Jkg K Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu sebesar 100 kPa dan suhu 27 o C, maka diperoleh massa jenis udara sebesar: ρ a = 100000 28 2 2 3 = 1.18 kgm 3 Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya efisiensi volumetris untuk masing-masing pengujian dengan variasi bahan bakar, putaran mesin, dan beban. Untuk pengujian menggunakan solar beban 3.5 kg pada putaran mesin 1800 rpm maka didapatkan nilai efisiensi volumetrik: Universitas Sumatera Utara 57 ฀ ฀ 1 18 x 100 η v = 122,61 Harga effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dapat dihitung dengan melakukan perhitungan yang sama dengan perhitungan di atas dengan variasi beban, putaran mesin, dan bahan bakar dengan beberapa variasi seperti ditunjukkan pada tabel 4.11 dibawah ini: Tabel 4.11 Efisiensi Volumentris Beban kg Putaran rpm EFISIENSI VOLUMENTRIS Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 122.61 119.00 122.61 107.34 96.98 2000 119.84 116.84 116.31 101.83 91.22 2200 119.84 114.12 114.12 99.95 90.94 2400 128.59 108.18 108.23 95.47 89.98 2600 125.85 109.85 108.32 98.60 88.53 2800 123.27 115.27 106.55 102.28 90.38 4.5 1800 126.61 120.40 116.61 112.34 100.98 2000 123.84 118.84 111.33 111.47 100.50 2200 125.02 122.12 121.92 110.89 106.89 2400 121.59 120.89 119.00 112.34 105.58 2600 120.34 118.35 118.83 111.74 107.36 2800 123.87 117.32 118.91 110.48 109.58 Universitas Sumatera Utara 58  Pada pembebanan 3,5 kg efisiensi volumetris terendah terjadi pada penggunaan Solar + M.Canola 20 dengan putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 88.53 sedangkan efisiensi volumetris tertinggi terjadi pada penggunaaan solar pada putaran mesin 2400 rpm yaitu sebesar 128.59  Pada pembebanan 4,5 kg efisiensi volumetris terendah terjadi pada penggunaan Solar + M.Canola 20 dengan putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 100.50 sedangkan efisiensi volumetris tertinggi terjadi pada penggunaaan solar pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 126.61 Perbandingan efisiensi volumetrik dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putaran dapat dilihat pada Gambar 4.8 dan 4.9 berikut: Gambar 4.8 Grafik efisiensi volumentrik vs putaran mesin pada beban 3,5 kg 20 40 60 80 100 120 140 1800 2000 2200 2400 2600 2800 E f. V ol u m e n tr is Putaran rpm Ef.Volumentris pada pembebanan 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 59 Gambar 4.9 Grafik efisiensi volumentrik vs putaran mesin pada beban 4,5 kg  Efisiensi volumetris dipengaruhi oleh laju aliran udara, besar putaran mesin dan kalor bahan bakar, semakin tinggi kandungan biodiesel semakin rendah pula efisiensi volumetrisnya. Hal ini dikarenakan waktu pembakaran yang semakin singkat.

4.4.5 Daya Aktual

Daya aktual didapat dengan mengalikan daya hasil pembacaan dengan efisiensi volumetris, dan efisiensi mekanis, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut P a = ฀฀ ฀ ฀฀ ฀ Dimana: besar ฀ adalah 0,70-0,90 untuk mesin diesel dan yang diambil untuk perhitungan ini adalah 0,70 Untuk beban 3,5 kg putaran mesin 1800 dengan bahan bakar Solar maka didapat daya aktual: P a = ฀฀ ฀ ฀฀ ฀ = 1,26 x 1,22 x 0,70 20 40 60 80 100 120 140 1800 2000 2200 2400 2600 2800 E f. V ol u m e n tr is Putaran Ef.Volumentris pada pembebanan 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 60 = 0,57 kW Dengan menggunakan cara yang sama untuk setiap variasi putaran mesin, beban dan bahan bakar maka didapat hasil seperti pada tabel 4.12 dibawah ini: Tabel 4.12 Daya Aktual Beban kg Putaran DAYA AKTUAL kW Solar Solar +M. Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 0.57 0.62 0.40 0.37 0.37 2000 0.68 0.70 0.54 0.52 0.47 2200 0.81 0.78 0.59 0.52 0.46 2400 0.84 0.85 0.64 0.58 0.52 2600 0.86 0.88 0.69 0.66 0.57 2800 0.98 0.95 0.67 0.65 0.59 4.5 1800 0.98 0.90 0.83 0.82 0.77 2000 1.06 0.95 0.89 0.89 0.85 2200 1.12 1.10 0.92 0.91 0.90 2400 1.19 1.16 1.01 1.05 0.97 2600 1.32 1.21 1.07 1.10 1.04 2800 1.40 1.26 1.18 1.15 1.15  Pada pembebanan 3,5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan solar putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 0,98 kW sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar Solar + M.Canola 20 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0,37 kW.  Pada pembebanan 4,5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 1.40 kW sedangkan daya Universitas Sumatera Utara 61 aktual terkecil terjadi pada penggunaan Solar + M.Canola 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.77 kW. Berikut grafik menunjukkan hubungan antara daya aktual dan putaran mesin pada Gambar 4.10 dan 4.11 di bawah ini. Gambar 4.10 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1800 2000 2200 2400 2600 2800 D a y a A kt u a l kW Putaran rpm Daya aktual pada Pembebanan 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 62 Gambar 4.11 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg  Dari grafik dapat dilihat bahwa solar memiliki daya aktual yang besar dari seluruh variasi bahan bakar biodiesel yang ada, disebabkan oleh efisiensi volumentrik solar yang paling tinggi dari semua variasi bahan bakar biodiesel yang ada dan meningkat saat putaran mesin dinaikkan.

4.4.6 Efisiensi Termal Aktual

Efisiensi termal aktual adalah perbandingan antara daya aktual dengan laju aliran bahan bakar dan nilai LHV masing-masing sesuai dengan variasi persentase biodiesel yang didapat melalui percobaan bom kalori meter. Efisiensi termal aktual dapat dihitung dengan persamaan 2.5. Dengan memasukkan nilai-nilai ke persamaan untuk beban 3,5 kg putaran mesin 1800 rpm menggunakan solar didapatkan nilai efisiensi termal: η฀ = ฀฀ ฀ ฀ ฀ ฀฀฀ x 100 ηa ฀ x 100 ηa = 22,23 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1800 2000 2200 2400 2600 2800 D a y a A kt u a l kW Putaran rpm Daya aktual pada pembebanan 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 63 Dengan menggunakan cara yang sama maka didapatkan besar efisiensi termal aktual untuk variasi putaran mesin, pembebanan, dan bahan bakar seperti pada tabel 4.13 dibawah: Tabel 4.13 Efisiensi Termal Aktual Beban kg Putaran rpm EFISIENSI TERMAL AKTUAL Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 22.23 19.76 17.52 17.98 16.33 2000 23.56 20.49 17.86 18.57 16.73 2200 25.08 20.70 19.34 19.73 18.27 2400 25.80 22.57 19.72 21.31 20.05 2600 27.69 24.38 22.68 21.83 20.32 2800 29.89 27.88 25.36 23.62 22.75 4.5 1800 36.31 29.46 28.81 28.60 26.86 2000 36.53 30.99 29.00 28.89 27.87 2200 37.88 31.14 30.58 28.93 29.16 2400 38.58 31.49 30.90 29.58 30.03 2600 39.97 31.52 29.60 29.36 28.97 2800 40.68 32.98 32.00 30.75 29.94  Pada pembebanan 3,5 kg efisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada penggunaan solar putaran mesin 2800 rpm sebesar 29.89 sedangkan efisiensi termal aktual terendah terjadi pada penggunaan solar +biodiesel minyak canola 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 16.33  Pada pembebanan 4,5 kg efisiensi termal aktual tertinggi terjadi pada penggunaan solar putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 40.68 sedangkan efisiensi termal aktual terendah mesin terjadi pada penggunaan Universitas Sumatera Utara 64 Solar + biodiesel minyak canola 20 putaran 1800 rpm yaitu sebesar 26.86 Perbandingan nilai efisiensi termal aktual untuk setiap variasi pembebanan,bahan bakar dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.12 dan 4.13 dibawah ini. Gambar 4.12 Efisiensi termal aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg Gambar 4.13 Efisiensi termal aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg 5 10 15 20 25 30 35 40 1800 2000 2200 2400 2600 2800 E F T e rm a l a kt u a l Putaran rpm EF Termal aktual beban 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1800 2000 2200 2400 2600 2800 E F T e rm a l a kt u a l Putaran rpm EF Termal aktual beban 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 65  Efisiensi termal aktual cenderung tinggi pada penggunaan bahan bakar solar dikarenakan nilai kalor bahan bakar solar yang tinggi dibandingkan seluruh variasi biodiesel, sedangkan efisiensi termal aktual terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 20 karena nilai kalor bahan bakar yang rendah.

4.4.7 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik SFC

Konsumsi bahan bakar spesifik dari masing-masing pengujian pada tiap- tiap variasi beban, putaran dan bahan bakar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : SFC = ฀ ฀ ̇ ฀ ฀ ฀ Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar pada subbab 4.4.2 maka untuk pengujian dengan menggunakan bahan Solar dengan beban 3,5 kg ada putaran mesin 1800 rpm didapat nilai SFC : SFC = ฀ 0 5 SFC = 199,36 grkWh Dengan menggunakan cara yang sama untuk variasi beban, bahan bakar, dan putaran mesin maka didapatkan hasil perhitungan SFC seperti pada tabel 4.14 di bawah ini: Tabel 4.14 Spesific Fuel Consumption Beba n kg Putara n rpm SPESIFIC FUEL CONSUMPTION grkWh Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 199.36 222.87 237.06 250.61 273.34 2000 196.37 210.41 221.79 237.02 265.07 Universitas Sumatera Utara 66 2200 191.30 201.19 208.93 228.65 254.13 2400 184.52 193.65 204.33 226.38 240.92 2600 185.78 190.34 200.64 222.24 232.31 2800 177.88 180.29 186.85 195.56 199.60 4.5 1800 170.23 213.50 224.41 240.23 258.63 2000 170.41 206.99 215.71 237.16 251.03 2200 169.04 195.23 211.87 230.57 250.65 2400 163.57 182.71 196.31 216.17 239.07 2600 156.47 175.63 188.10 205.77 230.71 2800 149.56 162.94 173.48 180.17 215.85  Pada pembebanan 3,5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan biodiesel 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 273.34 grkWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar solar putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 177.88 grkWh.  Pada pembebanan 4,5 kg SFC tertinggi terjadi pada penggunaan biodiesel 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 258.63 grkWh dan SFC terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar solar pada putaran mesin 2800 yaitu sebesar 149.56 grkWh. Perbandingan nilai SFC untuk masing-masing pengujian bahan bakar dapat dilihat pada gambar 4.14 dan 4.15 di bawah ini. Universitas Sumatera Utara 67 Gambar 4.14 SFC vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg Gambar 4.15 SFC vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg  Dilihat dari kedua grafik dapat disimpulkan SFC terbesar terjadi pada biodiesel 20,hal ini dipengaruhi besarnya SFC dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar, nilai kalor yang rendah mengakibatkan konsumsi bahan bakar semakin tinggi. 50 100 150 200 250 300 1800 2000 2200 2400 2600 2800 S FC g r kW h Putaran rpm SFC pada Pembebanan 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 50 100 150 200 250 300 1800 2000 2200 2400 2600 2800 S FC g r kW h Putaran rpm SFC pada Pembebanan 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 68

4.4.8 Heat Loss

Besarnya heat loss yang terjadi pada mesin untuk setiap pengujian dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ini Heat Loss = Cp x ma + mf x Te-Ta Dimana : Te = Suhu exhaust °C Ta = Suhu ambient suhu udara luar asumsi 27°C Cp = panas jenis udara pada tekanan konstan 1.005 KjKg°K Untuk pengujian menggunakan bahan bakar solar dengan pembebanan 3,5 kg dan putaran 1800 rpm maka diperoleh heat loss sebesar : Heat Loss = Cp x ma + mfx Te – Ta Heat Loss = 1.005 x 17,98 + 0,22 x 125 – 27 = 1819.24 W Dengan cara perhitungan yang sama untuk masing-masing pengujian dapat diketahui besarnya heat loss yang ditunjukkan pada tabel 4.15 berikut ini : Tabel 4.15 Heat Loss Beba n kg Putara n rpm HEAT LOSS W Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 1819.24 1767.25 1977.43 1936.20 1729.01 2000 2467.63 2218.29 2421.05 2368.90 2121.14 2200 2952.74 2649.09 2858.87 2710.22 2785.99 2400 3478.26 3111.55 3499.65 3220.97 3153.66 2600 4099.99 3780.90 3901.75 3612.54 3545.82 2800 5025.91 4641.50 4772.55 4525.26 4641.04 Universitas Sumatera Utara 69 4.5 1800 1819.59 1885.39 2001.21 1936.60 1337.82 2000 2441.11 2313.34 2315.14 2307.85 1599.41 2200 2923.36 2650.77 2785.99 2637.57 2120.51 2400 3302.60 3080.44 3153.12 3180.03 2439.59 2600 4121.99 3697.95 3862.10 3681.07 2855.54 2800 4835.49 4359.44 4634.87 4100.89 3614.72  Pada pembebanan 3,5 kg heat loss tertinggi terjadi pada penggunaan solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 5025.91 W, sedangkan heat loss terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 1729.01W.  Pada pembebanan 4,5 kg heat loss tertinggi terjadi pada penggunaan solar pada putaran mesin 2800 yaitu sebesar 4835.49 W sedangkan heat loss terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 20 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 1337.82 W. Perbandingan nilai heat loss untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran mesin dapat dilihat pada gambar berikut : 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1800 2000 2200 2400 2600 2800 H e a t L o s s W Putaran rpm Heat Loss pada Pembebanan 3.5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 70 Gambar 4.16 Heat Loss vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg Gambar 4.17 Heat Loss vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg  Dari grafik pengujian diatas menunjukkan, semakin tinggi putaran mesin menyebabkan heat loss mengalami peningkatan. Semakin tinggi putaran maka konsumsi bahan bakar meningkat sehingga jumlah kalor yang dilepaskan semakin banyak. Heat loss tertinggi terjadi pada bahan bakar solar dengan beban 3,5 kg dan 4,5 kg.

4.3.9 Persentase Heat Loss

Besarnya persentase panas yang terbuang dari mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Heat Loss = p ma mf Te – Ta ฀฀ ฀ ฀฀฀ Dengan memasukkan nilai Te dan LHV untuk Solar pada putaran 1800 rpm, pembebanan 3,5 kg maka didapat heat loss sebagai berikut : ฀฀฀฀ ฀฀฀฀ 1 005 1 984091 0 2159 125– 2 ฀ ฀ 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1800 2000 2200 2400 2600 2800 H e a t Los s W Putaran rpm Heat Loss pada Pembebanan 4.5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 71 = 18,71 Dengan menggunakan perhitungan yang sama pada variasi nilai LHV untuk setiap persentase biodiesel, dan putaran maka didapat nilai persentase heat loss seperti ditunjukkan pada tabel 4.16 di bawah ini. Tabel 4.16 Persentase Heat Loss Beba n kg Putara n rpm HEAT LOSS Solar Solar +M.Canola 5 Solar +M.Canola 10 Solar +M.Canola 15 Solar +M.Canola 20 3.5 1800 18.71 18.11 17.21 16.04 15.69 2000 19.56 18.81 18.38 17.32 17.07 2200 20.86 20.00 20.19 18.99 17.68 2400 22.74 22.21 20.92 19.88 19.41 2600 24.69 23.53 22.63 21.91 21.18 2800 26.51 25.21 23.78 23.16 22.22 4.5 1800 20.41 17.28 16.93 16.12 15.46 2000 21.57 18.66 18.13 17.51 17.83 2200 22.86 19.99 18.91 18.75 18.30 2400 24.03 20.98 20.57 19.70 20.11 2600 24.89 22.26 21.78 21.51 20.92 2800 26.89 24.73 24.19 22.88 22.38  Pada pembebanan 3,5 kg persentase heat loss tertinggi terjadi pada penggunaan solar putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 26.51 sedangkan persentase heat loss terendah terjadi pada pemakaian biodiesel 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 15.69  Pada pembebanan 4,5 kg persentase heat loss tertinggi terjadi pada penggunaan solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 26.89 Universitas Sumatera Utara 72 sedangkan persentase heat loss terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 15.46 Hasil dari persentase heat loss untuk masing-masing bahan bakar, pembebanan dapat dilihat pada gambar 4.18 dan 4.19 di bawah ini. Gambar 4.18 Heat loss vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg 5 10 15 20 25 30 1800 2000 2200 2400 2600 2800 h e a t los s Putaran rpm heat loss pada pembebanan 3,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 5 10 15 20 25 30 1800 2000 2200 2400 2600 2800 h e a t los s Putaran rpm heat loss pada pembebanan 4,5 kg SOLAR B 5 B 10 B 15 B 20 Universitas Sumatera Utara 73 Gambar 4.19 Heat loss vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg  Dari grafik pengujian diatas, semakin tinggi putaran mesin menyebabkan persentase heat loss meningkat. Persentase heat loss terbesar terjadi pada bahan bakar solar dikarenakan nilai kalor bahan bakar solar cenderung tinggi dibanding biodiesel canola. Heat loss terendah terjadi pada biodiesel canola 20 putaran 1800 rpm dikarenakan nilai kalor bahan bakar yang rendah. Universitas Sumatera Utara 74

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil pengujian dan analisa data diperoleh kesimpulan bahwasanya jika dibandingkan dengan solar, penambahan biodiesel canola ke dalam solar dengan menggunakan supercarjer pada mesin mengakibatkan : a. Daya menurun 1,28 - 18,75 penurunan terbesar terjadi pada biodiesel canola 20 pada beban 3,5 kg putaran 2800 rpm. b. Laju aliran massa bahan bakar menurun 0,35 - 14,18 , penurunan terbesar terjadi pada penggunaan biodiesel canola 20 beban 4,5 kg putaran 2400 rpm. c. Air Fuel Ratio menurun 0,29- 30,57, penurunan terbesar air fuel ratio terjadi pada penggunaan biodiesel canola 20 beban 4,5 kg putaran 2800 rpm. d. Efisiensi volumentris menurun 0,70 -38,61 , penurunan terbesar efisiensi volumentris terjadi pada penggunaan biodiesel 20 beban 3,5 kg putaran 2400 rpm. e. Efisiensi termal aktual menurun 2,01 - 11,81 , penurunan terbesar efisiensi termal actual terjadi pada penggunaan biodiesel canola 20 beban 4,5 kg putaran 1800 rpm. f. Konsumsi bahan bakar spesifik naik 1,355 - 47,46 , kenaikan konsumsi bahan bakar spesifik yang terbesar terjadi pada penggunaan biodiesel canola 20 beban 4,5 kg putaran mesin 1800 rpm. g. Heat loss menurun 0,07 - 33,14 , penurunan terbesar heat loss terjadi pada penggunaan biodiesel 20 beban 4,5 kg putaran 1800 rpm. Universitas Sumatera Utara 75 2. Dibandingkan tanpa menggunakan supercarjer jika dibandingkan dengan solar, penambahan biodiesel canola ke dalam solar pada mesin dengan bahan dan variasi bahan bakar yang sama diperoleh bahwa : a. Daya meningkat 2,6 - 25,3 b. Laju aliran bahan bakar meningkat 0,76 - 7,9 c. AFR meningkat 15,27 - 34,52 d. Efisiensi volumentris meningkat 20,15 - 56,23 e. Efisiensi termal aktual meningkat 8,6 - 63,8 f. Konsumsi bahan bakar spesifik menurun 31,2 - 70,6 3. Kinerja mesin terbaik terdapat pada solar, hal ini disebabkan nilai kalor solar yang paling tinggi yaitu 42789,53 kJkg dan kinerja mesin terburuk terdapat pada biodiesel canola 20 disebabkan oleh nilai kalor biodiesel canola 20 yang paling rendah dari semua variasi bahan bakar yaitu 35730,68 kJkg. 4. Laju aliran udara cenderung tinggi yaitu sebesar 17,98 kgjam, hal ini disebabkan oleh supercarjer yang memperbesar jumlah udara yang masuk ke dalam ruang bakar. 5. Penggunaan supercarjer mengakibatkan konsumsi bahan bakar semakin boros, hal ini disebabkan jumlah bahan bakar yang dibutuhkan lebih banyak seiiring dengan jumlah udara yang dihasilkan lebih besar untuk proses pembakaran.

5.2 Saran