Kajian Performansi Mesin Diesel Stasioner Satu Silinder Dengan Sistem Dua Bahan Bakar (Dual Fuel System)
KAJIAN PERFORMANSI MESIN DIESEL STASIONER
SATU SILINDER DENGAN SISTEM DUA BAHAN BAKAR
(DUAL FUEL SYSTEM)
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh :
Gunung A E Sinambela
(100401013)
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Semakin bertambahnya populasi manusia di bumi dan semakin menipisnya
sumber daya minyak menjadi sekian dari banyak hal yang mendorong kita untuk
melakukan penelitian dan pengembangan terhadap sumber energi terbarukan
(renewable energy), salah satunya yang memiliki potensi besar
adalah
penggunaan biogas yang digunakan sebagai bahan bakar motor bakar dengan
sistem dua bahan bakar (dualfuel). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa
performansi mesin diesel R 175 AN dengan menggunakan sistem dua bahan bakar
(dual fuel) solar dan biogas dimana aliran biogas yang masuk ke ruang bakar akan
diatur ( aliran 2, 4, 6 l/min). Selain itu, penelitian ini juga akan menganalisa emisi
gas buang dari hasil pembakaran dan nilai ekonomis setelah menggunakan sistem
dua bahan bakar (dual fuel) solar dan biogas. Daya maximum mesin terjadi pada
penggunaan bahan bakar solar murni + 2 l/min biogas yaitu sebesar 1341,32 Watt,
torsi maximum pada pembebanan 1500 Watt putaran 1500 rpm menggunakan
bahan bakar solar murni + 2 l/min biogas sebesar 8,54 Nm. Nilai SFC maximum
pada bahan bakar solar murni beban 600 Watt putaran 1000 rpm yaitu sebesar
852,3 gr/kW.jam. Efisiensi thermal brake maximum pada penggunaan bahan
bakar solar murni + 6 l/min biogas pembebanan 900 Watt putaran 1000 rpm yaitu
sebesar 47,60 %. Nilai AFR maximum pada bahan bakar solar murni + 6 l/min
biogas pembebanan 600 Watt putaran 1000 rpm yaitu sebesar 310,42. Tekanan
efektif rata-rata pembakaran saat menggunakan bahan bakar solar murni lebih
rendah dibanding dengan tekanan efektif rata-rata saat menggunakan bahan bakar
solar murni + biogas. Untuk emisi gas buang, nilai opacity rata rata mengalami
penurunan setelah menggunakan sistem dua bahan bakar (dual fuel) solar dan
biogas. Kadar HC dan CO mengalami peningkatan setelah menggunakan sistem
dua bahan bakar (dual fuel). Untuk nilai ekonomis, setelah penggunaan sistem dua
bahan bakar (dual fuel) nilai ekonomis dalam arti penghematan bahan bakar
meningkat sampai 84,42 % jika dibanding dengan penggunaan bahan bakar solar
murni.
Kata kunci : Biogas, Performansi, Emisi, sistem dua bahan bakar.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The increasing human population on earth and the depletion of oil resources into
a few thousandths of a lot of things that encourage us to do research and
development on renewable energy sources , one of which has a great potential is
the use of biogas is used as fuel for internal combustion engine with dual fuel
system. This study aims to analyze the performance of the diesel engine R 175 AN
using dual fuel systems diesel and biogas in which biogas flow entering the
combustion chamber will be set (flow 2, 4, 6 l/s) . In addition, this study will also
analyze the exhaust emissions from the combustion and economic value after use
dual fuel systems diesel and biogas. Engine maximum power occurs in the use of
pure diesel fuel + 2 l / min biogas which amounted to 1341.32 Watt, maximum
torque at 1500 Watt load rotation 1500 rpm using pure diesel fuel + 2 l / min
biogas amounted to 8.54 Nm. SFC maximum value on pure diesel fuel load of 600
Watts 1000 rpm rotation that is equal to 852,3gr / kW.jam. Maximum brake
thermal efficiency in the use of pure diesel fuel + 6 l / min biogas load 900 Watt
1000 rpm rotation that is equal to 47,60%. For brake mean effective preasure
using pure diesel fuel has decreased compared with brake mean effective
preasure using pure diesel fuel + biogas. AFR maximum value on pure diesel fuel
+ 6 l / min biogas load 600 Watt 1000 rpm rotation that is equal to 310,42. For
exhaust emissions, the average opacity value has decreased after using dual fuel
systems diesel and biogas. HC and CO levels increased after using dual fuel
systems. For economic value, after the use of dual fuel systems economic value in
terms of fuel savings increased to 84,42% when compared with pure diesel fuel.
Key Words : Biogas,Performances, Emission, Dual Fuel System.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat, kasih, kekuatan dan kesehatan yang diberikan selama pengerjaan skripsi
ini, sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan dengan baik.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
untuk mencapai gela sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu
“KAJIAN PERFORMANSI MESIN DIESEL STASIONER SATU
SILINDER DENGAN SISTEM DUA BAHAN BAKAR (DUAL FUEL
SYSTEM)”
Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan yang dihadapi penulis.
Untuk itu penulis secara khusus menyampaikan terima kasih kepada dosen
pembimbing Bapak Dr.Eng. Himsar Ambarita, ST.MT yang telah memberikan
saran dan bimbingan untuk kelancaran penulisan skripsi ini.
Selama penulisan skripsi ini, penulis juga banyak mendapat bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Abang dan kakakku keluarga Eldi L.P Sinambela, adek-adekku di
kampung dan seluruh keluargaku, yang selalu memberikan semangat ,
doa dan dukungan kepada penulis dari awal masuk kuliah sampai
penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST. MT selaku dosen pembimbing,
yang bersedia meluangkan waktu dalam memberikan bimbingan serta
masukan dalam penyelesaian tugas sarjana ini.
3. Bapak Dr.Ing.Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin USU yang memberikan kesempatan kepada penulis dalam
menyelesaikan tugas sarjana ini.
4. Bapak/Ibu Karyawan Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.
Universitas Sumatera Utara
5. Kawan-kawan satu partner
skripsi Arie, Baringin, Bensazar, yang
saling memberi semangat satu sama lain meskipun kadang ada salah
paham tapi tetap kompak terus.
6. Seluruh Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Mesin USU yang
telah memberikan kesempatan dan urusan administrasi.
7. Kawan-kawan di BMC, kawan-kawan satu kos Rivai Purba dan Sahat
Sihombing.
8. Teman-teman Teknik Mesin khususnya Stambuk 2010 yang tidak
dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan
serta semangat bagi penulis.
9. Adinda Ricky Purba, Efenetus, dan semua adek-adek di Teknik Mesin
USU yang telah banyak memberikan doa serta semangat bagi penulis
dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurang sempurnaan
dan
kekeliruan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis akan sangat
berterima kasih dan dengan senang hati menerima saran dan kritik yang
membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat
kepada pembaca. Terima kasih.
Medan,
Agustus 2015
Penulis
Gunung A E Sinambela
NIM. 100401013
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Tujuan Pengujian ............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2
1.4 Manfaat Pengujian .......................................................................... 3
1.5 Metodologi Penelitian .................................................................... 3
1.6 Sistemetika Penulisan ..................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan Bakar Hidrokarbon .............................................................. 5
2.1.1 Bahan Bakar Diesel ............................................................... 5
2.1.2 Karakteristik Bahan Bakar Diesel(Solar) .............................. 6
2.2 Bahan Bakar Gas ............................................................................ 8
2.2.1 Sejarah Biogas ....................................................................... 9
2.2.2 Defenisi Biogas ..................................................................... 10
2.2.3 Karakteristik Bahan Bakar Biogas ........................................ 10
2.2.4 Nilai Kalor Biogas ................................................................. 12
2.2.5 Pemurnian Biogas( Puarifikasi Biogas) ................................ 13
2.2.6 Proses Pembuatan Biogas ...................................................... 14
2.2.7 Kelebihan dan Kekurangan Biogas ....................................... 15
Universitas Sumatera Utara
2.3 Sistem Dua Bahan Bakar (Dual Fuel System) ............................... 16
2.4 Mesin Diesel ................................................................................... 16
2.4.1 Prinsip Kerja Mesin Diesel ................................................... 19
2.4.2 Performansi Mesin Diesel ..................................................... 20
2.5 Generator ........................................................................................ 25
2.6 Emisi Gas Buang ............................................................................ 26
2.6.1 Sumber .................................................................................. 27
2.6.2 Komposisi Kimia................................................................... 28
2.6.3 Bahan Penyusun ..................................................................... 28
2.7 Proses Pembakaran dan Bahan Bakar ............................................ 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat ......................................................................... 34
3.2 Alat dan Bahan ............................................................................... 34
3.2.1 Alat ........................................................................................ 34
3.2.2 Bahan.... ................................................................................. 45
3.3 Metode Pengumpulan data ............................................................. 45
3.4 Metode Pengolahan data ................................................................ 45
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian .................................................. 46
3.6 Prosedur Perakitan .......................................................................... 46
3.7 Prosedur Pengujian Prestas Mesin Diesel dan Mesin Dual Fuel .. 47
3.8 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 49
3.9 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ............................................ 50
3.10 Set Up Alat .................................................................................. 51
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Daya ............................................................................................. 53
Universitas Sumatera Utara
4.1.1 Daya yang dihasilkan menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni ........................................................................... 53
4.1.2 Daya yang Dihasilkan menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 55
4.1.3 Daya yang Dihasilkan menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 56
4.1.4 Daya yang Dihasilkan menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/min Biogas .......................................................... 57
4.2 Torsi ............................................................................................. 62
4.2.1 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni ...................................................................................... 62
4.2.2 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 63
4.2.3 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 65
4.2.4 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/min Biogas .......................................................... 66
4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ......................................... 70
4.3.1 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni . 71
4.3.2 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 72
4.3.3 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 74
4.3.4 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/Min Biogas ......................................................... 75
4.4 Efisiensi Thermal Brake ................................................................. 81
4.4.1 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni ........................................................................... 81
4.4.2 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 2 l/min Biogas ................................................ 82
Universitas Sumatera Utara
4.4.3 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 4 l/min Biogas ................................................ 84
4.4.4 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 6 i/min Biogas ................................................ 85
4.5 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ................................................... 90
4.5.1 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni ...................................................................................... 90
4.5.2 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 93
4.5.3 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 94
4.5.4 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/min Biogas .......................................................... 95
4.6 Brake Mean Effective Preasure ...................................................... 101
4.6.1 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni ....................... 101
4.6.2 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 2 l/min
Biogas..................................................................................... 102
4.6.3 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 4 l/min
Biogas..................................................................................... 103
4.6.4 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 6 l/min
Biogas..................................................................................... 105
4.6 Emisi Gas Buang ............................................................................ 108
4.7 Tinjauan Nilai Ekonomis ............................................................... 113
4.7.1 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni ............................................................................ 113
4.7.2 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 2 l/min Biogas ................................................ 115
4.7.3 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 4 l/min Biogas ................................................ 116
4.7.4 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 6 l/min Biogas ................................................ 117
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan..................................................................................... 121
5.2 Saran ............................................................................................. 122
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xv
LAMPIRAN
............................................................................................. xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Penyulingan Minyak ............................................................5
Gambar 2.2 Pemurnian Biogas ..........................................................................13
Gambar 2.3 Proses Pembuatan Biogas................................................................14
Gambar 2.4 Mesin Dengan Sistem Dua Bahan Bakar ........................................16
Gambar 2.5 Diagram P-V Mesin Diesel .............................................................18
Gambar 2.6 Diagram T-S Mesin Diesel ..............................................................18
Gambar 2.7 Prinsip Kerja Mesin Diesel .............................................................19
Gambar 2.8 Skema Operasi Dynamometer .........................................................22
Gambar 2.9 Generator .........................................................................................25
Gambar 2.10 Standar Uji Emisi Gas Buang........................................................27
Gambar 2.11 Grafik Tekanan vs Sudut Engkol ..................................................30
Gambar 2.12 Hidrokarbon Rantai Lurus .............................................................32
Gambar 2.13 Alpha-methylnaphtalene ...............................................................32
Gambar 3.1 Tiger Diesel Engine R175 AN ........................................................34
Gambar 3.2 Syncronous Generators Single Phase AC .......................................35
Gambar 3.3 Engine Smoke meter dan Gas Analyzer...........................................36
Gambar 3.4 Thermocouple Thermometer ...........................................................37
Gambar 3.5 Tachometer .....................................................................................38
Gambar 3.6 Multi meter ......................................................................................39
Gambar 3.7 Tabung Penhyimpanan Biogas ........................................................40
Gambar 3.8 Regulator Gas ..................................................................................40
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.9 Flowmeter Gas ................................................................................40
Gambar 3.10 Stop watch .....................................................................................41
Gambar 3.11 Manometer ....................................................................................41
Gambar 3.12 Selang Bertekanan .........................................................................42
Gambar 3.13 Rangkaian Lampu .........................................................................42
Gambar 3.14 Alat Perbengkelan .........................................................................43
Gambar 3.15 V-Belt dan Pulley ..........................................................................43
Gambar 3.16 Panel Listrik .................................................................................44
Gambar 3.17 Kompresor .....................................................................................44
Gambar 3.18 Selenoid Valve ..............................................................................45
Gambar 3.19 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin Diesel ......................49
Gambar 3.20 Diagram Alir Pengujian Emisi Gas Buang ...................................50
Gambar 3.21 Set Up Alat Pengujian ...................................................................51
Gambar 3.22 Set Up alat pengujian Performansi mesin .....................................52
Gambar 4.1 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 600 Watt .....59
Gambar 4.2 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 900 Watt .....59
Gambar 4.3 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 1200 Watt ...60
Gambar 4.4 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 1500 Watt ...61
Gambar 4.5 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 600 Watt .................................67
Gambar 4.6 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 900 Watt ...................................68
Gambar 4.7 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 1200 Watt .................................69
Gambar 4.8 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 1500 Watt .................................69
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik SFC vs RPM pada Beban 600 Watt .....................................77
Gambar 4.10 Grafik SFC vs RPM pada Beban 900 Watt ...................................78
Gambar 4.11 Grafik SFC vs RPM pada Beban 1200 Watt ................................79
Gambar 4.12 Grafik SFC vs RPM pada Beban 1500 Watt .................................80
Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 600 Watt .............87
Gambar 4.14 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 900 Watt .............88
Gambar 4.15 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 1200 Watt ..........88
Gambar 4.16 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 1500 Watt ...........89
Gambar 4.17 Grafik AFR vs RPM pada Beban 600 Watt .................................97
Gambar 4.18 Grafik AFR vs RPM pada Beban 900 Watt ..................................98
Gambar 4.19 Grafik AFR vs RPM pada Beban1200 Watt .................................99
Gambar 4.20 Grafik AFR vs RPM pada Beban 1500 Watt ................................100
Gambar 4.21 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 600 Watt ...................106
Gambar 4.22 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 900 Watt ...................107
Gambar 4.23 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 1200 Watt .................107
Gambar 4.24 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 1500 Watt .................108
Gambar 4.25 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 600 Watt .................118
Gambar 4.26 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 900 Watt .................118
Gambar 4.27 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 1200 Watt ...............119
Gambar 4.28 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 1500 Watt ...............120
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Minyak Solar sesuai keputusan Dirjen Migas .................... 8
Tabel 2.2 Komposisi Kandungan Biogas .............................................................. 11
Tabel 2.3 Sifat Fisik Biogas .................................................................................. 11
Tabel 2.4 Nilai lhv biogas tiap % CH4 yang dikandungya ................................... 12
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Daya Untuk Bahan Bakar Solar Murni ................... 54
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Daya Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 2 l/min
Biogas .................................................................................................55
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Daya Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Bio .............................................................................................56
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan DayaUntuk Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................58
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni .................63
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 2
l/min Biogas ........................................................................................64
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Biogas ........................................................................................65
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................66
Tabel 4.9 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni ..............71
Tabel 4.10 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni + 2
l/min Biogas ........................................................................................73
Tabel 4.11 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Biogas ........................................................................................75
Tabel 4.12 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................76
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni ..............................................................................82
Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni + 2 l/min Biogas ..................................................83
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni + 4 l/min Biogas ..................................................84
Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni + 6 l/min Biogas ..................................................86
Tabel 4.17 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni ................92
Tabel 4.18 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni + 2
l/min Biogas ........................................................................................93
Tabel 4.19 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Biogas ........................................................................................95
Tabel 4.20 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................96
Tabel 4.21 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni..................................101
Tabel 4.22 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 2 l/min Biogas ......103
Tabel 4.23 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 4 l/min Biogas ......104
Tabel 4.24 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 6 l/min Biogas ......105
Tabel 4.25 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni ...109
Tabel 4.26 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni
+ 2 l/min Biogas .................................................................................110
Tabel 4.27 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni
+ 4 l/min Biogas .................................................................................111
Tabel 4.28 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni
+ 6 l/min Biogas .................................................................................112
Tabel 4.29 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni ..................................................................................................114
Tabel 4.30 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas ......................................................................115
Tabel 4.31 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas ......................................................................116
Tabel 4.32 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni +6 l/min Biogas .......................................................................117
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
SIMBOL
KETERANGAN
SATUAN
PB
Daya Keluaran
Watt
CV
Nilai kalor
kJ/kg
Laju aliran massa udara
kg/s
Laju aliranbahanbakar
kg/jam
Putaran mesin
rpm
Effisiensi termal
%
Sfc
Konsumsi bahan bakar spesifik
g/kW.jam
t
Waktu pengujian yang ditentukan
jam
Ʈ
Torsi keluaran mesin
N.m
massa jenis bahan bakar
kg/m3
V
Tegangan listrik
Volt
I
Arus Listrik
Ampere
v
Volume bahan bakar
ml
d
Diameter Silinder
mm
S
Panjang Langkah
mm
rc
Rasio Kompresi
Vd
Volume Silinder
m3
Vc
Volume sisa di silinder
m3
AFR
Rasio campuran bahan bakar dan udara
n
Universitas Sumatera Utara
SATU SILINDER DENGAN SISTEM DUA BAHAN BAKAR
(DUAL FUEL SYSTEM)
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh :
Gunung A E Sinambela
(100401013)
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Semakin bertambahnya populasi manusia di bumi dan semakin menipisnya
sumber daya minyak menjadi sekian dari banyak hal yang mendorong kita untuk
melakukan penelitian dan pengembangan terhadap sumber energi terbarukan
(renewable energy), salah satunya yang memiliki potensi besar
adalah
penggunaan biogas yang digunakan sebagai bahan bakar motor bakar dengan
sistem dua bahan bakar (dualfuel). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa
performansi mesin diesel R 175 AN dengan menggunakan sistem dua bahan bakar
(dual fuel) solar dan biogas dimana aliran biogas yang masuk ke ruang bakar akan
diatur ( aliran 2, 4, 6 l/min). Selain itu, penelitian ini juga akan menganalisa emisi
gas buang dari hasil pembakaran dan nilai ekonomis setelah menggunakan sistem
dua bahan bakar (dual fuel) solar dan biogas. Daya maximum mesin terjadi pada
penggunaan bahan bakar solar murni + 2 l/min biogas yaitu sebesar 1341,32 Watt,
torsi maximum pada pembebanan 1500 Watt putaran 1500 rpm menggunakan
bahan bakar solar murni + 2 l/min biogas sebesar 8,54 Nm. Nilai SFC maximum
pada bahan bakar solar murni beban 600 Watt putaran 1000 rpm yaitu sebesar
852,3 gr/kW.jam. Efisiensi thermal brake maximum pada penggunaan bahan
bakar solar murni + 6 l/min biogas pembebanan 900 Watt putaran 1000 rpm yaitu
sebesar 47,60 %. Nilai AFR maximum pada bahan bakar solar murni + 6 l/min
biogas pembebanan 600 Watt putaran 1000 rpm yaitu sebesar 310,42. Tekanan
efektif rata-rata pembakaran saat menggunakan bahan bakar solar murni lebih
rendah dibanding dengan tekanan efektif rata-rata saat menggunakan bahan bakar
solar murni + biogas. Untuk emisi gas buang, nilai opacity rata rata mengalami
penurunan setelah menggunakan sistem dua bahan bakar (dual fuel) solar dan
biogas. Kadar HC dan CO mengalami peningkatan setelah menggunakan sistem
dua bahan bakar (dual fuel). Untuk nilai ekonomis, setelah penggunaan sistem dua
bahan bakar (dual fuel) nilai ekonomis dalam arti penghematan bahan bakar
meningkat sampai 84,42 % jika dibanding dengan penggunaan bahan bakar solar
murni.
Kata kunci : Biogas, Performansi, Emisi, sistem dua bahan bakar.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The increasing human population on earth and the depletion of oil resources into
a few thousandths of a lot of things that encourage us to do research and
development on renewable energy sources , one of which has a great potential is
the use of biogas is used as fuel for internal combustion engine with dual fuel
system. This study aims to analyze the performance of the diesel engine R 175 AN
using dual fuel systems diesel and biogas in which biogas flow entering the
combustion chamber will be set (flow 2, 4, 6 l/s) . In addition, this study will also
analyze the exhaust emissions from the combustion and economic value after use
dual fuel systems diesel and biogas. Engine maximum power occurs in the use of
pure diesel fuel + 2 l / min biogas which amounted to 1341.32 Watt, maximum
torque at 1500 Watt load rotation 1500 rpm using pure diesel fuel + 2 l / min
biogas amounted to 8.54 Nm. SFC maximum value on pure diesel fuel load of 600
Watts 1000 rpm rotation that is equal to 852,3gr / kW.jam. Maximum brake
thermal efficiency in the use of pure diesel fuel + 6 l / min biogas load 900 Watt
1000 rpm rotation that is equal to 47,60%. For brake mean effective preasure
using pure diesel fuel has decreased compared with brake mean effective
preasure using pure diesel fuel + biogas. AFR maximum value on pure diesel fuel
+ 6 l / min biogas load 600 Watt 1000 rpm rotation that is equal to 310,42. For
exhaust emissions, the average opacity value has decreased after using dual fuel
systems diesel and biogas. HC and CO levels increased after using dual fuel
systems. For economic value, after the use of dual fuel systems economic value in
terms of fuel savings increased to 84,42% when compared with pure diesel fuel.
Key Words : Biogas,Performances, Emission, Dual Fuel System.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat, kasih, kekuatan dan kesehatan yang diberikan selama pengerjaan skripsi
ini, sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan dengan baik.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
untuk mencapai gela sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu
“KAJIAN PERFORMANSI MESIN DIESEL STASIONER SATU
SILINDER DENGAN SISTEM DUA BAHAN BAKAR (DUAL FUEL
SYSTEM)”
Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan yang dihadapi penulis.
Untuk itu penulis secara khusus menyampaikan terima kasih kepada dosen
pembimbing Bapak Dr.Eng. Himsar Ambarita, ST.MT yang telah memberikan
saran dan bimbingan untuk kelancaran penulisan skripsi ini.
Selama penulisan skripsi ini, penulis juga banyak mendapat bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Abang dan kakakku keluarga Eldi L.P Sinambela, adek-adekku di
kampung dan seluruh keluargaku, yang selalu memberikan semangat ,
doa dan dukungan kepada penulis dari awal masuk kuliah sampai
penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST. MT selaku dosen pembimbing,
yang bersedia meluangkan waktu dalam memberikan bimbingan serta
masukan dalam penyelesaian tugas sarjana ini.
3. Bapak Dr.Ing.Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin USU yang memberikan kesempatan kepada penulis dalam
menyelesaikan tugas sarjana ini.
4. Bapak/Ibu Karyawan Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.
Universitas Sumatera Utara
5. Kawan-kawan satu partner
skripsi Arie, Baringin, Bensazar, yang
saling memberi semangat satu sama lain meskipun kadang ada salah
paham tapi tetap kompak terus.
6. Seluruh Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Mesin USU yang
telah memberikan kesempatan dan urusan administrasi.
7. Kawan-kawan di BMC, kawan-kawan satu kos Rivai Purba dan Sahat
Sihombing.
8. Teman-teman Teknik Mesin khususnya Stambuk 2010 yang tidak
dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan
serta semangat bagi penulis.
9. Adinda Ricky Purba, Efenetus, dan semua adek-adek di Teknik Mesin
USU yang telah banyak memberikan doa serta semangat bagi penulis
dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurang sempurnaan
dan
kekeliruan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis akan sangat
berterima kasih dan dengan senang hati menerima saran dan kritik yang
membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat
kepada pembaca. Terima kasih.
Medan,
Agustus 2015
Penulis
Gunung A E Sinambela
NIM. 100401013
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Tujuan Pengujian ............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2
1.4 Manfaat Pengujian .......................................................................... 3
1.5 Metodologi Penelitian .................................................................... 3
1.6 Sistemetika Penulisan ..................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan Bakar Hidrokarbon .............................................................. 5
2.1.1 Bahan Bakar Diesel ............................................................... 5
2.1.2 Karakteristik Bahan Bakar Diesel(Solar) .............................. 6
2.2 Bahan Bakar Gas ............................................................................ 8
2.2.1 Sejarah Biogas ....................................................................... 9
2.2.2 Defenisi Biogas ..................................................................... 10
2.2.3 Karakteristik Bahan Bakar Biogas ........................................ 10
2.2.4 Nilai Kalor Biogas ................................................................. 12
2.2.5 Pemurnian Biogas( Puarifikasi Biogas) ................................ 13
2.2.6 Proses Pembuatan Biogas ...................................................... 14
2.2.7 Kelebihan dan Kekurangan Biogas ....................................... 15
Universitas Sumatera Utara
2.3 Sistem Dua Bahan Bakar (Dual Fuel System) ............................... 16
2.4 Mesin Diesel ................................................................................... 16
2.4.1 Prinsip Kerja Mesin Diesel ................................................... 19
2.4.2 Performansi Mesin Diesel ..................................................... 20
2.5 Generator ........................................................................................ 25
2.6 Emisi Gas Buang ............................................................................ 26
2.6.1 Sumber .................................................................................. 27
2.6.2 Komposisi Kimia................................................................... 28
2.6.3 Bahan Penyusun ..................................................................... 28
2.7 Proses Pembakaran dan Bahan Bakar ............................................ 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat ......................................................................... 34
3.2 Alat dan Bahan ............................................................................... 34
3.2.1 Alat ........................................................................................ 34
3.2.2 Bahan.... ................................................................................. 45
3.3 Metode Pengumpulan data ............................................................. 45
3.4 Metode Pengolahan data ................................................................ 45
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian .................................................. 46
3.6 Prosedur Perakitan .......................................................................... 46
3.7 Prosedur Pengujian Prestas Mesin Diesel dan Mesin Dual Fuel .. 47
3.8 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 49
3.9 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ............................................ 50
3.10 Set Up Alat .................................................................................. 51
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Daya ............................................................................................. 53
Universitas Sumatera Utara
4.1.1 Daya yang dihasilkan menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni ........................................................................... 53
4.1.2 Daya yang Dihasilkan menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 55
4.1.3 Daya yang Dihasilkan menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 56
4.1.4 Daya yang Dihasilkan menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/min Biogas .......................................................... 57
4.2 Torsi ............................................................................................. 62
4.2.1 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni ...................................................................................... 62
4.2.2 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 63
4.2.3 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 65
4.2.4 Torsi yang Dihasilkan Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/min Biogas .......................................................... 66
4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ......................................... 70
4.3.1 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni . 71
4.3.2 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 72
4.3.3 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 74
4.3.4 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/Min Biogas ......................................................... 75
4.4 Efisiensi Thermal Brake ................................................................. 81
4.4.1 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni ........................................................................... 81
4.4.2 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 2 l/min Biogas ................................................ 82
Universitas Sumatera Utara
4.4.3 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 4 l/min Biogas ................................................ 84
4.4.4 Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 6 i/min Biogas ................................................ 85
4.5 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ................................................... 90
4.5.1 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni ...................................................................................... 90
4.5.2 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas .......................................................... 93
4.5.3 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas .......................................................... 94
4.5.4 Perhitungan AFR Menggunakan Bahan Bakar Solar
Murni + 6 l/min Biogas .......................................................... 95
4.6 Brake Mean Effective Preasure ...................................................... 101
4.6.1 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni ....................... 101
4.6.2 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 2 l/min
Biogas..................................................................................... 102
4.6.3 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 4 l/min
Biogas..................................................................................... 103
4.6.4 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 6 l/min
Biogas..................................................................................... 105
4.6 Emisi Gas Buang ............................................................................ 108
4.7 Tinjauan Nilai Ekonomis ............................................................... 113
4.7.1 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni ............................................................................ 113
4.7.2 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 2 l/min Biogas ................................................ 115
4.7.3 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 4 l/min Biogas ................................................ 116
4.7.4 Tinjauan Nilai Ekonomis Menggunakan Bahan Bakar
Solar Murni + 6 l/min Biogas ................................................ 117
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan..................................................................................... 121
5.2 Saran ............................................................................................. 122
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xv
LAMPIRAN
............................................................................................. xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Penyulingan Minyak ............................................................5
Gambar 2.2 Pemurnian Biogas ..........................................................................13
Gambar 2.3 Proses Pembuatan Biogas................................................................14
Gambar 2.4 Mesin Dengan Sistem Dua Bahan Bakar ........................................16
Gambar 2.5 Diagram P-V Mesin Diesel .............................................................18
Gambar 2.6 Diagram T-S Mesin Diesel ..............................................................18
Gambar 2.7 Prinsip Kerja Mesin Diesel .............................................................19
Gambar 2.8 Skema Operasi Dynamometer .........................................................22
Gambar 2.9 Generator .........................................................................................25
Gambar 2.10 Standar Uji Emisi Gas Buang........................................................27
Gambar 2.11 Grafik Tekanan vs Sudut Engkol ..................................................30
Gambar 2.12 Hidrokarbon Rantai Lurus .............................................................32
Gambar 2.13 Alpha-methylnaphtalene ...............................................................32
Gambar 3.1 Tiger Diesel Engine R175 AN ........................................................34
Gambar 3.2 Syncronous Generators Single Phase AC .......................................35
Gambar 3.3 Engine Smoke meter dan Gas Analyzer...........................................36
Gambar 3.4 Thermocouple Thermometer ...........................................................37
Gambar 3.5 Tachometer .....................................................................................38
Gambar 3.6 Multi meter ......................................................................................39
Gambar 3.7 Tabung Penhyimpanan Biogas ........................................................40
Gambar 3.8 Regulator Gas ..................................................................................40
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.9 Flowmeter Gas ................................................................................40
Gambar 3.10 Stop watch .....................................................................................41
Gambar 3.11 Manometer ....................................................................................41
Gambar 3.12 Selang Bertekanan .........................................................................42
Gambar 3.13 Rangkaian Lampu .........................................................................42
Gambar 3.14 Alat Perbengkelan .........................................................................43
Gambar 3.15 V-Belt dan Pulley ..........................................................................43
Gambar 3.16 Panel Listrik .................................................................................44
Gambar 3.17 Kompresor .....................................................................................44
Gambar 3.18 Selenoid Valve ..............................................................................45
Gambar 3.19 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin Diesel ......................49
Gambar 3.20 Diagram Alir Pengujian Emisi Gas Buang ...................................50
Gambar 3.21 Set Up Alat Pengujian ...................................................................51
Gambar 3.22 Set Up alat pengujian Performansi mesin .....................................52
Gambar 4.1 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 600 Watt .....59
Gambar 4.2 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 900 Watt .....59
Gambar 4.3 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 1200 Watt ...60
Gambar 4.4 Grafik Daya vs RPM Tiap Bahan Bakar pada Beban 1500 Watt ...61
Gambar 4.5 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 600 Watt .................................67
Gambar 4.6 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 900 Watt ...................................68
Gambar 4.7 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 1200 Watt .................................69
Gambar 4.8 Grafik Torsi vs RPM pada Beban 1500 Watt .................................69
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik SFC vs RPM pada Beban 600 Watt .....................................77
Gambar 4.10 Grafik SFC vs RPM pada Beban 900 Watt ...................................78
Gambar 4.11 Grafik SFC vs RPM pada Beban 1200 Watt ................................79
Gambar 4.12 Grafik SFC vs RPM pada Beban 1500 Watt .................................80
Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 600 Watt .............87
Gambar 4.14 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 900 Watt .............88
Gambar 4.15 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 1200 Watt ..........88
Gambar 4.16 Grafik Efisiensi Thermal vs RPM pada Beban 1500 Watt ...........89
Gambar 4.17 Grafik AFR vs RPM pada Beban 600 Watt .................................97
Gambar 4.18 Grafik AFR vs RPM pada Beban 900 Watt ..................................98
Gambar 4.19 Grafik AFR vs RPM pada Beban1200 Watt .................................99
Gambar 4.20 Grafik AFR vs RPM pada Beban 1500 Watt ................................100
Gambar 4.21 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 600 Watt ...................106
Gambar 4.22 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 900 Watt ...................107
Gambar 4.23 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 1200 Watt .................107
Gambar 4.24 Grafik bmep vs Putaran pada pembebanan 1500 Watt .................108
Gambar 4.25 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 600 Watt .................118
Gambar 4.26 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 900 Watt .................118
Gambar 4.27 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 1200 Watt ...............119
Gambar 4.28 Grafik Nilai Ekonomis vs RPM pada Beban 1500 Watt ...............120
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Minyak Solar sesuai keputusan Dirjen Migas .................... 8
Tabel 2.2 Komposisi Kandungan Biogas .............................................................. 11
Tabel 2.3 Sifat Fisik Biogas .................................................................................. 11
Tabel 2.4 Nilai lhv biogas tiap % CH4 yang dikandungya ................................... 12
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Daya Untuk Bahan Bakar Solar Murni ................... 54
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Daya Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 2 l/min
Biogas .................................................................................................55
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Daya Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Bio .............................................................................................56
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan DayaUntuk Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................58
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni .................63
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 2
l/min Biogas ........................................................................................64
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Biogas ........................................................................................65
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Torsi Untuk Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................66
Tabel 4.9 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni ..............71
Tabel 4.10 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni + 2
l/min Biogas ........................................................................................73
Tabel 4.11 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Biogas ........................................................................................75
Tabel 4.12 Perhitungan SFC Menggunakan Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................76
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni ..............................................................................82
Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni + 2 l/min Biogas ..................................................83
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni + 4 l/min Biogas ..................................................84
Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Efisiensi Thermal Brake Menggunakan Bahan
Bakar Solar Murni + 6 l/min Biogas ..................................................86
Tabel 4.17 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni ................92
Tabel 4.18 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni + 2
l/min Biogas ........................................................................................93
Tabel 4.19 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni + 4
l/min Biogas ........................................................................................95
Tabel 4.20 Hasil Perhitungan AFR untuk Bahan Bakar Solar Murni + 6
l/min Biogas ........................................................................................96
Tabel 4.21 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni..................................101
Tabel 4.22 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 2 l/min Biogas ......103
Tabel 4.23 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 4 l/min Biogas ......104
Tabel 4.24 Besarnya bmep pada bahan bakar solar murni + 6 l/min Biogas ......105
Tabel 4.25 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni ...109
Tabel 4.26 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni
+ 2 l/min Biogas .................................................................................110
Tabel 4.27 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni
+ 4 l/min Biogas .................................................................................111
Tabel 4.28 Perhitungan Emisi Gas Buang dengan Bahan Bakar Solar Murni
+ 6 l/min Biogas .................................................................................112
Tabel 4.29 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni ..................................................................................................114
Tabel 4.30 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni + 2 l/min Biogas ......................................................................115
Tabel 4.31 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni + 4 l/min Biogas ......................................................................116
Tabel 4.32 Hasil Perhitungan Nilai Ekonomis untuk Bahan Bakar Solar
Murni +6 l/min Biogas .......................................................................117
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
SIMBOL
KETERANGAN
SATUAN
PB
Daya Keluaran
Watt
CV
Nilai kalor
kJ/kg
Laju aliran massa udara
kg/s
Laju aliranbahanbakar
kg/jam
Putaran mesin
rpm
Effisiensi termal
%
Sfc
Konsumsi bahan bakar spesifik
g/kW.jam
t
Waktu pengujian yang ditentukan
jam
Ʈ
Torsi keluaran mesin
N.m
massa jenis bahan bakar
kg/m3
V
Tegangan listrik
Volt
I
Arus Listrik
Ampere
v
Volume bahan bakar
ml
d
Diameter Silinder
mm
S
Panjang Langkah
mm
rc
Rasio Kompresi
Vd
Volume Silinder
m3
Vc
Volume sisa di silinder
m3
AFR
Rasio campuran bahan bakar dan udara
n
Universitas Sumatera Utara