Rasio Udara Bahan Bakar AFR

99 7000 34 49 15 8000 41 55 14 9000 31 49 18 Rata- rata 12

4.1.5 Rasio Udara Bahan Bakar AFR

Rasio Udara Bahan Bakar AFRdari masing-masing pengujian pada tiap vputaran dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ��� = � � � � = ṁ � ṁ � ....................................................................................... 4.8 Dimana: � � = massa udara di dalam silinder per siklus � � = massa bahan bakar di dalam silinder per siklus ṁ � = laju aliran udara didalam mesin ṁ � = laju aliran bahan bakar di dalam mesin Pada perhitungan sebelumnya telah diketahui nilai ṁ � untuk setiap variasi putaran dan beban jumlah lampu, sehingga yang perlu di hitung berikutnya adalah � � dan ṁ � yang dihitung menurut persamaan berikut: � � = � � � � + � � �.� � .................................................................................................. 4.9 Dimana: � � = tekanan udara masuk silinder � � = temperatur udara masuk silinder � = konstanta udara  Tanpa menggunakan blower listrik • n= 1000 rpm ⇒ P = 0,136 kW ṁf = 0,313 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 Universitas Sumatera Utara 100 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 80 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 80124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0001305 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001305 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,913 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,913 ����� 0,313 ����� ��� = 12,484 • n= 2000 rpm ⇒ P = 0,479 kW ṁf = 0,364 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 78 kPa R = 0,287 kJkg.K Universitas Sumatera Utara 101 T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 78124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 333 � � = 0,0001272 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001272 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,8157 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,8157 ����� 0,364 ����� ��� = 10,474 • n= 3000 rpm ⇒ P = 0,836kW ṁf = 0,406 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 75 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 75124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 Universitas Sumatera Utara 102 � � = 0,0001223 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001223 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,668 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,668 ����� 0,406 ����� ��� = 9,022 • n= 4000 rpm ⇒ P = 1,289 kW ṁf = 0,465 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 73 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 73124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0001190 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001190 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � Universitas Sumatera Utara 103 ṁ � = 3,668 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,668 ����� 0,406 ����� ��� = 7,664 • n= 5000 rpm ⇒ P = 1,777 kW ṁf = 0,550 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 69 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 69124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0001125 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001125 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,375 ����� Sehingga: Universitas Sumatera Utara 104 ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,375 ����� 0,550 ����� ��� = 6,129 • n= 6000 rpm ⇒ P = 2,430kW ṁf = 0,618 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 65 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 65124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0001060 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,00001060 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,179 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,179 ����� 0,168 ����� ��� = 5,141 Universitas Sumatera Utara 105 • n= 7000 rpm ⇒ P = 2,965 kW ṁf = 0,779 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 63 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 63124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0001027 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001027 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,081 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,081 ����� 0,779 ����� ��� = 3,954 • n= 8000 rpm ⇒ P = 4,116 kW ṁf = 0,906 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 Universitas Sumatera Utara 106 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 5 9 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 59124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0000962 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0000962 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 2,886 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 2,886 ����� 0,906 ����� ��� = 3,183 • n= 9000 rpm ⇒ P = 3,738 kW ṁf = 1,092 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 55 kPa R = 0,287 kJkg.K Universitas Sumatera Utara 107 T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 55124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 300 � � = 0,0000897 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0000897 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 2,690 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 2,690 ����� 1,092 ����� ��� = 2,461 AFR dari pada mesin untuk masing-masing pengujian sebelum menggunakan blower sebagai supercharger elektrik pada tiap variasi putaran dapat dilihat pada gambar berikut: Universitas Sumatera Utara 108 Gambar 4.13 Grafik AFR Vs Putaran pada saat tidak menggunakan blower elektrik Dengan menggunakan blower elektrik • n= 1000 rpm ⇒ P = 0,165 kW ṁf = 0,207 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 100 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353K � � = � � � � + � � �. � � � � = 100124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001386 �� ��� − ����� 2 4 6 8 10 12 14 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 AF R Putaran rpm Universitas Sumatera Utara 109 Maka: ṁ � = �0,0001386 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 4,157 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 4,157 ����� 0,207 ����� ��� = 20,029 • n= 2000 rpm ⇒ P = 0,566 kW ṁf = 0,271 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 98 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 98124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001358 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0000934 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 4,074 ����� Universitas Sumatera Utara 110 Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 4,074 ����� 0,271 ����� ��� = 15,028 • n= 3000 rpm ⇒ P = 0,992 kW ṁf = 0,334 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 95 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 95124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001317 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001317 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,949 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,949 ����� 0,334 ����� Universitas Sumatera Utara 111 ��� = 11 802 • n= 4000 rpm ⇒ P = 1,659 kW ṁf = 0,364 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 93 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 93124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001289 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001289 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,866 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,866 ����� 0,364 ����� ��� = 10,61 • n= 5000 rpm ⇒ P = 2,211 kW ṁf = 0,453 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 Universitas Sumatera Utara 112 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 92 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 92124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001275 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001275 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,824 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,284 ����� 0,364 ����� ��� = 8,438 • n= 6000 rpm ⇒ P =2,870 kW ṁf = 0,609 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 90kPa R = 0,287 kJkg.K Universitas Sumatera Utara 113 T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 90124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001247 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001247 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � � ṁ � = 3,741 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,741 ����� 0,609 ����� ��� = 6,134 • n= 7000 rpm ⇒ P =4,090kW ṁf = 0,754 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 87 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 300 K � � = � � � � + � � �. � � Universitas Sumatera Utara 114 � � = 87124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001206 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001206 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,616 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,616 ����� 0,754 ����� ��� = 4,797 • n= 8000 rpm ⇒ P =4,976 kW ṁf = 0,809kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 86 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 86124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001192 �� ��� − ����� Maka: Universitas Sumatera Utara 115 ṁ � = �0,00001192 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3,575 ����� Sehingga: ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,375 ����� 0,809 ����� ��� = 4,419 • P = n= 9000 rpm ⇒ P =5,305kW ṁf = 0,974 kgjam V d : 124 × 10 −6 � 3 V c : 15,6 × 10 −6 � 3 P i = 87 kPa R = 0,287 kJkg.K T i = 353 K � � = � � � � + � � �. � � � � = 87124 × 10 −6 + 15,6 × 10 −6 0,287 × 353 � � = 0,0001164 �� ��� − ����� Maka: ṁ � = �0,0001164 �� ��� − ������ 1 ��� � 3600 ��� 60 ��� � � 1 ����� 2 ��� � ṁ � = 3.492 ����� Sehingga: Universitas Sumatera Utara 116 ��� = ṁ � ṁ � ��� = 3,492 ����� 0,974 ����� ��� = 3,58 AFR dari pada mesin untuk masing-masing pengujian setelah menggunakan blower sebagai supercharger elektrik pada tiap variasi putaran dapat dilihat pada gambar berikut: Gambar 4.14 Grafik AFR Vs putaran spada saat menggunakan Blower eletrik Perbandingan AFR sebelum dan sesudah menggunakan blower dapat dilihat pada gambar berikut: 5 10 15 20 25 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 AF R Putaran rpm Universitas Sumatera Utara 117 Gambar 4.15 Grafik AFR vs putaran Dari gambar 4.15 dijelaskan bahwa : • AFR terendah terjadi pada putaran tinggi yaitu pengujian sebelum menggunakan blower elektrik pada putaran mesin 9000 rpm sebesar 2. • AFR tertinggi terjadi pada pengujian putaran rendah setelah menggunakan blower pada putaran mesin 1000 rpm sebesar 20. • Penggunaan blower sebagai supercharger elektrik memberikan peningkatan afr rata rata sebesar 2 pada setiap putaran.

4.1.6. Efesiensi Volumetris