4.2.6 Efisiensi termal brake
b
η
Efisiensi thermal brake brake thermal efficiency merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata–rata yang
dihasilkan dari pembakaran bahan bakar. LHV = nilai kalor pembakaran bahan bakar kJkg
Dalam pengujian ini diasumsikan gas buang yang keluar dari knalpot mesin uji masih mengandung uap air uap air yang terbentuk dari proses
pembakaran bahan bakar yang belum sempat mengalami kondensasi didalam silinder sebelum langkah buang terjadi sehingga kalor laten kondensasi uap air
tidak diperhitungkan sebagai nilai kalor pembakaran bahan bakar LHV, Low Heating Value. Hal ini berarti untuk mendapatkan nilai LHV, maka nilai kalor
bahan bakar yang telah diperoleh dari pengujian sebelumnya HHV, High Heating Value dengan menggunakan bom kalorimeter harus dikurangkan dengan
besarnya kalor laten kondensasi uap air yang terbentuk dari proses pembakaran. LHV = HHV – Qlc
Dimana : Qlc = kalor laten kondensasi uap air.
Dengan mengasumsikan tekanan parsial yang terjadi pada knalpot mesin uji adalah sebesar 20 kNm
2
tekanan parsial yang umumnya terjadi pada knalpot motor bakar, maka dari tabel uap diperoleh besarnya kalor laten kondensasi uap
air yaitu sebesar 2400 kJkg [Lit.9 hal 12]. Bila diasumsikan pembakaran yang terjadi adalah pembakaran sempurna maka besarnya uap air yang terbentuk dari
pembakaran bahan bakar dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Berat H dalam bahan bakar =
. .
Z Y
X
O H
C MR
H AR
y x 100
dimana : x,y, dan z
= konstanta jumlah atom AR H
= Berat atom Hidrogen
Z Y
X
O H
C MR
= Berat molekul
Z Y
X
O H
C
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Massa air yang terbentuk = ½
x
y
x
berat H dalam bahan bakar
x
massa bahan bakar
Dimana bahan bakar yang dipakai adalah solar C
16
H
34
: Maka didapat : C
16
H
34
CO
2
+ H
2
O 16 CO
2
+ 17 H
2
O Jadi, :
C = 16 . 12 = 192 O = 16 . 32 = 256
H = 17 . 2 = 34 O = 17 . 16 = 272
= 1010
Dengan diperolehnya massa air yang terbentuk, maka dapat dihitung besarnya kalor laten kondensasi uap air dari proses pembakaran tiap 1 kg.
Berat H dalam bahan bakar =
1010 1
. 17
x 100 Maka H
= 1,68 = 0,0168
Maka, Q
lc
= 2400.kJkg x 0,0168 Jkg = 40,32 kJkg
Setelah nilai LHV didapat dilihat pada Tabel 4.1. Maka efisiensi termal
brake
b
η
dari masing–masing pengujian dengan menggunakan solar maupun biodiesel B-10, B-30 dan B-50 pada setiap variasi beban dan putaran dapat
dihitung, lihat pada Lampiran 1. Dari hasil perhitungan yang didapat untuk setiap jenis pengujian pada
putaran dan beban yang bervariasi, maka hasil perhitungan efisiensi thermal brake
b
η
dapat dilihat pada Tabel 4.8. +
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8. Data hasil perhitungan untuk efisiensi thermal brake
b
η
.
Beban kg
Putaran rpm
ηb Solar
Biodiesel B-10
Biodiesel B-30
Biodiesel B-50
10 1000
27.08 31.71
32.47 34.68
1400 28.16
32.17 34.03
36.52 1800
31.47 35.41
36.33 39.45
2200 32.24
43.06 44.02
49.60 2600
37.53 50.22
49.91 54.87
2800 38.17
51.42 51.12
56.44
25 1000
65.58 76.07
78.19 83.09
1400 58.00
72.87 79.04
83.46 1800
59.06 86.15
93.01 94.39
2200 71.00
80.95 84.98
90.46 2600
80.61 94.63
95.84 97.23
2800 76.83
90.89 94.96
98.09
Pada pembebanan 10 kg Tabel 4.8, efisiensi thermal brake
b
η
terendah yang terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar B-10, B-30 dan
B-50 pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 31,71 , 32,47 dan 34,68 . Sedangkan efisiensi thermal brake
b
η
tertinggi terjadi pada putaran 2800 rpm sebesar 51,42 , 51,12 dan 56,44 .
Pada pembebanan 25 kg Tabel 4.8, efisiensi thermal brake
b
η
terendah yang terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar biodiesel B-10
pada putaran 1400 rpm yaitu 72,87 , sementara biodiesel, B-30 dan B-50 pada putaran 1000 rpm sebesar 78,19 dan 83,09 . Sedangkan efisiensi thermal
brake
b
η
tertinggi pada biodiesel B-10 dan B-30 terjadi pada putaran 2600 rpm sebesar 94,63 , dan 95.84 , dan pada biodiesel B-50 pada putaran 2800
rpm yaitu 98,09 . Perbandingan nilai efisiensi thermal brake
b
η
untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8. Grafik Effisiensi Thermal Brake vs putaran
Dari gambar 4.8 dapat dilihat bahwa penambahan beban mengakibatkan efisiensi thermal brake
b
η
naik. Pada beban 10 kg efisiensi thermal brake
b
η
yang dihasilkan dengan menggunakan bahan bakar biodiesel B-10, B-30 dan B-50 semakin besar dibanding dengan menggunakan bahan bakar solar, begitu
juga pada beban 25 kg. Efisiensi thermal brake
b
η
bahan bakar biodiesel B-10, B-30 dan B-50 lebih besar daripada bahan bakar solar dikarenakan nilai kalor
solar lebih besar daripada nilai kalor bahan bakar biodiesel B-10, B-30 dan B-50.
Efisiensi thermal brake
b
η
dapat dihubungkan dengan konsumsi bahan bakar spesifik Sfc. Dimana untuk nilai efisiensi thermal brake
b
η
yang tinggi menunjukkan nilai konsumsi bahan bakar spesifik Sfc yang rendah, begitu juga
sebaliknya. Dengan demikian bahan bakar biodiesel B-10, B-30 dan B-50 sangat baik digunakan pada kendaraan bermesin diesel.
20 40
60 80
100 120
1000 1400
1800 2200
2600 2800
ηb
Putaran rpm
Efisiensi Thermal Brake Vs Putaran
Beban 10 kg
Solar Biodiesel B-10
Biodiesel B-30 Biodiesel B-50
Beban 25 kg
Solar Biodiesel B-10
Biodiesel B-30 Biodiesel B-50
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
4.3 Pengujian Emisi Gas Buang
Kategori