Studi Eksperimen Pengaruh Pencampuran Gas Hidrogen Dari Generator HHO Tipe Kering Dengan Bahan Bakar Kerosene Pada Distribusi Temperatur Nyala Api Kompor Tekan Blowtorch
an ur
Print)
dap periode da periodik yang
[2
nik dalam me ang memerlu hindari disipas an dikontrol
Modulation Width Mod
Elektrolisis a kan arus listr dan anoda). A epat maka ai katalis.
2 O)
ul air (H
lektrolisis air w.byexample.co mage_view. Dia an IC555 sebag ogroup.blogspo l 22.00)
ko Sungkono nstitut Tekno baya 60111 In me.its.ac.id
o Kawano, ologi Sepulu ndonesia
ruh Pe HO T da Dist Tekan
WM (Pulse gkaian alat tek u peralatan y untuk mengh latan yang ak r pulsa terhad uk tegangan p
Pulse Width M
gan mengalirk troda (katoda adi dengan ce trolit sebagai k
[1] .
)
2
mecah moleku igen (O
bar 1. Proses el mber:http://www ectrolysis.jpg/im pukul 22.00) bar 2. Rangkaia mber:www.sooko stus 2013 pukul
encam ipe Ke tribusi n Blow
om/library/illust iakses pada tan gai Multivibrato ot.com
ipta dan Djok gi Industri, I Hakim, Surab hdkawano@m
2
HO
dan kan uah pat gan atu erja sar dari ase am
10
lys stus
r (ITS) 305
n Gas denga mperatu h
berlebihan d gatur prosenta al persegi dala generator HH
ll in yang bes
) d arnya dilakuk elalui dua bu elektrolisa dap icampur deng erupakan sua mengontrol ke
drogen (H
. Diakses
trations/electro nggal 10 Agus or A stabil s pada tanggal
uh Nopember B-3
mpuran ering i Tem wtorch
. PWM meng ari suatu sinya g diberikan ke
2]
me engatur atau m ukan arus pul si daya yang
dulation)
Agar proses e ir tersebut di
menjadi Hid air pada dasa rik ke air me
9 (2301-9271 P
Pengar
ator HH
ne padmpor T
JU
Berangkat d enelitian baga enggabungan lowtorch yang
II. TINJAU
I. PEND cana krisis e g penelitian au renewabl sedikit demi alam menunja h bahan bak angat melimp sebesar-besarn nculnya tekno diubah menja pemanfaatan dari pemikira aimana karakt kerosin dan g dipakai pada
as hidrogen m untuk menam embakaran, han bakar ko kerosin diguna gan menggabu alam HHO yan engan plat SS at sebagai elekt se Width M erator HHO d ungan bahan ejector. Hasil y nerator HHO 54,32% dan ef WM, yaitu sebe ungan kerosin erosin saja. Ga HHO sebesar 1 sebesar 25,77 C dari tempera —blowtorch, di
NIK POMITS
S
Jurus
Baha
. Elektrolisis A Stu Hidro
H2O) yang sa imanfaatkan s eperluan. Mun 900-an yang d imulainya era ternatif.
san Teknik M S Vol. 2, No. 2
EJAK wac berkembang rbarukan ata rsebut kini s masyarakat da atunya adalah
Kata Kunci—
Abstrak—Ga imanfaatkan eperluan pe enggunaan ba ni. Blowtorch k ilakukan deng as hidrogen da pe kering de ebanyak 15 pla ilengkapi Puls engontrol gene 5%. Penggabu menggunakan e njuk kerja ge aitu sebesar 5 HO tanpa PW ihasilkan gabu embakaran ke ihasilkan gas H erosin murni bih dari 100 o C murni .
URNAL TEKN
A. S
19 di al pe pe bl
te te m sa (H di ke
75 m un ya H di pe di ke leb m
di ke pe in di ga tip se di pe
Air udi Ek ogen d an Bak Nya
mempunyai nila mbah energi bahkan da onvensional ya akan sebagai ngkan bahan ng dihasilkan d S316L beruku troda dan laru odulation (PW dengan duty cy bakar dilaku yang didapatk O tertinggi pad fisiensi terend esar 13,2%. Te dan gas HHO abungan daya 16,5W dan day 7kW, menaikk atur api hasil p ifusi, duty cycle
men P Genera erosen pi Kom
- – penelitian
P
mem Oksi deng elekt terja elekt B.
Gamb (Sum is/ele 2013 Gamb (Sum Agus
Salah n air dapat rbagai tahun adalah bakar ul ide n dari pada
uncul, energi rukan f bagi
dapat rbagai urangi n saat gujian n dan HHO 16mm KOH i alat %, dan difusi isiensi 25%, erator i yang s dari yang arkan ur api erosin HO.
N: 2337-3539
e-mail : h
o Agni Pradi ltas Teknolog ef Rahman H
PW rang suatu dan pera lebar bentu
DAHULUAN energi non-re
n terhadap e Energi terbar adi alternatif sehari-hari. S n.Ketersediaan ukaan bumi usia untuk berb isis air sejak t dan oksigen a enjadi bahan b maka muncu ang dihasilkan secara difusi eknik.
e, kerosene, HH enewable mu
ai kalor yang d pada ber apat mengu ang digunakan alat uji. Peng bakar kerosin dari generator uran 16mmx1 utan elektrolit WM) sebagai ycle 25%, 50% ukan secara kan bahwa efi da duty cycle dah pada gene emperatur api O lebih panas bahan bakar ya yang dikelua kan temperatu pembakaran ke
Jl. Arie 2, (2013) ISSN
Brillyano Mesin, Fakul
ksperim dari G kar Ke ala Ap
UAN PUSTAK
sedikit menja ang aktifitas kar hidrogen pah di permu nya oleh manu ologi elektroli adi hidrogen d n gas HHO me an tersebut, m teristik api ya gas HHO s a kebutuhan te
le energi . E
KA JU
Ga (S to Ga Ga C
IV Pengujian Laj aju produksi M dan dengan %. ari gambar 11 erator HHO gkonsumsi ar a saat mulai m waktu dua m utuhkan gener
u Produksi HH
V. HASIL DA
. Diagram Ali ksanakan ber Gambar 7.
K yang disu ak antar sens i pengujian sep alui ejektor seb kevakuman ak ni ditimbang tung daya ngan yang d gan kerosin d
peratur api d or HHO yang api yang d rlihat. Temper
an instalasi gen peratur Api
Print)
M, temperat capai suhu 9 gan menggu ingkat secar gujian berjalan O bisa dikontr ren grafik p tu produksi g u produksi yan g mana apabi ngkatan ener
M relatif keci gujian menyer ingkat seiring akin stabil pad ambar 12 me peratur elektro ambahnya wa
kema instalasi O masuk mela isap karena k a pengujian in uk menghit akai.Perbandin sin saja deng ing duty cycle enelitian dilak at dilihat pada
. Generator rus listrik yan dijalankan d menit saja aru rator HHO y il. Duty cycle rap arus sebe g berjalannya w da angka 5A. rupakan .graf olit generator m aktu. Namun, ur meningk
zle .
tipe h dengan jara
mocouple
engujian temp orma generato peratur lidah fil api yang ter
bar 6. Rangkaia engujian Temp
Tr wakt Laju yang penin 9 (2301-9271 P
G temp berta PWM men deng men peng HHO
D gene men pada dalam dibu PWM peng men sema
La PWM 75%
1. P
gas HHO d n PWM denga 1 terlihat perba
o
nozz
owtorch deng
WM
kai ang ran ng- alir npa dan ada
ang in).
25 ung gas
306 ian kan gan kan
35A. Arus ya ahkan perangk rata-rata selam n nilainya ter ian dan nilain unjukkan bahw rsamaan deng generator tan signifikan d nit.Dibandingk ratur elektro seiring wak yalaan genera lihatkan bahw semakin singk oleh tempera a mempermud hingga semak
I enerator tan 25%, 50%, d nsumsi arus pa tanpa PW ggi, sebesar 79 at sangat cep
n yang terpak bakar ya ah pembakar s HHO masin da diagram a
essure fluid ya fluid ( kerosi
ur menggunak tal sebanyak mulai dari uju mbar 6 yaitu g
telah penguji tuk menentuk
C kurang d unakan PW ra bertahap n dikarenakan ol. ada gambar as HHO seba ng meningkat la temperatur rgi molekul-m
an blowtorch
B-3
WM, temper dan stabil n waktu peny 13 memper anyak 500cc s t diakibatkan r tinggi maka molekul, seh
esar 4,6A dan waktu penguj fik yang menu meningkat be pada grafik kat sangat dari tiga men
e 25% yang r
diukur dari g an duty cycle andingan kon r HHO ng sangat ting dan meningka us mencapai 1 yang ditamba
HHO
AN DISKUSI
dilakukan set bertujuan un dihasilkan blo ratur api diuku usun horizont sor 1cm dim eperti pada gam bagai low pre kibat motive berat kerosin bahan didapat adala dicampur gas ir Penelitian rdasarkan pad
nerator HHO da
Sk HHO terhi Pada untu terpa kero masi Pe dapa
buah
Ej
onverging inle
ycle 25%, 50% a gambar 5.
ini dilakukan HO dalam ambar 4 dan
aju Produksi H
I. III. METO
pakan mixing erkecepatan t kerja sebuah e r dengan mem i fluida pengg nunjukkan flu gan fluida prim et nozzle .
or ommons.wikim pada tanggal 10 kaian peralatan kaian peralatan
NIK POMITS
Pengujian i enerator HH itunjukkan ga engan duty cy kemanya pada mengukur wakt ejana ukur.Se strik, dan te elama 60 meni
Pengujian La
III
Gambar 3 men ercampur deng
S Vol. 2, No. 2
akum.Prinsip k uida sekunder an energi dari
otive fluid be
jektor merup
Ejektor
ambar 3. Ejekto Sumber:http://co r.svg. Diakses p ambar 4. Rangk ambar 5. Rangk C.
URNAL TEKN
ge di de sk m be lis se
co 1.
va flu da G be
m
tu produksi g elain itu, diuk emperatur ele it pada masing
media.org/wiki/F
therm
outlet
Pe perfo temp profi
Pe
Gamb 2.
p lalu elalui forma yang PWM ukkan engan dalam arus kukan
[3] .
jet)
entum
nakan efek aliran
_Injec
N: 2337-3539
TIAN engukur perf pa PWM, itambahkan P yang ditunju dilakukan de anyak 500cc d angan listrik, ian ini dilak abel.
0 Agustus 2013 uji gas HHO (d uji gas HHO (P device deng
patan tinggi (j yang terhisap atan tinggi me
ransfer mome
gan menggun menimbulkan h mendorong a
File:Ejector_or_ pukul 22.00) direct) PWM)
2, (2013) ISSN
%, dan 75%, Pengukuran gas HHO seba kur pula tega ekrolit.Penguji g-masing vari
n untuk me kondisi tanp n dengan di
HHO
ODE PENELIT
tinggi yang m ejektor adalah manfaatkan tr gerak berkecep ida sekunder mer berkecep
9A pat, ang kat ma rus nya wa gan npa dan kan olit ktu tor wa kat. tur dah kin JU URNAL TEKN NIK POMITS S Vol. 2, No. 2 2, (2013) ISSN N: 2337-3539 9 (2301-9271 P Print) B-3 307
Gamb bar 8. Dutycycl le 25% (Kon disi: freq 97,2 H Hz, On Duty cy ycle 24%, OFF F Duty cycle 75% %) Gamb bar 9. Dutycycl le 50% (Kon disi: freq 157,
2 Hz, On Du uty cycle 50%, OFF Duty cy ycle Pembuatan A 49%) ) blowtorch Kriteria: K
Tidak ada kebocoran gas Blowtorch Blowtorch dapat sesuai kriteria bekerja baik Pe engujian orch Gamb bar 10. Dutycy cle 75%
unjuk kerja blowto (Kon disi: freq 244,
1 Hz, On Du uty cycle 75%, OFF Duty cy ycle Kelompok kontrol: 24%) ) Pengujian njuk osene k Dat ta un kerja blowtorch kero standar :
Temperatur lidah api Daya bakar Kelomp pok
hasil kerja bahan b Penguj jian h uji: ditamb bahkan unjuk kerja blowtorch dengan 2 secara gas H difusi Dat ta Gamb bar 11.Grafik a arus generator fu fungsi waktu :
Temperatur lidah api Daya bakar Analisa asi hasil hasil kerja bahan b
dan kompara temperatur dan Daya h kerja bahan bakar pada Kesimpulan kedua pengujian End Gamb bar 12.Grafik te emperatur elekt trolit fungsi wa aktu Ga ambar 7. Diagr ram alir peneliti ian JU
Ga Ga Ga
o
2, (2013) ISSN
gsi waktu ngsi waktu (b) Kerosene + HH
erlangsung de ningkatan efis denganpeng
M dibandin M. Peningkatan ngkitkan gene
(H
C.P pembakaran p bahan bakar y tersebut.Kero sekitar 43MJ kalor tiga kal
N: 2337-3539
HO.
engan siensi gujian ngkan an ini erator di gas
nilain dari hidrogen tetapi, penin apat dari besa drogen dib osin pada blo besar 100
panas lidah osene murni. i peningkatan katkan. Hal in gas yang berc tetapi nilainy nya tidak be en (H
Gamb Gamb
Ti lebih kero jika ṁ H bany Te signi kemu total 0,08 pemb pemb temp yang dari dari kalor mem kero Bebe adala
HHO
de ce te ge ge di at H pe m da
9 (2301-9271 P
bar 16. Grafik t bar 17.Grafik d
itik puncak te h maju diban sene dan gas
duty cycle se
HHO semakin yak. erjadi pening ifikan karena urnian massa gas. Akan %, yang dida bakaran hi bakaran kero peratur api seb g dihasilkan p banyaknya b bahan bakar r bawah s mpunyai nilai sin. erapa kesimpu ah sebagai ber
ah api fungsi jar ar
2
temperatur lidah daya bahan baka
ik laju produksi ik efisiensi gene alisasi api : (a)
308 ikit ran api ena kin gitu dan ssa nya kan asil kan kar hat lor ilai gen lor ini nya ian pai rus
URNAL TEKN
ambar 13.Grafi ambar 14.Grafi (a) ambar 15.Visua
engan demikia epat.
Gambar 14 rjadi sangat enerator HH enerator HHO ikarenakan en tau energi ikat
dan nilai ka mempunyai ni gkan hidrog dari nilai ka ari penelitian g bertambahn pada penguji usnya mencap tiga menit. Ar gunakan PW ya stabil dala anya 4,95A. enaikan seiri elektrolit pa ri 28
ch dapat dilih
api juga sedi Pada campur n temperatur a ni terjadi kare campur semak ya tidak beg egitu besar d a 1/9 dari mas rgi yang han yang dihasilk energi ha mpu menaikk aya bahan bak
NIK POMITS
an reaksi pem menunjukkan signifikan
) hanya ngkatan ener arnya energi bandingkan
HO menggu O tanpa pera nergi entalpi u tan untuk men ng pada nilai V isiensi diketa rbandingan an rikan per mol
rak dari nozzle
B-3
J/kg, sedang li lebih besar MPULAN pat diambil da katan seiring k terkendali p
Peningkatan da pada blowtorc yang dipakai osene murni m
S Vol. 2, No. 2
i gas HHO fung erator HHO fun Kerosene. (b) K
mecahan air be n grafik pen pada grafik unakan PWM angkat PWM untuk memban nguraikan air
owtorch mam
ertinggi dari dingkan kero HHO terjadi makin ditingk n besar dan g gkatan daya, a ṁ
2 O) menjad
o
V, I, dan wak ahui bahwa e ntara entalpi p .
WM am ing ada pai ada tur
2. ha se be pa pu ke pe te
C samp dua menit. Pa WM temperat
o
HHO bergantun erumusan efi merupakan per aya yang diber
η Gen = Pengujian T
Dapat diliha asil dari pem edangkan pad erwarna putih anjang gelomb utih dan panca ecil dibandin encampuran se rnyata meng
= ∆
Temperatur Ap
Temperatur WM naik dar kurang dari d nggunakan PW
WM yang aru kurang dari t gujian mengg yang arusny an besarnya h mengalami ke
at pada Gamb mbakaran ker da campuran
h. Secara teo mbang yang ja aran energi pa ngkan putih. ecara difusi an ghasilkan api
100 %
C hanya d generator HH Print)
pi
bar 15 dari v osene murni dengan hid ori, warna ji auh lebih panj anas dari warn
. Api yang ntara kerosene yang jauh
HO tanpa PW dalam waktu HO yang men
ukup lama dan elektrolit m a waktu. T
cycle 25%
HO tanpa PW kurun waktu pada peng
V. KESIM ulan yang dap rikut: lami peningk menanjak tak
ktu produksi.D efisiensi gene penguraian air visualisasi api berwarna jin drogen, warna ingga mempu jang dibandin na jingga jauh dihasilkan e dengan gas H lebih panas
Dalam erator r dan i, api ngga, a api unyai ngkan lebih dari
HHO dari
1. JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 2, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) B-309 Laju produksi menunjukkan bahwa tren mengalami 3.
Arus menga waktu. Arus generator HH 135A dalam terkecil ada dengan duty waktu yang c Temperatur bertambahnya generator HH
90
2.
Teknik Mesin ITS dan Bapak Djoko Sungkono Kawano peningkatan seiring dengan bertambahnya waktu untuk selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. Ibu Musriatin dan semua generator HHO. Laju produksi terbesar dicapai Bapak Harjono P.S. selaku orang tua penulis atas dukungan oleh pengujian generator tanpa PWM yaitu 1.79E-05 moril dan materiil. Dosen-dosen dan karyawan Jurusan kg/s. Laju produksi terkecil dicapai oleh pengujian Teknik Mesin ITS Surabaya, terutama Bapak Witantyo menggunakan PWM dengan duty cycle 25% yaitu selaku dosen wali, rekan – rekan Lab.TPBB Teknik Mesin dengan rata-rata 1,24E-06 kg/s.
ITS. Teman-teman angkatan M51 dan tim HHO TPBB ITS.
4. Efisiensi mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya waktu untuk grafik pengujian DAFTAR PUSTAKA menggunakan PWM. Efisiensi generator yang terbesar dicapai pada pengujian generator dengan duty cycle [1]
Dopp, R.B. 2007. Hydrogen Generation Via Water Electrolysis Using Highly Efficient Nanometal Electrodes. DSE Quantum Sphere, Inc.
25% yaitu 54,32%. Sedangkan pada generator tanpa
[2] Poularikas, Alexander.2010. Transforms and Applications PWM efisiensi hanya sebesar 13,92%.
Handbook.CRC
5. Pada pengujian temperatur lidah api menunjukkan
[3] Munson, Bruce. 2004. Fundamentals of Fluid Mechanics. Jakarta :
bahwa temperatur lidah api dari blowtorch dengan Erlangga
[4] Anggorosari, Yoni Wahyu. 2011 “Unjuk Kerja Kompor Minyak
bahan bakar kerosene murni jauh lebih rendah, yaitu
o Tanah Sumbu Tunggal Yang Dioperasikan Tanpa Sumbu Berbahan
pada temperatur 602,8 C dibandingkan dengan
Bakar Etanol”. Surabaya: Teknik Mesin – Institut Teknologi Sepuluh
campuran kerosin + gas HHO. Titik temperatur
Nopember
tertinggi dari api dari bahan bakar terjadi pada kerosin + gas HHO dari generator HHO dengan duty cycle 75%,
o
yaitu mencapai temperatur 802,4
C. Titik temperatur api puncak pada campuran kerosin dan gas HHO juga lebih maju dibandingkan kerosin murni.
6. Daya yang dihasilkan bahan bakar menunjukkan peningkatan. Daya tertinggi dicapai oleh campuran kerosene dan generator HHO dengan duty cycle 75% , yaitu sebesar 25893,3229 watt dan yang terendah dicapai oleh kerosin murni, yaitu sebesar 25726,91 watt.
7. Penggabungan daya bahan bakar dari HHO yang hanya sebesar 16,5W dan daya yang dikeluarkan kerosin murni sebesar 25,77kW, menaikkan temperatur api
o
lebih dari 100 C dari temperatur api hasil pembakaran kerosin murni. Artinya bisa didapatkan penghematan jika diaplikasikan dalam rumah tangga jika mensubstitusi dengan bahan bakar hydrogen dengan kebutuhan kalor yang sama.
8. Gas hidrogen bisa menjadi bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar konvensional yang ada dengan jumlah ketersediannya di alam yang sangat melimpah dengan proses yang begitu sederhana, yaitu elektrolisis air.
SARAN VI. Beberapa saran yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pada penelitian selanjutnya bisa menggunakan power
supply dari PLN sebagai sumber energi agar lebih stabil.
Alat kontrol PWM generator menggunakan 2.
microprocessor agar lebih stabil pengaturan daya generator.
3. Dapat dilakukan uji emisi pada gas sisa hasil pembakaran.
4. Hati – hati dalam penggunaan hidrogen untuk pembakaran karena kesalahan SOP bisa menyebabkan kecelakaan yang fatal. Perangkat keamaan harus diperhatikan betul untuk 5. menjamin keselamatan pengguna.
UCAPAN TERIMA KASIH