Kajian Performansi Mesin Diesel Stasioner Satu Silinder Menggunakan Blower yang Dimodifikasi Menjadi Supercharger Dengan Sistem Dua Bahan Bakar (Dexlite dan Biogas)
LAMPIRAN
xv
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 1 : Data Hasil Pengujian Bom Kalorimeter Dexlite
Bahan
Bakar
Pengujian
T1(0C)
T2(0C)
HHV
(kJ/kg)
LHV
(Kj/kg)
Dexlite
1
2
3
4
5
25.33
26.37
27.52
28.45
25.8
26.18
27.21
28.26
29.27
26.22
58823.68
58088.38
50735.42
56617.79
27205.95
LHV
Ratarata
(Kj/kg)
55583.68
54848.38
47495.42 47054.25
53377.79
23965.95
HHV = (t2 - t1 - tkp) X Cv
LHV = HHV – 3240 Kj/kg 0C
Dimana :
HHV = High Heating Value (Nilai Kalor Atas)
t2
= Suhu air setelah penyalaan (0C)
t1
= Suhu air sebelum penyalaan (0C)
tkp
= Kenaikan temperatur akibat kawat penyala (0,050C)
Cv
= Panas jenis bom kalorimeter (73529,6 kJ/kg0C)
Lampiran 2 : Dalam perencanaan pembangunan biogas, rancangan
anggaran biayanya dapat dilihat pada tabel dibawah ini Sumber: (ITSpaper)
Rancangan Anggaran Biaya Pembangunan Biogas
No
Tipe
Digester
Vol digester
3
(m)
Produksi
Waktu
Biaya
Beroperasi
anaerobic
(L/hari)
(tahun)
digester (Rp)
1
Type 1
3
445
10
26.600.000,-
2
Type 2
4,1
658
10
38.050.000,-
3
Type 3
5,2
870
10
47.720.000,-
xvi
Universitas Sumatera Utara
Type 4
4
8
1083
10
54.640.000,-
Lampiran 3 : Perhitungan Nilai LHV Biogas :
Biogas Kering (CH4 dan CO2) pada 32 F & 1 atm
%
Densitas
%Volume
g mol
Berat
ft3/lb
3
CH 4
wt
lbs
d.g/ft
CH4
d.g
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
Biogas Kering
32,8
32,3
31,7
31,1
30,6
30,0
29,5
28,9
28,4
27,8
27,2
26,7
26,1
25,6
25,0
24,4
19,60
20,90
22,30
23,70
25,20
26,70
28,30
30,00
31,70
33,50
35,40
37,30
39,30
41,40
43,70
46,00
0,09160
0,09000
0,08850
0,08690
0,08540
0,08380
0,08220
0,08070
0,07910
0,07760
0,07600
0,07440
0,07290
0,07130
0,06980
0,06820
10,920
11,110
11,300
11,500
11,710
11,930
12,160
12,390
12,640
12,890
13,160
13,430
13,720
14,020
14,340
14,660
LHV
Btu/ft3
385
405
424
443
463
482
501
520
540
559
578
598
617
636
655
675
Sumber : David Ludington, President DLtech, Inc. Ithaca NY
Perhitungan Low Heating Value (LHV) biogas dengan kandungan
methana 63,44 %, maka LHV yang digunakan didapat dari interpolasi antara
biogas 62% dan 64% sehingga didapat 611,68 Btu/ft3 . Densitas juga didapat dari
interpolasi yang sama yaitu 0,07332 lb/ft3
611,68 Btu/ft3 = 22775,5 kj/m3
0,07332 lb/ft3 = 1,17 kg/m3
LHV
=
xvii
Universitas Sumatera Utara
= 19466.077 kj/kg
Gambar spesifikasi biogas PT. Multimas Nabati Asahan pada panel gas analyzer
Lampiran 4 : Perhitungan Tekan Masuk Intake Menggunakan Supercharger
Mencari kecepatan aliran udara pada blower
Pb= Y . Q. H
Q = V. A
Y=ρ.g
H= (U-
)
U=
Dimana,
Pb = daya blower
U = kecepatan sudu bagian luar
Y = berat jenis udara
R = jari-jari luar blower
Q = aliran volumetric
β = sudut sudu bagian luar
H = total head
N = Putaran blower
V = kecepatan udara
b = tebal sudu blower
A = Luas outlet blower
g = kecepatan gravitasi
ρ = massa jenis udara
data spesifikasi blower
Pb = 150 watt
xviii
Universitas Sumatera Utara
ρ = 1,215 kg/m3
g = 9,8 m/s2
A = 0,0032 m2
π = 3,14
R = 0,11 m
N = 3000 rpm
β = 150
b = 0,06 m
Pb = Y . Q . H
H=
H=
H=
………………(a)
H=
(
H=
-
)
(
H=
-
)
H = 121,6 – 1,056V……………………………..(b)
Pers (a) = Pers (b)
= 121,6 – 1,056V
V= 78,14 m/s
P = Patm P = 101,3 . 103 P = 100,91 . 103 Pa
xix
Universitas Sumatera Utara
P = 100,91 kPa
Spesifikasi blower
xx
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 5. Spesifikasi Mesin dan Generator
xxi
Universitas Sumatera Utara
Dexlite
Daya
500
1000
1500
RPM
Time
(s)
Volt(V)
Arus
(A)
Vf (ml)
Daya
Torsi
(W)
(N.m)
SFC
(g/kW.Ja
m)
ηb
(%)
AFR
BMEP
(kPa)
Nilai
Ekonomis
(Rp)
Opc
CO
HC
(%)
(%)
(ppm)
1000
300
121.7
1.3
18.3
158.21
1.52
1258.04
6.53
49.40
54.10
1068.03
10.6
0.02
4
1100
300
143.8
1.5
22.4
215.70
1.85
1134.55
7.24
44.98
65.87
1290.10
10.8
0.02
4
1200
300
168.1
1.7
26.9
285.77
2.29
965.46
8.51
42.76
81.43
1480.44
11.3
0.02
4
1300
300
189.6
1.8
31.5
341.28
2.56
918.49
8.95
40.29
90.86
1702.51
12.2
0.03
5
1400
300
211.0
1.9
35.9
400.90
2.76
885.36
9.28
38.70
98.13
1908.71
13.3
0.03
4
1500
300
230.2
2.1
40.8
483.42
2.82
899.81
9.13
37.23
100.35
2125.49
13.9
0.02
5
1000
300
119.5
2.5
24.2
298.75
2.80
777.22
10.57
43.38
99.70
1216.08
9.2
0.04
4
1100
300
132.2
2.8
28.7
370.16
3.36
716.35
11.47
39.34
119.29
1475.15
13
0.02
4
1200
300
151.4
3.2
34.4
484.48
4.22
602.28
13.64
37.19
150.11
1702.51
12.5
0.03
6
1300
300
167.5
3.6
39.2
603.00
4.61
570.93
14.39
35.93
163.87
1908.71
14.9
0.03
5
1400
300
183.1
4.0
43.1
732.40
5.01
560.18
14.67
33.66
178.29
2194.22
15.2
0.02
5
1500
300
199.2
4.3
47.1
856.56
5.52
515.10
15.95
33.26
196.22
2379.28
16.5
0.02
4
1000
300
115.5
4.1
30.5
473.55
4.86
586.92
14.00
33.15
172.79
1591.47
12.9
0.04
2
1100
300
130.7
4.5
36.2
588.15
5.46
547.74
15.00
31.63
194.04
1834.69
15.8
0.04
2
1200
300
149.7
5.0
41.4
748.50
6.45
476.52
17.24
30.78
229.20
2056.75
13.5
0.03
2
1300
300
162.2
5.4
47.1
875.88
6.95
454.31
18.08
29.96
247.01
2289.39
18.5
0.04
4
xxv
Universitas Sumatera Utara
2000
2500
1400
300
178.1
5.6
51
997.36
7.66
425.12
19.33
29.04
272.29
2543.18
22.8
0.03
5
1500
300
195.3
6.1
56.2
1191.33
8.11
410.72
20.00
28.40
288.20
2786.40
26.2
0.03
3
1000
300
109.4
4.5
30.5
492.30
5.14
645.16
12.73
28.51
182.78
1850.55
21.3
0.02
4
1100
300
118.2
4.9
36.8
579.18
5.90
601.55
13.66
26.64
209.78
2178.36
25.1
0.03
4
1200
300
130.1
5.3
41.0
689.53
6.69
540.38
15.20
26.14
237.96
2421.58
31.3
0.03
3
1300
300
138.9
5.7
46.7
791.73
7.27
494.25
16.62
26.31
258.51
2606.63
38.5
0.02
5
1400
300
148.7
6.1
50.1
907.07
7.82
475.46
17.28
25.45
277.88
2902.72
44.9
0.04
3
1500
300
163.6
6.8
54.9
1112.48
7.86
478.71
17.16
25.11
279.64
3151.22
51.7
0.03
2
1000
300
105.3
6.7
39.8
705.51
6.37
666.26
12.33
22.27
226.55
2368.70
37.5
0.03
4
1100
300
117.7
7.3
45.5
859.21
7.19
574.96
14.29
22.87
255.70
2537.90
56.2
0.03
4
1200
300
126.2
7.8
51.2
984.36
7.62
558.54
14.71
22.22
270.94
2849.85
78.9
0.02
6
1300
300
136.1
8.1
56.5
1102.41
8.34
499.89
16.44
22.68
296.56
3024.33
89.2
0.02
7
1400
300
146.4
8.5
61.4
1244.40
8.85
469.71
17.49
22.75
314.58
3246.39
92.5
0.03
8
1500
300
164.7
8.8
68.5
1449.36
8.92
468.75
17.53
22.61
317.21
3500.18
112
0.03
7
xxvi
Universitas Sumatera Utara
xv
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 1 : Data Hasil Pengujian Bom Kalorimeter Dexlite
Bahan
Bakar
Pengujian
T1(0C)
T2(0C)
HHV
(kJ/kg)
LHV
(Kj/kg)
Dexlite
1
2
3
4
5
25.33
26.37
27.52
28.45
25.8
26.18
27.21
28.26
29.27
26.22
58823.68
58088.38
50735.42
56617.79
27205.95
LHV
Ratarata
(Kj/kg)
55583.68
54848.38
47495.42 47054.25
53377.79
23965.95
HHV = (t2 - t1 - tkp) X Cv
LHV = HHV – 3240 Kj/kg 0C
Dimana :
HHV = High Heating Value (Nilai Kalor Atas)
t2
= Suhu air setelah penyalaan (0C)
t1
= Suhu air sebelum penyalaan (0C)
tkp
= Kenaikan temperatur akibat kawat penyala (0,050C)
Cv
= Panas jenis bom kalorimeter (73529,6 kJ/kg0C)
Lampiran 2 : Dalam perencanaan pembangunan biogas, rancangan
anggaran biayanya dapat dilihat pada tabel dibawah ini Sumber: (ITSpaper)
Rancangan Anggaran Biaya Pembangunan Biogas
No
Tipe
Digester
Vol digester
3
(m)
Produksi
Waktu
Biaya
Beroperasi
anaerobic
(L/hari)
(tahun)
digester (Rp)
1
Type 1
3
445
10
26.600.000,-
2
Type 2
4,1
658
10
38.050.000,-
3
Type 3
5,2
870
10
47.720.000,-
xvi
Universitas Sumatera Utara
Type 4
4
8
1083
10
54.640.000,-
Lampiran 3 : Perhitungan Nilai LHV Biogas :
Biogas Kering (CH4 dan CO2) pada 32 F & 1 atm
%
Densitas
%Volume
g mol
Berat
ft3/lb
3
CH 4
wt
lbs
d.g/ft
CH4
d.g
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
Biogas Kering
32,8
32,3
31,7
31,1
30,6
30,0
29,5
28,9
28,4
27,8
27,2
26,7
26,1
25,6
25,0
24,4
19,60
20,90
22,30
23,70
25,20
26,70
28,30
30,00
31,70
33,50
35,40
37,30
39,30
41,40
43,70
46,00
0,09160
0,09000
0,08850
0,08690
0,08540
0,08380
0,08220
0,08070
0,07910
0,07760
0,07600
0,07440
0,07290
0,07130
0,06980
0,06820
10,920
11,110
11,300
11,500
11,710
11,930
12,160
12,390
12,640
12,890
13,160
13,430
13,720
14,020
14,340
14,660
LHV
Btu/ft3
385
405
424
443
463
482
501
520
540
559
578
598
617
636
655
675
Sumber : David Ludington, President DLtech, Inc. Ithaca NY
Perhitungan Low Heating Value (LHV) biogas dengan kandungan
methana 63,44 %, maka LHV yang digunakan didapat dari interpolasi antara
biogas 62% dan 64% sehingga didapat 611,68 Btu/ft3 . Densitas juga didapat dari
interpolasi yang sama yaitu 0,07332 lb/ft3
611,68 Btu/ft3 = 22775,5 kj/m3
0,07332 lb/ft3 = 1,17 kg/m3
LHV
=
xvii
Universitas Sumatera Utara
= 19466.077 kj/kg
Gambar spesifikasi biogas PT. Multimas Nabati Asahan pada panel gas analyzer
Lampiran 4 : Perhitungan Tekan Masuk Intake Menggunakan Supercharger
Mencari kecepatan aliran udara pada blower
Pb= Y . Q. H
Q = V. A
Y=ρ.g
H= (U-
)
U=
Dimana,
Pb = daya blower
U = kecepatan sudu bagian luar
Y = berat jenis udara
R = jari-jari luar blower
Q = aliran volumetric
β = sudut sudu bagian luar
H = total head
N = Putaran blower
V = kecepatan udara
b = tebal sudu blower
A = Luas outlet blower
g = kecepatan gravitasi
ρ = massa jenis udara
data spesifikasi blower
Pb = 150 watt
xviii
Universitas Sumatera Utara
ρ = 1,215 kg/m3
g = 9,8 m/s2
A = 0,0032 m2
π = 3,14
R = 0,11 m
N = 3000 rpm
β = 150
b = 0,06 m
Pb = Y . Q . H
H=
H=
H=
………………(a)
H=
(
H=
-
)
(
H=
-
)
H = 121,6 – 1,056V……………………………..(b)
Pers (a) = Pers (b)
= 121,6 – 1,056V
V= 78,14 m/s
P = Patm P = 101,3 . 103 P = 100,91 . 103 Pa
xix
Universitas Sumatera Utara
P = 100,91 kPa
Spesifikasi blower
xx
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 5. Spesifikasi Mesin dan Generator
xxi
Universitas Sumatera Utara
Dexlite
Daya
500
1000
1500
RPM
Time
(s)
Volt(V)
Arus
(A)
Vf (ml)
Daya
Torsi
(W)
(N.m)
SFC
(g/kW.Ja
m)
ηb
(%)
AFR
BMEP
(kPa)
Nilai
Ekonomis
(Rp)
Opc
CO
HC
(%)
(%)
(ppm)
1000
300
121.7
1.3
18.3
158.21
1.52
1258.04
6.53
49.40
54.10
1068.03
10.6
0.02
4
1100
300
143.8
1.5
22.4
215.70
1.85
1134.55
7.24
44.98
65.87
1290.10
10.8
0.02
4
1200
300
168.1
1.7
26.9
285.77
2.29
965.46
8.51
42.76
81.43
1480.44
11.3
0.02
4
1300
300
189.6
1.8
31.5
341.28
2.56
918.49
8.95
40.29
90.86
1702.51
12.2
0.03
5
1400
300
211.0
1.9
35.9
400.90
2.76
885.36
9.28
38.70
98.13
1908.71
13.3
0.03
4
1500
300
230.2
2.1
40.8
483.42
2.82
899.81
9.13
37.23
100.35
2125.49
13.9
0.02
5
1000
300
119.5
2.5
24.2
298.75
2.80
777.22
10.57
43.38
99.70
1216.08
9.2
0.04
4
1100
300
132.2
2.8
28.7
370.16
3.36
716.35
11.47
39.34
119.29
1475.15
13
0.02
4
1200
300
151.4
3.2
34.4
484.48
4.22
602.28
13.64
37.19
150.11
1702.51
12.5
0.03
6
1300
300
167.5
3.6
39.2
603.00
4.61
570.93
14.39
35.93
163.87
1908.71
14.9
0.03
5
1400
300
183.1
4.0
43.1
732.40
5.01
560.18
14.67
33.66
178.29
2194.22
15.2
0.02
5
1500
300
199.2
4.3
47.1
856.56
5.52
515.10
15.95
33.26
196.22
2379.28
16.5
0.02
4
1000
300
115.5
4.1
30.5
473.55
4.86
586.92
14.00
33.15
172.79
1591.47
12.9
0.04
2
1100
300
130.7
4.5
36.2
588.15
5.46
547.74
15.00
31.63
194.04
1834.69
15.8
0.04
2
1200
300
149.7
5.0
41.4
748.50
6.45
476.52
17.24
30.78
229.20
2056.75
13.5
0.03
2
1300
300
162.2
5.4
47.1
875.88
6.95
454.31
18.08
29.96
247.01
2289.39
18.5
0.04
4
xxv
Universitas Sumatera Utara
2000
2500
1400
300
178.1
5.6
51
997.36
7.66
425.12
19.33
29.04
272.29
2543.18
22.8
0.03
5
1500
300
195.3
6.1
56.2
1191.33
8.11
410.72
20.00
28.40
288.20
2786.40
26.2
0.03
3
1000
300
109.4
4.5
30.5
492.30
5.14
645.16
12.73
28.51
182.78
1850.55
21.3
0.02
4
1100
300
118.2
4.9
36.8
579.18
5.90
601.55
13.66
26.64
209.78
2178.36
25.1
0.03
4
1200
300
130.1
5.3
41.0
689.53
6.69
540.38
15.20
26.14
237.96
2421.58
31.3
0.03
3
1300
300
138.9
5.7
46.7
791.73
7.27
494.25
16.62
26.31
258.51
2606.63
38.5
0.02
5
1400
300
148.7
6.1
50.1
907.07
7.82
475.46
17.28
25.45
277.88
2902.72
44.9
0.04
3
1500
300
163.6
6.8
54.9
1112.48
7.86
478.71
17.16
25.11
279.64
3151.22
51.7
0.03
2
1000
300
105.3
6.7
39.8
705.51
6.37
666.26
12.33
22.27
226.55
2368.70
37.5
0.03
4
1100
300
117.7
7.3
45.5
859.21
7.19
574.96
14.29
22.87
255.70
2537.90
56.2
0.03
4
1200
300
126.2
7.8
51.2
984.36
7.62
558.54
14.71
22.22
270.94
2849.85
78.9
0.02
6
1300
300
136.1
8.1
56.5
1102.41
8.34
499.89
16.44
22.68
296.56
3024.33
89.2
0.02
7
1400
300
146.4
8.5
61.4
1244.40
8.85
469.71
17.49
22.75
314.58
3246.39
92.5
0.03
8
1500
300
164.7
8.8
68.5
1449.36
8.92
468.75
17.53
22.61
317.21
3500.18
112
0.03
7
xxvi
Universitas Sumatera Utara