Upload
others
View
19
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Pengaruh Penambahan Biodiesel dari Minyak BijiNyamplung Pada Bahan Bakar solar Terhadap Hasil
Uji Unjuk Kerja Mesin Diesel Generator Set
Oleh:Nama Mahasiswa : Jornalis Bambang PrastyantoNRP : 2107100704Jurusan : Teknik Mesin FTI-ITS
Dosen Pembimbing : Dr. Bambang Sudarmanta, ST, MT
1. Kebutuhan bahan bakar minyak yang semakinmeningkat.
2. Cadangan bahan bakar fosil (unrenewable energy) yang semakin menipis.
3. Kenaikan harga minyak mentah.4. Mencuatnya isu kerusakan bumi yang dipicu karena
polusi udara.5. Perintah Alloh di dalam Al-Qur’an: Al Waqi’ah (71-74)
[Berkenaan dengan bahan bakar].
Tujuan khusus :1. Mengetahui proses Pembuatan biodiesel.2. Mengetahui karakterisasi biodiesel C. inopphylum3. Mengetahui pengaruh penambahan biodiesel pd
biosolar terhadap unjuk kerja engine4. Mengetahui % campuran yang terbaik untuk engine.
Tujuan umum :Memberi sumbangan terhadap pengembangan energialternatif.
1. Proses Pembuatan biodiesel minyak biji nyamplungC. Inopphylum
2. Per campuran Biosolar + biodiesel (minyak bijiNyamplung) Biosolar murni pertamina, B10, B20, B30 dan biodiesel C. Inopphylum.
3. Karakterisasi biosolar, percampuran biosolar denganbiodiesel dan biodiesel.
4. Diesel engine putaran 1500rpm , pembebanan 200 2000watt (interval 200watt).
5. Karakteristik unjuk kerja engine meliputi daya, torsi, bmep, sfc, effisiensi thermal dan temperatur gas buang, temperatur pendingin dan tempereatur olipelumas.
karakteristikfisik/kimia
satuan Biosolarcampuran biosolar :
biodiesel biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Densitas g/ml 0,8408 0,8506 0,8592 0,8649 0,9199
karakteristikfisik/kimia
satuan Biosolarcampuran biodiesel :
biosolar biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
kinematic viscosity cst 4,54 4,61 4,81 5,05 6,22
karakteristikfisik/kimia
satuan Biosolarcampuran biosolar :
biodiesel biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Boiling Point °C - 46 48 50 56
karakteristikfisik/kimia
satuan Biosolarcampuran biosolar :
biodiesel biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Flash Point °C min 72 min 68 min 68 min 73 min 74
karakteristik fisik/kimia satuan Biosolarcampuran biosolar : biodiesel
biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Nilai kalor cal/g 13506 10299 15025 9627 9462,5
karakteristik fisik/kimia satuan Biosolarcampuran biosolar : biodiesel
biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Cloud point °C 1 12,5 12 13,5 13
karakteristik fisik/kimia satuan Biosolarcampuran biosolar : biodiesel
biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Pour Point °C -2 -1 2 3 4,5
karakteristik fisik/kimia satuan Biosolarcampuran biosolar : biodiesel
biodiesel(10:90) (20:80) (30:70)
Kadar Ester Alkil % massa - - - - 96,5
P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi bahan bakar 5ml [sec]
Temperatur [°C]∆h [mm]Exhaust Gas Lube Oil Coolant
200 0,5 216
1500
53,29 139 48 54 28400 1,3 220 44,26 153 54 56 29600 2,1 220 40,24 168 55 59 30800 2,8 219 36,08 186 59 61 30
1000 3,6 224 31,73 206 60 63 301200 4,7 224 28,03 236 61 65 291400 5,5 225 25,59 257 63 68 291600 6,7 225 22,71 284 65 70 281800 7,5 222 19,43 314 67 72 272000 8,3 220 15,94 336 69 79 27
P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi bahan
bakar 5ml [sec]Temperatur [°C]
∆h [mm]Exhaust Gas Lube Oil Coolant200 0,5 217 1500 57,15 132 41 48 28400 1,4 218 1500 49,94 145 51 53 29600 2,1 218 1500 44,93 158 53 54 30800 2,9 218 1500 40,39 171 54 55 30
1000 4 225 1500 35,62 191 54 57 301200 4,8 226 1500 31,43 216 56 59 291400 5,4 226 1500 28,23 240 57 62 291600 6,3 224 1500 25,06 261 59 65 281800 7,2 224 1500 21,99 298 60 67 272000 6,3 170 1327 13,08 322 62 71 27
P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi bahan bakar 5ml [sec]
Temperatur [°C]∆h [mm]Exhaust Gas Lube Oil Coolant
200 0,5 217 1500 53,7 130 40 41 30400 1,3 218 1500 47,24 142 45 46 30600 2 218 1500 42,19 155 47 48 31800 2,7 217 1500 38,32 171 49 52 31
1000 3,5 222 1500 33,5 190 51 55 311200 4,3 226 1500 29,86 212 53 57 301400 5 225 1500 26,59 234 54 59 301600 5,8 224 1500 24,55 259 55 62 291800 6,5 226 1500 21,74 299 57 66 292000 5,7 171 1500 10,84 346 60 75 28
P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi bahan bakar 5ml [sec]
Temperatur [°C]∆h [mm]Exhaust Gas Lube Oil Coolant
200 0,5 217
1500
52,32 127 42 43 32400 1,3 219 43,82 138 45 47 32600 2 218 39,16 153 47 50 32800 2,8 217 36,25 172 48 53 33
1000 3,5 226 31,15 192 51 55 321200 4,3 226 28,14 213 52 58 321400 5,1 225 25,43 234 53 61 311600 5,6 224 22,58 265 55 65 311800 5,8 223 19,87 296 57 68 302000 4,9 164 1379 18,63 330 69 82 31
P [Watt] I [Ampere] V [Volt] n [rpm] Waktu komsumsi bahan bakar 5ml [sec]
Temperatur [°C]∆h [mm]Exhaust Gas Lube Oil Coolant
200 0,4 217
1500
47,44 102 40 37 29400 0,9 218 42,37 130 43 41 29600 1,5 220 37,53 149 45 46 29800 2,2 218 34,14 166 47 48 30
1000 2,8 221 30,3 186 49 51 301200 3,4 226 27,1 213 51 55 291400 4 225 24,84 238 52 60 291600 4,6 224 21,92 264 55 63 281800 5,1 225 18,59 298 55 66 282000 4,2 171 1227 16,49 313 60 75 27
0.830.840.850.860.870.880.89
0.90.910.920.93
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
g/m
l
% penambahan biodiesel
densitas vs penambahan biodiesel
densitas
Linear (densitas)
4
4.5
5
5.5
6
6.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
visk
osita
s (c
st)
% penambahan biodiesel
viskositas vs penambahan biodiesel
viskositas
Linear (viskositas)
0.83
0.84
0.85
0.86
0.87
0.88
0.89
0.9
0.91
0.92
0.93
0 20 40 60 80 100
SG
Linear (SG)
Spec
ific
grav
ity
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
0 20 40 60 80 100
API Gravity
Linear (API Gravity)
API G
ravi
ty
40
45
50
55
60
65
70
75
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tem
pera
tur °
C
% penambahan biodiesel
boiling & flash point vs penambahan biodiesel
boiling point
flash point
Linear (boiling point)
Linear (flash point)
-3
-1
1
3
5
7
9
11
13
15
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
tem
pera
tur °
C
% penambahan biodiesel
Cloud & pour point vs penambahan biodiesel
cloud point
pour point
Linear (cloud point)
Linear (pour point)
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
nila
i kal
or (c
al/g
)
% penambahan biodiesel
caloric value vs penambahan biodiesel
caloric value
Linear (caloric value)
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Day
a (h
p)
pembebanan (watt)
daya vs Pembebanan
B 10%
B 20%
B 30%
biodiesel
biosolar
Linear ( B 10%)
Linear ( B 20%)
Linear (B 30%)
Linear (biodiesel)
Linear (biosolar)
•Daya (Break Horse Power)Daya mesin merupakan daya yang diberikan untuk mengatasi beban yang diberikan.
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
tors
i (N
m)
pembebanan (watt)
Torsi vs pembebanan
B10%
B20%
B30%
biodiesel
biosolar
Linear (B10%)
Linear (B20%)
Linear (B30%)
Linear ( biodiesel)
Linear (biosolar)
Torsi adalah ukuran kemampuan engine menghasilkan kerja.
0.00
100000.00
200000.00
300000.00
400000.00
500000.00
600000.00
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
bmep
(kPa
)
Pembebanan (watt)
Bmep vs pembebanan
B10%
B20%
B30%
biodiesel
biosolar
Linear ( B10%)
Linear ( B20%)
Linear ( B30%)
Linear (biodiesel)
Linear (biosolar)
•Tekanan Efektif Rata-rata (Break Mean Effective Preassure)Adalah tekanan tetap rata-rata teoritis yang bekerja sepanjang langkah piston sehingga menghasilkan daya yang besarnya sama dengan
daya efektif.
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
sfc
(kg/
hp.ja
m)
pembebanan (watt)
sfc vs pembebanan
b10
b20
b30
biodiesel
biosolar
Poly. (b10)
Poly. (b20)
Poly. (b30)
Poly. (biodiesel)
Poly. (biosolar)
•Konsumsi bahan bakar (specific fuel comsumption)Adalah jumlah bahan bakar yang dikonsumsi mesin untuk menghasilkan daya efektif sebesar 1hp selama 1 jam.
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
effis
iens
i the
rmal
pembebanan (watt)
effisiensi thermal vs pembebanan
B10
B20
B30
Biodiesel
biosolar
Poly. (B10)
Poly. (B20)
Poly. (B30)
Poly. (Biodiesel)
Poly. (biosolar)
•Efisiensi Thermis Adalah ukuran besarnya pemanfaatan energi panas dari bahan bakar untuk dibuat menjadi daya efektif oleh motor.
100
150
200
250
300
350
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
tem
pera
tur °
C
pembebanan (watt)
Temperatur gas buang vs pembebanan
B 30%
B 20%
B 10%
biosolar
biodiesel
Expon. (B 30%)
Expon. (B 20%)
Expon. (B 10%)
Expon. (biosolar)
Expon. (biodiesel )
38
43
48
53
58
63
68
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
tem
pera
tur °
C
pembebanan (watt)
temperatur oli pelumas vs pembebanan
B 30%
B 20%
B 10%
biosolar
biodiesel
Expon. (B 30%)
Expon. (B 20%)
Expon. (B 10%)
Expon. (biosolar)
Expon. (biodiesel)
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
tem
pera
tur °
C
Pembebanan (watt)
Temperatur Pendingin vs pembebanan
B 30%
B 20%
B 10%
biosolar
biodiesel
Expon. (B 30%)
Expon. (B 20%)
Expon. (B 10%)
Expon. (biosolar)
Expon. (biodiesel)
Pada penelitian ini dengan semakin besar kadar biodiesel minyak bijinyamplung yang ditambahkan pada biosolar, maka akan menyebabkan terjadinyapenurunan daya, torsi, bmep, efisiensi thermis, temperatur exhauct gas, temperatur air pendingin dan temperatur oli.untuk daya, torsi dan bmep terjadi penurunan yang sama. Nilai penurunan rata-rata secaraberturut-turut: 2,823% untuk penambahan 10% biodiesel, 10.316% untuk penambahan 20% biodiesel, 11,85% untuk penambahan 30% biodiesel dan 30,23% untuk penggunaan 100% biodiesel minyak biji nyamplung.
untuk sfc terjadi kenaikan, nilai kenaikan rata-rata secara berturut-turut : 0,69% untukpenambahan 10% biodiesel, 18,29% untuk penambahan 20% biodiesel, 17,36% untukpenambahan 30% biodiesel dan 54,6% untuk penggunaan 100% biodiesel.
untuk efisiensi thermis terjadi kenaikan dan penurunan, nilai kenaikan rata-rata adalah6,48% untuk penambahan 10% biodiesel dan nilai penurunan secara berturut-turut: 6, 98% untuk penambahan 20% biodiesel, 17,26% untuk penambahan 30% biodiesel dan 33,51 untuk penggunaan 100% biodiesel.
untuk temperatur air pendingin, temperatur oli pelumas dan temperatur exhaust terjadipenurunan, seiring dengan penambahan biodiesel pada biosolar sebagai bahan bakar.pada penelitian ini, komposisi percampuran biodiesel minyak biji nyamplung dan biosolaryang mampu memberikan unjuk kerja pada mesin diesel yang terbaik adalah padapenggunaan penambahan %biodiesel 10%.