pengaruh temperatur solar

7/22/2019 Pengaruh Temperatur Solar

1/5

TEKNIK Vol. 33 No.1 Tahun 2012, ISSN 0852-1697 37

PENGARUH TEMPERATUR SOLAR TERHADAPPERFORMA MESIN DIESEL DIRECK INJECTION PUTARAN KONSTAN

Murni *)

Abstract

The imperfect combustion process will be a problem in the development effort of diesel engines performance.

Nonhomogen airfuel mixing process is one of the factors which cause the imperfect combustion.By heating up

the diesel solar up to a certain temperature before it goes through the high pressure injection pump will lower

its density and viscosity. Therefore, when injected in the combustion chamber, it will formed smaller droplets of

fuel spray which result in a more homogenious airfuel mixture. Also by using higher temperature will make the

diesel fuel easier to ignite in order to compensate the limited time which is available in high speed operating

conditions. Diesel engine Dong Feng 1 cylinder direct injection at constant speed was used in this research. The

fuel used are solar with temperature variations in the range from 30oC to 70

oC . The best thermal efficiency for

solar fuel is 30 % at 60oC with 28 % BSFC. In this condition, the fuel consumption was decreased 4 % by

comparing with that at 30oC.

Key Words : The imperfect combustion fuel temperature diesel

Pendahuluan

Mesin pengerak yang banyak digunakan masyarakat

saat ini adalah mesin diesel, karena kemampuannyalebih besar dan lebih sederhana sistem pembakaran-nya serta tidak membutuhkan alat untuk pengapianseperti busi, distributor, platina dsb. Proses pemba-karan merupakan masalah yang sering dijumpaidalam mesin diesel, usaha peningkatan kinerja mesindiesel jumlah bahan bakar dalam ruang bakar yangtidak sesuai dengan kebutuhan, proses penginjeksianbahan bakar yang kurang baik atau kurang baiknyaproses pencampuran bahan bakar dengan udaradalam ruang bakar seringkali menjadi penyebab ke-tidak sempurnaan proses pembakaran. Untuk menga-tasi permasalahan tersebut dilakukan pemanasan

terhadap solar sebelum dinjeksikan ke dalam ruangbakar dengan tujuan untuk menurunkan viskositasnyasehingga setelah diinjeksikan ke dalam ruang bakardapat membentuk butiran-butiran yang lebih halusdan menghasilkan campuran bahan bakarudara yanglebih homogen.

Pemanasan solar dalam penelitian ini dilakukan mu-

lai dari temperatur normal 30 C sampai temperatur

70 C, kemudian dilakukanlah pengujian berat jenis,viskositas dan selanjutnya pada temperatur ini diuji-kan pada mesin diesel untuk melihat bagaimana

perubahan yang terjadi pada unjuk kerja mesin diesel

tersebut. Sehingga diketahui pada temperatur berapasolar akan memberikan performa mesin diesel yangmaksimum.

Metode PenelitianMetode yang digunakan dalam penelitian ini adalahekperimental, penelitian dilakukan di laboratoriumenergi D III Teknik Mesin Fakultas Teknik Undip.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalahsolar dari pertamina yang didapat dari SPBU 44.502.11 jl. Prof Sudarso, SH. No 102 A Ngesrep

Semarang.Sebelum diuji cobakan kedalam mesin diesel solar diadakan test untuk mengetahui nilai kalori bahanbakar serta pengaruh temperature terhadap berat jenisdan viskositas bahan bakar solar, pengujian dimulaidari temperature 30 0C, 40 0C, 50 0C, 60 0C sampaitemperatur 70 0C.

Alat

Mesin yang digunakan untuk penelitian ini adalahmesin diesel putaran konstanAdapun spesifikasi mesin diesel sbb :

Merk Dong Feng Altenator AC Typ S T 7,5

Model S 1110 T S1110 P 7,5 kw

Jumlah silinder 1 buah, horizontal Putaran 1500 rpm

Mekanis katup OHV, 2 katup Cos 1

Diameter x langkah 110 mm x 115 mm I 32,6 A

Tenaga maksimum 20 HP / 2200 rpm V 230 V

Sistem pembakaran directect injection H 50 Hz

Perbandingan kompresi 17:01 Phase 1 phase

_____________________________________

*) Staf Pengajar Jurusan D3 Teknik SipilFakultas Teknik Universitas Diponegoro


2/5


Gambar 1. Viskometer

Gambar 2. Mesin Diesel Dong Feng

Proses Pengujiana. Pengujian bahan bakar solar1. Density

Pengetesan density dimulai dengan memanas-kan solar mulai temperatur 30oC, 40oC, 50oC,60oC, 70oC, dari temperatur ini kemudian den-sitynya diadakan pengetesan. Density, diukurdengan menghitung selisih berat dengan caramenimbang volume tertentu solar dalam gelaspiknometer dan berat gelas piknometernyasendiri. setiap tempuhan dilakukan tiga kalidan hasilnya dirata-rata.

2. Viskositas Dinamik

Pengetesan viskositas dimulai dari temperatur30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC, Viskositasdiukur dengan metoda Oswald yaitu denganmengukur laju aliran solar kemudian diban-dingkan dengan laju aliran dari senyawa pem-banding yang telah diketahui densitasnya dansetiap tempuhan dilakukan tiga kali serta ha-silnya dirata-rata.

3. Kandungan enerji kcal/kgPengetesan energi yang dikandung solar dila-kukan dengan bom kalori meter, tempuhandilakukan tiga kali dan hasilnya dirata-rata

b. Pengujian Performa Mesin Diesel1. Persiapan Pengujian

Persiapan sebelum melakukan pengujian di-perlukan untuk menghindari terjadinya suatumasalah saat dilakukan pengujian. Untuk itudilakukan pengecekan terhadap mesin dieseldan perlakuan terhadap komponen-komponenyang terkait dengan pengujian diantaranyaminyak pelumas, saringan minyak, saringanbahan bakar, tangki air pendingin, tangki airdan pemanas (beban).

2. Langkah-Langkah Pengujian dan PengambilanDataPengambilan data dimulai dengan menghi-dupkan mesin diesel pada putaran 1500 rpm(menyesuaikan tegangan yang terlihat padagenerator 220 volte) selanjutnya di tunggu 15 menit untuk mendapatkan suhu kerja nor-mal pada mesin diesel sambil mesin diamatiapakah ada kelainan pada mesin apa tidak ,

bila dipastikan mesin dapat bekerja normalpengambilan data baru siap dimulai.

Pengambilan data dilakukan dengan cara melihat alatukur dan mencatat pada lembar pencatatan yangsudah disiapkan. Tempuhan dilaksanakan pada tem-peratur 30 oC (tak dipanaskan), 40 oC, 50 oC, 60 oC,70oC, dengan variasi beban dimulai dari tanpa beban,kemudian berturut-turut diberi beban 1000 watt, 2000watt, 3000 watt, 4000 watt, 5000 watt, 6000 watt,Setiap tempuhan dilakukan pencatanan bebanmelalui voltmeter dan ampermeter dan konsumsibahan bakar melalui selisih pembacaan level bahan

bakar di dalam gelas ukur yang berfungsi sebagaitangki bahan bakar. Pengukuran dan pencatatansetiap tempuhan dilakukan tiga kali, kemudian hasil-nya dirata-rata. Adapun skema pengetesan sepertiGambar 3.


3/5


Gambar 3. Skema Pengetesan Mesin Diesel

Hasil Dan Pembahasan

Hasil penelitian ini disajikan dalam bentuk grafik-grafik yang memperlihatkan hubungan antara varia-bel terikat atau parameter yang dikaji sebagai fungsidari perubahan variabel bebas. Perubahan parameterdijelaskan melalui analisis yang didasarkan pada teoridan hasil penelitian lain yang mendukung

Urutan penyajian dan pembahasan hasil penelitianadalah sebagai berikut:a. Uji massa jenis dan viskositas minyak solar

dengan variasi temperatur.b. Pengujian nilai kalor minyak solar.c. Uji performa mesin diesel.1. Pengaruh Temperatur Terhadap Berat Jenis Solar.

Hasil pengujian massa jenis dan viskositas mi-nyak solar tersaji pada Gambar 4. Gambar ter-sebut mengi-lustrasikan pengaruh temperaturterhadap viskositas dan massa jenis solar. Garisharisontal menunjukkan perubahan temperatur,

sedangkan garis virtikal kiri menunjukkan peru-bahan viskositas, dan garis vertikal kanan menun-jukkan perubahan massa jenis

Gambar 4.

Grafik Pengaruh TemperaturTerhadap Berat Jenis Solar dan Viskositas Solar

Nilai kalor bahan bakar solar diuji dengan bomkalorimeter. Hasil pengujian dapat dilihat padaTabel 1.

Tabel .1.Hasil pengujian nilai kalori bahan bakar solar

No JenisBahan

Bakar

NoPengujian

Nilai kalor[cal/g]

Nilai Kalorrata-rata

[cal/g]I Solar 1 10773,30 10731,067

2 10728,103 10691,80

2. Perbandingan Beban Terhadap Konsumsi BahanBakar, Efisiensi dan BSFC.Konsumsi bahan bakar, efisiensi dan bsfc disa-

jikan dalam bentuk grafik, dan kemudian masing-masing dianalisis. Analisis tersebut meliputi hu-bungan antara beban dengan konsumsi bahanbakar, beban dengan efisiensi termal, dan bebanterhadap bsfc.

Konsumsi bahan bakar disajikan pada Gambar 5.efisiensi termal dalam Gambar 6 dan bsfcdisajikan dalam Gambar 7.

Gambar 5.

Grafik Pengaruh Beban TerhadapKonsumsi Bahan Bakar Solar dengan

Altenator ACBeban A

V

Variasi MesinDiesel

Tangki pemanasbahan bakar

solar

Thermometer

Katup pengatur

Air InletExhaust

Gelas ukur

Elemenpemanas

Thermokopel

FilterBahan bakar

Gelasukur


4/5


Beberapa Temperatur Bahan Bakar

Gambar 6.Pengaruh beban terhadap efisiensi termal mesin

diesel pada berbagai temperatur bahan bakar solar.

Gambar 7.Grafik Pengaruh Beban Terhadap BSFC

Bahan Bakar Solar dengan BeberapaTemperatur Bahan Bakar.

Dari grafik Gambar 5 tampak bahwa perubahan tem-peratur solar akan diiringi dengan perubahan kosumsibahan bakar, dan terlihat bahwa dengan mening-katnya beban akan meningkatkan konsumsi bahanbakar, dari Gambar 6 terlihat perubahan temperatursolar akan menaikkan efisiensi mesin diesel, Sedang-kan Gambar 7 terlihat juga bahwa perubahan tempe-ratur solar akan menurunkan bsfc. Secara teoritisdapat dijelaskan bahwa penurunan ini disebabkanoleh pemanasan solar yang mengakibatkan keken-talan/viskositas solar akan menurun (Gambar 4)sehingga saat diinjeksikan ke dalam ruang bakardapat membentuk butiran-butiran kabut bahan bakar

yang lebih halus, dengan kondisi seperti ini makaproses pencampuran bahan bakar dengan udara akanlebih homogen sehingga bahan bakar akan lebihmudah terbakar dan menyebabkan persentase bahanbakar yang terbakar akan meningkat. Dengan sema-kin besarnya jumlah bahan bakar yang terbakar makapeningkatan tekanan yang terjadi dalam ruang bakarakibat pembakaran akan membesar yang pada akhir-nya akan meningkatkan daya yang dihasilkan olehmotor bakar. Sehingga dengan beban yang samakonsumsi bahan bakar akan berkurang

Bahwa penurunan konsumsi dan bsfc bahan bakar

hanya terjadi sampai solar mencapai temperatur60C, selebihnya bila solar terus dinaikkan tempe-

raturnya maka konsumsi bahan bakar yang dibutuh-kan motor akan lebih besar jika dibandingkan dengansaat menggunakan solar yang bertemperatur 60C.Peningkatan ini dapat terjadi karena dengan mening-katnya temperatur solar akan menyebabkan solarmenjadi lebih mudah terbakar sehingga akan mem-persingkat periode persiapan pembakaran (ignitiondelay). maka periode pembakaran cepat akan terjadi

jauh sebelum piston mencapai TMA (pada langkahkompresi) sehingga tekanan puncak juga terjadi saatpiston belum mencapai TMA dan ini merupakankerugian karena tekanan tersebut seharusnya diguna-kan untuk langkah kerja. Dengan demikian daya yangdihasilkan akan berkurang dan meningkatkan kon-sumsi bahan bakar spesifik.

Kesimpulan

Viskositas bahan bakar solar akan menurun denganmeningkatnya temperataur bahan bakar tersebut.Setelah dilakukan pemanasan bahan bakar solar sebe-

lum pompa nosel ternyata akan mempengaruhikonsumsi bahan bakar, efisiensi dan bsfc mesindiesel. Temperatur yang idial untuk mesin dieseldong feng 1 silinder direck injektion putaran konstanyang mengunakan bahan bakar solar adalah padatemperatur 60 oC, dimana pada temperatur ini mesindiesel mempunyai efisiensi 30%, bsfcnya 28% dankonsumsi bahan bakarnya lebih rendah 4 % biladibandingkan dengan bahan bakar yang tidak dipa-nasi (30 oC).

Daftar Pustaka

1. Avinash Kumar garwal, Rajamanoharan, K.,(2009), Experimental Investigation of Perfor-mance and Emissions of Karanja Oil and its

Blends in a Single Cylinder Agricultural Diesel

engine , Applied Energy, 86, 106 -112.2. Arismunandar Wiranto; Tsuda, Koichi, (2002),

Motor Diesel Putaran Tinggi, Pradya Paramita,Jakarta.

3. Azhar Abdul Aziz; Mohd Farid Said andMohamad Afiq Awang, Performance of PalmOil-Based Biodiesel Fuels in a Single Cylinder

Direct Injection Engine , Univesity ofTechnology Malaysia., Skudai Johor.

4. Dohoy Jung and Dennis N. Assanis, (2001), Multi-Zone DI Diesel Spray Combustion Modelfor Cycle Simulation Studies of Engine Per-for-

mance and Emissions ,The University of Michi-gan,2001-01-1246

5. Gvidonas Labeckas, Stasys Slavinskas, (2002), The Reseach of Diesel Injection Pumps Perfor-

mance on Biofuel with Different Viscosity Rate ,Transport, Vol XVII, No 4, 159 162

6. Harinaldi., (2005), Prinsip-Prinsip Statistikuntuk Teknik dan Sains ,Erlangga, Jakarta.

7. Hendra Wijaksana, Kusuma, G. B. W., (2006),An Experinmental Study on Diesel Engine Per-

formances Using Crude Oil Biodiesel ,

Sustainalble Energy and Environment (SEE),Bangkok, Thailand.


5/5


8. Mathur, ML, Sharm RP, (1980), A CourseinInternal Combustion Engine, Dhanpat Rai &Sons,1682, NAI SARAK, DELHI- 110006.

9. Maleev, V. L., (1986), Operasi dan Pemelih-araan Mesin Disel, Erlangga, Jakarta.

10.Rahardjo Tirtoatmodjo, Willyanto Anggono,(1999), Peningkatan Unjuk Kerja Motor Dieseldengan Penambahan Pemanas Solar , JurnalTeknik Mesin,Vol 1,No 2.

11.Tangsathitkulchaai, Sittichaitaweekul, Y. and M.Tangsathitkulchai, (2004), Temperature Effecton the Viscosities of Palm Oil and Coconut Oil

Blened with Diesel Oil ,JAOCS, Vol 81, no 4

pengaruh temperatur solar

Documents