Fahmi Wirawan

NRP 2108100012

Dosen Pembimbing

Prof. Dr. Ir. H. Djoko Sungkono K, M. Eng. Sc

Latar BelakangMenipisnya bahan bakar Kebutuhan bahan bakar

yang banyak

Salah satu solusi meningkatkaneffisiensi bahan bakar

Rumusan Masalah Mengetahui pengaruh pemakaian biosolar dengan

campuran gas HHO terhadap unjuk kerja motor diesel putaran konstan.

Pada komposisi berapakah campuran katalis KOH dapat menghasilkan unjuk kerja terbaik pada mesindiesel putaran konstan

Batasan Masalah Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pembakaran dan

Bahan Bakar Teknik Mesin ITS. Elektroda yang digunakan adalah stainless steel 316L dengan bentuk

persegi ukuran 90 x 90 mm dengan diameter Oring 70 mm Kondisi temperatur dan kelembapan udara setempat. Bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar Biosolar yang ada di

pasaran dan diproduksi oleh Pertamina. Jumlah KOH yang digunakan adalah 4 gram, 6 gram, 8 gram, 10 gram,

dan 12 gram. Hasil percobaan hanya berlaku untuk mesin diesel Yanmar TF55-di dan

pada kondisi di lingkungan Laboratorium Teknik Pembakaran danBahan Bakar Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya.

Kondisi mesin diesel yang digunakan masih dalam keadaan standar

Tujuan Penelitian Untuk mengetahui pengaruh penambahan gas HHO

pada bahan bakar biosolar terhadap perubahan unjuk kerja mesin diesel Yanmar TF55-di yang meliputitorsi, daya maksimum yang dihasilkan, tekanan efektifrata-rata, konsumsi bahan bakar spesifik dan effisiensithermal

Mengetahui komposisi pencampuran jumlah gas HHO dan bahan bakar yang mampu menghasilkan unjuk kerja terbaik dari mesin diesel Yanmar TF55-di.

Tahap Pembakaran Mesin Diesel 4 langkah

Engine Diesel Yanmar TF55-di Daya maksimum : 5.5 PS pada

2200 rpm

Tipe Motor : Motor Diesel 4 Langkah horisontalberpendingin air

Isi silinder : 353cc

Rasio kompresi : 1 : 18

Sistem injeksi : direct injection

Minyak pelumas : 1.8 liter

Data Fisik Biosolar

Generator HHO Dengan Netral Plat Generator memiliki 6 cell dengan 5 plat netral.

Netral Pelat

Properti Gas HHO

Katalis KOH Suatu zat yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi

tanpa ikut berubah secara kimia pada akhir reaksi.

Katalis menurunkan energi aktifasi denganmengubah mekanisme proses dan kecepatannyabertambah.

Dasar Perhitungan Daya Efektif

Torsi

Tekanan Efektif Rata-rata

Pemakaian Bahan BakarSpesifik

Effisiensi Thermal

Rumus Daya Engine Diesel

P= V x I

P = Daya Efektif (watt)

V = Tegangan Listrik Pada Lampu (volt)

I = Arus Listrik Pada Lampu (Ampere)

Rumus Torsi Engine DieselT = P / n

T = Torsi (N.m)

P = Daya Efektif (watt)

n = Putaran Engine (rpm)

Rumus BMEP Engine DieselBmep = (Ne x z) / (A x L x n x i)

Bmep = Tekanan Efektif Rata-Rata (Pa)

Ne = Daya Efektif (watt)

z = 1 (Mesin 2 langkah) atau 2 (Mesin 4 langkah)

L = Panjang Langkah Torak (m)

i = Jumlah Silinder

n = Putaran Engine (rpm)

A = Luas Permukaan Silinder (m2)

Rumus SFC Engine DieselSfc = mbb / Ne x s

Sfc = Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Kg/watt.det)

Mbb = Massa Bahan Bakar (Kg)

S = Waktu Konsumsi Bahan Bakar (detik)

Rumus Efisiensi Engine Diesel

η = 1 / (Sfc x NKB)

η= Efisiensi Engine (%)Sfc = Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (kg/(watt.jam))

NKB = Nilai Kalor Bawah Bahan Bakar (Kj/Kg)

Dasar Perhitungan Generator HHO Daya Generator

Laju Produksi Gas

Effisiensi Generator

Rumus Daya Generator HHONe = V x I / ηgen

Ne = Daya Yang Dibutuhkan Generator (Watt)V = Tegangan Yang Dibutuhkan Generator (Volt)I = Arus Yang Dibutuhkan Generator (Ampere)

ηgen= 0.85

Laju Produksi Gas HHO

ṁ = Q x ρṁ = Laju Produksi Massa Gas HHO (Kg/s)

Q = Debit Produksi Gas HHO (m³/s)ρ = Massa Jenis Gas HHO (Kg/m³)

Q = V x tV = Volume Gas Terukur (m³)

t = Waktu Produksi Gas HHO (s)

Efisiensi Generator HHOηgen = (Δhf x ń) / V x I

ηgen = Efisiensi Generator (%)Δhf = Energi Yang Dibutuhkan Untuk Memecah Molekul H20 (285.84x10³

J/mol)ń = Molaritas Senyawa (mol)

V = Tegangan Yang Dibutuhkan Generator (volt)I = Arus yang Dibutuhkan Generator (Ampere)

ń = (P x Ṽ) / (Ṝ x T)P = Tekanan Gas Ideal 1 atm

Ṽ = volume gas terukur per waktu (L/s)Ṝ = Konstanta Gas Universal (0.08206 L.atm/Mol.K)

T = Temperatur (298°K)

Penelitian TerdahuluAry Putra Septiawan, Teknik Mesin ITS (2011)Penelitian ini melakukan pengujian pengaruh variasi tegangan listrik arus searah (DC)yang digunakan di generator HHO untuk diaplikasikan pada engine. Katalis yangdigunakan adalah KOH 0.7 gram dalam setiap 1 liter aquades. Variasi tegangannya 3Volt,6 Volt,9 Volt dan 12 Volt. Generator HHO menggunakan elektroda dari SS304, dandiameter kawat 3 mm serta panjang kawat 1250 mm, dan diameter spiral yang digunakan16 mm (spiral dalam) dan 27 mm (spiral luar). Dari pengujian didapatkan bahwa padavariasi tegangan 3 Volt menghasilkan temperatur elektrolit setelah pengujian yang palingrendah yaitu 34°C. Tegangan 12 Volt menghasilkan laju produksi gas HHO yang palingtinggi yaitu 3,23x10-6 m 3 /s.

Akhmad Al Fattah, Teknik Mesin ITS (2012)Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dengan mengaplikasikan generator HHO pada mesin Honda Karisma 125 cc. Pada generator HHO tersebut menggunakan variasijumlah lilitan kawat. Tipe kawat yang digunakan SS 304L dan elektrolit KOH sebanyak0.7 gram per liter aquades. Hasilnya didapatkan generator HHO 3 pasang lilitanmerupakan yang terbaik karena bisa meningkatkan unjuk kerja mesin bensin paling besar. Untuk hasilnya, pada torsi, daya, BMEP terjadi kenaikan sebesar 18,54%,14,94% dan 14,94%. Pada BSFC dan efisiensi termal terjadi peningkatan kualitas rata-rata sebesar 23,63%. Sedangkan untuk kadar gas buang CO dan HC terjadi penurunan sebesar17,02% dan 12,28%.

Flowchart Penelitian

START

Pengaruh Variasi Jumlah Katalis

KOH pada Generetor HHO

Studi Literatur: Text Book Jurnal Ilmiah Penelitian Terdahulu Internet

Pembuatan Generator HHO

Pengujian Laju Produksi Gas Pada Generator HHO Dengan Variasi Jumlah Katalis 4gram, 6 gram, 8 gram, 10 gram, dan

12 gram.

Data Pengujian : Arus Listrik Voltase Waktu Produksi gas

Perhitungan Laju Produksi Gas

Didapatkan : Grafik Perbandingan ? Grafik Perbandingan Daya Grafik Perbandingan ?

Pengujian Engine

Kelompok Kontrol :Pengujian Tanpa Generator HHO

Kelompok Uji :Pengujian Engine

dengan Menggunakan Generator HHO

A B

A B

Pengujian Engine dengan bahan bakar solar dan gas HHO dengan variasi jumlah katalis : KOH 4 gram dengan 1 liter air aquades KOH 6 gram dengan 1 liter air aquades KOH 8 gram dengan 1 liter air aquades KOH 10 gram dengan 1 liter air aquades KOH 12 gram dengan 1 liter air aquades

Pemasangan generator HHO

pada engine diesel

Pembebanan 200 W

Pencatatan kebutuhan

arus listrik (I) dan

voltase (V)

Pencatatan waktu

konsumsi bahan

bakar 20 ml

2200 W n + 200

12 gram KOH n + 2

Generator HHO dengan katalis 4 gram

Data :

Waktu konsumsi

20 ml bahan bakar

Arus listrik

Voltage

END

Alat-Alat Penelitian Mesin Yanmar TF55-di Generator HHO

Parameter Input Parameter Output Hasil

Parameter tetap

Parameterberubah

Pengukuran Perhitungan Grafik

•Mesin YanmarTF-55di•GeneratorHHO ukuran90x90mm dengan 5 netralplat berjumlah6 cell

•Jumlah katalispada larutangenerator mulai dari 4 gram, 6 gram, 8 gram, 10 gram, 12 gram per 1 liter aqudes•PembebananEngine mulai200 watt sampai 2200 watt

• Waktukonsumsi25ml bahanbakar•Ampere beban lampu•Voltage beban lampu•Voltage generator•Ampere generator•Lajuproduksigenerator

•BHP•Torsi•BMEP•SFC•Effisiensithermal•Dayagenerator•Lajuproduksigenerator•Effisiensigenerator

•BHP•Torsi•BMEP•SFC•Effisiensithermal•Dayagenerator•Lajuproduksigenerator•Effisiensigenerator

Hasil Dan PembahasanDaya Generator vs Massa KOH

0

50

100

150

200

250

300

350

400

4 6 8 10 12

Da

ya

(w

att

)

Massa KOH (Gram)

Jumlah Massa KOH Terhadap Daya Generator Gas HHO

Hasil Dan PembahasanLaju Produksi Gas vs Massa KOH

0

10

20

30

40

50

60

4 6 8 10 12

La

ju P

rod

uk

si G

as

HH

O p

er

Lit

er

(s)

Massa KOH (Gram)

Jumlah Massa KOH Terhadap Laju Produksi Gas HHO

Hasil Dan PembahasanEfisiensi vs Massa KOH

54

56

58

60

62

64

66

68

70

4 6 8 10 12

Efi

sie

nsi

Ge

ne

rato

r (%

)

Massa KOH (Gram)

Efisiensi Generator Terhadap KOH

Hasil Dan PembahasanDaya Efektif vs Massa KOH

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 500 1000 1500 2000 2500

Da

ya

Efe

kti

f (k

ilo

wa

tt)

Beban (watt)

Daya Efektif vs Beban

standarKOH 4 GramKOH 6 GramKOH 8 GramKOH 10 GramKOH 12 Gram

Hasil Dan PembahasanTorsi vs Massa KOH

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 500 1000 1500 2000 2500

To

rsi

(N.m

)

Beban (watt)

Torsi vs Beban standarKOH 4 GramKOH 6 GramKOH 8 GramKOH 10 GramKOH 12 Gram

Hasil Dan PembahasanBMEP vs Massa KOH

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500

Bm

ep

(K

Pa

)

Beban (watt)

Bmep vs Beban

standarKOH 4 GramKOH 6 GramKOH 8 GramKOH 10 GramKOH 12 Gram

Hasil Dan PembahasanSfc vs Massa KOH

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Sfc

(k

g/w

att

.s)

Beban (watt)

Sfc vs Beban

StandarKOH 4 GramKOH 6 GramKOH 8 GramKOH 10 GramKOH 12 Gram

Hasil Dan PembahasanEfisiensi vs Massa KOH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Efi

sie

nsi

(%

)

Beban (watt)

Efisiensi vs Beban

standarKOH 4 GramKOH 6 GramKOH 8 GramKOH 10 GramKOH 12 Gram

Kesimpulan Seiring dengan semakin besarnya massa KOH dalam

larutan elektrolit generator gas HHO maka daya yang digunakan oleh generator gas HHO juga semakinbesar. Pada kadar KOH 4 gram, 6 gram, 8 gram, 10 gram, dan 12 gram berturut-turut membutuhkan dayasebesar 154 watt, 198 watt, 242 watt, 286 watt, dan 352 watt.

Semakin besar kadar KOH dalam larutan elektrolitsemakin besar pula laju produksinya. Berikut inibesarnya waktu yang dibutuhkan generator gas HHO untuk mencapai 1 liter gas HHO berturut-turut darigenerator yang menggunakan KOH 4 gram, 6 gram, 8 gram, 10 gram, dan 12 gram yaitu 112 detik, 90 detik, 76 detik, 66 detik, dan 56 detik

Semakin besar nilai KOH pada elektrolit berbandingterbalik dengan nilai efisiensinya. Nilai efisiensithermis berturut-turut dari kadar 4 gram hingga 12 gram yaitu 67.8%, 65.63%, 63.59%, 61.96%, 59.33%.

Dengan menggunakan generator HHO nilai DayaEfektif, Torsi, dan Bmep meningkat sebesar 19.19%, 19%, dan 19.69%.

Nilai konsumsi bahan bakar spesifik mengalamipenurunan sebesar 0.88% pada penggunaan generator HHO dengan larutan elektrolit 4 gram per liter aquades.

Terjadi peningkatan pada nilai efisiensi thermis yaitusebesar 0.87% pada penggunaan generator HHO dengan larutan elektrolit 4 gram per liter aquades.

Sekian Dan Terima Kasih