Upload
arimbi-gembiek
View
12
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ipi94536
Citation preview
PROS ID ING 2 012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK
Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : 978-979-127255-0-6
TP3 - 1
KINERJA MESIN DIESEL AKIBAT PEMASANGAN THERMOSTAT
PADA NANCHANG TYPE 2105A 3
Abdul Latief Had & Eko Haryono
Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin
Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea Makassar, 90245 Telp./Fax: (0411) 585637
e-mail: [email protected]
Abstrak
Mesin Diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam. Untuk mempertahankan agar
temperatur mesin selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi.
Umumnya temperatur kerja mesin antara 82 sampai 99 C. Maka perlunya pemasangan
thermostat pada mesin. Thermostat merupakan alat bantu pengatur sirkulasi air di sistem
pendinginan dan dirancang untuk mempertahankan temperatur cairan pendingin, disamping
itu kerja mesin menjadi lebih maksimum. Jadi penelitian ini bertujuan untuk menganalisa
pengaruh thermostat pada mesin diesel Nanchang 2105 A-3 sehingga dapat diketahui apakah
dengan pemasangan thermostat dapat mempengaruhi prestasi mesin diesel dalam hal
konsumsi bahan bakar, daya mesin dan efisiensi termalnya. Hasil penelitian terhadap prestasi
mesin dengan thermostat dan tanpa thermostat dalam percobaan ini adalah pada putaran
1022 rpm untuk mesin tanpa thermostat, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,063
kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,379 Hp, serta efisiensi thermal 0,254 sedangkan
untuk mesin dengan thermostat pada putaran 1.022 rpm, menunjukkan konsumsi bahan bakar
spesifik 0,0624 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,511 Hp, serta efisiensi thermal
0,257. Perbedaan persentase diantara keduanya adalah konsumsi bahan bakar spesifik
0,97%, daya mesin 0,64%, dan efisiensi thermal 0,64%. Hal ini disebabkan karena pada
mesin Nanchang dengan thermostat, emisi gas buangnya yang ditimbulkan minimum.
Kata Kunci: mesin diesel, thermostat, prestasi mesin
PENDAHULUAN
Mesin diesel merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak dipakai dengan memanfaatkan energi
kalor dari proses pembakaran menjadi energi mekanik. Mesin pembakaran dalam selama beroperasi temperatur
gas dalam ruang pembakaran bisa mencapai 2500 C sehingga diperlukan suatu sistem pendinginan mesin.
Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari pembakaran tidak dibuang, komponen mesin yang berhubungan
dengan pembakaran akan mengalami kenaikan temperatur berlebihan dan cenderung merubah sifat-sifat serta
bentuk dari komponen mesin tersebut (Daryanto, 1999:62). Berdasarkan kejadian tersebut, mesin memerlukan
sistem pendinginan yang berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin sehingga kemampuan ideal mesin
dapat dicapai.
Untuk memperoleh kinerja maksimal, umumnya temperatur air pendingin selama mesin beroperasi ada di antara
80o 90oC atau biasa disebut temperatur kerja mesin. Jika temperatur mesin diesel tidak memenuhi spesifikasi ini, maka mesin pendinginan tidak dibutuhkan, sehingga diperlukannya thermostat sebagai pengatur sirkulasi air.
Kesalah-pahaman yang terjadi pada masyarakat yaitu melepas thermostat pada mesin karena dianggap benda
tersebut mengakibatkan temperatur mesin naik dari yang semestinya. Tindakan ini keliru. Penyebab mesin panas
bukan karena adanya thermostat, tetapi terjadi panas bisa jadi karena tenaga mesin yang diberi beban berlebihan.
Tanpa thermostat, sirkulasi air tidak akan berjalan sempurna karena fase pemanasan dan fase pendinginan tidak
terjadi, sehingga hal inilah yang menyebabkan pada temperatur mesin masih dingin, air sudah masuk ke cooler,
padahal temperatur air belum perlu didinginkan.
Untuk itu alat ini dipasang di mesin diesel untuk melakukan pengukuran sebagai langkah dalam proses penelitian
ini. Alat ini dapat dipasangkan pada setiap mesin, baik itu mesin engine stand maupun pada mesin mobil yang
sesungguhnya.
Kinerja Mesin Diesel akibat Abdul Latief Had & Eko Haryono Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
ISBN : 978-979-127255-0-6 Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012
TP3 - 2
KAJIAN PUSTAKA
Pada umumnya performance atau prestasi mesin bisa diketahui membaca dan menganalisis parameter yang ditulis
dalam sebuah laporan atau media lain. Biasanya kita akan mengetahui daya, torsi, dan bahan bakar spesifik dari
mesin tersebut. Parameter itulah yang menjadi pedoman praktis prestasi sebuah mesin.
Parameter prestasi mesin dapat dilihat dari berbagai hal diantara yang terdapat dalam diagram sebagai berikut.
Gambar 1. Diagram Alir Prestasi Mesin
Mesin bakar adalah suatu mesin yang mengkonversi energi dari energi kimia yang terkandung pada bahan bakar
menjadi energi mekanik pada poros mesin bakar. Jadi daya yang berguna akan langsung dimanfaatkan sebagai
penggerak adalah daya pada poros. Proses perubahan energi dari mulai proses pembakaran sampai menghasilkan
daya pada poros mesin bakar melewati beberapa tahapan dan tidak mungkin perubahan energinya 100%. Selalu
ada kerugian yang dihasilkan dari selama proses perubahan, hal ini sesuai dengan hukum termodinamika kedua
yaitu "tidak mungkin membuat sebuah mesin yang mengubah semua panas atau energi yang masuk menjadi
kerja". Jadi selalu ada "keterbatasan" dan "keefektifan" dalam proses perubahan, ukuran inilah yang dinamakan
efisiensi.
Kemampuan mesin bakar untuk merubah energi yang masuk yaitu bahan bakar sehingga menghasilkan daya
berguna disebut kemampuan mesin atau prestasi mesin. Pada gambar 2 adalah penggambaran proses perubahan
energi bahan bakar.
Gambar 2. Keseimbangan Energi pada Mesin Bakar
Pada mesin bakar tidak mungkin mengubah semua energi bahan bakar menjadi daya berguna. Dari gambar
terlihat daya berguna bagiannya hanya 25% yang artinya mesin hanya mampu menghasilkan 25% daya berguna
yang bisa dipakai sebagai penggerak dari 100% bahan bakar. Energi yang lainnya dipakai untuk menggerakkan
asesoris atau peralatan bantu, kerugian gesekan dan sebagian terbuang ke lingkungan sebagai panas gas buang
dan melalui air pendingin. Kalau digambar dengan hukum termodinamika dua adalah sebagai berikut.
Parameter Prestasi Mesin
Daya
Laju Konsumsi
Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Efisiensi Bahan Bakar
PROS ID ING 2 012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK
Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : 978-979-127255-0-6
TP3 - 3
Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak (Vd). Sedangkan volume antara TMA dan
kepala silinder (tutup silinder) disebut volume sisa (Vc). Volume total (Vt) ialah isi ruang antara torak ketika ia
berada di TMB sampai tutup silinder.
= + (1)
Volume langkah mempunyai satuan yang tergantung pada satuan diameter silinder (D) dan panjang langkah torak
(L) biasanya mempunyai satuan centimeter cubic (cc) atau cubic inch (cu.in).
=
= 2
= (1
2)
2
(2)
Dengan demikian besaran dan ukuran mesin bakar menurut volume silinder tergantung dari banyaknya silinder
yang digunakan dan besarnya volume silinder (Kiyuku & Murdhana 1998).
Perbandingan Kompresi (Compression Ratio)
Perbandingan kompresi (r) adalah mencirikan seberapa banyak campuran bahan bakar dan udara yang masuk
silinder pada langkah hisap, dan yang dimampatkan pada langkah kompresi. Perbandingannya adalah antara
volume langkah dan ruang bakar (Vd +Vc) yaitu pada posisi piston di TMB, dengan volume ruang bakar (Vc)
yaitu pada posisi piston di TMA, dapat dirumuskan dengan persamaan;
=
= +
= 1 +
(3)
Pada mesin diesel rasio kompresi lebih tinggi dibanding dengan mesin bensin. Rasio kompresi semakin tinggi
pada mesin diesel dibarengi dengan kenaikan efisiensi. Kenaikan rasio kompresi akan menaikkan tekanan
pembakaran, kondisi ini akan memerlukan material yang kuat sehingga bisa menahan tekanan dengan temperatur
tinggi. Material yang mempunyai kualitas tinggi harus dibuat dengan teknologi tinggi dan harganya mahal,
sehingga secara keseluruhan menjadi tidak efektif.
Tekanan tersebut dinamai tekanan efektif rata rata yang diformulasikan sebagai,
=
(4)
dimana,
W = Kerja (kJ)
VL = Volume langkah torak (m3)
Daya poros adalah daya efektif pada poros yang akan digunakan untuk mengatasi beban kendaraan. Dengan
adanya bagian-bagian yang bergesekan waktu mesin bekerja, maka disini akan timbul kerugian daya. Kerugian
daya ini dapat diperkecil dengan adanya minyak pelumas yang baik atau sistem pelumasan yang sempurna.
Tenaga indikator (Ni) dikurangi dengan kerugian karena gesekan-gesekan akan menghasilkan daya efektif (Ne).
Apabila putaran mesin inti n kali per menit ini berarti n/60 kali per detik. Kita telah mengetahui bahwa untuk
mesin 4 langkah tiap dua putaran baru ada satu langkah kerja sehingga pada (n) putaran per menit jumlah langkah
kerja ada n/2 tiap menit atau 1/2 x n/60 tiap detik.
Kinerja Mesin Diesel akibat Abdul Latief Had & Eko Haryono Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
ISBN : 978-979-127255-0-6 Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012
TP3 - 4
Jadi tenaga (daya) mesin dapat ditulis:
=1
2
60
4 2 (kg.cm/detik) (5)
untuk 1 DK (daya kuda) = 75 kgm/detik = 7500 kg cm/detik
Maka tenaga mesin (daya) untuk 1 silinder dapat ditulis:
=
4
2
60 12
75 100
mesin 4 tak (6)
untuk mesin lebih dari satu silinder besarnya daya efektif
=
100 60 75 (7)
dimana,
Ne = Daya efektif (Hp)
VL = Volume langkah torak (cm3)
n = Putaran mesin tiap menit
Pe = Tekanan efektif rata-rata (kg/cm2)
a = Jumlah langkah kerja, untuk mesin 2 tak = 1
= untuk 4 tak =
z = Jumlah silinder mesin
Efisiensi thermis adalah ukuran besarnya pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk dirubah menjadi daya
efektif (power).
=632
100% (8)
dimana,
H = Nilai kalor untuk bahan bakar 9.420 kcal/kg.
SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik
632 kcal/jam 1 cal = 4,186 1 PS = 735,5 = 735,5 /
= 735,5 1
4,186 3.600
1
1000/
= 632 /
Nilai kalor mempunyai hubungan dengan berat jenis. Pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin
rendah nilai kalornya (Kiyaku & Murdhana, 1998).
Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) ditentukan dalam g/PSh atau g/kWh dan lebih umum digunakan dari pada
t. Besar nilai SFC adalah kebalikan dari pada t. Penggunaan bahan bakar dalam gram per jam Ne dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
=
[/. ] (9)
dimana,
SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik (kg/Hp.jam)
Ne = Daya mesin (Hp)
PROS ID ING 2 012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK
Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : 978-979-127255-0-6
TP3 - 5
Sedang nilai mf dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut,
=
3600
1000 (10)
dimana,
b = Volume konsumsi bahan bakar (cc)
t = Waktu (detik)
bb = Berat jenis bahan bakar (gram / cm3) mf = Penggunaan bahan bakar per jam pada kondisi tertentu. (Soenarta & Furuhama, 1995)
Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah
kalornya. Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna. Jika bahan bakar
tidak mengandung bahan-bahan yang tidak dapat terbakar, maka pembakaran akan sempurna sehingga hasil
pembakaran berupa gas pembakaran saja.
Jadi dapat disimpulkan bahwa pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat:
1) Kerugian panas dalam mesin jadi besar, sehingga efisiensi mesin menjadi turun. Usaha dari mesin turun pula pada penggunaan bahan bakar yang tetap.
2) Sisa pembakaran dapat menyebabkan pegas-pegas torak melekat pada alurnya, sehingga tidak berfungsi lagi sebagai pegas torak.
3) Sisa pembakaran terdapat pula pada lubang pembuangan antara katup dan dudukannya, terutama pada katup buang sehingga katup tidak dapat menutup dengan rapat.
4) Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara torak dan dinding silinder menghalangi pelumasan, sehingga torak dan silinder mudah aus.
Thermostat
Temperatur cairan pendingin pada sistem pendinginan terkandung dengan operasi mesin. Pada umumnya efisiensi
operasi yang tertinggi, adalah bila temperaturnya berkisar 80-90 C. Sangat penting sekali bahwa temperatur yang
mencapai batas optimal paling baik secepat mungkin dapat dicapai setelah mesin hidup.
Thermostat dirancang untuk mempertahankan temperatur cairan pendingin dalam batas yang diizinkan.
Thermostat adalah semacam katub yang membuka dan penutup secara otomatis sesuai dengan kondisi temperatur
cairan pendingin. Thermostat dipasangkan di dalam rumah thermostat pada kepala silinder, antara cooler dan
sirkuit pendingin mesin. Bila temperatur rendah katup menutup untuk mencegah agar tidak masuk ke cooler. Bila
temperatur meningkat katup akan membuka dan dengan demikian cairan pendingin mengalir ke cooler. Dengan
demikian, periode pemanasan mesin dapat dibatasi dan memelihara suhu kerja mesin secara ekonomis.
Dikenal dua macam thermostat, yaitu model bellow dan model wax. Pada model yang pertama, bellow tembaga
diisi dengan cairan yang mudah menguap (volatile liquid) seperti ethyl atau methyl alcohol. Apabila suhunya
rendah, maka bellow akan mengerut dan menutup katup sehingga air yang mengalir menuju radiator terhenti.
Dengan demikian sirkulasi air hanya terjadi pada mantel air sampai suhunya segera naik. Jika telah panas, volatile
liquid akan memuai dan membuka katup.
Thermostat model wax banyak dipakai sangat ini, ia bekerja lebih baik dibanding jenis bellow, setelah ternyata
bahwa model bellow kurang baik untuk sistem pendinginan tertutup atau sistem pendinginan tekan. Thermostat
model wax ini memiliki beberapa keistemewaan di banding model bellow.
Pada umumnya sekarang ini banyak dipakai model wax. Cara kerjanya sama dengan model bellow, hanya pada
jenis ini digunakan sifat suhu ekspansi parafin untuk membuka dan menutup katupnya.
Kinerja Mesin Diesel akibat Abdul Latief Had & Eko Haryono Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
ISBN : 978-979-127255-0-6 Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012
TP3 - 6
Gambar 3. Thermostat Model Wax
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan pada Laboratorium Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas
Hasanuddin. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan. Proses penelitian dilakukan dengan melakukan
pengujian/percobaan langsung berdasarkan masalah yang akan dibahas.
Bahan dan Alat Adapun bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut:
1. Tangki air 2 (dua) buah 2. Pompa untuk menyalurkan air 3. Air tawar sebagai pendingin mesin 4. Alat Pengukur debit air (flow motor) 5. Cooler sebagai alat pendingin mesin 6. Thermometer sebagai pengukur suhu 7. Stopwatch sebagai pengukur waktu 8. Tachometer sebagai alat untuk mengukur putaran mesin 9. Mesin Diesel
Prosedur Percobaan Prosedur percobaan dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Air diisi ke dalam tangki dengan menggunakan pompa listrik 2. Setiap thermometer di pasang pada tempatnya 3. Nyalakan mesin selama 15 menit 4. Catat temperatur air sebelum masuk ke cooler dan sesudah keluar dari cooler dan temperatur air
sebelum masuk ke mesin diesel dan sesudah keluar dari mesin diesel serta temperatur udara gas
buang.
5. Catat pemakaian bahan bakar dalam waktu 1 (satu) menit. 6. Pengambilan data dilakukan setiap 1 (satu) menit sebanyak 5 (lima) kali untuk bukaan throttle 30%, 7. Ulangi Percobaan 3 sampai 5 untuk bukaan throttle 40%, 50%, 60%, dan 70%
HASIL DAN BAHASAN
Dalam pemasangan thermostat pada mesin Nanchang 2105A-3, terlebih dahulu kita harus memperhatikan
peletakan thermostat pada mesin Nanchang, karena dalam pemasangan thermostat pada mesin ada dua macam
yaitu thermostat yang letaknya di saluran air masuk (water inlet) dan thermostat yang letaknya di saluran air
keluar (water outlet).
Untuk pemasangan thermostat pada mesin Nanchang diletakkan di saluran air keluar, disebabkan instalasi
perpipaannya lebih mudah daripada peletakan thermostat pada saluran air masuk. Pada bagian mesin Nanchang
tidak memiliki tempat untuk thermostat sehingga digunakan pipa sebagai penyambung antara thermostat, cooler
dan mesin Nanchang. Pipa yang digunakan berukuran inci karena disesuaikan dengan pipa yang ada pada
mesin Nanchang dan cooler. Sebagaimana hasil dari percobaan mesin diesel Nanchang pada laboratorium kapal
pada bukaan throttle 30 70 %, maka prestasi mesin diesel Nanchang adalah sebagai berikut:
PROS ID ING 2 012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK
Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : 978-979-127255-0-6
TP3 - 7
Tabel 1. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 30%
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
1. P suplai kg/cm3 0,981 0,981
2. Temperatur udara masuk (T1) K 300,000 300,000
3. Volume silinder (V1) cm3 1.171,090 1.171,090
4. Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm2 95,871 96,014
5. Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm2 95,871 96,014
6. Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm2 2,057 2,058
7. Rasio kompresi (R) 26,730 26,730
8. K 1,393 1,394
9. Cp 1,016 1,016
10. Konstata gas (R) kJ/kgK 0,287 0,287
11. Temperatur di titik 2 (T2) K 1.092,791 1.094,247
12. Temperatur di titik 3 (T3) K 1.857,745 1.860,220
13. Temperatur di titik 4 (T4) K 418,600 413,000
14. Volume ruang bakar cm3 43,820 43,820
15. Volume di titik 3 (V3) cm3 74,494 74,494
16. Cv 0,729 0,729
17. Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0,00131 0,00131
18. Kerja yang dihasilkan persikllus dalam
silinder (W) kJ 0,90661 0,91269
19. Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm3 8,207 8,299
20. Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0,500
21. Daya efektif dalam HP (Ne) HP 17,269 17,284
22. Daya efektif dalam kW (Ne) kW 12,877 12,964
23. Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm3 19,160 19,040
24. Massa jenis bahan bakar (bb) gram/cm3 0,850 0,850
25. Waktu pemakaian (s) S 60,000 60,000
26. Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 0,977 0,971
27. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0566 0,0558
28. Efisiensi thermis () 0,283 0,287
Tabel 2. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 40%
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
1. P suplai kg/cm3 0,981 0,981
2. Temperatur udara masuk (T1) K 300,000 300,000
3. Volume silinder (V1) cm3 1.171,090 1.171,090
4. Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm2 95,552 95,679
5. Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm2 95,552 95,679
6. Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm2 2,056 2,398
7. Rasio kompresi (R) 26,730 26,730
8. K 1,393 1,394
9. Cp 1,016 1,016
10. Konstata gas (R) kJ/kgK 0,287 0,287
11. Temperatur di titik 2 (T2) K 1.092,791 1.094,247
12. Temperatur di titik 3 (T3) K 1.857,745 1.860,220
13. Temperatur di titik 4 (T4) K 418,600 413,000
14. Volume ruang bakar cm3 43,820 43,820
15. Volume di titik 3 (V3) cm3 74,494 74,494
16. Cv 0,729 0,729
17. Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0,00131 0,00131
18. Kerja yang dihasilkan persikllus dalam
silinder (W) kJ 0,90661 0,91269
19. Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm3 8,207 8,299
20. Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0,500
21. Daya efektif dalam HP (Ne) HP 17,269 17,384
22. Daya efektif dalam kW (Ne) kW 12,877 12,964
23. Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm3 19,160 19,040
24. Massa jenis bahan bakar (bb) gram/cm3 0,850 0,850
25. Waktu pemakaian (s) S 60,000 60,000
Kinerja Mesin Diesel akibat Abdul Latief Had & Eko Haryono Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
ISBN : 978-979-127255-0-6 Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012
TP3 - 8
Tabel 2. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 40% (lanjutan)
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
26. Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 0,977 0,971
27. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0566 0,0558
28. Efisiensi thermis () 0,283 0,287
Tabel 3. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 50%
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
1. P suplai kg/cm3 0,981 0,981
2. Temperatur udara masuk (T1) K 300,000 300,000
3. Volume silinder (V1) cm3 1.171,090 1.171,090
4. Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm2 95,389 95,525
5. Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm2 95,389 95,525
6. Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm2 2,056 2,397
7. Rasio kompresi (R) 26,730 26,730
8. K 1,393 1,393
9. Cp 1,017 1,017
10. Konstata gas (R) kJ/kgK 0,287 0,287
11. Temperatur di titik 2 (T2) K 1.090,927 1.092,480
12. Temperatur di titik 3 (T3) K 1.854,576 1.857,216
13. Temperatur di titik 4 (T4) K 425,800 419,800
14. Volume ruang bakar cm3 43,820 43,820
15. Volume di titik 3 (V3) cm3 74,494 74,494
16. Cv 0,730 0,730
17. Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0,00131 0,00131
18. Kerja yang dihasilkan persikllus dalam
silinder (W) kJ 0,89879 0,90531
19. Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm3 8,136 8,232
20. Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0,500
21. Daya efektif dalam HP (Ne) HP 19,117 19,256
22. Daya efektif dalam kW (Ne) kW 14,256 14,359
23. Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm3 21,300 21,150
24. Massa jenis bahan bakar (bb) gram/cm3 0,850 0,850
25. Waktu pemakaian (s) S 60,000 60,000
26. Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 1,086 1,079
27. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0566 0,0558
28. Efisiensi thermis () 0,282 0,286
Tabel 4. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 60%
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
1. P suplai kg/cm3 0,981 0,981
2. Temperatur udara masuk (T1) K 300,000 300,000
3. Volume silinder (V1) cm3 1.171,090 1.171,090
4. Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm2 95,209 95,308
5. Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm2 95,209 95,308
6. Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm2 2,055 2,396
7. Rasio kompresi (R) 26,730 26,730
8. K 1,392 1,393
9. Cp 1,019 1,018
10. Konstata gas (R) kJ/kgK 0,287 0,287
11. Temperatur di titik 2 (T2) K 1.088,865 1.089,998
12. Temperatur di titik 3 (T3) K 1.851,071 1.852,997
13. Temperatur di titik 4 (T4) K 433,800 429,400
14. Volume ruang bakar cm3 43,820 43,820
15. Volume di titik 3 (V3) cm3 74,494 74,494
16. Cv 0,732 0,731
PROS ID ING 2 012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK
Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : 978-979-127255-0-6
TP3 - 9
Tabel 4. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 60% (lanjutan)
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
17. Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0,00131 0,00131
18. Kerja yang dihasilkan persikllus dalam
silinder (W) kJ 0,89008 0,89487
19. Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm3 8,057 8,137
20. Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0,500
21. Daya efektif dalam HP (Ne) HP 19,901 20,008
22. Daya efektif dalam kW (Ne) kW 14,840 14,920
23. Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm3 22,580 22,470
24. Massa jenis bahan bakar (bb) gram/cm3 0,850 0,850
25. Waktu pemakaian (s) S 60,000 60,000
26. Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 1,151 1,146
27. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0579 0,0570
28. Efisiensi thermis () 0,277 0,279
Tabel 5. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 70%
No Nama Satuan
Putaran 742 rpm
tanpa
Thermostat
dengan
Thermostat
1. P suplai kg/cm3 0,981 0,981
2. Temperatur udara masuk (T1) K 300,000 300,000
3. Volume silinder (V1) cm3 1.171,090 1.171,090
4. Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm2 94,989 95,105
5. Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm2 94,989 95,105
6. Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm2 2,054 2,395
7. Rasio kompresi (R) 26,730 26,730
8. K 1,392 1,392
9. Cp 1,020 1,019
10. Konstata gas (R) kJ/kgK 0,287 0,287
11. Temperatur di titik 2 (T2) K 1.086,353 1.087,684
12. Temperatur di titik 3 (T3) K 1.846,800 1.849,063
13. Temperatur di titik 4 (T4) K 443,600 438,400
14. Volume ruang bakar cm3 43,820 43,820
15. Volume di titik 3 (V3) cm3 74,494 74,494
16. Cv 0,733 0,732
17. Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0,00131 0,00131
18. Kerja yang dihasilkan persikllus dalam
silinder (W) kJ 0,87939 0,88506
19. Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm3 7,960 8,048
20. Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0,500
21. Daya efektif dalam HP (Ne) HP 20,379 20,511
22. Daya efektif dalam kW (Ne) kW 15,197 15,295
23. Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm3 25,170 25,090
24. Massa jenis bahan bakar (bb) gram/cm3 0,850 0,850
25. Waktu pemakaian (s) S 60,000 60,000
26. Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 1,284 1,280
27. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0630 0,0624
28. Efisiensi thermis () 0,254 0,257
Analisa yang dapat dilakukan dari tabel-tabel yang di atas dapat setelah diintegrasikan menjadi sebuah grafik
adalah hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dan putaran mesin antara mesin diesel dengan
thermostat dan tanpa thermostat berbanding lurus. Semakin tinggi putaran mesin maka makin meningkat
konsumsi bahan bakar spesifiknya. Mesin diesel tanpa thermostat memiliki SFC yang lebih besar yaitu sebesar
0,063 kg/hp.jam dan terjadi pada putaran 1022 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama, mesin diesel dengan
thermostat menghasilkan 0,0624 kg/hp.jam. Perbandingan putaran mesin dan konsumsi bahan bakar spesifik
antara mesin diesel dengan thermostat dan mesin diesel tanpa thermostat, bahwa dengan putaran mesin yang
sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih tinggi konsumsi bahan bakar spesifiknya (SFC). Untuk putaran
tertinggi terdapat perbedaan 0,965%.
Kinerja Mesin Diesel akibat Abdul Latief Had & Eko Haryono Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
ISBN : 978-979-127255-0-6 Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012
TP3 - 10
Gambar 4. Grafik Perbandingan antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
(SFC) dan Putaran Mesin
Daya efektif dengan putaran adalah tanpa thermostat maupun dengan thermostat berbanding lurus. Semakin
tinggi putaran mesin maka semakin tinggi pula daya efektifnya. Mesin diesel dengan thermostat memiliki daya
efektif yang lebih tinggi yaitu sebesar 20,511 Hp dan terjadi pada putaran 1022 rpm. Sedangkan pada putaran
yang sama untuk mesin diesel tanpa thermostat menghasilkan 20,379 Hp. Perbandingan daya efektif dan putaran
mesin antara mesin diesel tanpa thermostat dengan mesin diesel dengan thermostat, bahwa dengan putaran mesin
yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih rendah daya efektifnya. Untuk putaran tertinggi terdapat
perbedaan 0,64%.
Gambar 5. Grafik Perbandingan antara Daya Efektif (Ne) dan Putaran
Mesin
Efisiensi thermis dengan putaran adalah tanpa thermostat dan dengan thermostat semakin tinggi putaran mesin
semakin rendah efisiensi thermisnya. Efisiensi tertinggi dari yang mesin diesel dengan thermostat terjadi pada
putaran rendah 742 rpm sebesar 0,287 dan kemudian menurun seiring dengan naiknya putaran mesin. Pada putaran
yang sama, efisiensi yang mesin diesel tanpa thermostat sebesar 0,284. Perbandingan putaran mesin dan efisiensi
thermis tanpa thermostat dan mesin diesel dengan thermostat, bahwa dengan putaran mesin yang sama, mesin diesel
tanpa thermostat lebih rendah efisiensi thermalnya. Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,965 % .
Ko
nsu
msi
B.B
. S
pes
ifik
(S
FC
),
kg/h
p.H
Putaran Mesin (rpm)Tanpa thermostatDengan thermostat
Day
a E
fekti
f (N
e),
hp
Putaran Mesin (rpm)Tanpa thermostatDengan thermostat
PROS ID ING 2 012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK
Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : 978-979-127255-0-6
TP3 - 1 1
Gambar 6. Grafik Perbandingan antara Efisiensi Thermis (t) dan
Putaran Mesin
SIMPULAN
Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisa data dapat disimpulkan bahwa:
1. Dalam pemasangan thermostat pada mesin Nanchang 2105 A-3, digunakan pipa sebagai penyambung antara thermostat dan mesin Nanchang 2105 A-3, dimana pipa yang digunakan pipa besi yang berukuran inci
disebabkan kita menyesuaikan dengan pipa yang ada di mesin Nanchang dan cooler.
2. Dalam penentuan prestasi mesin Nanchang baik yang menggunakan thermostat maupun tanpa thermostat, yang harus diperhatikan putaran, daya konsumsi bahan bakar spesifik, dan efisiensi thermis. Prestasi mesin
Nanchang dengan thermostat temperatur kerja lebih efisien dibandingkan mesin Nanchang tanpa thermostat
dalam percobaan ini adalah pada putaran 1022 rpm untuk mesin tanpa thermostat, menunjukkan konsumsi
bahan bakar spesifik 0,063 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,379 Hp, serta efisiensi thermal
0,254. Sedangkan untuk mesin dengan thermostat pada putaran 1022 rpm, menunjukkan konsumsi bahan
bakar spesifik 0,0624 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,511 Hp, serta efisiensi thermal 0,257.
Perbedaan persentase diantara keduanya adalah konsumsi bahan bakar spesifik 0,97%, daya mesin 0,64%,
dan efisiensi thermal 0,64%. Hal ini disebabkan karena pada mesin Nanchang dengan thermostat, emisi gas
buangnya yang ditimbulkan minimum.
DAFTAR PUSTAKA
Holman, J.,P., (1997), Perpindahan Kalor, Erlangga, Jakarta.
Karyanto, E., (2000), Panduan Reparasi Mesin Diesel, Pedoman Ilmu Jaya, Jakarta.
Kreith, Frank, (1997), Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas, Edisi ketiga, Erlangga, Jakarta.
Ozisik, Necati, M., (1985), Heat Transfer a Basic Approach, McGraw-Hill Book Company.
Rahmat, Doni, Widodo, & Karnowo, (2008), Teori Mesin Diesel, Semarang.
Sukoco, & Zainal, Arifin, (2008), Teknologi Motor Diesel, Alfabeta, Bandung.
Wiranto, Arismunandar, & Koichi, Tsuda, (1986), Motor Diesel Putaran Tinggi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Putaran Mesin (rpm)Tanpa thermostatDengan thermostat
Efi
sien
si T
her
mis
( t
),
Kinerja Mesin Diesel akibat Abdul Latief Had & Eko Haryono Arsitektur Elektro Geologi Mesin Perkapalan Sipil
ISBN : 978-979-127255-0-6 Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012
TP3 - 12
1. SAMPUL.pdf2. Sampul Dalam - Sampul Depan.pdf3. Pengantar dan Sambutan hal ii.pdf4. Pengantar dan Sambutan hal iii.pdf5. DAFTAR ISI 2011 Buku 2.pdf6. MESIN.pdf1. A Mangkau.pdf2. Baharuddin Mire.pdf3. Ilyas Jamal.pdf4. Irwan Setiawan.pdf5. Johannes L.pdf6. Luther Sule.pdf7. Mukhtar Rahman.pdf8. Nilda.pdf9. Rafiuddin S.pdf10. Onny S.pdf11. Saiful.pdf12. Yusran.pdf13. Ilyas Renreng.pdf14. Lukmanul Hakim.pdf
7. PERKAPALAN.pdfA. Muhiddin Rauf, Wahyuddin, Azis Abdul Karim & A. Aswandi.pdfA. St. Chairunnisa.pdfAbdul Latief Had & Eko Haryono.pdfGanding Sitepu & Sunarto.pdfJuswan, Hamzah & Novi Sari.pdfRosmani & Lukman Bochary.pdf
8. SIPIL.pdf1. A. Arwin Amiruddin.pdf2. Achmad Zubair.pdf3. Ahmad Bakri Muhiddin .pdf4. Arifin Asri.pdf5. Halidin Arfan (Recovered).pdf6. Herman Parung.pdf7. Lawalenna Samang.pdf8. M. Asad Abdurrahman.pdf9. Mary Selintung .pdf10. Muhammad Isran Ramli.pdf11. Nur Ali.pdf12. Sumarni Hamid Aly.pdf13. Syafruddin Rauf.pdf14. Tri Harianto.pdf
9. Sampul Dalam - Sampul Belakang.pdfbelakang.pdf