Perancangan Injektor Baru Single Hole Nozzle Pada Konverter Kit Mesin Kapal Berbahan Bakar Gas Untuk Meningkatkan Kinerja Dan Mengurangi Emisi

Leonardo, Adam (2022) Perancangan Injektor Baru Single Hole Nozzle Pada Konverter Kit Mesin Kapal Berbahan Bakar Gas Untuk Meningkatkan Kinerja Dan Mengurangi Emisi. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6019202003-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Penggunaan bahan bakar minyak yang terus menerus dalam jangka waktu panjang dapat menimbulkan kelangkaan. Maka, dalam hal ini dibutuhkan bahan bakar alternatif, salah satunya gas alam. Selain karena ketersediaan yang melimpah, gas alam dipilih karena emisi pembakarannya jauh lebih rendah dibandingkan bahan bakar minyak. Bahan bakar gas (BBG) dapat digunakan pada mesin diesel pada umumnya dengan adanya modifikasi yaitu penambahan konverter kit maupun pada mesin yang dirancang khusus untuk menggunakan bahan bakar gas seperti Dual Fuel Engine maupun gas engine. Salah satu cara untuk meningkatkan performa mesin BBG adalah modifikasi geometri nosel injektor. Pada penelitian ini dilakukan simulasi untuk empat variasi diameter nosel injektor mulai dari 2 mm –3,5 mm dengan interval 0,5 mm. Penelitian dilakukan dengan proses simulasi menggunakan Ansys Forte. Model simulasi dibuat dan dikalibrasi, kemudian proses simulasi dan analisa dilakukan. Proses simulasi dilakukan mulai dari 328o hingga 800o CA (crank angle). Kecepatan mesin divariasikan dari 1400 hingga 2200 dengan interval 200 RPM. Hasil simulasi menunjukkan bahwa diameter nosel 3,5 mm memberikan performa mesin yang paling. Didapatkan daya sebesar 8,233 kW dan torsi sebesar 35,75 Nm pada kecepatan 2200 RPM. Hal ini disebabkan proses percampuran bahan bakar dan udara pada model 3,5 mm lebih baik sehingga proses pembakaran lebih optimal. Nilai BSFC paling rendah dihasilkan model 3 mm pada 2000 RPM dengan nilai 424,689 g/kWh sedangkan untuk model 3,5 mm memberikan BSFC 1,766 % lebih tinggi yakni sebesar 432,328 g/kWh 2000 RPM. Secara umum model 3,5 mm menghasilkan emisi yang lebih rendah dibandingkan model lainnya utamanya pada emisi NOx dan UHC. Namun, untuk emisi CO, model 3,5 mm menghasilkan nilai lebih tinggi dibandingkan model lainnya. Pemisahan dari CO2 menjadi CO (disosiasi CO2) pada temperatur pembakaran yang tinggi menjadi penyebab fenomena ini.
==================================================================================================================================
The continuous use of fuel oil over a long period of time can lead to scarcity. Thus, in this case, alternative fuels are needed, one of which is natural gas. Apart from its abundant availability, natural gas was chosen because its combustion emissions are much lower than fuel oil. Fuel gas (BBG) can be used in diesel engines in general with modifications, namely the addition of converter kits and in engines specifically designed to use gas fuel such as dual fuel engines and gas engines. One of the ways to improve the performance of the gas fueled engine is the modification of the geometry of the injector nozzle. In this study, simulations were carried out for four variations in the diameter of the injector nozzle ranging from 2 mm –3.5 mm with an interval of 0.5 mm. The research was conducted with a simulation process using Ansys Forte. The simulation model is created and calibrated, then the simulation and analysis process is carried out. The simulation process is carried out from 328o to 800o CA (crank angle). Engine speed is varied from 1400 to 2200 with an interval of 200 RPM. The simulation results show that a nozzle diameter of 3.5 mm provides the best engine performance. It gives a power of 8.233 kW and a torque of 35.75 Nm at a speed of 2200 RPM. This is due to the better process of fuel-air mixing on the 3.5 mm model so that the combustion process is more optimal. The lowest BSFC value was produced by the 3 mm model at 2000 RPM with a value of 424.689 g/kWh while for the 3.5 mm model it gave a BSFC 1.766% higher at 432.328 g/kWh 2000 RPM. In general, the 3.5 mm model produces lower emissions than other models, especially in NOx and UHC emissions. However, for CO emissions, the 3.5 mm model produces a higher value than other models. The dissociation of CO2 to CO at high combustion temperatures is the cause of this phenomenon.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Gas fuel, emissions, injectors, engine performance, simulation
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM276.A1 Fuel (Including supplies, costs, etc.) V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM731 Marine Engines
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36101-(S2) Master Theses
Depositing User:	Adam Leonardo
Date Deposited:	17 Feb 2025 00:44
Last Modified:	17 Feb 2025 00:46
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118760

Available Versions of this Item

• Perancangan Injektor Baru Single Hole Nozzle Pada Konverter Kit Mesin Kapal Berbahan Bakar Gas Untuk Meningkatkan kinerja dan Mengunrangi Emisi. (deposited 02 Mar 2025 20:41)
  • Perancangan Injektor Baru Single Hole Nozzle Pada Konverter Kit Mesin Kapal Berbahan Bakar Gas Untuk Meningkatkan Kinerja Dan Mengurangi Emisi. (deposited 17 Feb 2025 00:44) [Currently Displayed]

Actions (login required)

View Item