Studi Eksperimen Pengaruh Penambahan Gas Hidrogen Terhadap Performa Dan Emisi Mesin Diesel Dual Fuel Biodiesel-Hidrogen

Widiyono, Fadhil (2022) Studi Eksperimen Pengaruh Penambahan Gas Hidrogen Terhadap Performa Dan Emisi Mesin Diesel Dual Fuel Biodiesel-Hidrogen. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000021-Undergraduate Thesis.pdf Download (4MB)

Abstract

Indonesia sebagai negara kepulauan merupakan salah satu negara yang rentan terhadap bahaya perubahan iklim. Perubahan iklim dipicu oleh meningkatnya emisi gas rumah kaca (GRK) akibat pembakaran bahan bakar fossil. Dibutuhkan penggunaan sumber energi baru terbarukan (EBT) yang bersifat ramah lingkungan. Salah satu jenis EBT yang produksinya sudah tinggi saat ini adalah bahan bakar biodiesel yang berasal dari minyak kelapa sawit. Namun temuan penelitian mengungkapkan bahwa biodiesel memiliki karakter viskositas yang tinggi sehingga memperburuk proses atomisasi, pencampuran biodiesel dengan udara yang tidak efisien yang berdampak pada pembakaran tidak sempurna, dan konsumsi bahan bakar lebih boros. Gas hidrogen dengan fraksi tertentu bisa digunakan untuk mengkompensasi kekurangan dari biodiesel karena hidrogen sangat reaktif sehingga bisa meningkatkan laju pembakaran dan efisiensi termodinamika yang tinggi. Penelitian dilakukan dengan eksperimen dan merancang converter kit dari tabung gas hidrogen menuju mesin skala laboratorium. Electronic Control Unit digunakan mengatur start of injection dan duration injection gas hidrogen pada injektor dengan input trigger sensor rpm. Variasi laju alir gas hidrogen yang diguakan adalah 2.5, 5, 7.5, dan 10 lpm yang diatur dengan cara mengubah durasi injeksi gas pada software vemstune. Tekanan gas dijaga konstan pada 1 bar dan start of injection pada 0o BTDC pada setiap variasi. Energi yang dihasilkan mesin akan digunakan untuk memutar generator sehingga bisa dilakukan pembebanan lampu mulai dari 1000 watt hingga 4000 watt dengan interval 500 watt. Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan variasi laju aliran optimal yang didukung nilai unjuk kerja (performa) dan emisi gas buang yang dihasilkan. Hasil yang didapatkan dari penelitian menunjukkan bahwa penambahan gas hidrogen memperbaiki performa dan emisi gas buang. Laju aliran yang optimal adalah 2.5 lpm, yaitu saat daya puncak sebesar 3310.4 watt pada beban 3000 watt. Nilai daya berdampak pada torsi dan BMEP yang juga mencapai puncak, rata-rata peningkatan BTE 24.45% dan penurunan rata-rata SFC 22.13%. Dengan laju alir gas hidrogen 2.5 lpm didapatkan emisi smoke opacity terbaik ke 2 setelah variasi 10 lpm pada beban rendah hingga menengah dan dapat menurunkan emisi CO, CO2 dan HC menjadi 0.02%, 1.3% dan 37 ppm.
==================================================================================================================================
Indonesia as an archipelagic country is one of the countries that is vulnerable to the dangers of climate change. Climate change is triggered by increasing greenhouse gas (GHG) emissions due to the burning of fossil fuels. It requires the use of new and renewable energy sources (EBT) that are environmentally friendly. One type of NRE whose production is already high at this time is biodiesel fuel derived from palm oil. However, the research findings reveal that biodiesel has a high viscosity character that worsens the atomization process, inefficient mixing of biodiesel with air which results in incomplete combustion, and more wasteful fuel consumption. Hydrogen gas with a certain fraction can be used to compensate for the shortcomings of biodiesel because hydrogen is very reactive so that it can increase the combustion rate and high thermodynamic efficiency. The research was carried out by experimenting and designing a converter kit from a hydrogen gas cylinder to a laboratory scale machine. The Electronic Control Unit is used to control the start of injection and duration of hydrogen gas injection in the injector with the trigger sensor input rpm. Variations in the flow rate of hydrogen gas used are 2.5, 5, 7.5, and 10 lpm which are regulated by changing the duration of gas injection in the Vemstune software. The gas pressure is kept constant at 1 bar and the start of injection is at 0o BTDC for each
variation. The energy produced by the engine will be used to turn the generator so that lamps can be loaded from 1000 watts to 4000 watts at 500 watt intervals. The aim of the study was to obtain the optimal flow rate variation supported by the performance value and the resulting exhaust emissions. The results obtained from the study show that the addition of hydrogen gas improves performance and exhaust emissions. the optimal flow rate is 2.5 lpm, ie the maximum value of power 3310.4 watt at loaded 3000 watt, power impacts torque and BMEP also reaches its peak, the average increase in BTE is 24.45% and the average decrease in SFC is 22.13%. With a hydrogen gas flow rate of 2.5 lpm, the second best smoke opacity was obtained after a variation of 10 lpm at low to medium loads and could reduce CO, CO2 and HC emissions to 0.02%, 1.3% and 37 ppm

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 629.252 8 Wid s-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Biodiesel, Emisi Gas Buang, Gas Hidrogen, Laju Alir, Performa, Exhaust Emissions, Flow Rate, Hydrogen Gas, Performance
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ797 Diesel motor--Fuel systems--Testing.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	18 Feb 2025 03:27
Last Modified:	18 Feb 2025 03:27
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118782

Actions (login required)

View Item