Analisa Energi Dan Eksergi Unjuk Kerja Mesin Diesel Dual Fuel Diesel-Syngas Hasil Gasifikasi Woodchips Dengan Perubahan Air Fuel Ratio Dan Beban Daya

Ariwanto, Alfisyahrin (2021) Analisa Energi Dan Eksergi Unjuk Kerja Mesin Diesel Dual Fuel Diesel-Syngas Hasil Gasifikasi Woodchips Dengan Perubahan Air Fuel Ratio Dan Beban Daya. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000113-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Meningkatnya jumlah penduduk mengakibatkan meningkatnya kebutuhan energi listrik. Salah satu penyedia energi listrik yaitu generator set. Generator set digerakkan oleh mesin diesel yang membutuhkan bahan bakar diesel. Maka dari itu meningkatnya jumlah penduduk dapat mengakibatkan meningkatnya kebutuhan bahan bakar diesel, sedangkan bahan bakar diesel merupakan bahan bakar fosil yang jumlahnya terbatas dan tidak dapat diperbaharui. Salah satu solusi yang dapat dilakukan untuk keterbatasan bahan bakar fosil yaitu dengan menyediakan bahan bakar dari energi alternatif. Salah satu biomassa yang terbesar di Indonesia yaitu biomassa kayu. Biomassa kayu ini kemudian diolah menggunakan gasifikasi dan diambil syngas nya. Syngas inilah yang dapat menggantikan bahan bakar fosil. Untuk menggunakan syngas, dibutuhkan mesin diesel dua bahan bakar atau yang disebut dual fuel. Diesel bahan bakar ganda atau Diesel Dual Fuel (DDF) adalah mesin standar diesel yang ditambahkan bahan bakar lain pada intake manifold dan penyalaan bahan bakar dilakukan oleh semprotan solar yang disebut pilot fuel. Pada sistem dual fuel biasanya mengalami permasalahan pada berkurangnya rasio udara dan bahan bakar. Adanya pemasukan syngas mengakibatkan jumlah udara pembakaran berkurang. Hal ini menyebabkan nilai AFR menjadi lebih rendah. Untuk mengetahui permasalahan pada karakteristik unjuk kerja mesin diesel dual fuel dibutuhkan sebuah analisa. Namun sejauh ini penelitian mesin diesel dual fuel hanya menggunakan analisa energi, sedangkan analisa energi tidak dapat menghitung losses-losses yang terjadi selama pengkonversian energi. Maka dari itu dibutuh kan analisa yang lebih lengkap yaitu dengan analisa eksergi.
Penelitian ini akan dilakukan secara eksperimental dengan menggunakan mesin diesel generator set dengan bantuan blower untuk menambahkan suplai udara pada intake lalu dihubungkan pada lampu pembebanan listrik. Pada penelitian ini akan dilakukan dua pengujian yaitu pengujian single fuel dan dual fuel. Pada pengujian single fuel menggunakan bahan bakar diesel, sedangkan pada diesel dual fuel dengan bahan bakar diesel-syngas woodchips dari kayu di sekitar kampus ITS. Mesin diesel ini dikopel dengan generator set dan diberi beban 6 Lampu dengan daya 500 W sampai 3000 W dengan interval kenaikan 500 W dan dilakukan variasi AFR 15, 17, 20, 22 dan 25. Setiap variasi dan kenaikan bebannya akan diambil data dan di analisa mengunakan analisa energi dan eksergi.Kemudian akan direpresentasikan dalam grafik fungsi beban terhadap unjuk kerja mesin diesel dual fuel.
Penelitian ini mendapatkan hasil yaitu pada variasi AFR 15 menghasilkan unjuk kerja yang paling optimum. Penurunan laju konsumsi bahan bakar diesel dari 0,000220 kg/s menjadi 0,000160 kg/s. Pada efisiensi termal variasi AFR 15 memiliki efisiensi yang lebih besar dari variasi AFR yang lain akan tetapi masih dibawah efisiensi termal pada pengujian single fuel. Pada analisa eksergi,pengujian dual fuel memiliki nilai diatas single fuel pada total eksergi, eksergi destruksi dan eksergi heat. Hal ini terjadi karena subtitusi diesel yang belum optimal karena laju syngas dijaga konstan. Terdapat juga penghematan diesel terbaik pada variasi AFR 15 yaitu dengan rata-rat penghematan sebesar 28%
=====================================================================================================
The increasing population has resulted in an increase in the need for electrical energy. One of the providers of electrical energy is a generator set. The generator set is driven by a diesel engine which requires diesel fuel. Therefore, the increasing population can lead to an increase in the need for diesel fuel, while diesel fuel is a fossil fuel which is limited in number and cannot be renewed. One solution that can be done for the limitations of fossil fuels is to provide fuel from alternative energy. One of the largest biomass in Indonesia is wood biomass. This wood biomass is then processed using gasification and the taken syngas is . This syngas can replace fossil fuels. To use syngas, it takes a two - fuel diesel engine or so - called dual fuel. Dual fuel diesel or Dual Fuel Diesel (DDF) is a standard diesel engine in which another fuel is added to the intake manifold and the ignition of the fuel is done by a diesel spray called pilot fuel. In systems dual fuel usually experience problems in reducing the ratio of air to fuel. The presence ofintake syngas reduces the amount of combustion air. This causes thevalue to AFR be low. To find out the problem with the performance characteristics of adiesel engine, dual fuel an analysis is needed. But so far the research ondiesel engines dual fuel only uses energy analysis, while energy analysis cannot calculate losses that occur during energy conversion. Therefore, a more complete analysis is needed, namely exergy analysis.
This research will be carried out experimentally by using a diesel engine generator set with the help of a blower to add air supply to the intake and then connected to an electric loading lamp. In this research , two tests will be conducted, namely tests single fuel and dual fuel. In testing the single fuel using diesel fuel, while diesel dual fuel with diesel-fuelsyngas from wood woodchips around campus ITS. This diesel engine is coupled to a generator set and is given a load of 6 lamps with a power of 500 W to 3000 W with 500 W increment intervals and AFR 15, 17, 20, 22, 25. Each variation and increase in load data will be taken and analyzed using energy and exergy analysis. Then it will be represented in a graph of the load function on the performance of adiesel engine dual fuel.
This study obtained the results that the variation of AFR 15 produces the most optimum performance. Decrease in the rate of diesel fuel consumption from 0.000220 kg/s to 0.000160 kg/s. In the thermal efficiency variation AFR 15 has greater efficiency than the other variations but is still below the thermal efficiency in thetest single fuel. In exergy analysis, dual fuel tests have values above single fuel in total exergy, destruction exergy andexergy heat. This happens because diesel substitution is not optimal because the syngas rate is kept constant. There is also the best diesel savings in the AFR 15 variation, with an average savings of 28%

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	AFR, Diesel dual fuel, syngas, eksergi, exergy
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ265.E23 Thermodynamics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ324.5 Fuel systems
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Alfisyahrin Ariwanto
Date Deposited:	31 Aug 2021 09:21
Last Modified:	31 Aug 2021 09:21
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/90832

Actions (login required)

View Item