Post on 29-Apr-2019
PENGARUH VARIASI DUTY CYCLE PADA PULSE WIDTH MODULATION TERHADAP PERFORMA GENERATOR GAS HHO TIPE BASAH (WET CELL) 9 PLAT SS 316L 10x10 mm.
“Ratih Novie Arini (2109100003)”
Dosen Pembimbing :
Prof. Dr. Ir. H. D. Sungkono, M.Eng.Sc
Tugas Akhir - TM091476
LATAR BELAKANG
Kebutuhan Transportasi Meningkat
Konsumsi Bahan Bakar Tinggi
Bahan Bakar Fosil Menipis
Emisi Gas Buang Meningkat
Generator gas HHO
Wet Cell + PWM
PERUMUSAN MASALAH
1. Pengaruh Duty Cycle (35%, 45%, 55%) Peforma Generator gas HHO Temperatur Generator Daya Generator Laju Produksi Efisiensi Generator
2. Perbandingan Performa dengan Generator tanpa Duty Cycle
BATASAN MASALAH
• Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pembakaran dan Bahan Bakar Teknik Mesin ITS.
• Elektroda : SS 316 L. Jumlah 9 lembar plat berdimensi 10x10cm. Tebal 1mm
• Duty cycle yang digunakan dalam pengujian adalah 35%, 45% dan 55% dengan frekuensi konstan.
• Elektrolite KOH 1 gram/liter aquades.
• Pengujian dilakukan 60 menit, kecuali Tanpa PWM
• Temperature dan kelembapan udara setempat konstan.
BATASAN MASALAH
TUJUAN
• Mengetahui variasi duty cycle 35%, 45%, 55% terhadap performa generator HHO.
• Mengetahui Komparasi Generator ber PWM dan tanpa PWM.
MANFAAT PENELITIAN
Pengembangan Penelitian Iptek Informasi untuk usaha
penghematan BBM dengan HHO generator
GAS HHO
Merupakan gas hasil elektrolisa air murni+katalis (KOH) yang dapat membantu pembakaran/suplemen pembakaran
ELEKTROLISA AIR
Reaksi kesetimbangan asam:
Reaksi kesetimbangan basa:
Reaksi keseluruhan:
• Ada 2 Jenis :
GENERATOR HHO
Wet Cell Dry Cell
GENERATOR HHO
Tabung generator terbuat dari AKRILIK Elektroda plat terbuat dari SS 316 L, 9
lembar, Dimensi 10x10mm, tebal 1mm.
PULSE WIDTH MODULATION
Digunakan sebagai pengatur sinyal duty cycle.
Temperatur Berkurang
Arus dan tegangan
Proses Pembuatan Rangkaian
PWM
Ary Putra Septiawan (2011)
PENELITIAN TERDAHULU
Erri Gunawan
(2012)
PENELITIAN TERDAHULU
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan Metode secara “Eksperimental” dengan frekuensi konstan dan dengan menggunakan variasi Duty Cycle :
35% 45% 55%
DIAGRAM ALIR PENGUJIAN
Start
Pengaruh Variasi Duty Cycle terhadap Performa Generator HHO
Tipe Basah
Study Literatur :- Tugas Akhir- Paper- Internet- Text Book
Persiapan Pembuatan Generator HHO tipe Basah
Mendesain Generator Tipe Wet dengan Konfigurasi tebal Plat 1 mm, dengan ukuran 100mm x
100mm dan disusun sebanyak 9 Plat
Mendesain PWM
Uji Coba Kemampuan PWM
tanpa Beban
Pengujian Generator Gas HHO tanpa
menggunakan PWM (Direct)
Pengujian Generator Gas HHO menggunakan
PWM dengan Variasi Duty Cycle 35%, 45%,
55%
Waktu pengujian t = 0 menit
Waktu pengujian t = 60 menit/duty cycle
Data Pengujian :- Waktu Pengisian tabung gas HHO (500ml)- Arus Listrik yang digunakan-Tegangan Listrik yang digunakan-Temperatur-Volume Elektrolit
A
A
Temperatur = 93°C Temperatur < 40°C
Didapatkan Data :Grafik Arus = f(waktu)Grafik Temperatur = f(waktu)Grafik Laju Produksi Gas HHO = f(waktu)Daya Generator = f(waktu)Efisiensi Generator = f(waktu)
Analisa data dari Grafik yang didapatkan
End
SKEMA PENGUJIAN GENERATOR HHO
Dengan PWM
SKEMA PENGUJIAN GENERATOR HHO
Tanpa PWM
Data yang diambil
No Waktu
Uji (menit)
Duty Cycle (%)
Arus (Ampere) Tegan
gan (V)
Temperatur (°C) Waktu
Produksi (500 cc per
detik) Arus Awal Arus Akhir Arus
Rata-Rata Temp. Awal
Temp. Akhir
Temp. Rata-rata
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
Visualisasi Proses Elektrolisa Pengujian
55%
45%
Direct
35%
Larutan setelah Pengujian
55% 45%
35% Direct
GAS IDEAL (STP)
• H2O(l) H2(g) + ½ O2(g)
Δhf = + 285,84 x 103 Joule/mol Nilai mol didapat dari perumusan gas STP :
ṅ = PxV/RxT
ṅ = Molaritas (mol/sec) P = Tekanan gas ideal = 1 kPa Vdot = Volume terukur (liter/sec) R = Konstanta gas Universal = 8.31 L.kPa/mol.K T = Temperature gas ideal = 298 K
Daya Generator HHO :
P = VxI/n
PERFORMA GENERATOR HHO
dimana: P = Daya generator HHO (Watt) V = Beda potensial/voltase (Volt) I = Arus listrik (Ampere)
PERFORMA GENERATOR HHO
Laju Produksi (flowrate) Gas HHO : ρ×= QmHHO
Q = V/t
Dimana : V = Volume gas Terukur (m3) t = waktu produksi gas HHO ρ = massa jenis HHO (kg/m3)
m = Laju Produksi Gas HHO (Flowrate) (Kg/s) Q = Debit Produksi gas HHO (m3/s) ρ = Massa Jenis HHO (Kg/m3)
Efisiensi Generator HHO (ηHHO), [%] :
PERFORMA GENERATOR HHO
Dimana :
ɳgen = Effisiensi Generator [%]
Δhf = Entalphy [KJ/mol]
P = Daya generator HHO [Watt]
ṅ = Mol [mol/sec]
ɳGen = Δhf x n/P
GRAFIK WET CELL GENERATOR
KESIMPULAN
• Grafik arus menunjukan tren yang stabil pada semua generator dengan duty cycle pada PWM yaitu berkisar antara 12 A – 14 A pada duty cycle 35% dan 15 A – 16 A pada duty cycle 45% - 55%, tetapi tren grafik naik drastis pada generator tanpa PWM berkisar antara 50 A – 87,5 A.
• Grafik temperatur menunjukan tren naik seiring bertambahnya waktu pengujian untuk semua Generator. Akan tetapi kenaikan temperatur pada Generator tanpa PWM adalah yang terbesar ini dikarenakan pertambahan arus yang besar setiap menitnya. Sedangkan kenaikan temperatur pada generator dengan duty cycle pada PWM tidak terlalu drastic, berkisar antara 27oC – 38oC (Kurang dari 40oC)
• Grafik daya Generator menunjukan tren yang menurun untuk semua Generator. Konsumsi daya Generator tanpa PWM, konsumsi daya sebesar 1344016 – 967850.5 J/mol. Generator dengan duty cycle 35% memiliki nilai sebesar 2323062.327 - 1636536.458 J/mol, duty cycle 45% dengan nilai sebesar 2055084.151 - 1665430.624 J/mol dan konsumsi daya terbaik pada duty cycle 55% dengan nilai sebesar 1671887.355 - 1343954.679 J/mol.
• Grafik laju produksi gas HHO menunjukan tren naik seiring bertambahnya waktu pengujian untuk semua Generator. Laju produksi gas HHO terbesar Generator dengan PWM ada pada duty cycle 55% sebesar 1,745x10-6 dan laju produksi gas HHO terkecil ada pada Generator dengan duty cycle 35% sebesar 1,2357x10-6.
• Grafik effisiensi menunjukan tren naik seiring bertambahnya waktu pengujian untuk semua Generator. Pada generator gas HHO menggunakan PWM dengan duty cycle efisiensi paling tinggi adalah duty cycle 55% yaitu sekitar 17%-21%, sedangkan duty cycle 45% efisiensinya 13.9%-17% dan duty cycle 35% efisiensinya 12%-17%. Sedangkan pada pengujian generator tanpa PWM memiliki efisiensi tinggi yaitu 21%-29.5%.
TERIMA KASIH