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