Penelitian ini mengkaji secara eksperimental pengaruh induksi medan magnet terhadap perilaku spray pada campuran homogen biodiesel–metanol–n-butanol yang diinjeksi menggunakan electromagnetic injector bertekanan tinggi. Studi ini berfokus pada keterkaitan antara viskositas bahan bakar, polaritas molekul, dan interaksi elektromagnetik dalam menentukan karakteristik atomisasi spray. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan di Jurnal Internasional Bereputasi (JIB), Sustainable Energy Technologies and Assessments(Elsevier), dengan Citescore 17,3 dan Impact Factor 7,0.
Latar Belakang
Biodiesel merupakan kandidat kuat pengganti solar fosil, namun memiliki keterbatasan berupa viskositas yang lebih tinggi dan potensi penurunan kualitas atomisasi. Pencampuran dengan alkohol seperti metanol dapat menurunkan viskositas, tetapi berisiko mengalami pemisahan fasa. Dalam penelitian ini, n-butanol digunakan sebagai ko-solvent untuk meningkatkan homogenitas campuran sekaligus menstabilkan sifat fisik bahan bakar. Di sisi lain, penggunaan electromagnetic injector pada mesin diesel modern secara inheren menghasilkan medan magnet yang berpotensi memengaruhi perilaku fluida bahan bakar, terutama yang bersifat polar.
Metodologi Singkat
Pengujian dilakukan menggunakan peralatan injektor tekanan tinggi (40 MPa) dengan variasi:
- Komposisi campuran biodiesel – metanol – n-butanol
- Lebar pulsa injeksi (2,0 ms dan 3,2 ms)
- Kondisi induksi medan magnet pada injector
Parameter yang dianalisis meliputi viskositas bahan bakar, evolusi droplet, dan sudut spray, sebagai indikator utama kualitas atomisasi.
Temuan Utama
Hasil penelitian menunjukkan bahwa:
- Peningkatan fraksi alkohol menurunkan viskositas dan secara umum memperbaiki kualitas atomisasi spray.
- Pada durasi pulsa injeksi yang lebih panjang (3,2 ms), terdapat efek residual magnetic field memory pada rumah injector ferromagnetik yang menyelaraskan molekul polar, sehingga sudut spray menjadi lebih sempit.
- Pada pulsa injeksi yang lebih pendek (2,0 ms), efek medan magnet melemah dan pengaruh viskositas lebih dominan, menyebabkan spray lebih menyebar.
- Pola spray ditentukan oleh interaksi simultan antara viskositas, polaritas bahan bakar, dan medan magnet, bukan oleh satu faktor tunggal.
Kontribusi Ilmiah
Penelitian ini memberikan pemahaman baru bahwa:
- Medan magnet pada electromagnetic injector tidak hanya bersifat pasif, tetapi secara aktif memodulasi perilaku spray bahan bakar bio.
- Efek elektromagnetik perlu dipertimbangkan dalam desain sistem injeksi dan strategi kontrol mesin diesel berbahan bakar alternatif.
- Hasil studi ini menjadi landasan penting bagi pengembangan sistem pembakaran yang lebih efisien dan bersih.
Implikasi dan Arah Lanjutan
Temuan ini membuka peluang riset lanjutan pada:
- Optimasi material injector untuk mengendalikan efek magnetik
- Studi keterkaitan karakter pembakaran dan emisi yang dihasilkan
- Implementasi kontrol injeksi adaptif berbasis sifat bahan bakar
Melalui penelitian ini, Teknik Mesin UNIMMA membuktikan komitmen untuk selalu berkontribusi pada pengembangan ilmu dan teknologi pembakaran modern berbasis bahan bakar terbarukan, dengan menekankan pentingnya interaksi fisik-elektromagnetik dalam sistem injeksi diesel masa depan.
