KULIAH PERDANA TEKNIK MESIN

Presentasi berjudul: "KULIAH PERDANA TEKNIK MESIN"— Transcript presentasi:

1 KULIAH PERDANA TEKNIK MESIN
MESIN KONVERSI ENERGI 15 Agustus 2008 UNIVERSITAS GUNADARMA

2 UNIVERSITAS GUNADARMA
TEKNIK MESIN VISI : Jurusan Teknik Mesin terdepan lulusan yang handal, siap bersaing di pasar global MISI: keahlian mekanik, bahan, thermal, fluida dan mekatronika berbasis teknologi informasi, beretika, beriman dan bertaqwa, mampu bersaing di pasar lokal dan global UNIVERSITAS GUNADARMA

3 UNIVERSITAS GUNADARMA
KOMPETENSI Ilmu-ilmu dasar dan terapan KOMUNIKASI Bahasa Asing Perangkat lunak komputer Standar Teknis dan standar manajemen UNIVERSITAS GUNADARMA

4 UNIVERSITAS GUNADARMA
ILMU BAHAN/MATERIAL Mata kuliah: Material Teknik dan praktikum, Metalurgi Fisik, Mekanika Kekuatan Material, Teknik Pembentukan, Pemilihan Bahan dan Proses. UNIVERSITAS GUNADARMA

5 UNIVERSITAS GUNADARMA
DESIGN Menggambar Teknik, Menggambar Mesin, Statika Struktur, Kinematika Teknik, Dinamika Teknik, Elemen Mesin, Getaran Mekanik, Metode Elemen Hingga Mesin Pengangkat UNIVERSITAS GUNADARMA

6 UNIVERSITAS GUNADARMA
MANUFAKTUR Proses Produksi, Teknik Pembentukan, Teknik Pengelasan, Perawatan Mesin-mesin, Pengukuran Teknik, Teknik Pengecoran dan Praktikum, CNC Mekatronika dan praktikum, UNIVERSITAS GUNADARMA

7 UNIVERSITAS GUNADARMA
KONVERSI ENERGI Termodinamika Perpindahan Panas Dasar Mekanika fluida Dasar Mesin Konversi Energi Mesin Fluida Praktikum Fenomena Dasar Mesin Praktikum Prestasi Mesin Teknik Pendingin Mesin Uap UNIVERSITAS GUNADARMA

8 What is Thermodynamics
UNIVERSITAS GUNADARMA

9 Thermodynamics Equilibrium (Zeroth Law)
UNIVERSITAS GUNADARMA

10 First Law of Thermodynamics
UNIVERSITAS GUNADARMA

11 Second Law of Thermodynamics
UNIVERSITAS GUNADARMA

12 Conservation of Energy (specific Term)
UNIVERSITAS GUNADARMA

13 UNIVERSITAS GUNADARMA
Heat Transfer UNIVERSITAS GUNADARMA

14 UNIVERSITAS GUNADARMA
Enthalphy UNIVERSITAS GUNADARMA

15 UNIVERSITAS GUNADARMA
3 States of Matter UNIVERSITAS GUNADARMA

16 Gas Properties Definitions
UNIVERSITAS GUNADARMA

17 UNIVERSITAS GUNADARMA
Boyle’s Law UNIVERSITAS GUNADARMA

18 Charles and Guy Lussac‘s Law
UNIVERSITAS GUNADARMA

19 Compression and Expansion (No heat Addition or Losses )
UNIVERSITAS GUNADARMA

20 UNIVERSITAS GUNADARMA
Work Done by a Gas UNIVERSITAS GUNADARMA

21 UNIVERSITAS GUNADARMA
P-V and T-s diagram UNIVERSITAS GUNADARMA

22 Ideal Carnot Cycle (p-V diagram)
UNIVERSITAS GUNADARMA

23 UNIVERSITAS GUNADARMA
Mesin Konversi Energi Definisi Energi, Jenis Konversi Energi Mesin Konversi Energi dan pengelompokannya Bahan bakar dan Pembakaran Turbin Uap, Siklus dan Unjuk kerja UNIVERSITAS GUNADARMA

24 UNIVERSITAS GUNADARMA
Mesin Konversi energi Motor Bakar siklus dan Unjuk kerja Pompa, karakteristik dan aplikasi Kompresor, karakteristik dan aplikasi Turbin Gas, siklus dan unjuk kerja Sistem Pendingin siklus dan unjuk kerja Sistem Propulsi & aplikasi perangkat lunak UNIVERSITAS GUNADARMA

25 UNIVERSITAS GUNADARMA
Energi Definisi energi: tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu kemampuan untuk melakukan kerja Satuan energi : Joule, BTU, therm, quad, kalori, eV, ton batubara, barrel minyak, dll Bentuk-Bentuk Energi: Energi Kinetik.Energi Potensial, Pegas,Gravitasi, Kimia, Energi Massa UNIVERSITAS GUNADARMA

26 UNIVERSITAS GUNADARMA
Bentuk-bentuk energi 6 Klasifikasi utama energi : energi mekanik, energi listrik, energi elektromagnetik, energi kimia, energi nuklir energi thermal UNIVERSITAS GUNADARMA

27 Sumber Energi dan Konversi Dasarnya
Kayu: Kimia panas, listrik Angin: Kinetikmekanika, listrik Air: Potensialkinetikmekanikal, listrik Batubara: Kimiapanas, listrik Minyak Bumi: Kimia panas, listrik Gas Alam: Kimiapanas, listrik UNIVERSITAS GUNADARMA

28 Sumber Energi dan Konversi Dasarnya
Panas bumi: Panaspanas, listrik Nuklir: Kimiapanas, listrik Hidrogen: Kimiapanas, listrik Pasang surut: Kinetiklistrik Panas Laut: Panaslistrik (OTEC) Ombak Laut: Kinetiklistrik Arus Pancar:Kinetiklistrik UNIVERSITAS GUNADARMA

29 UNIVERSITAS GUNADARMA
Mesin Konversi Energi Mesin atau gabungan mesin untuk mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi yang lain yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Ruang lingkup : Motor pembakaran dalam, turbin, pompa dan kompresor, mesin pendingin dan mesin propulsi. Aplikasi pembangkit tenaga listrik, membantu proses industri, transportasi, penerangan, dll UNIVERSITAS GUNADARMA

30 Klasifikasi Mesin Konversi Energi
Berdasarkan fungsinya : Sebagai Penggerak : motor (motor listrik dan motor bakar, turbin (turbin air, turbin uap, turbin gas) dan mesin propulsi (turbo jet, turbo fan turbo prop, ram jet, roket) Sebagai yang digerakkan: pompa ( torak dan pompa kinetik) kompresor (aksial dan radial), mesin pendingin( kompresi uap, refrigerasi udara dan refrigerasi absorbsi) dll. UNIVERSITAS GUNADARMA

31 UNIVERSITAS GUNADARMA
Bahan Bakar Berdasarkan wujudnya: Padat: kayu, batubara, sekam, biomass lainnya Cair: minyak bumi dan turunannya Gas: gas alam, gas bumi, gas rawa Kategori umum bahan bakar: Bahan bakar fossil, bahan bakar nuklir dan energi surya UNIVERSITAS GUNADARMA

32 UNIVERSITAS GUNADARMA
COMBUSTION UNIVERSITAS GUNADARMA

33 Motor Pembakaran Dalam
Berdasarkan sistem pembakarannya: Motor Bakar SI (Spark Ignition) Siklus Otto Bahan bakar : Bensin Motor Bakar CI (Compression Ignition) Siklus Diesel Bahan Bakar: Solar UNIVERSITAS GUNADARMA

34 Internal Combustion Engine (Ideal Otto Cycle)
UNIVERSITAS GUNADARMA

35 UNIVERSITAS GUNADARMA
PARTS OF ENGINE UNIVERSITAS GUNADARMA

36 UNIVERSITAS GUNADARMA
Sistem Turbin Gas Sistem turbin gas terbuka: bahan bakar bercampur dengan udara dan keluar sebagai gas hasil pembakaran. Bahan bakar harus bersih supaya tidak korosi Sistem turbin gas tertutup: bahan bakar tidak ikut dalam fluida kerja. Fluida kerja adalah udara murni atau gas murni yang sudah bersih. Fluida kerja didinginkan sebelum dipergunakan kembali. UNIVERSITAS GUNADARMA

37 UNIVERSITAS GUNADARMA
Aplikasi Turbin Gas Penggerak sistem Propulsi (pesawat terbang, kapal laut) Pembangkit tenaga listrik Penyedia panas di industri Dibandingkan dengan motor bakar, turbin gas: Penghasil daya yang lebih besar konsumsi bahan bakar yang lebih boros berat dan ukuran yang jauh lebih kecil UNIVERSITAS GUNADARMA

38 UNIVERSITAS GUNADARMA
Gas Turbine Schematic UNIVERSITAS GUNADARMA

39 Siklus Turbin Gas: Ideal Brayton Cycle (T-s diagram)
UNIVERSITAS GUNADARMA

40 Ideal Brayton Cycle p-V diagram
UNIVERSITAS GUNADARMA

41 UNIVERSITAS GUNADARMA
Compressors UNIVERSITAS GUNADARMA

42 UNIVERSITAS GUNADARMA
Axial Compressor UNIVERSITAS GUNADARMA

43 Centrifugal Compressor
UNIVERSITAS GUNADARMA

44 Compressor Thermodynamics
UNIVERSITAS GUNADARMA

45 Burner Thermodynamics
UNIVERSITAS GUNADARMA

46 Turbine Thermodynamics
UNIVERSITAS GUNADARMA

47 Compressor-Turbine Matching
UNIVERSITAS GUNADARMA

48 Fuel Mass Flow Rate (Fuel/Air Ratio)
UNIVERSITAS GUNADARMA

49 Turbine Nozzle Performance
UNIVERSITAS GUNADARMA

50 Pressure Variation -EPR
UNIVERSITAS GUNADARMA

51 Temperature Variation - ETR
UNIVERSITAS GUNADARMA

52 Sistem Propulsi (Definisi)
Propulsi dari bahasa Latin Pro  maju Peller menggerakkan Sistem Propulsi : sistem yang menggerakkan benda ke depan, mempunyai gaya dorong atau Thrust ( Hukum III Newton: aksi-reaksi) Saat Menjelajah: Thrust = gaya hambat Saat Dipercepat:Thrust >Gaya hambat  excess Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

53 UNIVERSITAS GUNADARMA
What is Thrust ? UNIVERSITAS GUNADARMA

54 Cruise-Balanced Forces
UNIVERSITAS GUNADARMA

55 Simplified Aircraft Motion
UNIVERSITAS GUNADARMA

56 UNIVERSITAS GUNADARMA
Thrust Weight-Ratio UNIVERSITAS GUNADARMA

57 Excess Thrust (Thrust-Drag)
UNIVERSITAS GUNADARMA

58 4 Prinsip Sistem Propulsi
Turbin atau Jetturbojet, turboprop, turbofan Propeler Thrust rendah, subsonic Ramjet Thrust tinggi hypersonic Roket solid, cair Thrust sangat tinggi hypersonic ruang angkasa Turbo jet+afterburning  excess Thrust tinggi Excess Thrust tinggi untuk mengatasi drag pada kecepatan tinggi UNIVERSITAS GUNADARMA

59 UNIVERSITAS GUNADARMA
Turbojet Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

60 Afterburning Jet Thrust
UNIVERSITAS GUNADARMA

61 UNIVERSITAS GUNADARMA
Turboprop Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

62 UNIVERSITAS GUNADARMA
Turbofan Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

63 UNIVERSITAS GUNADARMA
Propeller Analysis UNIVERSITAS GUNADARMA

64 UNIVERSITAS GUNADARMA
Ramjet UNIVERSITAS GUNADARMA

65 UNIVERSITAS GUNADARMA
Ramjet Parts UNIVERSITAS GUNADARMA

66 Ramjet/Scramjet Thrust
UNIVERSITAS GUNADARMA

67 UNIVERSITAS GUNADARMA
Rocket UNIVERSITAS GUNADARMA

68 UNIVERSITAS GUNADARMA
Solid Rocket UNIVERSITAS GUNADARMA

69 UNIVERSITAS GUNADARMA
Rocket Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

70 UNIVERSITAS GUNADARMA
TERIMA KASIH UNIVERSITAS GUNADARMA