KULIAH PERDANA TEKNIK MESIN MESIN KONVERSI ENERGI 15 Agustus 2008 http://staffsite.gunadarma.ac.id/coki/index.php?stateid=files UNIVERSITAS GUNADARMA

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

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

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

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

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

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

What is Thermodynamics UNIVERSITAS GUNADARMA

Thermodynamics Equilibrium (Zeroth Law) UNIVERSITAS GUNADARMA

First Law of Thermodynamics UNIVERSITAS GUNADARMA

Second Law of Thermodynamics UNIVERSITAS GUNADARMA

Conservation of Energy (specific Term) UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Heat Transfer UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Enthalphy UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA 3 States of Matter UNIVERSITAS GUNADARMA

Gas Properties Definitions UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Boyle’s Law UNIVERSITAS GUNADARMA

Charles and Guy Lussac‘s Law UNIVERSITAS GUNADARMA

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

UNIVERSITAS GUNADARMA Work Done by a Gas UNIVERSITAS GUNADARMA

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

Ideal Carnot Cycle (p-V diagram) UNIVERSITAS GUNADARMA

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

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

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

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

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

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

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

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

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

UNIVERSITAS GUNADARMA COMBUSTION UNIVERSITAS GUNADARMA

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

Internal Combustion Engine (Ideal Otto Cycle) UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA PARTS OF ENGINE UNIVERSITAS GUNADARMA

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

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

UNIVERSITAS GUNADARMA Gas Turbine Schematic UNIVERSITAS GUNADARMA

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

Ideal Brayton Cycle p-V diagram UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Compressors UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Axial Compressor UNIVERSITAS GUNADARMA

Centrifugal Compressor UNIVERSITAS GUNADARMA

Compressor Thermodynamics UNIVERSITAS GUNADARMA

Burner Thermodynamics UNIVERSITAS GUNADARMA

Turbine Thermodynamics UNIVERSITAS GUNADARMA

Compressor-Turbine Matching UNIVERSITAS GUNADARMA

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

Turbine Nozzle Performance UNIVERSITAS GUNADARMA

Pressure Variation -EPR UNIVERSITAS GUNADARMA

Temperature Variation - ETR UNIVERSITAS GUNADARMA

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

UNIVERSITAS GUNADARMA What is Thrust ? UNIVERSITAS GUNADARMA

Cruise-Balanced Forces UNIVERSITAS GUNADARMA

Simplified Aircraft Motion UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Thrust Weight-Ratio UNIVERSITAS GUNADARMA

Excess Thrust (Thrust-Drag) UNIVERSITAS GUNADARMA

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

UNIVERSITAS GUNADARMA Turbojet Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

Afterburning Jet Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Turboprop Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Turbofan Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Propeller Analysis UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Ramjet UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Ramjet Parts UNIVERSITAS GUNADARMA

Ramjet/Scramjet Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Rocket UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Solid Rocket UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA Rocket Thrust UNIVERSITAS GUNADARMA

UNIVERSITAS GUNADARMA TERIMA KASIH UNIVERSITAS GUNADARMA