TEKNIK MESIN UB Dr.Eng. NURKhOLIS HAMIDI

Presentasi berjudul: "TEKNIK MESIN UB Dr.Eng. NURKhOLIS HAMIDI"— Transcript presentasi:

1 TEKNIK MESIN UB Dr.Eng. NURKhOLIS HAMIDI
MESIN KONVERSI ENERGI TEKNIK MESIN UB Dr.Eng. NURKhOLIS HAMIDI

2 ENERGI Definisi energi:
tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu kemampuan untuk melakukan kerja Satuan energi : Joule, BTU, kalori, elektronvolt (eV), dll. Jenis Umum : Energi Transisional : Energi yang sedang bergerak (Kerja, Aliran elektron, dll) Energi tersimpan : Energi yang tersimpan yang mewujud sebagai massa, posisi dalam medan gaya, dll.

3 6 KLASIFIKASI UTAMA ENERGI
Energi mekanik : Suatu energi yang dapat digunakan untuk mengangkat/menggerakkan benda. Energi listrik : Jenis energi yang berkaitan dengan arus dan akumulasi elektron. Energi elektromagnetik : Jenis energi yang berkaitan dengan radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik adalah suatu bentuk energi murni, yang tidak berkaitan dengan massa. Energi kimia : Energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron dimana dua atau lebih atom atau molekul berkombinasi menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi nuklir : Energi tersimpan yang bisa lepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi thermal : Energi dengan bentuk transisional berupa panas. Merupakan Bentuk Energi dasar, semua bentuk energi lain dapat di konversikan menjadi bentuk energi panas secara penuh.

4 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 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

5 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

6 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.

7 Energi Energi Mekanik T = Torsi poros piringan (N.m)
N = Daya poros (Kw) n = putaran piringan (rpm) ω = kecepatan sudut (rad.det-1) F = gaya tangensial (N) D = diameter piringan (m) V F D

8 Energi Listrik E = V I t = I R I t = I2 R t E = Energi Listrik (Kwh)
V = Tegangan (volt) I = Kuat arus listrik (A) R = tahanan (ohm) t = waktu (detik) R I V

9 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.

10 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 besar

11 Gas Turbine Schematic

12 Comparison of the Operation of a Typical Jet Engine and a Four Stroke Internal Combustion Engine

13

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

15 Ideal Brayton Cycle p-V diagram

16 Compressors

17 Axial Compressor

18 Centrifugal Compressor

19 Compressor Thermodynamics

20 Burner Thermodynamics

21 Turbine Thermodynamics

22 Compressor-Turbine Matching

23 Fuel Mass Flow Rate (Fuel/Air Ratio)

24 Turbine Nozzle Performance

25 Pressure Variation -EPR

26 Temperature Variation - ETR

27 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

28 What is Thrust ?

29 Cruise-Balanced Forces

30 Simplified Aircraft Motion

31 Thrust Weight-Ratio

32 Excess Thrust (Thrust-Drag)

33 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

34 Turbojet Thrust

35 Afterburning Jet Thrust

36 Turboprop Thrust

37 Turbofan Thrust

38 Propeller Analysis

39 Ramjet

40 Ramjet Parts

41 Ramjet/Scramjet Thrust

42 Rocket

43 Solid Rocket

44 Rocket Thrust