KULIAH PERDANA TEKNIK MESINMESIN KONVERSI ENERGI

6 Agustus 2010

Cokorda Prapti Mahandarihttp://coki.staff.gunadarma.ac.id/download

TEKNIK MESINVISI : Jurusan Teknik Mesin terdepan lulusan yang handal, siap bersaing di pasar globalMISI: keahlian mekanik, bahan, thermal, fluida dan mekatronika berbasis teknologi informasi, beretika, beriman dan bertaqwa,mampu bersaing di pasar lokal dan global

KOMPETENSI

Ilmu-ilmu dasar dan terapanKOMUNIKASI Bahasa AsingPerangkat lunak komputerStandar Teknis dan standar manajemen

ILMU BAHAN/MATERIALMata kuliah: Material TeknikTeknik Pembentukan MaterialMetalurgi Fisik, Mekanika Kekuatan Material,Pemilihan Bahan dan Proses.

DESIGNMenggambar Teknik, Menggambar Mesin, Statika Struktur, Kinematika dan Dinamika Teknik, Elemen Mesin, Getaran Mekanik, Metode Elemen Hingga

MANUFAKTURProses Produksi,Perawatan Mesin-mesin, Pengukuran Teknik, CNCMekatronika dan praktikum,Sistem Informasi Manufaktur

KONVERSI ENERGITermodinamikaPerpindahan KalorMekanika fluida DasarMesin Konversi EnergiMesin FluidaTeknik Pendingin & Tata UdaraEnergi Alternatif dan Terbaharukan

Mesin Konversi EnergiDefinisi Energi, Jenis Konversi EnergiMesin Konversi Energi dan pengelompokannyaBahan bakar dan PembakaranTurbin Uap, Siklus dan Unjuk kerja

Mesin Konversi energiMotor Bakar siklus dan Unjuk kerjaPompa, karakteristik dan aplikasiKompresor, karakteristik dan aplikasiTurbin Gas, siklus dan unjuk kerjaSistem Pendingin siklus dan unjuk kerjaSistem Propulsi & aplikasi perangkat lunak

EnergiDefinisi energi: tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu kemampuan untuk melakukan kerjaSatuan energi : Joule, BTU, therm, quad, kalori, eV, ton batubara, barrel minyak, dllBentuk-Bentuk Energi: Energi Kinetik.Energi Potensial, Pegas,Gravitasi, Kimia, Energi Massa

Bentuk-bentuk energi6 Klasifikasi utama energi :energi mekanik, energi listrik, energi elektromagnetik, energi kimia, energi nuklirenergi thermal

Sumber Energi dan Konversi DasarnyaKayu:Kimia panas, listrikAngin:Kinetikmekanika, listrikAir:Potensialkinetikmekanikal, listrikBatubara: Kimiapanas, listrikMinyak Bumi: Kimia panas, listrikGas Alam: Kimiapanas, listrik

Sumber Energi dan Konversi DasarnyaPanas bumi:Panaspanas, listrikNuklir:Kimiapanas, listrikHidrogen:Kimiapanas, listrikPasang surut: KinetiklistrikPanas Laut: Panaslistrik (OTEC)Ombak Laut: KinetiklistrikArus Pancar:Kinetiklistrik

Mesin Konversi EnergiMesin 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

Klasifikasi Mesin Konversi EnergiBerdasarkan 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.

Berdasarkan wujudnya: Padat: kayu, batubara, sekam, biomass lainnya Cair: minyak bumi dan turunannyaGas: gas alam, gas bumi, gas rawaKategori umum bahan bakar:Bahan bakar fossil, bahan bakar nuklir dan energi suryaBahan Bakar

COMBUSTION

Berdasarkan sistem pembakarannya:Motor Bakar SI (Spark Ignition)Siklus OttoBahan bakar : BensinMotor Bakar CI (Compression Ignition)Siklus DieselBahan Bakar: SolarMotor Pembakaran Dalam

Internal Combustion Engine (Ideal Otto Cycle)

PARTS OF ENGINE

Sistem Turbin GasSistem turbin gas terbuka: bahan bakar bercampur dengan udara dan keluar sebagai gas hasil pembakaran. Bahan bakar harus bersih supaya tidak korosiSistem 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.

Penggerak sistem Propulsi (pesawat terbang, kapal laut)Pembangkit tenaga listrikPenyedia panas di industriDibandingkan dengan motor bakar, turbin gas:Penghasil daya yang lebih besarkonsumsi bahan bakar yang lebih borosberat dan ukuran yang jauh lebih kecil

Aplikasi Turbin Gas

Gas Turbine Schematic

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

Ideal Brayton Cycle p-V diagram

Compressors

Axial Compressor

Centrifugal Compressor

Compressor Thermodynamics

Burner Thermodynamics

Turbine Thermodynamics

Compressor-Turbine Matching

Fuel Mass Flow Rate(Fuel/Air Ratio)

Turbine Nozzle Performance

Pressure Variation -EPR

Temperature Variation - ETR

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

What is Thrust ?

Cruise-Balanced Forces

Simplified Aircraft Motion

Thrust Weight-Ratio

Excess Thrust (Thrust-Drag)

Turbin atau Jetturbojet, turboprop, turbofanPropeler Thrust rendah, subsonicRamjet Thrust tinggi hypersonicRoket solid, cair Thrust sangat tinggi hypersonic ruang angkasaTurbo jet+afterburning excess Thrust tinggiExcess Thrust tinggi untuk mengatasi drag pada kecepatan tinggi4 Prinsip Sistem Propulsi

Turbojet Thrust

Afterburning Jet Thrust

Turboprop Thrust

Turbofan Thrust

Propeller Analysis

Ramjet

Ramjet Parts

Ramjet/Scramjet Thrust

Rocket

Solid Rocket

Rocket Thrust

TERIMA KASIH