Aplikasi Termodinamika Dalam Teknik Lingkungan

TERMODINAMIKA APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM TEKNIK LINGKUNGAN

OLEH : KELOMPOK 10 NADIA AMANAH (H1E108008) HERLIYANI (H1E108022) Nor Aina Hayati (

H1E108036)

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN BANJARBARU 2010

Termodinamika teknik lingkungan UNLAM

Page 1

KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur hanya pantas kami tujukan kepada Allah SWT, karena dengan rahmat dan hidayah-Nya jualah kami dapat menyelesaikan makalah thermodinamika mengenai mengenai mesin stirling ini. Shalawat serta serta salam salam kami sampaikan kepada Rasulullah saw, karena dengan usaha dan bimbingan dari beliaulah sehingga dapat membawa kita ke jaman terang benderang ini. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah ³ thermodinamika ³ di Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat jurusan Teknik Lingkungan. Lingkungan. Dari makalah yang telah dibuat, diharapkan dapat bermamfaat dan menambah wawasan bagi mahasiswa khususnya bagi kami mengenai aplikasi thermodinamika terhadap teknik lingkungan. Selesainya makalah ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada dosen sekaligus pembimbing mata kuliah thermodinamika. ther modinamika. Akhir kata semoga makalah ini bermanfaat bagi semua pihak.

Banjarbaru,

Mei 2010

Penyusun


Page 2

DAFTAR ISI Kata Pengant Pengantar ar ............................................................................................. 1 Daftar Daftar Isi .......................................................................................................2 BAB I : PENDAHU PENDAHULUA LUAN........................................................................... N........................................................................... 3

1.1 Latar Belakang .............................................................................. 3 1.2 Tujuan Tujuan ........................................................................................... 4 1.3 Metode Penulisan Penulisan .......................................................................... 4 BAB II : TINJAUAN TINJAUAN PUSTAKA PUSTAKA ............ ...... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ........... ..... 5

2.1 Termodinami Termodinamika ka ............................................................................. 5 2.2 Sistem Sistem Termodinamika Termodinamika .................................................................. 5 2.3 besaran-Bes besaran-Besaran aran Pokok Termodinami Termodinamika ka ........................................ 5 2.4 Bentuk-Bentuk Bentuk-Bentuk energi .................................................................... 6 2.5 Hukum Termodinamika Termodinamika ................................................................. 7 2.6 Persamaan Keadaan Gas Ideal ....................................................... 9 2.7 Siklus Siklus Car not ................................................................................ ................................................................................ 10 2.8. Mesin Mesin Stirling Stirling ............................................................................... 17 BAB III: III: PEMBAHA PEMBAHASAN SAN ............................................................................ 20

3.1 Prinsip kerja .................................................................................. 20 3.2 Macam-Macam Macam-Macam stirling Engine...................................................... 22 3.3 Pemanfaatan Stirling Stirling ..................................................................... 25 3.4 Keunggulan Keunggulan dan Kerugian Kerugian ............................................................. 30

BAB IV: PENUT PENUTUP UP ..................................................................................... 33

4.1 Kesimpulan Kesimpulan ................................................................................... 33 DAFTAR PUSTAKA


Page 3

BAB. I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Energi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi, dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan, serta merupakan pendukung bagi kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Sedangkan, akses ke energi yang andal dan terjangkau merupakan pra-syarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat. Untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat tersebut, dikembangkan berbagai energi alternatif, di antaranya energi terbarukan. Potensi energi terbarukan, seperti: biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin dan energi samudera, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar. Secara umum, orang mengenal pembangkitan listrik atau energi skala kecil memakai antara lain mesin diesel. Mesin itu sangat populer di masyarakat sebagai genset. Pada setiap kegiatan, genset acap digunakan. Juga pada usaha pengelasan atau untuk menggerakkan permesinan seperti penggilingan padi dan pemompaan air. Mesin diesel menggunakan prinsip pembakaran dalam (internal combustion engine). Namun sebenarnya ada model teknologi lain untuk membangkitkan energi, yaitu mesin stirling. Mesin stirling bukan teknologi baru. Seiring masuknya era minyak, mesin itu ditinggalkan karena dianggap tak efisien. Namun saat ini, ketika terjadi krisis energi, mesin itu mendapat perhatian kembali. Mesin bersiklus Stirling adalah jenis mesin yang memiliki sumber energi dari luar sistem mesin itu sendiri; atau kita biasa sebut dengan mesin bakar luar. Mesin besiklus Stirling banyak diteliti dan dianggap menjanjikan karena secara teori memiliki efisiensi yang tinggi, sampai efisiensi maksimal mesin Carnot. Akan tetapi, mesin siklus Stirling komersial yang ada masih memiliki daya


Page 4

rendah (0,5-150 kW) dan berefisiensi sedang, masih mahal, tetapi tak memerlukan banyak pemeliharaan, toleran terhadap kontaminan, dan beremisi polutan rendah. Dimana mesin stirling saat ini mulai diteliti secara luas di seluruh dunia. Kebijakan penghematan energi pun meningkatkan pengembangannya. Beberapa mesin dengan efisiensi tinggi dikembangkan. Saat ini, mesin stirling dengan berbagai sumber energi dikembangkan para peneliti di dunia. Pada masa datang, kita bisa melihat mesin stirling yang berkebisingan rendah, tahan lama, andal, operasi multibahan bakar, gas buang bersih, dan lain-lain. Beberapa perusahaan juga mendesain mesin stirling dengan helium sebagai gas kerja (konduktivitas lebih baik daripada udara). 1.2 Tujuan

Makalah ini bertujuan

untuk mengetahui bentuk aplikasi terapan

termodinamika dalam teknik lingkungan, dimana dalam makalah ini kami megangkat tema mengenai mesin striling dan kegunaannya sebagai pembangkit energi alternatif yang ramah lingkungan. 1.3 Metode Penulisan

Dalam penulisan makalah ini metode yang dipakai adalah metode kepustakaan yaitu berasal dari litrerature-literature bersumber dari internet yang relevan.


Page 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Termodinamika

Ilmu termodinamika adalah ilmu yang mempelajari hubungan panas dengan kerja. Dua besaran tersebut sangat penting untuk dipahami karakteristiknya untuk pemahaman dasar keteknikan. Jadi jelas pengetahuan dasar termodinamika sangat penting, karena dipakai untuk menganalisis kondisi operasi berbagai alat atau mesin yang berhubungan dengan panas dan kerja. 2.2

Sistem Termodinamika

Untuk menganalisis mesin-mesin panas atau mesin-mesin fuida, mesinmesin tersebut disebut dengan benda kerja. Fluida atau zat alir yang dipakai pada benda kerja disebut dengan fluida kerja. Sebagai contoh untuk pompa sebagai benda kerja, fluida kerjanya adalah zat cair (air, oli), sedangkan kompresor, fluida kerjanya adalah udara. Untuk membedakan benda kerja dengan lingkungan sekitarnya, benda kerja sering disebut dengan sistem, yaitu setiap bagian tertentu, yang volume dan batasnya tidak perlu tetap, dimana perpindahan dan konversi energi atau massa akan dianalisis. Adapun istilah-istilah yang sering disebut adalah sebagai berikut: 

Batas sistem

adalah garis imajiner yang membatasi sistem dengan

lingkungannya. 

Sistem tertutup

yaitu apabila sistem dan lingkungannya tidak terjadi

pertukaran energi atau massa, dengan kata lain energi atau massa tidak melewati batas-batas sistem. 

Sistem terbuka

yaitu apabila energi dan massa dapat melintasi atau

melewati batas-batas sistem. Sistem dengan lingkungannya ada interaksi. 2.3 Besaran-besaran Pokok Termodinamika


Page 6

Besaran temperatur dan tekanan adalah besaran yang menjadi pokok dari sistem termodinamika, karena hubungan antar keduanya sangat penting untuk mecirikan proses keadaan sistem. Disamping itu besaran temperatur dan tekanan adalah besaran dari hasil pengukuran secara langsung dari suatu proses keadaan sistem. Hal ini berbeda dengan besaran lainnya yang tidak berdasarkan pengukuran, tetapi diturunkan dari besaran temperatur dan tekanan. Sebagai contoh, kerja adalah besaran turunan dari tekanan atau temperatur: 1. Kerja pada volume konstan W = m. R R.DT 2. Kerja pada tekanan kostan W = pDV ( Anonim1 ,2001) 2.4 Bentuk-bentuk Energi

Energi adalah suatu besaran turunan dengan satuan N.m atau Joule. Energi dan kerja mempunyai satuan yang sama. Sedangkan kerja dapat didefinisikan sebagai usaha untuk memindahkan benda sejauh S (m) dengan gaya F (Newton). Sedang bentuk-bentuk energi lain dijelaskan di bawah ini : a. Energi Kinetik ; Kinetik ; energi suatu benda karena bergerak dengan kecepatan (V), sebagai contoh , mobil yang bergerak, benda jatuh dan lain-lain, maka energinya dapat ditulis: EK =

 

 

b. Energi potensial adalah energi yang tersimpan pada benda karena kedudukannya. Sebagai contoh, energi potensial air adalah energi yang dimiliki air karena ketinggiannya dari permukaan. p E

= m.g.h

c. Energi potesial pegas adalah energi yang dimiliki oleh benda yang dihubungkan dengan pegas untuk berada pada kedudukan tertentu karena penarikan pegas. p E

2

= 0,5.k.x

d. Energi mekanik adalah energi total yaitu penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potesial. E m

= E k + E p


Page 7

Adapun energi atau kerja mekanik pada mesin-mesin panas, adalah kerja yang dihasilkan dari proses ekspansi atau kerja yang dibutuhkan proses kompresi. Kerja mekanik (dW) tersebut sebanding dengan perubahan volume (dV) pada tekanan (p) tertentu. W = p.V Sebagai contoh energi ini secara sederhana adalah pergerakan piston, putaran poros engkol, dan lain lain. e. Energi Aliran atau kerja aliran adalah kerja yang dilakukan oleh fluida yang mengalir untuk mendorong sejumlah massa m ke dalam atau ke luar sistem. W energi energi aliran = pV

f. Panas (Q) yaitu energi yang ditransfer ke atau dari subtansi karena perbedaan temperatur. Dengan c panas jenis pada tekanan konstan atau volume konstan, energi ini dirumuskan: Q = m.c.T

g. Energi dalam (U); energi dari gas karena pergerakan pada tingkat molekul, pada gas ideal hanya dipengaruhi oleh temperatur saja. h. Entalpi (H); sejumlah panas yang ditambahkan pada 1 mol gas pada tekanan konstan, dengan c p panas jenis pada tekanan konstan, dapat dirumuskan:  H =m.c p. T i. Energi yang tersedia ; bagian dari panas yang ditambahkan ke system yang dapat diubah menjadi kerja. Perbandingan antara jumlah energi tersedia yang dapat diubah menjadi kerja dengan energi yang dimasukkan sistem adalah konsep efisiensi. 2.5 Hukum Termodinamika 2.5.1 Hukum termodinamika I

Hukum pertama termodinamika adalah hukum konversi energi, hukum ini menyatakan bahwa ³energi tidak dapat diciptakan atau dilenyapkan´ , energi hanya dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk

lainnya. Hukum pertama Termodinamika dapat ditulis sebagai berikut ;


Page 8

EP 1

+ EK 1 + ED1 + E A1 +Q = EP 2 + EK 2 + ED2 + E A2 +W

Untuk sistem terbuka dimana ada pertukaran energi dan massa dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya, maka persamaan energi di atas dapat dijabarkan sebagai berikut   

 

            

 

       

dengan [ pV + U ] = H dapat dituliskan kembali menjadi   

 

Emasuk =   Ekeluar =   

            

 

   

       

Jadi, Hukum termodinamika pertama dapat dituliskan secara sederhana dengan persamaan berikut (untuk sistem terbuka); E masuk masuk = E keluar keluar

atau  EP +  EK +  H + Q = W

Jika Hukum termodinamika pertama dituliskan secara sederhana untuk sistem tertutup, dimana massa tidak dapat melintas batas sistem, maka suku EP, EK dan EA dapat dihilangkan dari persamaan. Persamaan dapat ditulis kembali menjadi:  EP +  EK +  pV + Q = W + U

Q = W + U

Jadi untuk sistem tertutup persamaannya menjadi ; Q = W + U 2.5.2

Hukum termodinamika II

Tidak mungkin membuat siklus mesin yang mengubah energi panas yang ditambahkan, semuanya menjadi kerja. Konsep efisiensi seperti yang telah disebutkan yaitu: 



 

dengan  


Page 9

1

( Anonim ,2001) 2.6

Persamaan keadaan gas ideal

Gas ideal adalah gas yang dalam setiap keadaan mematuhi persamaan keadaan gas ideal yaitu: pV= mRT pv =RT

dengan R = adalah konstanta gas spesifik, untuk udara R = 286,8 J/KgK Pada suatu siklus termodinamika persamaan keadaan prosesnya selalu berubah mengikuti beberapa proses yang saling terkait. Ada tiga besaran yang selalu terkait dan dapat diukur langsung yaitu tekanan (p), temperatur (T) dan volume (V). Adapun proses keadaan termodinamika adalah sebagai berikut. 1. Proses volume konstan 2. Prose tekanan konstan 3. Proses temperatur konstan


Page 10

4. Proses Adiabatis (dq = 0) 5. Proses politropik (Anonim .2009) 3

2.7 Siklus Carnot

Siklus Carnot pertama kali dikemukakan oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot pada tahun 1824, seorang insinyur Perancis. Mesin teoritis yang menggunakan siklus Carnot disebut dengan Mesin Kalor Carnot. Siklus Carnot merupakan kebalikan dari mesin kalor, dimana energi disalurkan dari suhu rendah menuju suhu yang lebih tinggi. Dengan kata lain siklus karnot membutuhkan kerja luar untuk dapat bekerja. Siklus Carnot terdiri dari proses-proses reversibel yang menjadikan efisiensinya lebih tinggi dari yang dapat dicapai oleh siklus nyata. Hal yang penting dari siklus Carnot adalah siklus ini merupakan pembanding yang standar dan dengan siklus tersebut memberikan pedoman tentang suhu-suhu yang harus dipertahankan sehingga diperoleh kefektifan yang maksimum.


Page 11

Gambar Siklus Karnot y

Proses a-b : ekspansi isotermal pada temperatur Th (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan kontak dengan reservoir temperatur tinggi. Dalam proses ini gas menyerap kalor Th dari reservoir dan melakukan usaha Wab menggerakkan piston.

y

Proses b-c : ekaspansi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama proses temperatur gas turun dari Th ke T c (temperatur rendah) dan melakukan usaha Wab .


Page 12

y

Proses c-d : kompresi isotermal pada temperatur Tc (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan kontak dengan reservoir temperatur rendah. Dalam proses ini gas melepas kalor Qc dari reservoir dan mendapat usaha dari luar Wcd.

y

Proses d-a : kompresi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama proses temperatur gas naik dari Tc ke T h dan mendapat usaha Wda .

a. Prinsip Carnot

Hukum termodinamika kedua meletakkan pembatasan pada operasi peralatan siklus seperti yang diekspresikan oleh Kelvin-Plank dan Clausius. Sebuah mesin kalor tidak dapat beroperasi dengan menukarkan panas hanya dengan reservoir tunggal, dan refrigerator tidak dapat beroperasi tanpa adanya input kerja dari sebuah sumber luar. Dari pernyataan diatas kita dapat mengambil kesimpulan yang berhubungan dengan efisiensi termal dari proses reversibel dan irreversibel : 1. Efisiensi sebuah mesin kalor irreversibel selalu lebih kecil dari mesin kalor reversibel yang beroperasi antara dua reservoir yang sama. 2. Efisiensi semua mesin kalor reversibel yang beroperasi antara dua reservoir yang sama adalah sama. b. Mesin Carnot

Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot kemudian dikembangkan secara grafis oleh Émile Clapeyron 1834, dan diuraikan secara matematis oleh Rudolf Clausius pada 1850an dan 1860an. Dari pengembangan Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi mulai muncul. Mesin carnot dibayangkan sebagai mesin yang terdiri atas sebuah silinder berisi gas ideal dan ditutup dengan pengisap (piston) yang dapat bergerak bolak-balik dalam silinder.Dalam mesin carnot terjadi suatu proses yaitu gas mengalami pemuaian isotermal,menyerap kalor dari reservoir suhu


Page 13

tinggi dan melakukan usaha,kemudian gas mengalami pemuaian adiabatik dan

melakukan

usaha,selanjutnya

gas

mengalami

pemampatan

isotermal ,membuang ,membuang kalor ke reservoir suhu rendah ,usaha dilakukan pada

gas. Karena dalam suatu siklus,gas kembali ke keadaan semula,maka tidak ada perubahan energi dalam (¨U= 0).Oleh karena itu usaha yang dilakukan gas (¨W) dalam satu siklus adalah : ¨Q=¨U + ¨W  +Q 1 ± Q2 = 0 + ¨W W = Q1 ± Q2 dengan : Q1 adalah kalor yang diserap reservoir suhu tinggi T1 Q2 adalah kalor yang dibuang ke reservoir suhu rendah T2 ¨W adalah usaha dalam satu siklus Setiap sistem termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah siklus termodinamika terjadi ketika suatu sistem mengalami rangkaian keadaan-keadaan yang berbeda, dan akhirnya kembali ke keadaan semula. Dalam proses melalui siklus ini, sistem tersebut dapat melakukan usaha terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor. Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, dan dalam prosesnya, mengubah sebagian energi menjadi usaha mekanis. Sistem yang bekerja sebaliknya, dimana gaya eksternal yang dikerjakan pada suatu mesin kalor dapat menyebabkan proses yang memindahkan energi panas dari daerah yang lebih dingin ke energi panas disebut mesin refrigerator . Pada diagram di samping, yang diperoleh dari tulisan Sadi Carnot berjudul

emikiran P emikiran

uissance P uissance

tentang Daya

enggerak P enggerak

dari Api ( Réflexions sur la

Motrice du Feu ), diilustrasikan ada dua benda A dan B, yang

temperaturnya dijaga dijaga selalu tetap, dimana A memiliki temperatur lebih tinggi daripada B. Kita dapat memberikan atau melepaskan kalor pada atau dari kedua benda ini tanpa mengubah suhunya, dan bertindak sebagai dua reservoir kalor. Carnot menyebut benda A "tungku" dan benda B "kulkas".[1] Carnot lalu


Page 14

menjelaskan bagaimana kita bisa memperoleh daya penggerak (usaha), dengan cara memindahkan sejumlah tertentu kalor dari reservoir A A ke B. Dibawah ini adalah diagram mesin Carnot sebagaimana biasanya dimodelkan dalam pembahasan modern

Diagram mesin Carnot (modern) - kalor mengalir dari reservoir bersuhu tinggi T H melalui "fluida kerja", menuju reservoir dingin T C dan C, menyebabkan fluida kerja memberikan usaha mekanis kepada lingkungan, melalui siklus penyusutan (kontraksi ) dan pemuaian (ekspansi). Dalam diagram tersebut, sistem ("fluida kerja"), dapat berupa benda fluida atau uap apapun yang dapat menerima dan memancarkan kalor Q, untuk menghasilkan usaha. Carnot mengusulkan bahwa fluida ini dapat berupa zat apapun yang dapat mengalami ekspansi, seperti uap air, uap alkohol, uap raksa, gas permanen, udara, dll. Sekalipun begitu, pada tahuntahun awal, mesin-mesin kalor biasanya memiliki beberapa konfigurasi khusus, yaitu Q H disuplai oleh pendidih, dimana air didihkan pada sebuah tungku, QC biasanya adalah aliran air dingin dalam bentuk embun yang terletak di berbagai bagian mesin. Usaha keluaran W biasanya adalahh gerakan piston yang digunakan untuk memutar sebuah engkol, yang selanjutnya digunakan untuk memutar sebuah katrol. Penggunaannya biasanya untuk mengangkut air dari sebuah pertambangan garam. Carnot sendiri


Page 15

mendefinisikan "usaha" sebagai "berat yang diangkat melalui sebuah ketinggian". Sebuah mesin nyata (real) yang beroperasi dalam suatu siklus pada temperatur T H and T C C tidak mungkin melebihi efisiensi mesin Carnot.

Sebuah mesin nyata (kiri) dibandingkan dengan siklus Carnot (kanan). Entropi dari sebuah material nyata berubah terhadap temperatur. Perubahan ini ditunjukkan dengan kurva pada diagram T-S. Pada gambar ini, kurva tersebut menunjukkan kesetimbangan uap-cair. Sifat irreversibel sistem dan kehilangan kalor ke lingkungan (misalnya, disebabkan gesekan) menyebabkan siklus Carnot ideal tidak dapat terjadi pada semua langkah sebuah mesin nyata. Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa:Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi diantara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua reservoir yang sama. Artinya, efisiensi maksimum yang dimungkinkan untuk sebuah

mesin yang menggunakan temperatur tertentu diberikan oleh efisiensi mesin Carnot,


Page 16

Implikasi lain dari teorema Carnot adalah mesin reversibel yang beroperasi antara dua reservoir panas yang sama memiliki efisiensi yang sama pula.

Efisiensi maksimum yang dinyatakan pada persamaan diatas dapat diperoleh jika dan hanya jika tidak ada entropi yang diciptakan dalam siklus tersebut. Jika ada, maka karena entropi adalah fungsi keadaan, untuk membuang kelebihan entropi agar dapat kembali ke keadaan semula akan melibatkan pembuangan kalor ke lingkungan, yang merupakan proses irreversibel dan akan menyebabkan turunnya efisiensi. Jadi persamaan diatas hanya memberikan efisiensi dari sebuah mesin kalor reversibel. Mesin Carnot terdiri atas 4 proses, yaitu 2 proses adiabatik dan 2 proses isotermik. Kebalikan dari mesin Carnot merupakan mesin pendingin atau lemari es. Mesin Carnot hanya merupakan siklus teoritik saja, dalam praktek biasanya digunakan siklus Otto untuk motor bakar (terdiri dari 2 proses adiabatik dan 2 proses isokhorik) dan siklus diesel untuk mesin diesel (terdiri dari 2 proses adiabatik, 1 proses isobarik dan 1 proses isokhorik). . Efisiensi Mesin Carnot

c

Mesin carnot adalah mesin yang paling efisien,yang siklusnya merupakan siklus teoritik saja. Skema yang menggambarkan perubahan kalor menjadi usaha pada mesin kalor, termasuk mesin carnot. y

Pada mesin uap, resevoir bersuhu tinggi adalah ketel uap dan reservoir bersuhu rendah adalah lingkungan mesin itu.

y

Pada mesin pembakaran, resevoir bersuhu tinggi adalah campuran bahan bakar dan udara yang di bakar dalan silinder sedangkan resevoir bersuhu rendah adalah lingkungan mesin itu. Untuk menghasilkan usaha W, mesin memerlukan energi. Perbandingan

antara usaha yang dihasilkan dengan kalor yang diserap oloeh mesin disebut efisiensi mesin. Efisiensi mesin :  =W: Q 1 x 100% atau =(1-Q2/Q1) x 100%


Page 17

Rumusan efisiensi mesin secara umum dan efisiensi mesin carnot di atas, menggambarkan bahwa efisiensi mesin tidaklah mungkin mencapai 100%. Karena tidak mungkin semua kalor yang di serap mesin seluruhnya di ubah menjadi usaha. Tetapi menurut carnot, dari semua mesin yang bekerja dengan menyerap kalor dari resevoir T1(bersuhu tinggi) dan melepas kalor ke resevoir T2(bersuhu rendah) tidak ada yang seefisien mesin carnot. Meskipun siklus Carnot sangat efisien bekerja di antara dua sumber panas tertentu dan sangat berguna sebagai kriteria bagi siklus yang bekerja secara sempurna, terdapat kelemahan yang sangat jelas jika gas digunakan sebagai refrigeran. Kelemahan-kelemahan tersebut antara lain lain adalah : 1. Terjadinya tekanan yang sangat tinggi dan volume yang sangat besar karena kenaikan tekanan terjadi saat berlangsungnya kompresi isentropik serta saat proses pelepasan panas secara isotermal. 2. Proses pindah panas dengan menggunakan gas, yaitu media yang mempunyai kapasitas panas tertentu, tidak mungkin diperoleh di dalam praktek. 3. Diagram p-v siklus yang bekerja dengan menggunakan gas sangat sempit sehingga sedikit ke-tak-mampubalikan di dalam proses tertentu akan mengakibatkan peningkatan kerja yang dilakukan yang sangat besar dan merupakan bagian terbesar kerja bersih siklus tersebut. (Anonim 4.2009) 2.8 Mesin Stirling 1. Pengertian Mesin Stirling

Stirling engine adalah sebuah jenis mesin pembakaran yang memiliki sumber energi dari luar sistem mesin itu sendiri sebagai fluida kerjanya, bekerja berdasarkan prinsip peredaran termodinamika (motor udara panas).. Mesin stirling tersebut menggunakan udara atau gas ( helium, helium, hydrogen, nitrogen, methanol dsb) yang dipanaskan oleh pembakaran eksternal melalui suatu heat echanger, jadi tidak akan habis atau tercemar. Jadi pada mesin Stirling, gas hanya disusutkan dan kemudian dikembangkan dengan pemanasan dari luar. Sebuah regenerator memungkinkan panas yang dihasilkan disimpan di dalam, sebagian menggantikan energi panas karena


Page 18

sedikitnya alih panas yang dimungkinkan melalui dinding heat-exchanger. Energi panas disimpan di dalam regenerator sementara gas penggerak menyusup ke ruangan yang dingin, dan kemudian dilepaskan sewaktu kembali ke ruangan ekspansi panas. Robert Stirling menyebut piston yang berpindah sebagai regenerator. Renegerator itu dapat membangkitkan kembali udara. Jika piston bergerak ke atas, regenerator dialirkan melalui udara hangat dan mengambil sebagian energi dari udara dan menyimpannya. Jika piston bergerak ke bawah, dialirkan melalui udara dingin dan mengeluarkan energi yang disimpan. Dengan regenerator, mesin stirling mencapai efisiensi sangat baik. Sebuah regenerator memungkinkan panas yang dihasilkan disimpan di dalam, sebagian menggantikan energi panas karena sedikitnya alih panas yang dimungkinkan melalui dinding heat-exchanger . Energi panas disimpan di dalam regenerator sementara gas penggerak menyusup ke ruangan yang dingin, dan kemudian dilepaskan sewaktu kembali ke ruangan ekspansi panas. Tenaga terjadi pada temperatur yang tinggi dan konstan, sangat ideal untuk setiap mesin. Kompresi terjadi pada temperatur rendah, dan hampir tidak ada energi panas yang hilang. Tenaga bersih yang dihasilkan adalah akibat perbedaan antara pengembangan gas bertemperatur tinggi dan mengkompresi gas bertemperatur rendah. (Anonim 5 , 2009).


Page 19

BAB III PEMBAHASAN

Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mesin Stirling memiliki potensi untuk lebih efisien, lebih tenang, dan lebih mudah perawatannya. Mesin bersiklus Stirling adalah jenis mesin yang memiliki sumber energi dari luar sistem mesin itu sendiri; sendiri; atau biasa kita sebut dengan mesin bakar luar. luar. Mesin siklus Stirling tidak terpatok pada satu macam bahan bakar atau sumber energi. Hal ini tidak berlaku untuk mesin diesel dan mesin Otto yang membutuhkan bahan bakar khusus dan kapasitasnya terbatas. Mesin Otto atau sering juga disebut mesin bensin.

Gambar 1. Mesin Stirling dengan Regenator


Page 20

Tenaga terjadi pada temperatur yang tinggi dan konstan, sangat ideal untuk setiap mesin. Kompresi terjadi pada temperatur rendah, dan hampir tidak ada energi panas yang hilang. Tenaga bersih yang dihasilkan adalah akibat perbedaan antara pengembangan gas bertemperatur tinggi dan mengkompresi gas bertemperatur rendah. Stirling engine pertama kali di temukan oleh Robert stirling, dasar pembuatan mesin ini adalah karena pada saat itu banyak terjadi kecelakaan kerja yang menewaskan pegawai pabrik yang sedang bekerja di dekat mesin uap. Karena Tekanan yang begitu tinggi yang terdapat di dalam boiler yang terkadang tidak terkontrol dengan baik. Sehingga keprihatinan Robert Stirling ini menghasilkan sebuah ide yaitu mesin bakar luar dengan fluida kerja udara. Diharapkan dengan fluida kerja udara maka tingkat kecelakaan kerja dapat berkurang. Cara kerja mesin ini memanfaatkan sifat dasar Udara yang akan memuai jika dipanaskan dan akan menyusut jika di dinginkan. Dengan demikian akan terjadi siklus pemuaian dan penyusutan sehingga sebuah mesin dapat berputar. Mesin ini memliki variablity yang tinggi dalam hal sumber energi. Tidak terpatok pada satu macam bahan bakar atau sumber energi, contohnya sumber panasnya bisa dengan sumber panas bumi, batu bara, oli bekas, Kayu, Sampah, sinar matahari dengan lensa fresnel dll. 3.1 Prinsip kerja

Prinsip kerja dari mesin stirling antara lain adalah a. Ruang udara dipanasi dari bawah, maka udara di dalamnya akan memuai dan menekan power piston ke atas. b. Power piston menggerakkan crank saft bersamaan dengan itu displacer akan berpindah tempat ke posisi paling atas, dengan melihat gambar, dengan adanya posisi displacer di bagian atas ruang udara, maka mayoritas udara di dalam ruang udara mengalami pemanasan. Sehingga terjadi kompresi lanjutan yang menebabkan power piston terus bergerak hingga posisi puncak.


Page 21

c. Saat power piston berada diposisi puncak maka dengan bantuan fly wheel, segera piston akan bergerak turun lagi, posisi displacer sudah berada di tengah, sehingga dengan demikian sebagian udara akan mengalami penyusutan yang mengakibatkan power piston terhisap ke bawah. d. Hal ini terus berlangsung hingga posisi power piston ter-rendah di ikuti oleh pergerakan displacer ke tengah. e. Dan begitu seterusnya, hal ini berlangsung juga dengan bantuan fly wheel yang menyimpan momen inersianya.

Gambar 2. mesin stirling dan bagian-bagiannya.


Page 22

Gambar 2. prinsip kerja mesin stirling 3.2 Macam-macam Stirling Engine

Tipe-tipe Mesin Ada dua tipe utama mesin stirling yang dibedakan berdasar perpindahan udara antara sisi panas dan dingin dari silinder: y

Kedua jenis desain seher alfa Pistons telah independen dalam silinder, dan gas didorong antara panas dan dingin spasi.

y

Yang beratnya Stirling mesin ketik, yang dikenal sebagai beta dan gamma

jenis, menggunakan insulated mekanis displacer untuk

mendorong kerja antara gas panas dan dingin dari sisi silinder. Displacer yang cukup panjang untuk menyekat thermally yang panas dan dingin dari sisi silinder dan menggantikan besar jumlah gas. Harus memiliki cukup dari kesenjangan antara displacer dan dinding silinder agar gas dengan mudah di sekitar alur displacer.


Page 23

a.

Alpha stirling

Silinder panas yang terletak di dalam suhu tinggi Exchanger panas dingin dan terletak di dalam silinder rendahnya suhu panas Exchanger. Mesin jenis ini memiliki tingkat daya-to-volume ratio tetapi karena masalah teknis yang biasanya tinggi suhu panas dari seher dan ketahanan dari material. Dalam prakteknya, ini seher biasanya membawa insulating besar kepala untuk memindahkan stempel yang jauh dari panas zona biaya tambahan ruang mati. ara C ara

kerja mesin Stirling jenis alpha

Berikut diagram tidak menampilkan internal exchangers panas di kompresi dan perluasan ruang yang diperlukan untuk menghasilkan listrik. J regenerator akan ditempatkan di pipa menghubungkan dua silinder. Krukas yang juga telah diabaikan.

Gambar 3. cara kerja mesin alpha stirling 1. Beta Stirling


Page 24

Beta Stirling memiliki piston tunggal yang sama diatur dalam silinder pada batang yang sama sebagai displacer seher. Displacer piston hanya berfungsi untuk memberi dan menerima kerja gas panas dari panas ke dingin Exchanger Exchanger panas. Ketika gas didorong sampai ke hot end pada ujung silinder silinder itu dan memperluas memperluas tekanan piston. Bila di dorong ke cold end silinder, terjadi kontraksi dan momentum mesin, biasanya ditingkatkan oleh roda gaya, mendorong piston dengan cara lain untuk memampatkan gas. Tidak Tidak seperti jenis alfa, jenis beta menghindari masalah teknis dari tutup bergerak yang panas. Kerja mesin stirling jenis beta

Diagram berikut ini tidak menampilkan penukar panas internal atau regenerator, yang akan ditempatkan di jalur gas di sekitar displacer.

Gambar 4. mesin beta stirling Sedangkan berdasarkan penggunaannya, mesin Stirling kemudian berkembang menjadi beberapa jenis , antara lain :


Page 25

1. Crank-drive Stirling

ngine E ngine

. Mesin jenis ini pembuatan dan

operasinya mudah, tidak menggunakan pelumas (oli) pada crankcase nya. Untuk mencegah masuknya oli ke crankcase, digunakan jenis bantalan : sealed roller bearings, ball bearings atau bushing dari bahan teflon yang tidak dilubrikasi. Daya (energi) diperoleh dari gerakan maju-mundurnya piston (system linier). Untuk operasinya diperlukan bahan bakar. 2. Simple Free- P iston iston E ngine ngine. Bekerja dengan udara atmosfir sebagai bahan bakar kerjanya, dan putarannya sangat rendah. Kelebihan jenis mesin ini adalah daya angkat dan efisiensinya sangat tinggi . Digunakan biasanya untuk pompa (displacement pump). Mesin dengan displacer berdiameter 60 cm, dengan putaran 1 rotasi per detik (cycle per second), mampu menghasilkan daya sekitar 500 watt (50 liter-meter/sec) 3. Free-Cylinder E ngine ngine. Mesin jenis resiprokal (berputar), antara lain untuk pompa . 4. Duplex Stirling E ngine ngine, untuk mesin freezer penyimpan bahan makanan yang portable. 5. Free- P iston iston Alternator

ngine. E ngine.

Digunakan antara lain dalam

pengembangan mesin Stirling pembangkit listrik yang digerakkan dengan bantuan panas surya (matahari). Kapasitas daya sampai 20 kw. Dalam beberapa tahun ke depan diharapkan akan lebih besar lagi kapasitasnya. 3.3 Pemanfaatan Stirling a. Stirling untuk daur ulang ramah lingkungan

Kelangkaan bahan bakar memaksa para ahli mesin memikirkan cara pembuatan mesin yang hemat bahan bakar. Sistem engine yang banyak digunakan sejumlah pabrik dalam menjalankan mesin sekarang ini dinilai banyak pihak kurang efisien dan boros bahan bakar. Bahkan masih ada perusahaan yang menggunakan mesin kadaluarsa hingga


Page 26

menyebabkan polusi udara. Beberapa perusahaan dan pengembang telah mulai menggunakan teknik engine yang pertama kali dibangun di tahun 1816 oleh Roberts Stirling asal asal Skotlandia. Temuan Stirling itu itu dipakai sebagai pengganti sistem lama pada abad ke-19. Dan para peneliti yakin rancangan

tersebut

bisa

membantu

sistem

engine

abad

21.

Cara kerja mesin Stirling sangat sederhana. Mesin itu menggunakan ruang penuh gas dan sedikit udara serta dua piston. Satu sisi ruang itu dipanaskan, dibakar dengan bahan bakar atau sinar matahari, sementara sisi ruang lain dibiarkan dingin. Gas yang memanas akan mendorong piston yang dikirim ke poros mesin. Gerakan poros mesin akan membuat generator memproduksi listrik atau putaran motor agar bergerak. Selama piston bergerak, gas berpindah ke sisi ruang panas. Gas itu didorong dalam ruang panas di bagian bawah ruang dan ditransfer kembali ke sistem pemanas oleh piston lain. Begitulah perputaran teknis berlangsung terus menerus. Sistem mesin yang digunakan saat ini hanya mampu mengekstraksi seperempat energi potensial yang tersedia. Sementara pada sistem Stirling, selama tidak menggunakan solar, bahan bakar terpakai secara konstan. Membuatnya bekerja lebih efisien daripada pembakaran dengan bensin. Dengan beberapa perkiraan, sebanyak 50 persen energi potensial dalam bahan bakar digunakan sepenuhnya pada mekanisme mesin Stirling. Sejak ada sistem yang membuat gas dalam mesin tidak keluar dari silinder tertutup, maka tidak diperlukan perangkat katup yang kompleks atau sistem lengkap untuk menaikkan panas dan tekanan gas. Hal ini membuat mesin Stirling lebih aman dioperasikan dan lebih sederhana dalam perawatan. Selain itu sistem lama yang diminati kembali ini aman dari ledakan dan suara berisik sebab cara kerjanya cukup tenang. Perusahaan seperti Whisper Tech di Selandia Baru, seperti diberitakan ABC News, yakin bahwa sistem mesin Stirling yang efisen


Page 27

ini dapat berguna di perumahan juga. Merupakan kombinasi dari panas dan kekuatan, seperti halnya mesin generator. Whisper Tech dan beberapa perusahaan lain tengah mencoba sistem tua ini dalam ukuran kecil. Perangkatnya suduah diinstal di sebuah gudang bawah tanah. Sistem mesin Stirling ini akan dikembangkan sebagai generator kecil yang mampu memproduksi listrik, digunakan dalam rumahtangga dalam keadaan darurat saat ada pemadaman listrik dari sentral. Di samping itu, panas yang dihasilkan oleh kekuatan mikro dapat juga berfungsi sebagai pemanas air, menggantikan tungku pemanas b. Penggunaan stirling engine untuk Transportasi

Rencana ke depan, sistem mesin Stirling juga akan dikembangkan di bidang transportasi. Bahkan beberapa kapal angkut laut sudah menggunakan sistem mesin ini. Angkatan laut Swedia memiliki tiga kapal yang digerakkan dengan basis Stirling. Bahkan sejak menggunakan sistem yang mengkombinasikan oksigen cair dan bahan bakar disel ini, kapal tersebut dapat beroperasi di bawah laut hingga berminggu-minggu, jauh lebih lama dari waktu menggunakan sistem mesin konvensional. Beberapa perusahaan mobil Amerika sudah menerima tawaran untuk memproduksi mobil yang didukung sistem Stirling selama krisis oli di tahun 70-an. Namun sayangnya sistem ini justru kurang efisien jika dipakai dalam dunia otomotif. Misalnya saja, butuh waktu agak lama untuk menghangatkan gas dalam silinder tertutup. Ini membuat mobil lebih cocok menggunakan bahan bakar bensin. Selain itu, tak seperti bensin, sistem mesin Stirling tidak mendukung untuk kecepatan akselerasi. Brent Van Arsdell, presiden American Stirling, perusahaan yang membuat demonstrasi dan pelatihan sistem engine Stirling, mengatakan bahwa sejumlah perusahaan kini tengah bekerja mengembangkan sistem


Page 28

Stirling. Dengan memakai materi bahan metal, sistem ini bisa menghemat biaya. Dan mobil juga masih punya kemungkinan menggunakan sistem Stirling, yaitu dengan didukung sistem hibrid. Yaitu saat menggunakan baterai yang bisa diisi ulang dan sebuah motor listrik yang bisa menambah energi pada mobil sampai mesin Stirling cukup panas. Toyota dan Honda kini juga mulai memanfaatkan sistem ini, hanya tetap memakai bensin sebagai bahan bakarnya. Menurut Van Arsdell, kalau mesin dengan bahan bakar bensin telah dikembangkan sangat baik pada teknologi otomotif, maka mesin Stirling juga bisa berbuat hal sama. Bukan tak mungkin di masa mendatang sistem yang hemat bahan bakar ini menggantikan sistem mesin yang ada kini. Dengan bahan bakar hemat, lingkungan pun bisa lebih sehat c. Pembangkit Energi Menggunakan mesin Stirling pembangkitan listrik dari biomassa dijadikan salah satu alternatif untuk pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia. Selain itu, produksi bahan bakar dan listrik biomassa akan mengeksploitasi sumber daya lokal sehingga meningkatkan pendapatan penduduk setempat. Produk produk limbah dari perkebunan sawit, padi, tebu, kayu, dan kelapa dapat menghasilkan energi biomassa. Selain limbah pertanian, sampah perkotaan juga dapat diolah menjadi penghasil energi biomassa yang besar. Pembangkit listrik yang menggunakan sumber energi berbasis biomassa salah satunya adalah pembangkitan listrik berprinsip mesin kalor (heat engine). Mesin kalor siklus Stirling menggunakan pembakaran

eksternal,

sedangkan

mesin

pembakaran

internal

menggunakan siklus Otto dan siklus Diesel. Khusus untuk turbin gas yang menggunakan siklus Brayton, pembakaran dapat dilakukan secara eksternal maupun internal. SIklus Stirling, Otto, dan Diesel


Page 29

Mesin bersiklus Stirling adalah jenis mesin yang memiliki sumber energi dari luar sistem mesin itu sendiri; atau kita biasa sebut dengan mesin bakar luar. Mesin besiklus Stirling banyak diteliti dan dianggap menjanjikan karena secara teori memiliki efisiensi yang tinggi, sampai efisiensi maksimal mesin Carnot. Akan tetapi, mesin siklus Stirling komersial yang ada masih memiliki daya rendah (0,5-150 kW) dan berefisiensi sedang, masih mahal, tetapi tak memerlukan banyak pemeliharaan, toleran terhadap kontaminan, dan beremisi polutan rendah. Prinsip Kerja Mesin stirling adalah mesin kalor yang unik dalam hal ini adalah karena efisiensi teoretisnya mendekati efisiensi teoretis maksimum, yang lebih dikenal dengan efisiensi mesin carnot. Mesin stirling digerakkan ekspansi gas ketika dipanaskan dan diikuti kompresi gas ketika didinginkan. Mesin itu berisi sejumlah gas yang dipindahkan antara sisi dingin dan panas terus-menerus. Piston displacer memindahkan gas antara dua sisi dan piston power mengubah volume internal karena ekspansi dan kontraksi gas. Piston yang berpindah sebagai regenerator. Renegerator itu dapat membangkitkan kembali udara. Jika piston bergerak ke atas, regenerator dialirkan melalui udara hangat dan mengambil sebagian energi dari udara dan menyimpannya. Jika piston bergerak ke bawah, dialirkan melalui udara dingin dan mengeluarkan energi yang disimpan. Dengan regenerator, mesin stirling mencapai efisiensi sangat baik. Setelah itu, banyak mesin stirling dibuat dengan output dan efisiensi lebih tinggi. Mesin stirling mendapat perhatian kembali tahun 1940-an setelah Philips Co mulai mengembangkan mesin stirling sebagai pembangkit listrik portabel. Mesin itu juga diteliti sebagai refrigerator dan sukses mendinginkan sampai suhu 74 K. Setelah itu mesin stirling diteliti secara luas di seluruh dunia. Kebijakan penghematan energi pun meningkatkan pengembangannya.


Page 30

Beberapa mesin dengan efisiensi tinggi dikembangkan. Saat ini, mesin stirling dengan berbagai sumber energi dikembangkan para peneliti di dunia. Pada masa datang, kita bisa melihat mesin stirling yang berkebisingan rendah, tahan lama, andal, operasi multibahan bakar, gas buang bersih, dan lain-lain. Beberapa perusahaan juga mendesain mesin stirling dengan helium sebagai gas kerja (konduktivitas lebih baik daripada udara). Tipe-tipe Mesin Ada dua tipe utama mesin stirling yang dibedakan berdasar perpindahan udara antara sisi panas dan dingin dari silinder. Tipe alpha mempunyai dua piston terpisah yang akan menggerakkan udara antara sisi panas dan dingin. Silinder piston panas diletakkan dalam penukar kalor suhu tinggi. Sebaliknya, silinder piston dingin diletakkan dalam penukar kalor suhu rendah Tipe displacement (regeneratif), yaitu tipe beta dan gamma, menggunakan regenerator yang akan mendorong udara antara sisi panas dan dingin. Displacer itu cukup panjang untuk mengisolasi sisi panas dan dingin. Tipe beta berpiston power tunggal yang disusun dalam silinder yang sama pada poros yang sama sebagai piston displacer. Tipe itu mempunyai dua piston dalam silinder yang sama dan dihubungkan ke poros engkol yang sama. Satu sebagai piston power, satu lagi sebagai piston displacement. Tipe gamma lebih simpel. Kedua piston berada pada silinder terpisah, tetapi dihubungkan ke roda gila yang sama. Penerapan mesin stirling untuk pembangkitan energi sangat luas. Berbagai sumber panas telah digunakan untuk menggerakkan mesin stirling. Misalnya, energi surya, biomassa, panas buangan dari insinerator, dan mesin industri. Output yang dihasilkan dari mesin itu pun bervariasi, dari skala mikro hingga menengah. 2.4 Keunggulan dan Kerugian

Keunggulan dari stirling engine ini lebih ke arah pemanfaatan energi gratis (free energy), keunggulannya antara lain :


Page 31

y

Tidak meledak / non explosive engine karena frekuensinya stabil/ konstan ;

y

Mesin Stirling dapat bekerja pada sembarang sumber energi

panas, termasuk bahan kimia, sinar surya (solar), limbah pertanian (sekam, tempurung kelapa dsb), kayu bakar, berbagai produk minyak bakar (biomassa, biofuel dsb), panas bumi dan nuklir, panas processor computer, panas matahari, pembakaran sampah, es di kutub, panas tubuh, panas mesin lain yang sedang bekerja, dan masih banyak lagi; y

Keunggulan dari stirling engine yang lain adalah simpel dan

potensi untuk menggunakan sumber panas terbarukan pada mesin Stirling lebih mudah, suara mesin lebih lembut (tenang), tidak bising dan lebih rendah biaya perawatannya. Biaya kapital per unit daya ($/kW) dapat ditekan lebih rendah .

y

Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal untuk daya yang sama, maka biaya kapital mesin Stirling untuk saat ini umumya masih lebih besar dan lebih berat, namun perawatannya jauh lebih mudah dan ekonomis. Sehingga secara menyeluruh biaya energinya masih dapat bersaing ketat. Efisiensi panasnya juga berimbang (untuk mesin-mesin yang kecil) berkisar antara 15% 30%. Dengan basis biaya investasi per unit daya di atas, untuk unit generator dengan kapasitas s/d 100 kW., mesin Stirling masih kompetitif harganya. y

Kemungkinan implementasi mesin Stirling banyak sekali, namun sebagian besar masuk pada kategori mesin piston resiprokal .

Sedangkan kelemahannya adalah : y

Efisiensi yang masih rendah

y

Tenaga yang dihasilkan tidak dapat menyaingi mesin bakar dalam (mesin pembakaran internal)


Page 32

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari pemaparan yang telah di jelasakan maka dapat diambil kesimpulan yaitu : 1.

Ilmu termodinamika adalah ilmu yang mempelajari hubungan panas dengan kerja.

2.

Energi adalah suatu besaran turunan dengan satuan N.m atau Joule. Bentuknya yaitu energi kinetik, energi potensial, energi potensial pegas, energi mekanik, energi aliran, panas, energi dalam, entalpi, dan energi yang tersedia.

3.

Siklus Carnot merupakan kebalikan dari mesin kalor, dimana energi disalurkan dari suhu rendah menuju suhu yang lebih tinggi. Dengan kata lain siklus karnot membutuhkan kerja luar untuk dapat bekerja.

4.

Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot, Mesin carnot dibayangkan sebagai mesin yang terdiri atas sebuah silinder berisi gas ideal dan ditutup dengan pengisap (piston) yang dapat bergerak bolak-balik dalam silinder.

5.

Stirling engine adalah sebuah jenis mesin pembakaran yang memiliki sumber energi dari luar sistem mesin itu sendiri sebagai fluida kerjanya, bekerja berdasarkan prinsip peredaran termodinamika (motor udara panas).. Mesin stirling tersebut menggunakan udara atau gas ( helium, hydrogen, nitrogen, methanol dsb) yang dipanaskan oleh pembakaran eksternal melalui suatu heat echanger, jadi tidak akan habis atau tercemar.

6.

Prinsip Kerja Mesin stirling adalah mesin kalor yang unik dalam hal ini adalah karena efisiensi teoretisnya mendekati efisiensi teoretis maksimum, yang lebih dikenal dengan efisiensi mesin carnot.


Page 33

7.

Tipe-tipe Mesin Ada dua tipe utama mesin stirling yang dibedakan berdasar perpindahan udara antara sisi panas dan dingin dari silinder yaitu alfa, beta dan gamma

8.

Pemanfaatan Stirling : Stirling untuk daur ulang ramah lingkungan, Penggunaan stirling engine untuk Transportasi, Pembangkit Energi Menggunakan mesin Stirling.


Page 34

Daftar Pustaka

Anonim . 2010. Thermodinamika.. 1

http://translate.google.co.id/translate Diakses tanggal 9 Mei 2010. Anonim2. 2001. Mesin Stirling ´ Daur Ulang´ Sistem Ramah Lingkungan. www. sinarharapan.com/index.html. Diakses tanggal 9 Mei 2010-05-20 3

Anonim .2008. Stirling E ngine. ngine. http://dakdikduk.blogspot.com Diakses tanggal 9 Mei 2010. Anonim 4.2009. Mesin Carnot. http://translate.google.co.id/translate Diakses tanggal 9 Mei 2010. Anonim .2009. Mesin Stirling. 5

http://translate.google.co.id/translate Diakses tanggal 9 Mei 2010.


Page 35

Aplikasi Termodinamika Dalam Teknik Lingkungan

Recommend Documents