LAPORAN THERMODINAMIKA MESIN STIRLING
Nama Kelompok : Pahat Miring Anggota : Muhammad Rizki (16067023) Fajero Tiffano (16067010) Mulyadi (14067056)
Dosen Pembimbing: Rahmat Azis Nabawi S.Pd, M.Pd.T
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG TAHUN 2017
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mesin Stirling adalah mesin pembakaran eksternal yang meng gunakan udara atau gas sebagai fluida kerjanya dan bekerja berdasarkan prinsip peredaran termodinamika. Ada tiga jenis utama dari mesin stirling yaitu alpha stirling, beta stirling, dan gamma stirling. Mesin stirling biasa digunakan sebagai mesin pompa, mesin pembangkit listrik, dan mesin bertenaga surya. Mesin stirling dapat dioperasikan melalui berbagai sumber panas, seperti tenaga matahari, kimia maupun nuklir. Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mesin stirling memiliki potensi untuk lebih efisien, lebih tenang, danlebih mudah peralatannya. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana prinsip kerja dari mesin stirling? 2. Aplikasi mesin stirling dalam teknologi tepat guna? 1.3 Tujuan Penelitian 1. Agar mahasiswa mengetahui bagaimana konsep dasar dari mesin stirling 2. Agar mahasiswa mampu mengaplikasikan mesin strirling 3. Mahasiswa dituntun kreatif dalam menciptakan sebuah mesin stirling sederhana
BAB II PEMBAHASAN
Mesin Stirling adalah mesin pembakaran eksternal yang meng gunakan udara atau gas seperti helium, hydrogen, nitrogen, methanol dan sebagai fluida kerjanya.Mesin ini bekerja berdasarkan prinsip peredaran termodinamika (motor udara panas) ditemukan pada tahun 1816 oleh Robert Stirling di Kilmamock-Skotlandia. Dalam keluarga mesin kalor, mesin Stirling didefinisikan sebagai mesin regenerasi udara panas siklus tertutup. Dalam konteks ini, siklus tertutup b erarti bahwa fluida kerjanya secara permanen terkurung di dalam sistem, di mana mesin siklus terbuka seperti mesin pembakaran internal dan beberapa mesin uap, menukarkan fluida kerjanya dengan lingkungan sekitar sebagai bagiaan dari siklus kerja. Regenerasi berarti bah!a adanya penggunaan alat penukar panas internal, yang dapat meningkatkan efisiensi mesin. Prinsip Kerja Mesin Stirling
Prinsip kerja mesin Stirling adalah mesin kalor yang unik karena efsiensi teoretisnya mendekati efsiensi teoretis maksimum, yang lebih dikenal d engan efsiensi mesin Carnot. Mesin Stirling digerakkan ekspansi gas ketika dipanaskan dan diikuti kompresi gas ketika didinginkan. Mesin itu berisi sejumlah gas yang dipindahkan an tara sisi dingin dan panas terus-menerus. Mesin Stirling memiliki dua piston, yaitu piston untuk ekspansi dan piston untuk kompresi. Piston displacer memindahkan gas antara dua sisi dan piston power mengubah volume internal karena ekspansi dan kontraksi gas. Piston saling terhubung satu sama lain oleh hubungan mekanis yang menentukan bagaimana mereka akan bergerak dalam hubungannya dengan satu sama lain. Robert Stirling menyebut piston yang berpindah sebag ai 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 efsiensi sangat baik. Regenerator adalah sebuah penukar panas internal dan menyimpan panas sementara yang ditempatkan di antara ruang-ruang panas dan dingin sehingga fuida kerja melewati itu pertama dalam satu arah kemudian yang lain. Fungsinya adalah untuk mempertahankan dalam sistem yang panas yang seharusnya dapat dipertukarkan dengan lingkungan pada suhu menengah untuk suhu siklus maksimum dan minimum, sehingga memungkinkan efsiensi termal siklus untuk mendekati efsiensi Carnot. 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 danmengkompresi gas bertemperatur rendah.
BAB III MEMBUAT MESIN STIRLING SEDERHANA A. Alat dan Bahan
Alat
1. Gunting 2. Tang 3. Pisau 4. Gerinda 5. Gergaji
Bahan
1. Papan triplex 2. Kaleng bekas 3. Pipas siku 4. Kaset bekas 5. Kawat 6. Lilin 7. Balon 8. Seng 9. Paku 10. Spon besi 11. Lem Anti Panas
Langkah Kerja :
1. Potong bagian atas pada kaleng dan lubangi di titik pusat sisi bawah kaleng ± 2 mm, dan masukan spon besi yg sudah ditempelkan kawat ± 15 cm, kemudian tutup sisi atas kaleng tersebut dengan menggunakan bagian bawah kaleng yg lain dengan lem anti panas. 2. Sebagai tungku bakar, ambil bagian kaleng lainnya yang sudah dibelah dan tempelkan pada bagian atas kaleng yang sudah di modif. 3. Lubangi sisi samping kaleng, ukuran pipa siku 1/2". Tempelkan pipa siku tersebut dan rekatkan dengan lem anti panas. 4. Kemudian buat pemutar dengan kaset bekas, temple kasel tersebut pada plat dan gunakan kayu sebagai tiangnya. 5. Pasang balon pada pipa siku yang sudah di tempelkan kawat, yang akan menghubungkan antara bagian mesin dan pemutarnya. 6. Gunakan kayu sebagai dudukan mesin untuk mempermudah saat pembakaran. 7. Tempelkan dudukan mesin dan tangakai pemutar pada papan triplex ± 30 x 10 cm. 8. Untuk menjalankan mesin, bakar menggunkan lilin. Mesin Stirling sederhana ini bisa di aplikasikan pada usaha -usaha masyarakat yang masih menggunkan pembakaran, antara lain: 1. Pada usaha pembuatan saka 2. Pada usaha sangrai kopi 3. Pada usaha sangria kacang, dll.
BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan Mesin Stirling adalah mesin pembakaran eksternal yang meng gunakan udara atau gas sebagai fluida kerjanya dan bekerja berdasarkan prinsip peredaran termodinamika. Ada tiga jenis utama dari mesin stirling yaitu alpha stirling, beta stirling, dan gamma stirling. Mesin stirling biasa digunakan sebagai mesin pompa, mesin pembangkit listrik, dan mesin bertenaga surya. B. Saran Pada saat melakukan analisis haruslah benar dan akurat. Karena perhitungan yang salah dapat mengakibatkan mesin tidak dapat dioperasikan.
