BUKU PENUNTUN
PR.ESTASI MESIN c,au•uctfonol view
Generator
/ High oxpansfon ratio cycle
Power •plll devico /
Motor
,./·
/,..-
, ..,Cenventlonal cycle
I
I])~CP&~u C§ [R:jtJ~~ urn:~~ D C(S: GYXJrn:©o~
cs&~C!:D [Su&© urn:~~o~ C!:D~DW~~©Ou&© O~[Q)@~C§©O& ~@1]~
Le~bar Pengesahan
Buku Panduan Praktikum Prestasi Mesin inl disusun berdasarkan kurikulum 2004 yang berlaku sebagai panduan melakukan praktikum dalam mata-kuliah Mesln Konversi Energi MCS 32036. Seluruh materi disusun berdasarkan referensi manual peralatan dan materi mata-kuliah tersebut serta terlaksana atas kerjasama dosen pengampunya. Buku panduan ini hanya digunakan terbatas dalam llngkungan Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia sebagai penunjang Tri Dharma Perguruan Tlnggi.
PENUNTUN PRAKTIKUM PRESTASI MESIN
Halaman
M 0 D U L:
•••• MOTOR DIESEL
1I 1
••• •
MOTOR OTTO
2/ 1
••• •
TURBIN PELTON
3/1 4/ 1
•••• KOMPRESOR ••• •
POMPA AKSIAL
5/1
••• •
REFRIGERATION TRAINING UNIT
6/ 1
•••• POMPA SENTRIFUGAL ••• •
7/ 1 8/ 1
HEAT PUMP
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
2014
Praktikum Prestasi Mesin
M 0 T 0 R D I E·S E L
1. TUJUAN PENGUJIAN Tujuan Pengujian Motor Diesel adalah untuk mengetahui karakteristik dari motor diesel yang diuji 1 kemudian hasilnya digambarkan dalam bentuk grafik karateristik. Beberapa grafik karakteristik yang dapat dipergunakan untuk menilai performance atau kemampuan suatu motor diesel antara lain:
1.1 Karakteristik motor diesel pada berbagai kecepatan putaran (n) Grafiknya : IHP 1 BHP 1 BMEP 1 Brake Torque, BSFC dan effisiensi vs kecepatan putaran.
1.2 Karakteristik motor diesel pada berbagai putaran· konstan 1 untuk berbagai pembebanan . grafiknya: BFC 1 BSFC 1 heat balance Vs BHP atau BMEP.
1.3 Komposisi gas asap: 02
1
C02
1
CO pada putaran konstan untuk
berbagai pembebanan
2. TEORI
2.1 Notasi Satuan yang digunakan adalah lnternasional System Units.
2.1.1 Dynamometer Reading DISKRIPSI Torque Balance reading Torque arm length Time Revolutions Power output Dynamometer constant
SIMBOL T F L t n BHP
SATUAN Nm N mm s rpm kW
K1
2. 1. 2 Fuel Consumption DfSKRIPSI Fuel gauge calibrated volume Fuel consumption Specific fuel consumption Density of fuel Lower Calorifie Value
Motor Diesel
SIMBOL Vg BFC BSFC
Xt Ht
SATUAN L Llh Lfkw-h Kg/ L J/ Kg
-
111
Praktikum Prestasi Mesin
2. 1. 3 Engine Dimensions Cylinder diameter Piston stroke Number of cylinders Constant 2 - stroke 4 - stroke Swept volume Clearance volume Compression ratio
SIMBOL d
s. N K2 K2 Vs Vc r
SATUAN mm mm
1 2 l
2. 1.4 Engine Performance DISKRIPSI lndikated power Mechanical Losses Brake mean effective pressure Friction mean effective pressure Mechanical efficiency Air standard efficiency Thermal efficiency
SIMBOL I M p m llmech lla 11th
SATUAN Kw Kw KN/m 2 KN /m 2
SIMBOL D Vs K3 Ta Pa
SATUAN mm M3
2. 1. 5 Air Consumption DISKRIPSI Diameter of measuring orifice Volume of air box Orifice coefficient Temperatur of air Barometric pressure Density of air Velocity of air flow Head across orifice Gas constant Engine Volumetric efficiency
Pa
u
ho R
K KN/m 2 Kg/m 3 m/s CmH20 J/kg°K
llvol
2.1.6 Energy Balance Heat of combustion of fuel Enthalpy of exhaust gas Enthalpy of inlet air Heat to cooling water
Motor Diesel
SIMBOL H1 H2
H3 Q1
SATUAN J/s J/s J/s J/s
-
1/2
Praktikum Prestasi Mesin Other heat losses Exhaust temperature Engine cooling water flow Cooling water inlet temperature Cooling water outlet temperature
Q2 Te qw T1
T2
2.2 Fisilitas Pengujian dan Analisa Fasilltas pengujian merupakan faktor utama yang mempengaruhi relevannya data-data hasil pengujian dan analisa-analisa terhadap karakteristik pengujian yang didapat. Fasilitas-fasilitas pengujian yang terpenting dalam pengujian motor bakar adalah sebagai berikut: 1. Measurement of output torque and power
2. Measurement of speed 3. 4. 5. 6. 7.
Measurement of fuel consumption Measurement of air mechanical losses in engine Measurement of air consumption Measurement of heat losses Exhaust gas analisys
2.2.1 Measurement of Output torque and Power. Untuk mengukur besarnya output-torque dari suatu motor dapat digunakan alatalat ukur sebagai berikut: a). Electrical Dynamometer T= FL (Nm) 1000
Torque: dimana:
F = Balance reading atau Balance reading added weight (N) L = Torque arm length
Power: BHP
= 27r • n · T
(kw)
10000.60
Dari kedua persamaan diatas didapat
BHP = F.n
(Kw)
Kl
Motor Diesel
-
11;
K~
-6. 107
Dynamometer Constant
- --
27!L
b). Hydraulic Dynamometers Khusus untuk Hydrolic dynamometer ini, balance reading dan aoaec weight dinyatakan langsung dalam satuan torque ( Nm ) Maka: BHP
= T .n
(Kw)
Kt Dari rumus diatas dapat dianalisa karakteristik motor pada berbagai kecepatan putaran. Grafiknya : BHP, Brake Torque Vs Kecepatan putaran.
2.2.2 Pengukuran Kecepatan putar untuk menggambarkan karakteristik Torque-speed, diperlukan tachometer. Dalam pengukuran karakteristik-karakteristik lainnya seperti power output dan fuel consumption dipergunakan stopwatch. Pada Electrical Dynamometer biasanya dilengkapi dengan counter yang dapat dipasang dan dilepaskan secara manual. Cara mengukur speed dengan memasang counter untuk periode waktu tertentu guna mencatat putaran dan waktu. Sedangkan pada hydraulic dynamometer biasanya sudah dilengkapi dengan counter yang bekerja secara terus-menerus. Dalam hal ini harus dipergunakan stopwatch untuk mencatat waktu antara saat mulai pengukuran dan akhir penguk'uran.
2.2.3. Measurement of fuel Consumption Pengukuran atas kebutuhan bahan bakar yang dipergunakan dapat dilaksanakan dengan Plint Fuel Gauge. Pada prinsipnya alat tersebut terdiri dari tabung yang didalamnya dibatasi dengan sekat (spacer) dan antara setiap spacer yang berurutan mempunyai volume : 50 · 100 - 200 cc. Dengan stop-watch dapat diketahui waktu yang diperlukan untuk pemakaian sejumlah bahan bakar tertentu. Rumus: a. Fuel Consumption
BFC
= 3600. V5 t
Motor Diesel
-
1/4
Praktikum Prestasi Mesin Vg = Calibrated voleme of fuel gauge (L) t = time to consume calibrated volume (sec).
Dim ana
b. Specifk Fuel consumption and power. Untuk mengetahui thermal effeciency perlu diketahui besarnya specific fuel consumption.
BSFC
= BFC BHP
(L!Kw- h)
Kecepatan putaran motor dapat juga dihitung dengan mempergunakan "counter dan stop watch" sebagai berikut
n =60.N - - (rpm ) t
Dimana : N = Jumlah putaran dalam waktu t Performance suatu motor disebut sebagai brake mean effective atau bmep.lni menyatakan tekanan rata-rata yang diperlukan untuk menggerakkan piston selama langkah kerja guna menghasilkan power output, bilamana tidak ada mechanical losses. Power output dari motor dalam hubungannya dengan bmep:
BHP = p .n.Vs (Kw) 6. 104.K2
Dimana : .P
= bmep (kN/m2)
Ys = swept volume of engine (L) K2
= 1 for a 2-stoke engine 2 for a 4-sroke engine
Sedangkan swept volume : 2
Vs = n.d .s.N (L) 4 .106
Dimana
Motor Diesel
d = diameter cylinder (mm) s = piston stroke (mm) N = jumlah silinder
-
1I 5
Praktikum Prestasi Mesin maka
Electrical Dynamometers :
Hydraulic dynamometers :
Brake thermal efficiency :
77th =
3,6.106 v.p.f.H1
Dimana : Hl := Lower calorific value ( J / kg ) Pt = Density of fuel at 20°C ( kg/ I ) Dari rumus-rumus diatas dapat dianalisa karakteri stik motor pada putaran konstan dengan berbagai pembebanan. Grafiknya : BSFC , BFC , Thermal efficiency Vs BMEP /BHP.
2.2.4. Measurement of mechanical losses in engine Penyebab kerugian mekanis dalam motor bakar : • Gesekan antara piston dengan dinding silinder, bantalan - bantalan dan bagian yang bergesekan lainnya seperti : roda gigi, chamshaft dsb. Keperluan daya untuk menggerakkan mekanisme katup, fuel pump, lubricating oil pump, cooling water pump dan sebagainya. Kerugian pemompaan atau "pumping losses" kadangkala ikut terhitung dalam kerugian mekanis, hal ini tergantung pada methode pengukuran kerugian mekanis yang diperlukan. Pumping losses. Pumping losses adalah kerugian daya Motor Diesel
-
1/6
Praktikum Prestasi Mesin yang dipergunakan untuk penghisapan udara /mixture ke dalam silinder dan pendorong gas bekas keluar dari silinder. Beberapa pengukuran kerugian mekanis : - Measurement of mechanical losses by motorirtg. - Measurement of mechanical losses from indicator diagram . - Measurement of mechanical losses by extrapolation of william line. - Estimation of mechanical losses by meansof morse test. a. Measurement of Mechanical losses by Motoring Prinsipnya adalah mengukur besar daya yang diperlukan untuk memutar engine tanpa terjadi pembakaran didalam silinder. Metode ini hanya dapat dijalankan bila engine di kopel dengan electric dynamometer yang sekaligus berfungsi sebagai penggeruk. Caranya • •
Menghidupkan mesin sampai engine steady . Memutuskan perapian atau stop bahan bakar sehingga tidak terjadi pembakaran dalam silinder. Mengukur daya yang diperlukan untuk memutar engine sampai ke putaran penuh, pengukuran harus dilakukan sebelum engine menjadi dingin. Mempergunakan dead weight pada dynamometer, karena torque yang di perlukan untuk memutar engine mengakibatkan casing dari dynamometer akan bereaksi dalam arah yang berlawanan dengan arah ketika dynamometer menyerap daya dari engine.
•
•
RUMUS : Mechanical losses :
M
= F.n = T.n K,
(Kw)
K.l.
Mechanical efficiency :
llm•k
Motor Diesel
=
p P+M
=p I
; I
=indicated power (kw}
-
1/7
Praktikum Prestasi Mesin FMEP
= IMEP
(kN/m2)
17mek
Dari rumus-rumus tersebut diatas dapat dianalisa karakteristik engine pada berbagai kecepatan putaran . Grafiknya : imep, fmep, bmep,bhp Vs putaran.
b. Measurement of mechanical losses from indicator diagram Prinsipnya adalah pengukuran indicated power output langsung dari indicator diagram dan pada saat yang bersamaan juga diadakan pengukuran terhadap brake power output sehingga besarnya mechanical power dapat dihitung. Metode ini hanya berlaku bila tersedia fasilitas untuk pengambilan indicator diagram secara teliti. Diagram yang dihasilkan dengan mempergunakan uoscilloscope" kurang sesuai untuk tujuan ini sebaiknya dipergunakan "Maihak-lndicator". Caranya : Hitung luas diagram yang dihasilkan oleh indicator diagram dengan menggunakan planimeter, kemudian dibagi dengan panjang (absis) dari diagram. kalikan dengan skala tekanan (ordinat) dari diagram. Hasilnya :
=i
IMEP
Sedangkan dari pengukuran Power Output dapat dihitung besarnya BMEP
=
p
Jadi llmek
=
Pli
C. Measurement of Mechanical Losses by Extrapolation of Williams Line Prinsipnya adala.h pengukuran fuel consumption pada putaran konstan dengan berbagai pembebanan, kemudian digambarkan dalam grafik fuel consumption vs BMEP. Metode ini khusus dipergunakan untuk mengukur kerugian mekanis pada motor diesel, dimana pengisapan udara tanpa Throttled.
Motor Diesel
-
1/8
Praktikum Prestasi Mesin Caranya : -
Dari grafik BFC vs BMEP diketahui bahwa garis consumption atau Williams Line merupakan garis lurus dari not sampai rated power output = 75 %
-
Apabila garis tersebut diteruskan/extrapolasi sampai fuel consumption = 0, maka perpotongannya dengan sumbu BMEP merupakan mechanical power (n)
-
Sedangkan BMEP dihitung pada maksimum power output (p)
Mechanical Efficiency
fuel comsumption spesifik fuel consumption
in
- - - - - - spesific fuel consumption
0
100
200
300
400
500
600
bmep : KN/m2
d. Estimation of Mechanical Losses by mean of Morese Test Prinsipnya adalah menghitung indicated power output dari setiap silinder dengan terlebih dahulu mengadakan pengukuran terhadap power output dari engine dimana pembakaran dalam satu silinder dimatikan secara berturut-turut. Metode ini hanya dapat dilaksanakan pada engine yang mempunyai silinder banyak (misalnya 4 silinder) dan hasilnya merupakan suatu pendekatan belaka dan ketelitiannya a·gak menyangsikan, karena dalam metode ini diterapkan dua anggapan/ assumsi yang perlu dipertanyakan kebenarannya sebagai berikut : •
Pemutusan atau penghentian pembakaran pada setiap silinder tidak mempengaruhi kesempurnaan pembakaran pada silinder · silinder lainnya .
•
Berkurangnya atau selisih power output engine pad a salah satu silinder dihentikan pembakarannya terhadap pawer output total engine adalah sama dengan indicated power output dari silinder yang pembakarannya dihentikan.
Motor Diesel
1/9
Prakt ikum Pr estasi Mesin Caranya •
Jalankan/hidupkan engine sampai berjalan normal pada maksimum power out put dan kemudian henti kan/ matikan pembakaran pada salah satu silinder dengan cara sebagai berikut. :
* Motor Diesel : buka sambungan pada pipa bahan bakar antara fuel pump dengan injektor. Selanj utnya uur torque output engine pada puta ran konstan.
RUMUS : • Indicated power output of individual cylinder .
= 11 p - p2 = h p - p) = 13 p - p1
p - p4 = 14 Dimana
-
l1,12 , ...... = Indicated Power Output of Individual Cylinder. P1,P2,........ = Measured Power Out put with Combustion Suppressed in each Cylinder ( 1,2,3,4 )
Indicated Power Output Engine.
- Mechanical Losses.
- Mechanical Efficiency
Rumus- rumus di atas dapat juga diperhitungkan dalam bentuk persamaan dari : BMEP , dan 4 ) , pada putaran konstan sehingga didapat 2 3 pe~amaansebag~ berikut:
(p, p p
Motor Diesel
p
1AO
Praktikum Prestasi Mesin 2.1 . 5 Measurement of Air Consumption. Efficiency volumetris sangat mempengaruhi performance dari suatu motor bakar karena power output yang dihasilkan tergantung sekali besarnya terhadap jumlah udara/mixture yangh dapat dihisap · oleh piston dalam silinder. Pengukuran jumlah udara yang dihisap dilaksanakan dengan Air Consumption Motor, TE40 dengan prinsip mengukur pressure drey dari aliran udara yang melalui suatu orifice yang te lah diketahui diameter dan coeffisien of dischargenya dan kemudian menghitung. Pengukuran pressure drey dilaksanakan dengan "inclined manometer". RUMUS-RUMUS : a. Hubungan antara beda tekanan dan kecepatan dari ekspansi bebas gas p
Pa·Ul = .;...::___ 2
dimana : Pa = density of air, kg/ m3 U =velocity, m/s p = pressure difference, N/m2 Beda tekanan diukur dalam em of water. 1 em H20 = 98,1 N/m 2
2
p = Pa.U 2
= 98,1h0
dimana h0 = head across orifice, em H20
b. Density Udara.
103 Pa Pa
=RT 0
dimana Pa =barometric pressure, kN/m 2 Ta = air temperature, K R =287 J/kgK
Kombinasi persamaan a dan b :
u = 237,3
ho.Ta 3
10 ·Pa
Motor Diesel
Ul
Praktikum Prestasi Mesin
c. Volumetric rate of flow melalui orifice.
Va =volumetric rate of flow, l/sec D =orifice diameter, mm K3 = coefficient of discharge of orifice
dimana :
d. Massa rate of flow.
ma = 10
·6
1t. Dl 8 h().P .1 03 .- .K3 0, 27. r-=:..._!!.._4 . I;, D
bila dipergunakan orifice dengan sisi tajam maka K3 dapat disederhanakan sebagai berikut :
.,. V, = 0,003536 0 2
~
m, = 0,00001232 0 2
= 0,6 dan rumus c dan
Lisee
~
kg/sec
e. Volumetric Efficiency 11vol
dimana
n.V,
K2 = constant, 1 untuk 2 - stroke 2 untuk 4 - stroke Vs = swept volume, liters.
Dari rumus diatas dapat diketahui karakteristik engine pada berbagai kecepatan putaran . Grafik : 'lvoL = terhadap putaran.
Motor Diesel
1A2
Praktikum Prestasi Mesin
2.2.6 Measurement of Heat Losses Persamaan umum kesetimbangan energy dalam motor baker dapat ditujukkan sebagai berikut :
P =power output of engine. H1 = heat of combution of fuel H2 -= enthalpy of exhaust gas H3 = enthalpy of inlet air Q1 =heat to cooling water ~ =other heat losses.
Dimana:
Semua harga tersebut diatas dinyatakan dalam : watt (Joule /sec). Sedangkan masing-masing harga pada ruas kanan persamaan diatas adalah :
a.
H1
Dimana: HL = lower calorific value of fuel, J/kg. Pt = density of fuel, kg/ltr. BFC = fuel consumption. 1/h
b. [ H3
=
m, . Cp. T, (Watt)
]
Dimana: rna = massa rate of flow air at engine inlet kg/sec Cp = specific heat of air at constan pressure J /kg Ta = temperature of air at inlet; 0C.
c.
Dimana :
Pr.V) . Cp . Te ( ma + 3600 Te
= exhaust gas temperature,0C.
Perhitungan H2dengan mempergunakan rumus diatas adalah merupakan pendekatan saja dengan beberapa assumsi, bahwa spesific heat dari asap yang mempunyai massa sama dengan jumlah massa udara dan bahan bakar yang diisap ke dalam silinder adalah sama specific heat dari udara masuk. Motor Diesel
1A3
Pr aktikum Prestasi Mesin Methode ini dapat dilaksanakan dengan mempergunakan Exhaust Indicator and Thermocouple RE2-3 . Untuk perhitungan yang lebih teliti dipergunakan Exhaust Calorimeter TE 90 , dimana gas buang didinginkan sampai temperature tertentu dengan cara mengalirkan air kedalam kalorimeter.
d.~
Q1 = 4187 qw (T2 - T1)
Dimana:
~
qw = rate of flow engine cooling water 1/sec. T2 = cooling water outlet temp. °C T1 = cooling water inlet temp. °C
Dari perhitungan dengan rumus-rumus diatas akan dapat diketahui karateristik (heat balance) engine pada suatu putaran tertentu. Grafik : Heat balance vs BHP 3.
INSTALASI.
3. 1 Skema lnstalasi ENGINE TEST BED 100 HP/75 Kw -TE. 18
B
T c A
D
'\V ...._
..
E
/
I'
r-
KETERANGAN : A. MOTOR DIESEL B. HYDRAULI C DYNAMOMETER C. FUEL CONSUMTION GAUGE D. AI R CONSUMTION FLOW METER E. ENGINE COOUNG WATER SYSTEM F. TACHOMETER (DIGITAL)
Motor Diesel
TE18 DPX1 PE13 PE40
TE95 TTC105 1A4
Praktikum Prestasi Mesin
Sebelum pengujian dimulai, lakukanlah hal-hal sebagai berikut: a. Mencatat kondisi udara dalam ruangan laboratorium. b. Mengatur dynamometer pada kedudukan not (static balance). c. Mengatur manometer pada air flow meter pada kedudukan nol 3.2 Prosedur menjalankan motor Diesel a. Menjalankan sirkulasi air pendingin ke mesin dan atur jumlah aliran flow rate dari pada air pendingin yang masuk ke mesin 40 llmenit dengan memutar katup pengatur. b. Mengatur dynamometer pada beban minimum dengan memutar "loss control hand wheel" dan juga atur tekanan air yang masuk ke dynamometer minimum sebesar 1 atm untuk putaran mesin tidak melebihi 4500 rpm. c. Buka saluran bahan bakar dari tanki bahan bakar sampai ke mesin . d. Mengecek level bahan pelumas dalam karter, mengencangkan semua baut-baut yang kendor dan meyakinkan bahwa motor akan kerja dengan aman.
e. Memasang kabel accu untuk start dan memanaskan glow plug selama tidak lebih dari 15 menit. f. Mulai menstart motor dan apabila sudah jalan maka kita harus segera memutuskan saluran pemanas ke glow plug. g. Membiarkan motor berjalan beberapa waktu ( minimal 15 menit ) pada idling speed untuk pemanasan. h. Memeriksa tekanan minyak pelumas minimal mendengarkan apakah motor berjalan dengan baik. ·
300
kN / m2
dan
3. 3 Prosedur Pengukuran Sebelum mengadakan pengamatan dan pengukuran mintalah kepada assisten Individual test sheet dan main test sheet. Pengujian motor diesel dilaksanakan oleh minimum 4 orang praktikan dengan pembagian sebagai berikut: Praktikan 1 :
Motor Diesel
- Memimpin dan memberi komando saat mulai I selesainya pengamatan.
HS
Praktjkum Prestas; Mesin
-
Praktikan 2 :
Mengamati putaran motor pada revolution counter atau tachometer serta melaksanakn consumption dengan stopwatch. Mengamati manometer pad a. air flow meter, inlet air temperatur dan exhaust gas temperature.
Praktikan 3 :
-
Menjalankan motor sesuai denan percobaan dan mencatat niali torque rata-rata.
Praktikan 4 :
- Mengamati
flow rate dari air pendingin, temperatur masuk dan temperature keluar
termasuk
NOT E -
Pengamatan dilakukan sedapat mungkin secara serentak pada saat motor sudah cukup steady. Pada setiap set pengamatan, variasi kecepatan putaran hendaknya dijaga tidak lebih dari 0,5% atau 10 rpm. Perubahan beban hendaknya dilakukan perlahan-lahan dengan memutar load control hand wheel pada dinamometer. Untuk setiap kecepatan putaran dan pembebanan, catatlah secara serentak:
* Kecepatan putaran (rpm) * Gaya dari torque pada balance reading atau balance reading added weight (kN) * Waktu setiap pemakaian bahan bakar misalnya : 50-100-2 (sec) ** Temperatur gas asap ( C) Temperatur pendingin yang masuk dan keluar dari motor ( C) * Flow rate air pendingin (1/menit) * Pressure drop pada manometer dari air flow meter (bar)
+
0
0
-
-
Untuk mengetahui karakteristik motor diesel pada kecepatan konstan, pilihlah salah satu dari putaran : 1000-1200-1400-1500-1600-1800-2000-22002400-2600-2700-3000 rpm dan mencatat secara serentak seperti pada variabel-variabel diatas. Selama pengujian harus dijaga hal sebagai berikut : oo Temperatur gas asap tidak lebih dari 800 °C oo Perbedaan temperatur air masuk dan keluar dari dinamometer
tidak lebih dari 80 °F atau temperatur air kelur maksimum 140 °F oo Penguji an pad a beban penuh 100% tidak lebih dari 15 menit.
Motor D;esel
H6
Praktjkum Prestas; Mesin 3.4 Prosedur menghentikan motor diesel - Mengurangi beban secara perlahan-lahan sampai pada beban minimum sambil mengurangi kecepatan putaran motor. Membiarkan motor berjalan pada putaran · dan beban minimum sampai temperatur gas asap menjadi kira-kira 150 °C. - Mematikan motor dengan menarik stopping device pada bahan bakar. - Membiarkan air pendingin bersikulasi 15 menit lagi untuk mendinginkan motor secara perlahan-lahan. - Menutup semua katup-katup bahan bakar, air pendingin, air ke dinamometer, dan melepas kabel start dari accu serta membuka drainase valve pada dinamometer.
4. SPESIFIKASI ALAT PERCOBAAN DAN PENGUKURAN Equipment : Hydraulic dynamometer test bed 75 kW ( 100 HP ) Serial no.
: 18/3970
Date
: 21 mei 1976
Supplied to : Gilbert, Gilkos N.Gordon ( Indonesia )
ENGINE Type
: 4D - 56 MITSUBISHI DIESEL
Engine No. Bore
: 91.1 mm
Stroke
:55 mm
Swept Volume
: 2477 cc
Compression Ratio : 23
: 1:21
Max.Speed
: 4000 rpm
Max. Power
: 85 kW (115 HP) /4000 rpm
lndikator Tappings
: in number 4 silinder
Dia. of exhaust pipe
: 38 mm (1,5")
Length of exhaust pipe
: 1 meter
Torque
: 240 Nm (24,5 Kg.m) I 2000 rpm
DYNAMOMETER Capacity
Motor o;esel
: 75 kW/100 HP 1/17
Praktikum Prestasi Mesin Type
: DPX 1
Max. Speed
: 9000 rpm
Power Equation
: (Newton x rpm)/9645,305 Watts
Centre Height
: 381 mm
FUEL GAUG E Number
:1
Capacity
: 50 - 100 - 200 cc
WATER FLOWMETER Capacity
: 5 to 50 limen
AIR BOX Drum Size
: 0,61 m dia. x 0,91 m long
Orifice Size
: 56,00 mm
Coef. of Discharge
: 9,6
ADDITIONAL INSTRUMENTS Oil Pressure Gauge
: Rotetherm 0 to 700 kN/m 2
Oil Temperature Gauge
: Rotetherm 50 to 200 °C
Techometer
: Candella Instruments TIC 105
Revolution Counter
: Serial No. : 002
Cooling Water thermometer: - 10 to 110 °C Exhaust Thermometer
: not supplied
Exhaust Test Cock
: yes
LITERATURE Foundation Plinth Engine Handbook
: 20038
Heenan & Froude Instruct book No.
: 506/ 4
Heenan & Froude Publication
: 6032./3
Heenan & Froude Drawing No.
: BX 10000020AA : T.E. 10 T.E.20/A E.E.O
Motor Diesel
1/18
Praktikum Prestos; Mes;n
MOTOR OTTO 1. TUJUAN PENGUJIAN Tujuan pengujian motor otto adalah mengetahui karakteristik dari pada motor otto yang diuji, dan kemudian hasilnya digambarkan dalam bentuk "grafik-karakteristik". Beberapa grafik karakteristik yang dapat dipergunakan untuk menilai performance atau prestasi suatu motor otto antara lain :
1. Karakteristi k motor otto pad a kecepatan putaran Grafiknya: lhp ; bhp ; effisiensi ; hmep ; braketorque terhadap kecepatan putaran.
2. Karakteristik motor otto pada putaran konstan , untuk berbagai pembebanan. Grafiknya : Bfc, bsfc, heat - balance terhadap bhp atau bmep. 3. Komposisi gas asap : ( 02 ; C02 ; CO ) untuk suatu kecepatan putaran pada berbagai beban.
2. TEORI 2.1 NOTASI Satuan yang dipergunakan adalah lnternasional System Units. (S I)
2.1.1 Dynamometer Reading Dfskripsi Torque Balance reading Torque arm legth Time Revolution Power output Dinamometer constant
SIMBOL T F L t n p
SATUAN Nm N mm
s rpm kW
K1
2.1. 2 Fuel Consumption Diskripsi Fuel gauge calibrated volume Fuel consumption Spesific fuel consumption Density of fuel Lower Calorifie Value
Motor Otto
SIMBOL Vg
v v f
H1
SATUAN L Llh L/ kW - h kg/ L J/kg
2/ 1
Praktikum Prestasi Mesin
2. 1. 3 Enggine Dimension Dtskripsi Cylinder diameter Piston stroke Number of cylinders Constant 2 - stroke 4 - stroke Swept volume Clearance volume Compression ratio
SIMBOL d .s N K2 = 1 K2 = 2 Vs Vc r
SATUAN mm mm
SIMBOL I M
SATUAN kW kW
-p
kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2
L
1
2.1.4 Engine Performance Diskripsi Diameter of mean suring orifice Mechanical losses Brake mean effective pressure Pressure Indicated mean effective pressure Friction mean effective pressure Mechanical efficiency Air standard efficiency Thermal efficiency
l
m llmech lla llth
2. 1. 5 Air Consumption Diskripsi Diameter of meansuring orifice Volume of air box Orifice coefficient Temperatur of air Barometeric pressure Density of air flow Velocity of air flow Head acrossorifice Gas constant Volumetric flow rate Mass flow rate Volumetric efficiency of enggine
SIMBOL D Va Ks TA Pa
Pa
u
ho
R Va rna
SATUAN mm
13 K kN/m 2 . kg/m 5 m/s em H20 J/kgK 1/s kg/s
l1 vol
2.1.6 Energy Balance Diskripsi Heat of combustion of fuel Enthalpy of exhaust gas Enthalpy of inlet air Heat to cooling water
Motor Otto
SIMBOL H, H2 H3 Q,
SATUAN Jls Jls Jls Jls
2/2
Praktikum Prestasi Mesin Other heat losses Exhaust temperature Engine cooling water flow Cooling water inlet temperature Cooling water outlet temperature Calorimeter cooling water flow Cooling water inlet temperature Cooling water outlet temperature Temperature of Exhaust leaving calorimeter
CU Te qw T, · T2
qwc T1c T2c
To
J/s °C 1/s °C °C 1/s °C °C °C
2.2 ANALISA DAN FASILITAS PENGUJIAN Fasilitas pengujian merupakan faktor utama yang mempengaruhi relevasi data hasH pengujian dan analisa-analisa terhadap karateristik pengujian yang didapat. Fasilitas-fasilitas pengujian yang terpenting dalam pengujian motor bakar adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Measurement of ouput torque and power Measurement of speed. Measurement of fuel consumption. Measurement of air mechanical losses in engine. Measurement of air consumption. Exhaust gas analysis. Measurement of heat losses.
2. 2. 1 Measurement of output torque and power Untuk mengukur output-torque dari suatu motor dipergunekan alat-alat pengukur sebagai berikut : a. Electrical dynamometers b. Hydraulic dynamometer
a. Electrical Dynamometer Torque: T dimana:
= F.L (N.m) 100
F = Balance reading atau Balance reading added weight (N) L =Torque arm length (mm) 1 27ln Power : P = - - x x T (kW) 1000 60
dimana :
Motor Otto
n
= Revolution
perminute
2/ 3
Praktikum Prestasi Mesin Dari kedua persamaan diatas didapat
p
= 2tr
n . F. L 6 . 107
(kW).
Atau : P = F x n (kW) Kl 7
Dimana:
K _ 6xl0 1 - 2trxL = Dynamometer constant.
b. Hydraulic Dynamometers Khusus untuk Hydrolic dynamometer dimana balance reading and added weight dinyatakan langsung dalam satuan torque ( N . m ), maka :
RUMUS :
Txn P = Kl(kW)
Dari rumus diatas dapat dianalisa karakteristik motor pada berbagai kecepatan putaran. Grafik : Bhp, Brake Torque vs Kecepatan putaran.
2.2.2 Measurement of speed untuk menggambarkan karakteristik Torque-speed, diperlukan pengukuran terhadap speed dengan menggunakan alat yang disebut "tachometer" yang sudah t erdapat pada dinamometer. Dalam mengukur karakteristik-karakteristik lainnya, seperti power output dan fuel consumption, dipergunakan alat pengukur speed yaitu counter dan stopwatch. Pada Electrical Dynamometer biasanya dilengkapi dengan counter yang dapat dipasang dan dilepas .secara manual. Cara mengukur speed yaitu dengan jalan memasang counter untuk periode waktu tertentu guna mencatat putaran dan waktu. Sedangkan pada hydraulic dynamometer biasanya sudah dilengkapi dengan counter yang bekerja secara terus-menerus. Dalam hal ini harus dipergunakan stopwatch untuk mencatat waktu antara saat mulai pengukuran dan akhir pengukuran. 2.2.3 Measurement of fuel Consumption Pengukuran atas kebutuhan bahan bakar yang dipergunakan dapat dilaksanakan dengan ".Plint Fuel Gauge". Pad a prinsipnya alat terse but terdiri dari tabung yang didal.amnya dibatasi dengan sekat (spacer) dan antara setiap spacer yang berurutan mempunyai volume : 50 - 100 - 200 cc. Dengan
Motor Otto
2/4
Praktikum Prestasi Mesin dipergunakan "stop-watch" dapat diketahui waktu yang diperlukan untuk pemakaian sejumlah tertentu dari bahan bakar. RUMUS:
a. Fuel Consumption V
Dimana
= 3600 t
vg (liters/hour)
Vg =Calibrated voleme of fuel gauge (liter) t = time tp consume calibrated volume (sees).
b. Specifk Fuel consumption and power. Untuk mengetahui "thermal-efficiency" dari motor perlu terlebih dahulu menghitung besarnya specific fuel consumption.
Kecepatan putaran dari motor dapat juga dihitung dengan mempergunakan "counter dan stop watch" sebagai berikut n
Dimana:
=
60xN t
(rpm)
N = Jumlah putaran dalam waktu "t".
Performance suatu motor sering pula dinyatakan dengan "brake mean effective pressure" atau disingkat "bmep". lni adalah ekanan rata-rata yang diperhitungkan untuk menggerakkan piston selama langkah kerja guna menghasilkan power output, bilamana tidak ada mechanical los_ses. Power output dari motor dalam hubungannya dengan bmep, dapat P x n x v. dinyatakan sebagai berikut: P = x 4 x K2 6 10
Dimana
P = bmep (kN / m2) Vs = swept volume of engine (Lt3) K2 = 1 for a 2-stoke engine 2 for a 4-sroke engine
Sedangkan swept volume :
Motor Otto
215
Praktikum Prestasi Mesin dimana
d = diameter cylinder (mm) = piston stroke (mm) = jumlah cylinder
maka
P
= 6 x 1o4 x K 2 x P n x V5
a. Electrical dimanometer
p=
4
6x10 xK2 xF
K 1 xV5
b. Hydraulic dinamometers
p=
4
6 X 10 X K2 K 1 xV5
X
T
Brake thermal efficiency dapat dihitung dengan mempergunakan rumus sebagai berikut : 3x 6 x lOa --VXPf xHL
77th = -
Dimana:
HL = Lower calorific Vvalue (l/kg) Pt =Density of fuel at 20 ·c (kg/l).
Dari rumus-rumus diatas dapat diuraikan I dianalisa karakteristik motor pada putaran konstan dengan berbagai perbedaan. Graffk :
BSFC; BFC; THERMAL EFFICIENCY terhadap BMEP/BHP.
2.2.4 Measurement of mechanical losses in engine Kerugian mekanis dalam motor bakar terutama disebabkan karena adanya hal-hal sebagai berikut : ~ Gesekan - gesekan ( friction ) antara piston dengan dinding silinder,
bantalan - bantalan ( bearings ), dan bagian - bagian yang bergesekan lainnya seperti : roda gigi, chamshaft, rocker arm dan sebagainya. ~ Keperluan daya
untuk menggerakkan mekanisme katup, fuel pump, lubricating oil pump, cooling water pump, electric generator fan dan sebagainya.
Motor Otto
2/6
Praktikum Prestasi Mesin Kerugian pemompaan atau "pumping losses" kadangkala ikut terhitung dalam kerugian mekanis, hal ini tergantung pada methode pengukuran kerugian mekanis yang diperlukan. Pumping losses adalah kerugian daya yang dipergunakan untuk penghisapan udara/mixture kedalam silinder dan pendorong gas bekas keluar dari silinder. Beberapa methode pengukuran kerugian mekanis adalah 4.1
Measurement of mechanical losses by motoring.
4.2 Measurement of m~chanicallosses by from indikator diagram. 4.3 Estimation of mechanical losses by meansof morse test. 4. 1.
Measurement of Mechanical losses by Motodng
Prinsipnya adalah mengukur besarnya daya yang diperlukan untuk memutar engine tanpa terjadi pembakaran didalam silinder. Metode ini hanya dapat dilaksanakan apabila engine di kopel dengan electric dynamometer yang sekaligus berfungsi sebagai penggera (electric motor). Caranya : • Hidupkan atau jalankan mesin sampai engine cukup steady dan fully warmed up. • Putuskan perapian atau stop bahan bakar sehingga tidak terjadi pembakaran didalam silinder. • Ukur daya yang diperlukan untuk memutar engine sampai putaran penuh, pengukuran harus dilakukan secepat mungkin sehingga engine belum dingin. • Pergunakan pasang dead weight pada dynamometer, karena torque yang diperlukan untuk memutar engine mengakibatkan easing dari dynamometer akan bereaksi dalam arah yang berlawanan dengan arah ketika dynamometer menyerap daya dari engine. RUMUS-RUMUS : a. Mechanical Losses : M
=
F x n atau M Kl
=
T x n (kW) Kl
b. Mechanical Efficiency:
17mech
Dimana
Motor Otto
p =p + M
p
=I
I = P + M = lndikated Power (kW) Atau dapat dinyatakan dalam : i,
-
P, m.
21 7
Praktikum Prestasi Mesin
p 17m = p + m
p 1
dimana : 1 -.
= 6
X
10
4
K2 X I
X
n x V5 _ 6x104 x K2 xi m= n X V5 X 7]ffi
=
Indicated Mean eff. Pressure (kN/m 2 ) (i, m, e, p)
.. Priction mean eff. Pressure kN/m2 (f, m, e p)
Dari rumus-rumus tersebut diatas dapat dianalisa karakteristik engine pada berbagai kecepatan putaran • Grafik : i.m.e.p, f.m.e.p, b.m.e.p, terhadap putaran. 4.2. Measurement of mechanical losses from indikator diagram Prinsipnya adalah pengukuran/perhitungan indikated power output langsung dari indikator diagram dan pada saat yang bersamaan juga diadakan pengukuran terhadap brake power output sehingga besarnya mechanical power dapat dihitung. Methode ini hanya dapat dilaksanakan apabila tersedia fasilitas untuk pengambilan/pembuatan indikator diagram secara teliti. Diagram yang dihasilkan dengan mempergunakan ftOscilloscope" kurang sesuai untuk tujuan ini sebaiknya dipergunakan "Maihak-lndicator". Caranya: Hitunglah luas diagram yang dihasilkan oleh indikator diagram dengan menggunakan planimeter, kemudian dibagi dengan panjang (absis diagram dan kalikan dengan skala tekanan (ordinat) dari diagram. Hasilnya : l,m,e,p .. i Motor Otto
: Putuskan pengapiannya dengan mempergunakan Morse Test Switch TE29 yang dipasang antara distributor dengan busi Selanjutnya ukur torque output engine pada putaran yang dipergunakan konstan
RUMUS: 1. Indicated power output of individual cilinder.
p- p1 p. p2 Dimana :
Motor Otto
=
11
=h
P · P3 = l3 p. p" = 14
12,P2 .... = incated power output of individual cylinder. P1,P 2... ,= measured power output with combustion suppressed in each cylinder (1,2,3,4, ........ )
2/ 8
Praktikum Prestasi Mesin 2. lndfkated power output engine .
3. Mechanical Losses.
4. Mechanical Efficiency p
77mech
=I
p
4p • (PJ + p2 + p3 + p4 )
Rumus diatas dapat juga diperhitungkan dalam bentuk persamaan dari : bmep (P P1 P 2 P3 P 4) , pada putaran konstan sehingga didapat persamaan sebagai berikut :
- - -
sedangkan dari pengukuran power output dapat dihitung beasrnya : b.m.e.p = P jadi : 4.3.
17mech
= ~1
Estimation of Mechanjkal Losses by mean of Morese Test
Prinsipnya adalah menghitung indikated poewr output dari setiap silinder dengan terlebih dahulu mengadakan pengukuran terhadap power output dari engine dimana pembakaran dalam satu silinder dimatikan secara berurutan. Metode ini hanya dapat dilaksanakan pada engine yang mempunyai silinder banyak (misalnya 4 silinder) dan hasilnya merupakan suatu pendekatan belaka dan ketelitiannya agak menyangsikan, karena dalam metode ini diterapkan dua anggapan/assumsi yang perlu dipertanyakan kebenarannya sebagai berikut : •
•
Pemutusanatau penghentian pembakaran pada setiap silinder tidak mempengaruhi kesempurnaan pembakaran pada silinder - silinder lainnya . Berkurangnya atau selisih power output engine pada saat salah satu selinder dihentikan pembakarannya terhadap pawer output total engine adalah sama dengan indikated power output dari silinder yang pembakarannya dihentikan.
Caranya •
Jalankan / hidupkan engine sampai berjalan normal pada maksimum power output dan kemudian hentikan/matikan pembakaran pada salah satu silinder dengan cara sebagai berikut
Motor Otto
219
Praktikum Prestasi Mes;n 2.2.5Measurement of Air Consumpt ion. Efficiency volumetris sangat mempengaruhi performance dari suatu motor bakar karena power output yang dihasilkan tergantung sekali besarnya terhadap jumlah udara / mixture yang dapat dihisap oleh piston dalam silinder. Pengukuran jumlah udara yang dihisap dilaksanakan dengan Air Consumption Motor, TE 40 dengan prinsip mengukur pressure drop dari aliran udara yang melalui suatu orifice yang telah diketahui diameter dan coeffisien of dischargenya dan kemudian menghitung. Pengukuran pressure drop dilaksanakan dengan "inclined manometer".
RUMUS : a) . Hubungan antara beda tekanan dan kecepatan dad ekspansi bebas gas.
dimana:
Po.
u
= density of air, kg/m2 = Velocity, m/sec
p
= Pressure difference, N/ m2
Bed a tekanan diukur dalam "centimeters of water " dimana 1 em H20 maka rumus a menjadi : p
= Pa . U2
= 98,1
ho
= 98,1 ho
2
dimana
: ho = head acroes orifice, em HzO
b. Dens;ty Udara. 10 3 Pa
Pa
Dimana
= RTa
Pa = Barometric pressure, kN/m 2 Ta = air temperatur, °K. R = 287 J/kg K.
Kombinasi persamaan a). dan b). U = 237,3
Motor Otto
ho Ta I0 3x Pa
2110
Praktikum Prestasi Mes in
c. Volumetric rate of flow melalui orifice
dimana
Va D K3
= Volumetric rate of flow, Ltr/sec. = orifice diameter, mm = coefficient of discharge of orifice.
d . Massa rate of flow. 2
rna = to•a
.1l'
D
X
K3
X
0,827
4
~ho
Pa Ta
X
10 3
bila dipergunakan orifice dengan sisi tajam maka k3
m•
;
{hOTa
=0,0001232 D 2 v--n;-kg I sec
e. Volumetric Efficiency 17vol =
60 x K2 xVa V nx s
dimana : K2 Vs
= constant, =
1 untuk 2 • stroke 2 untuk 4 · sroke swept volume, liters.
Dari rumus diatas dapat diketahui karakteristik engine pada berbagai kecepatan putaran • Grafik :
17vo1 = terhadap putaran
2.2.6 Exhaust Gas Analysis Analisa terhadap gas tabung dilaksanakan dengan mempergunakan "Orsat Gas Analyser RE. L" yang pada prinsipnya mengukur prosentase volumetris dari C02 , CO dan 0 2 yang terkandung dalam gas buang tersebut. Caranya : Ambit mula-mula gas buang melalui exhaust test cock dengan tabung sampai skala : X. kemudian larutkan secara berurutan kadar C0 2 , 0 2 , CO
Motor Otto
2/11
Praktikum Prestos; Mesin KOH, Pyrogalol, CaCL2 atau zat-zat pengikat
dengan pengikat zat seperti : lainnya. Misalnya banyaknya gas buang setelah diadakan pengikatan menunjukan skala sbb; C02 larut , skala = a 02 larut , skala = b C02 larut , skala = c RUMUS-RUMUS : X
-
a
C0 2 = - - - - x 100% X
X - b - - - - xlOO% X
CO
X
-
C
=- - X
X
100%
Analisa gas buang dapat dilaksanakan baik pada putaran engine constant dengan berbagai pembebanan ataupun pada berbagai putaran . Grafik:
%dari C02 , 02 , CO terhadap n maupun terhadap bhp.
2.2. 7 Measurement of Heat Losses Persamaan umum kesetimbangan energy dalam motor bakar adalah sebagai berikut: P = H1 - ( H2 - H3 ) - C1 - Q2 P =power output of engine. H1 = heat of combution of fuel H2 = enthalpy of exhaust gas H3 = enthalpy of inlet air Q1 == heat to cooling water ~ = other heat losses.
Dimana :
Semua harga tersebut diatas dinyatakan dalam : watts (Joules/secound). Sedangkan masing-masing harga pada ruas kanan persamaan diatas adalah : a). H 1 =
HLpfx V (watt) 3600
Dimana :
Motor Otto
HL = Lower calorific value of fuel, J/kg. pf = density of fuel, kg/ltr V = fuel consumtion, ltr/hour
2/12
Praktikum Prestasi Mesin
b). H3
= ma. Cp . Ta
Dimana:
_
c) . H2 -
(watt)
ma = massa rate of flow air at engine inlet kg/sec Cp = specific heat of air at constan pressure J/kg Ta = temperature of air at inlet, °C:
mo + pfxV X Cp X Te (watt).
Dimana:
3600
Te
= exhause gas temperature, 0C.
Perhitungan H2dengan mempergunakan rumus diatas adalah merupakan pendekatan saja dengan beberapa assumsi, bahwa specific heat dari asap yang mempunyai massa sama dengan jumlah massa udara dan bahan bakar yang diisap ke dalam sHinder adalah sama specific heat dari udara masuk. Methode ini dapat dHaksanakan dengan mempergunakan Exhaust Indicator and Thermocouple RE 2 - 3 . Untuk perhitungan yang lebih teliti dipergunakan Exhaust Calorimeter TE 90 , dimana gas buang didinginkan sampai temperature tertentu dengan cara mengalirkan air kedalam calorimeter.
Dimana:
Gw = rate of flow engine cooling water 1/sec. T2 = cooling water outlet temp. °C T1 = cooling water inlet temp. °C
Dari perhitungan dengan rumus-rumus diatas akan dapat diketahui karateristik ( heat balance ) engine pada suatu putaran tertentu.
Motor Otto
2/13
Praktikum Prestasi Mesin
3. INSTALASI. 3.1 SKEMA INSTALASI. ENGINE TEST BED 75 Kw (100 Hp) TE. 18/D
8
F
±
r-
c
A
D
'--
E
r-
Keterangan :
A. MOTOR OTTO
TE
18
B. HYDRAULIC DYNAMOMETER
DPX
1
C. FUEL CONSUMPTION GAUGE
TE
13
D. AIR CONSUMPTION
TE
40
E. AIR COMSUMPTION
TE
95
F. TACHOMETER (DIGITAL)
TTC
105
Motor Otto
2/14
Praktikum Prestasi Mesin Sebelum penguj ian dimulai, lakukanlah hal-hal sebagai berikut : a. Catatlah kondisi udara dalam ruangan laboratorium. b. Aturlah dynamometer pada kedudukan "nol" (static balance). c. Aturlah manometer pada air flow meter pada·kedudukan "nol"
3.2 PROSEDUR MENJALANKAN MOTOR OTTO. 1. Jalankan si rkulasi air pendingin ke mesin dan atur jumlah aliran flow rate dari pada air pendingin yang masuk ke mesin 40 l/menit dengan memutar katup pengatur . . 2. Aturlah dynamometer pada beban minimum dengan memutar "load controle hand wheel" dan juga atur tekanan air yang masuk ke dynamometer minimum sebesar 1 atm untuk putaran mesin tidak melebihi 4500 rpm. 3. Buka saluran bahan bakar dari tanki bahan bakar sampai ke mesin. 4. Periksa permukaan pelumas dalam karte, kencangkan semua baut-baut yang kendor dan yakinkanlah bahwa motor akan kerja dengan aman. 5. Pasanglah kabel accu untuk start dan perikasalah sambungan-sambungan secara telii, supaya tidak ada yang kendor. 6. Motor di start sampai jalan dan kemudian biarkan motor berjalan beberapa waktu ( min 15 menit ) pada idling speed untuk pemanasan. 7. Periksa tekanan minyak pelumas ( min 300 kN/m 2 ) dan dengarkan apakah motor berjalan dengan baik. 3.3 PROSEDUR PENGUKURAN Sebelum mengadakan pengamatan dan pengukuran mintalah kepada assisten "individual test-sheet" dan "main test sheet".Pengujian motor otto hendaknya dilaksanakan oleh minimum 4 orang praktikan dengan pembagian tugas sebagai berikut : Praktikan 1. :
-
Praktikan 2. :
Memimpin dan memberi komando saat mulai/selesainya pengamatan. Mengamati putaran motor pada revolution counter atau tachometer serta melaksanakan consumtion dengan stopwatch.
-
Mengamati manometer pada air flow meter, inlet air temperatur dan exhaust gas temperatur.
Praktikan 3. : -
Menjalankan motor sesuai denan percobaan dan mencatat niali torque rata-rata .
Praktikan 4. :
Mengamati flow rate dari air temperatur masuk dan keluarannya.
Motor Otto
-
pendingin,
termasuk
2/15
Praktikum Prestas; Mesin NOTE • • • •
Pengamatan dilakukan secepat mungkin secara serentak pada waktu motor sudah cukup "Steady. Pada setiap "set" pengamatan, variasi kecepatan putaran hendaknya dijaga tidak lebih dari 0,5 %atau 10 rpm. Perubahan beban hendaknya dilakukan secara perlahan-lahan dengan memutar " balance hand wheel " pada dynamometer. Untuk setiap kecepatan putaran dan pembebanan catatlah secara serentak :
1. Kecepatan putaran (rpm) 2. Gaya dari torque pada "balance reading" atau balance reading + added weight (N) 3. Waktu setiap pemakaian bahan bakar misalnya : 50 - 100- 200 cc (sec) 4. Temperatur gas buang (0 C) 5. Pemperatur air pendingin yang masuk dan keluar dari motor (0 C) 6. Flow- rate air pendingin (1 / men). 7. Pressure drop pada dynamometer dari air "air flow meter" (bar) 8. Presentase o2, C02 dan Co dalam gas buang. 9. Pembuatan P - V diagram dengan "indikator diagram" •
•
Sedang untuk mengetahui karakteristik motor otto pada kecepatan konstan pilihlah salah satu dari putaran-putaran : 1000 - 1200 - 1400 1500 - 1600 - 1800 rpm 2000 - 2200 - 2400 - 2600 - 2750 - 3000 - 3200, rpm. Dan catatlah secara serentak : seperti pada variabel diatas. Selama pengujian haruslah dijaga hal-hal sebagai berikut 1. Temperatur gas asap tidak lebih dari 800 oc. 2. Perbedaan temperatur air masuk dan keluar dari dynamometer tidak lebih dari 80 °F atau temperatur afr keluar max 140 °F. 3. Pengujian pad a be ban penuh 100% dilakukan tidak lebih dari 15 menit.
3.4 PROSEDUR MENGHENTIKAN MOTOR OTTO
4. Kurangi beban secara perlahan -lahan sampai pada batas minimum 5. 6. 7. 8.
sambil mengurangi kecepatan putaran motor. Biarkan motor berjalan pada putaran dan bebas mini mum sampai temperatur gas asap menjadi kira -kira 150°C. Matikan motor dengan memutus hubungan listriknya . Biarkan air pendingin bersikulasi 15 menit lagi untuk mendinginkan motor secara perlahan. Tutup semua katup-katup bahan bakar, air pendingin, air ke dynamometer, dan lepaskan kabel start dari accu serta buka "Drainage Valve" pada dynamometer.
Motor Otto
2/16
Praktikum Prestasi Mesin 9. SPESIFIKASI ALAT PERCOBAAN DAN PENGUKURAN
Equitment
Hydraulic dynamometer test bed 75 kW (100 h.p)
Serial
TE. 18/3968
Date
27.5.76
Supliet to
Gilbert Gilkes & Gordon (Indonesia)
ENGINE Type
BLMC 1622 c.c
Engine No
16V/860E/2549
Bore
76.2 mm
Sroke
88.9 mm
Swept Volume
1522c.c
Compression
7.2 to 1
Ratio maksimum speed
5000 rev/min
lndikator Tappings : In No:
4 sylinder
Diameter of Exhaust pipe
38 mm (1 Y2)
Length of exhaust pipe
1 matre
DYNAMOMETER
HEENAN & FROUDE
Capacity
75kW
Type
DPX 1
Maxsimum speed ..
9000 rev/min
Serial No.
ZBX 33611/5
Power Equation Centre Height
Watts
Newtons x rev I min 9549.305
=- - - - - -
0,5 m
FUEL GAUGE Number
1
Capacity
50- 100 - 200 c.c
Motor Otto
2117
Praktikum Prestasi Mesin WATER FLOWMETER Rotameter 2000 Capacity
5 to 50 1/min
Serial No.
RA 123164
AIR BOX : Drum Size
0.61 m diameter x 0. 91 m long
Oriffice Size
56.03
Cooficient of Discharge
0.6
ANDITIONAL INSTRUMENTS : Oil pressure Gauge
Rotameter 0 to 700 kN/m 2
Oil temperature Gauge
Rotameter 50 to 200 °C
Tachometer
Cendela lntruments TTC 105
Revolution Counter
Serial o.004
Cooling Water Thermometer : Exhaust Thermometer
- 10 to + 110 °(
Exhaust Test Cock
Not Supplied
Variable Jet Carborettor
Yo S
Morse Test Apparatus Indicator mounting bracket
Not suplied
Indicator
LITERATURE Foundation Plinth
20038
Engine Handbook Heenan & froude lntruction Book No.
: 506/4
Heenan & froude Publication 603213 Heenan & froude Drawing No. BX 010000020AA TE.
10 TE.20/ A
Re. 0.
Motor Otto
2/18
Praktikum Prestasi Mesin _,_
Dimana: nt T
= Kecapatan putaran turbin (rpm) = Torsi Turbin (N.m)
D Efiseinsi Turbin :
BHP WHP
(6)
1Jt = - - X 100% D
Kapasitas Air Teoritis :
(7) ll = 0,8 + 0,88 Tergantung dari sudut \1' dan q> (datam perhitungan ll = 0,88) a = 67,5° = 67° 30 d1 = 0,75 inch = 0,01905 meter d2 = (1-k) . d1 (meter) k = Prosentase bukaan katup 2 g = Percepatan grafitasi =9,81 mls Ha = Head actuallsebenarnya (m)
Dimana:
Gam bar Potongan penampang nozzle selengkapnya dapat dilihat sebagai berikut:
-
0
~-----
Effisiensi Nozzel : Tla
Dimana:
=
Qa xlOO %
(8)
Qt
Qa Qt
= Kapasitas sebenarnya yang metewati turbin = Kapasitas teoritis (m3 I s)
(m 3 I s)
"h
Turbin Pelton
3 11
Praktikum Prestasi Mesin Effisiensi turbin yang tinggi dapat dicapai jika turbin bekerja pada kondisi yang optimum. Untuk menentukan jenis turbin yang sesuai dengan kondisi kerjanya, dasar yang dipakai adalah "kecepatan spesifik". Kecepatan spesifik :
ns
n..JN
= ----s/4
(rpm)
(9)
Ha
Dimana:
n = Kecepatan putar turbin (rpm) N = daya input turbin = BHP (HP) Ha = tinggi jauh sebenarnya (meter) NS 4 - 35 17- 50 24 - 70 80 - 120 120 - 220 220- 350 350- 430 300- 1000
JENIS TURBI N Turbin Pelton dengan 1 Nozzle Turbin Pelton dengan 2 Nozzle Turbin Pelton dengan 4 Nozzle Turbin Francis Putaran Rendah Turbin Francis Putaran normal/sedang Turbin Francis Putaran Tinggi Turbin Francis Putaran sangat Tinggi Turbin Propeller atau kaplan
Turbin pelton dapat dikatakan turbin air dengan ns yang paling rendah dan bekerja H yang paling tinggi. Turbin Francis dapat digolongkan sebagai turbi n dengan ns menengah dan bekerja dengan H yang menengah pula. Turbin propeller atau Kaplan tergolong t urbin dengan ns yang tinggi, bekerja dengan H yang rendah dan Q yang tinggi. 3. ALAT - ALAT YANG DIGUNAKAN 1. Tangki air yang terdiri dari 2 bagian. Bagian pengukur alirannya dilengkapi dengan peredam gelombang, serta skala pengukur dalam inchi dan ft 3 /min. 2. Pompa sentrifugal dengan pe·nggerak motor listrik yang dapat diatur putarannya 3. Transformator untuk mengatur tegangan dan arus yang masuk ke motor, yang digunakan untuk mengatur putaran motor listrik penggerak pampa. 4. Prony brake dengan panjang tangan 0,16 meter 5. Force Gauge untuk mengukur 6. Gaya yang terjadi pada ujung lengan prony brake 7. Gaya pada lengan dynamometer dari motor 8. Pressure gauge untuk mengukur tekanan discharge dari pampa pada ketinggian yang sama dengan t inggi nozzle turbin.
Turb ln Pel ton
3!3
PrakHkum Prestasj Mesjn
9. Tacahometer untuk mengukur kecepatan putar turbin. 10. Aparat pengujian turbin pelton yang telah terpasang lengkap dengan nozzle dan spear valvenya.
Skema unit percobaan Turbin Pelton :
pengukur s pear valve ----;:::~~-¥.-?lL~---_,....c:::::::_--:_~==-~ali~ ra::.:_ n -,
.
=iD it! i U i U€~ ~ !!!.,
: ·~::-~ ___________
...._ ":::~
'-----~ ,.._---IT"- - - - - - - - - - - ..
variable speed motor
:-::~:::-:=:-:-=-:=~=~~~=~
drain
4. JALAN PERCOBAAN Sebelum percobaan dimulai :
>-
Periksa air dalam tangki, apakah sudah mencukupi atau belum (tinggi level air pada ftVee notch" harus menunjukkan angka nol pada skala pengukurannya)
>-
Periksa tinggi air raksa dalam tabung-tabung force gauge. Usahakan pada posisi nol. Bila 'tidak mungkin lakukan kalibrasi dalam pencatatan data· data yang diperlukan.
>-
Sebelum tombol ON ditekan, pastikan bahwa rotary speed regulator menunjukkan angka 0. (Suatu switch khusus akan secara otomatis mencegah start dari motor bila rotary speed regulator tidak menunjukkan angka nol). Pastikan juga prony brake dalam keadaan bebas (tidak terkunci I di rem
>-
Buka katup discharge dari pampa dan putar spear gear sampai membuka penuh kemudian tekan tombol ON dan sebuah lampu merah kecil akan menyala. Setelah itu naikkan kecepatan motor dengan cara memutar speed regulator perlahan-lahan sampai tekanan discharge pampa menunjukkan skala tertentu sesuai dengan instruksi asisten.
'
~.
Turbjn Pelton
3 /4
.. Praktikum Prestasi Mesin Percobaan dilakukan dengan cara: 1. Putar rotary speed regulator sampai menunjukkan head teoritis tertentu
tekanan
discharge
pompa
2. Atur spear valve sampai menunjukkan bukaan katup tertentu. 3. Putaran turbin diatur (diamati dengan tachomet er) dengan cara mengencangkan I mengerem prony brake sampai menunjukkan putaran tertentu.
4. Pada saat putaran yang diinginkan tercapai, catatlah data-data yang diperlukan : Ha, Ft, Fp, Qa, V, I. 5. Lakukan langkah 3 s/d 4 diatas untuk beberapa macam putaran turbin ffnt" dari putaran 1600 rpm sampai putaran 1200 rpm dengan interval 100.
6. Lakukan langkah 2 s/ d 3 diatas untuk beberapa varia bel bukaan diffuser tertentu k, yaitu bukaan katup 75 % dan 50 % 7. Lakukan langkah 1 s/ d 6 diatas untuk beberapa variabel head teoritis turbin "Ht" yaitu untuk head 8 m dan 10 m
5. TUGAS-TUGAS 1. Buat suatu contoh perhitungan dari variabel-variabel yang diperlukan untuk membuat grafik-grafik karakteristik
turbin.
Sedangkan
hasil
perhitungan lai nnya dimasukkan didalam table. 2. Buat grafik BHP vs nt pada Ht
= constan
k
3. Buat grafik WHP vs nt pad a Ht
= constan
k = constant
4. Buat grafik Qa vs 5. Buat grafik H' vs
= constant
= constant nt pad a Ht =constant ; k = constant
nt pad a Ht = constan
6. Buat grafik 11t vs Qa pada Ht = constant ; k
k
= constant
7. Buat grafik BHP vs Qa Ht = constant; k = constant
= constant ; k =constant Buat Grafik Qa vs ns pada k = constan ; k = konstan Buat Grafik 11t vs ns pada k = constan ; k = konstan
8. Buat grafik Ha vs ns pada k 8. 9.
10. Buat kesimpulan dari data percobaan And a. Catatan: Grafik BHP vs nt dan grafikWHP vs nt dibuat dengan skala yang sama dan dibuat menjadi satu. Grafik ot vs Qadan. grafik WHP vs Qa dibuat dengan skala yang sama dan dibuat menjadi satu.
Turbin Pelton
3 !5
Praktikum Prestasi Mesin Grafik-grafik supaya dibuat dengan menggunakan mal serta setiap kurvanya dibedakan dengan tinta warna.
6. TUGAS TAM BAHAN Mintalah I tanyakan pad a asisten anda· bila tugas pendahuluan grup anda telah betul dan disetujui oleh asisten anda.
H. DAFTAR PUSTAKA 1. Streeter V.L.,Fluid Mechanics, Mc.Graw Hill Book Company, Tokyo, 1981. 2. Ramamrutham, Hidraulics Fluid Mechanics and Fluid Mechines, Dhanp~t Rai &. sons, New delhi, 1982. 3. Norrie D.H., An Introduction to incompressible Flow Machines, American Elsevier, New York, 1963. 4. Willicenus G. F., Fluid Mechanics of Turbomachinery, Me. Graw Hill, 1947.
Turbin Pelton
3 !6
Praktikum Prestasi Mesin
KOMPRESSOR 1. TUJUAN PENGUJfAN Pengujian terhadap sebuah Reciprocating Air Compresor (RAC) dimaksudkan untuk membantu memberi pelajaran kepada praktikan untuk dapat mendalami teori-teori termodinamika. Pengujian ini bertujuan untuk menyelidiki sifat-sifat dari kompresor Udara Bertingkat Ganda atau lebih. 2. TEORI Kompresor udara Bertingkat Ganda terdiri dari GT 102 (tingkat pertama) dan GT 10212 (tingkat kedua) yang masing-masingnya terpasang pada sebuah Lori yang terpisah. Tingkat pertama dapat digunakan secara terpisah atau tersendiri tanpa tingkat kedua, sedangkan bila diinginkan sebuah kompressor bertingkat ganda, maka dengan pipa udara (hoses) tingkat pertama dapat dihubungkan pada tingkat kedua secara tepat. Sehingga akan terbentuk sebuah kompressor bertingkat ganda lengkap dengan intercooling. TINGKAT PERTAMA (GT 102) Tingkat pertama ini mempunyai dua sHinder dengan sistem pendinginan udara. Digerakkan oleh DC Dynamometer Motor yang kecepatannya dapat diatur untuk meneruskan putaran motor kepada kompressor V-belt dengan perbandingan kecepatan 3,57 :1. Kecepatan kompressor dapat diukur dengan tachometer listrik dan dapat juga dibaca langsung pada panel insrumen. Suatu pegas pengimbang dipasang untuk mengukur Momen Torsi Motor, sedang Daya Listrik dapat diukur dengan instrument yang terpasang pada kontrol kabinet. Sebuah orifice dipasang untuk mengukur jumlah aliran massa udara dairi kompressor. Temperatur dapat diukur pada setiap titik yang dikehendaki dalam siklus dengan menggunakanan "multi point temperatur" dan "thermocouple". Temperatur tabung kering dan tabung basah digunakan untuk mengukur kelembaban udara sebelum dan sesudah kompresi. TINGKAT KEDUA (GT 102/2) Kedua ini juga digerakan oleh sebuah DC Dynamometer Motor yang kecepatannya dapat diatur seperti pada tingkat pertama. Putaran motor diteruskan kepada kompressor dengna menggunakan V-belt dengan perbandingan kecepatan 3,57: 1. Tingkat kedua ini mempunyai 2 (dua} silinder yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dari silinder tingkat pertama. Disini tidak dibutuhkan receiver. Pemakaian daya tekanan dan temperatur pada setiap titik dalam siklus diukur dengan peralatan yang sama dengan peralatan pada tingkat pertama. Pada tingkat kedua ini dipasang sebuah intercooler dengan pendingin air. Kompressor
4/1
c
Praktikum Prestasi Mesin Pada tingkat kedua ini dipasang sebuah intercooler dengan pendingin air. Udara bertekan dari tingkat pertama dilewatkan melalui intercooler sebelum memasuki tingkat kedua atau dapat langsung memakai tingkat kedua tanpa harus melewati intercooler. Sebuah instrument dipasang untuk mengukur flowrate dari air pendingin serta temperatur masuk dan keluar udara dan air. Sebagai alat tambahan pada tiap tingkat dipasang penunjuk tekanan "Maihak Indicator" yang berguna untuk pembuatan P-V diagram . Alat ini dipasang df kepala silinder dari setiap kompressor dan digerakan oleh suatu mekanisme yang dihubungkan pada bagian crnk case. Setiap motor dilengkapi dengan panel kontrol yang berisi variable transformer dan rectifier serta dilengkapi pula dengan alat pengatur putaran. Kontrol unit kabinet hanya dapat dihubungkan dengan arus listrik satu phase pada tegangan 220-240 Volt frekwensi 50-60 Hz. Pemakaian daya maksimum pada setiap tingkat tidak akan melebihi 2.2 Kw.
2.1 DATA TEORI Instrument yang dibutuhkan sebagai berikut :
.....
Tingkat Pertama (GT.120) Motor: a. Spring balance untuk menghitung momen. Voltmeter c. Ammeter. b.
Kompressor : Electrical tachometer. Tekanan Udara : a. Bourdon gauge untuk delivery pressure. b.
Manometer untuk inlet pressure.
Massa udara yang mengalir : a. Sharp edged orifice. b. Dua manometer untuk orifice differential dan down stream pressure.
Temperatur: Thermocouple dengan multi point indicator yang berfungsi sebagai pemungut: • Temperatur dari udara yang akan masuk kedalam kompressor. • Temperatur dari udara yang kelaur • Temperatur udara yang masuk kedalam orifice. Humidity: delivery.
Kompr essor
Thermometer tabung kering dan tabung basah untuk inlet dan
4/2
Praktikum Prestasi Mesin nngkat Kedua ( GT 10212) Motor: a. Spring balance untuk menghitung momen. b. Voltmeter. · c. Ammeter. Kompressor : Electrical Tachometer. Tekanan udara Intercooler
: Bourdan gauge untuk inlet stage delivery pressure.
: Rotameter untuk water flow.
Temperatur Thermometer dengan multi point indicator yang berfungsi sebagai pemungut: • Terperatur udara masuk intercooler. • Temperatur udara keluar intercooler. • Temperatur air masuk • Temperatur air keluar intercooler. • Temperatur udara masuk kompressor. • Temperatur udara keluar kompressor.
2.2 DATA TEKNIK
Tingkat Pertama (GT 102) Number of cylinder Bore Stroke Swept volume Compressor speed range Max. Delivery pressure Compressor speed range Drive belt ratio Motor power Free air delivery Air receiver volume
: 2 (dua) : 66,7 mm (2 5/8") : 63,5 mm ( 2 Y2") : 374 Ltr /menit (13,2 ft 3/menit) pad a putaran 850 rfm : 425 - 850 rpm : 374 Ltr /menit (132ft3 /menit) pad a putaran 850 rpm. : 10,3 bar (150 psig) : 3,57: 1 :2,2 kW. : 262 Ltr/menit (uP, to 9,25 ft 3 /menit) : 107 liter (3,37 ft )
nngkat Kedua (GT 10212) Number of cylinder Bore Stoke Swept volume Compressor speed range Max. Delivery pressure Drive belt ratio
Kompressor
: : : : : : :
2 (dua) 50,8 mm (2") 50,8 mm (2") 156 ltr /menit (6,1 ft 3 /menit) pad a putaran 850 rpm 425-850 rfm 10,3 bar (150 psig) 3,57: 1 4/3
..
Praktikum Prestasi Mesin
Motor power Motor speed range Free air delivery Intercooler water flow
:2,2 kW : 0 - 3000 rpm : 106 ltr/menit (up to 4,3 ft 3/menit) : 200 ltr/jam (44 gph)
GABUNGAN TINGKAT PERTAMA KEDUA (TINGKAT GANDA) Dimension : long = 1450 mm (55") wide = 610 (24") hight = 1780 mm (70") Electrical supply : Weight
220 - 240 volt, 50-60 Hz Single phase 2.2 kW for cash stage : GT 102/2 = 182 (400 lb)
Dalam operasinya reciprocating air compressor (RAC) ataupun sebuah kompressor adalah mengisap sejumlah uara dengan volume tertentu masuk ked alam silinder. Udara yang diisap ini did alam silinder ditekan secara politropis, sehingga mengakibatkan suatu kenaikan tekanan dan temperatur. Dara tekanan ini mengalir melalui "Spring loaded out disc valve" ke "discharge system: Udara akan keluar secara kontinu sampai piston mencapai titik mati bawah (TMB), sejumlah udara berikutnya akan terhisap melalui "Spring loaded disc valve" dan proses akan berulang kembali. Dari P-V diagram yang ideal untuk kompressor satu tungkat dibawah ini dapat dilihat siklus yang dijalani oleh udara tersebut
1. TEORI UMUM DARI KOMPRESI
Gambar 1
Keterangan gambar:
a ----- b = langkah kompresi b-- ----e
Kompressor
= langkah buang
Vc
= volume sis a
Vs
= Va- V, = volume lengkap
V
= Va-Vd =volume isi
4 !4
Praktikum Prestasi Mesin
Dari suatu siklus kompressor, proses penekanan dan pengembangan tidak mengikuti proses adiabatis ataupun isoterma, ini berarti index politropis untuk proses penekanan dan pengembangan (n) terletak diantara 1.0 dan 1.4 dimana PV" = konstan. Kerja politropis Vp1 = yang ditunjukan oleh luas diagram P-V adalah : VP1 = 1Pdw
= ~l = P2 V2 - P1V1 n -
persamaan tersebut dapat juga ditulis : (n) n -1 Wp 1 =m2 RT1 -(rp - 2) n -1
n
(1)
Diagram dibawah ini memperlihatkan sebuah bentuk dari diagram P-V yang sebenarnya yang berbeda dengan diagram P-V yang ideal, yang mana seperti terlihat pada gambar terlihat titik-titik ujung mempunyai bentuk yang membulat.
p External De live~
(receiver) Pressure
Gambar 2
~-------------------- v Kerja yang ditunjukkan : a
Wt = P dv- J(P2 - P1) c
=
Ls
J (Ps - P1) Ap N dl
D
dimana:
Ap = Luas penampang piston Ls = Langkah (stroke) N = Putaran
Ataupun ditulis :
W1 = Pm Ap Ls N
(2)
Diagram ini memperlihatkan sebuah diagram P-V yang ideal dari sebuah kompressor bertingkat ganda. Disini penekanan berlangsung dalam dua tingkat,
Kompressor
4/5
Praktjkum Prestasj Mesin yang mana akan ada suatu tekanan perantara (P1) yang terletak diantara P1 dan P2 • Dalam hal ini di anggap tidak tekanan yang hilang diantara tingkat tersebut.
P2 .-
C B
leotherm81Compreeelon Adisbstlc Compreeeslon Area repreeent power e~tved ~ t wo et~tggl ng PI
PRE55URE P1 )
VOLUME
Dengan Menggunakan persamaan (1) untuk siklus penekanan didapatkan :
Wp
= m'a RT,
Wp
....
(n/n -1) (Pt"" 11n -1) +rna RT1 (n/n-1) (P~ -l/n -1)
m'a RT, (n / n - 1)
(rpt 11n
-1) +T,
(rpf-11n-1 )
(3)
Suatu . yang tidak boleh dilupakan dalam pembahasan kompressor adalah mengenai efesiensi, yang mana efesiensi volumetris praktis sebuah kompressor. Efisiensi volumetris adalah perbandingan antara besarnya massa udara yang dikeluarkan sebenarnya dengan harga maksimum secara theoritis . Efisiensi volumetris dapat didefinisikan sebagai berikut :
Va - Vd
11 vol =
Karena Vs
=
(4)
Vs
Va, maka persamaan (4) dapat juga ditulis sebag?i beri kut:
_ Va- Vd Vs + Vc - Vd _
11 YO l -
Karena :
Pd vS
Karena:
Pd
11 vol
Kompressor
Pc
=
Vs
•
= Yp
P,
I
Vs
v~ , Maka: ~ vol
-
Vc ( Vd ) 1- - 1 Vs Vc
=
1-
~:[[:~i - l]
maka:
1-~: (rp; -1)
(5)
4 !6
Praktikuin Prestasi Mesin Dari persamaan (5) diatas dilihat bahwa apabila tekanan unaik" akan menyebabkan efisiensi volumetris'turun". Oleh karena itu ntuk mendapatkan nilai perbandingan efesiensi volumetris yang tinggi pada umumnya digunakan kompressor tingkat ganda atau lebih. Hal ini akan lebih menyempurnakan jumlah udara yang diberikan pada suatu nilai perbandingan dan dapat mengurangi jumlah daya yandg dibutuhkan untuk mencapai nltai perbandingan tertentu.
1. 1 ASPEK -ASPEK TEORITIS TAM BAHAN Berikut ini diberikan suatu ringkasan yang ada hubungannya dengan teori Psikrometris dan juga suatu analisa thermodinamis dari sebuah intercooler.
1.2 SPESIFIKASI HUMIDITY (moisure content) Udara dalam keadaan tekanan normal terdiri dari sejumlah uap air. Kandungan uap air tersebut banyaknya tergantung pada keadaan atmosfir. Dan dalam suatu proses penekanan serta kemudian dianjurkan daengan perbandingan pada keadan normal, maka perban.dingan campuran itu dapat berubah . Spesifik Humidity adalah : W
=
Massa Uap Air atau W = _m_'a Massa Udara Kering rna
= _V_a Vv
Va dan Vv adalah mempunyai spesifik volume.
dimana:
Bila dianggap uap air mempunyai sifat sebagai gas sempurna, kemudian dengan hokum Dalton dari ttPartai Pressure" diketahui : Pv Untuk Ta
= mv = Tv,
dimana:
. Rv . Tv
dan
Pa . V
= ma . Ra . Ta
maka:
= 0.622
W
= Pv
Ra
= Gas konstan untuk udara kering = 0.2871 = 0.14615 = Gas konstan uantuk uapa air
Rv
. Ra Pa . R
R Po-Pv
(6)
KJ/kg K Kj/Kg K
Bila uap dalam keadaan jenuh, Pv hanya merupakan fungsi naik, maka prosentasi kandungan uap air menjadi kurang, pengurangan didapat dari pengembunan. 3.3 RELATIVE HUMIDITY (Q)
Q
=
Kompressor
Tekanan Parsial dari uap air Pv dari T1 Tekanan parsial dari uap air dalam udara jenuh pada.T1
4 ;7
Praktikum Prestasi Mesin Pv mv == (Pv) sat (mv) sat
Q
=
(Vv)sat Vv
(7)
Dengan menggunakan sistim thermometer tabung kering dan tabung basah pengurangan relative dari temperatur tabung .basah terhadap tabung kering bisa didapatkan. Dan dari tabel yang diberikan nilai relative Humidity dapat ditemukan. 3.4 PEMBAHASAN INTERCOOLER
Intercooler adalah tabung perpindahan panas, dimana temperatur udara yang keluar dari tingkat pertama didinginkan sampai mencapai harga terendah. Panas yang diambil oleh air : Q'w = mw. Qpw (Tz6-
Tz.o~)
(8)
Panas yang diberikan oleh udara: Q'a
=
m'a. Qpa (T23-
Tz.o~)
(9)
Karena thermocouple yang digunakan untuk mendapatkan harga-harga dari Tz3 dipasang dekat intercooler, maka akibatnya terdapat kehilangan panas yang sangat kecil dan tidak dapat dihitung. Secara Umum : Tz.o~
= Q'w
Q'a
+ Losses
(10)
5ehingga efisiensi thermal adalah: .
Q'w
77th=--
Q'a
(11)
Dalam hal ini sangat sulit untuk menghitung jumlah panas yang sebenarnya diberikan oleh udara, disebabkan oleh losses yang tidak dihitung. Maka disini yang lebih pendting untuk diketahui dari . sebuah heat exchanger adalah "thermal ratio" yang didefinisikan sebagai berikut :
e
E
temperatur . drop. pada . yang . panas
=---~---....;:;_~-__;;_~--=-----
temperatur . drop . maksimum . yang . dapat . terjadi
=
T23- T24
(12)
T23 - T25
Berdasarkan data-data yang didapat dari pengujian dapat dilakukan analisa terhadap kompressor yang telah diuji tersebut dengan menggunakan rumus-rumus berikut ini .
Kompressor
4/8
Praktikum Prestasi Mesin 4. RUMUS - RUMUS UNTUK PERHITUNGAN 4.1 Analisa Massa Udara (kg/s)
25.4 mm
m'a =
6,574l~p · p3
(kg/s)
T3
~P P3
dimana:
(13)
= Orifice Diferential Head (mmH20)
= Orifice plate down stream pressure (Bar abs)
o·S.
= 918 • 1 P3 + p0 = Penunjukkan pada manometer (mmH20)
P3 Po
= Tekanan Atmosfir (Pa abs) = T3 + 273 (K)
T3
4. 2 Kompresi Ratio {yP) Tingkat Pertama: y I P
= Pt2 =
P{2 + Po
P11
P{I +Po
(14)
Tingkat Kedua : (15)
4.3 Temperature Ratio (y T) Tingkat Pertama:
T12 YTI = =
Th + 273
T11
T{ 1 +273
(16)
Tingkat Kedua:
rrt
T22
= -
T21
=
T22 +
273
T21 + 273
(17)
4.4 Harga Index Politropis (n) Bila:
P1 • yn1
P2.
=
yn2
dan P, = (T2/T,t'n·1 • Pz
Dengan Cara menurunkan rumus diatas maka akan diperoleh harga n, yaitu : n
Kompressor
=
logrp logrp + IogrT 4/9
Praktikum Prestasi Mesin 4. 5 Kerja Politropis (Wp 1) Dari Persamaan (1) :
W l P
= m'a Rt1
dimana:
m'a R T1 n yp
(_E_)(r /;;-l -1) (kW) n-1
(18)
= Aliran massa udara (kg/s) = Konstanta gas = 0.2871 (kJ/kg/K) = Temperatur udara masuk (!<) =
Index Politropis Pressure Ratio
4.6 Efisiensi Volumetris Dari Persamaan (4), didapatkan : induced volume flow - - -- swept volume flow
I')VOl = -
ali ran massa udara yang sebenarnya aliran massa yag seharusnya terbawa pada kondisi yang sama
Aliran Massa udara yang sebenarnya : m 'a Untuk Kompressor tingkat pertama: "Swept air mass flow"
= 0,0091
. 10·3 • N1 (kg/s)
(19)
Untuk Kompressor tingkat Kedua: "Swept air mass flow"
=
1,1964 . 10· 3 P21 T2,
•
N2 (kg/s)
(20)
Pada persamaan (20) besarnya temperatur dan tekanan adalah penting , selama tingkat kedua mempunyai udara masuk dengan tekanan P21 dan temperatur T21· Maka , efisiensi volumetris : Untuk tingkat pertama :
77 vol =
m'a x1 00% 0,0091 X 10"3 xN 1
(21)
Untuk tingkat kedua :
77 vol =
m'a x100% 1x, 1964 x 10·3 xP21 XN 1
(22)
Dengan menggambarkan diagram ,vot - op' akan terlihat bahwa harga efisiensi volumetris akan menu run sebanding dengan pertambahan p'.
Kompressor
410
Praktikum Prestasi Mesin 4. 7 Kerja Isothermal (Wls) Untuk tingkat pertama : Wis
= rna
. RT,, . In . y P1
(23)
Untuk tingkat kedua : Wis
= ma
. RT21 . In • y P2
(24)
4.8 KERJA INDICATED (Wf) Untuk tingkat pertama :
(25) Untuk tingkat kedua :
(26) Pm
. d steam = Ind1cate
Dengan:
k Ad Xs
k. Ad pressure, d'1mana pm =Xs
= Konstanta pegas = 39.1 kPa/mm = Luas indicator diagram (mm2) =
Jangka/stroke dari diagram indicator (mm)
Untuk kompressor tingkat pertama ,Bore x Stroke = 66.7 mm x 63.5 mm, jumlah silinder = 2. Untuk kompressor tingkat kedua, Bore x Stroke = 50.8 mm, jumlah silinder= 2. 4. 9
Kerja Mekants (Wmech)
21.N.Tq Wmec h = --~
1000
dimana:
N Tq
F R
= Putaran Motor Listrik = 3 ' 5~~ N, atau (3.53 x N2) = Momen Puntir (N·m) = F . R = Penunjukkan spring balance (N) = Broke arm radius = 160 mm = 0.160 m
Jadi: Wmech1
= 0.0591
10' 3 • N1 . F, (kW)
(27)
Wmech2
= 0.0591
10' 3 • N2 . F2 (kW)
(28)
4.10 Input Daya Motor Listrik Suplai daya listrik total
= armature power + Field power
.. Kompressor
411
Praktikum Prestasi Mesin
= -V. -A + _220.0,4 ____;,_
1000 1000 Field power mempunyai nilai tetap, pada 220 Volt DC dan arus 0.4 Ampere.
4.11 Harga-Harga Efisiensi Efisiensi thermal Efisiensi Isothermal "overall" Efiisiensi Mekanis
Wis 11 is= - Wi Wis 11 is.o = Wmech Wi 11 mech = Wmech
(29) (30) (31)
4.12 Analisa Psikrometris Dari tabel dapat dicari harga relative humidity pada bagian masuk Q1dan bagian ~ , berdasarkan selisih temperatur tabung kering dengan temperatur tabung basah : (To - Tw) pad a temperatur To. Dan berdasarkan harga ~. dari tabel tersebut juga dapat dicari tekanan uap air jenuh (Pv sat) pada temperatur TD1. (32) Maka Pv = Q . (Pv set) W = 0.622.Pv (33) dan (Po- Pv) m'v Dim ana spesifik humidity adalah = - , . Sehingga ali ran rata-rata dari
rna
massa uap air yang mengalir adalah : Mv1= W.m. Dengan cara yang sama dapat dicari harga dari aliran rata-rata massa uap air (Mv 2). Dan dengan mengumpulkan air yang mengendap pada intercooler atau pada receiver akan dapat diperiksa perbedaan antara Mv1 dan m2.
;;
Kompressor
412
Prakt ikum Prestasi Mesin
TABEL KELEMBABAN RELATIF DAN TEKANAN UAP JENUH WET BULB DEPRESSION T 0 • Tw ( uc)
To
VAPOUR PRESSURE
( OC)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
(RIBUAN) • (Pa)
15
80
61
44
27
13
.
.
.
.
1,704
16
81
63
46
30
15
.
.
.
.
1,817
17.
81
64
47
32
18
. . . .
.
.
.
1,936
.
.
-
2,063
-
. . . . .
2,486
18.
82
65
49
34
20
. .
19.
82
65
50
36
22
10
.
. . .
2,200
20.
83
66
51
37
24
12
21.
83
67
53
39
26
14
. .
22.
83
68
54
40
28
17
6
-
23.
84
69
55
42
30
19
8
.
. . . .
24.
84
69
56
43
31
20
10
.
.
.
,982
25.
84
70
57
44
33
22
12
.
.
.
3,166
26.
85
71
58
46
34
24
14
5
.
.
3,360
27.
85
71
58
47
36
26
16
7
.
.
3,564
28.
85
72
59
48
37
27
18
9
.
.
3,779
29.
86
72
60
49
38
28
19
11
-
-
4,004
30.
86
73
61
50
39
30
21
13
.
.
4,212
31.
86
73
61
51
40
31
22
14
9
-
4,491
32.
86
74
62
51
41
32
24
16
10
.
4,754
33.
87
74
63
52
43
33
25
17
11
.
5,029
34.
87
75
63
53
43
35
26
19
12
5
5,318
35.
87
75
64
54
44
36
28
20
13
7
5,622
Kompressor
2,337 2,642 2,808
413
Praktikum Prestasi Mesin
·'
4.13 Analisa Intercooler Thermal·Ratio: (34)
4.14. Analisa lndikator Diagram dari Operasi Tingkat Ganda Dengan menggunakan analisa indikator diagram akan dapat dihasilkan suatu grafik tekanan vs volume yang telah dikoreksi, disamping itu dapat pula dihasilkan suatu diagram kombinasi dari tekanan vs volume untuk tingkat ganda. Dari grafik P-T akan dapat dihasilkan suatu indeks politropis (n). Dari diagram P-V yang sebenarnya akan naik oleh karena adanya clearance volume yang dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel ini diberikan untuk menghitung clearance volume terhadap tekanan untuk kompressor tingkat tunggal dan tingkat ganda. Pressure (Bar)
Tingkat Pertama 5
3
Tingkat Kedua 5
Vc.10" m
Vc.10" m3
0
2,294
1,691
1
2,307
1,704
2
2,319
1,717
3
2,331
1,730
4
2,345
1,743
5
2,360
1,757
6
2,373
1,770
7
2,388
1,783
8
2,401
1,796
9
2,414
1,810
10
2,425
1,822
lsi yang dikerjakan untuk tingkat tunggal = 22.187x1 05 Pa untuk satu silinder, sedangkan untuk tingkat ganda 10.296x105Pa untuk satu silinder . Dengan ini dapat digambarkan diagram P-V yang telah dikoreksi . Supaya diagram tingkat tunggal dapat dimodifikasikan untuk mendapatkan grafik volume rata-rata, yaitu sebagai berikut : Untuk Tingkat tunggal :
v1
Untuk Tingkat ganda :
v2 =
=
v, . 60
(35)
Nl
V2
•
60
(36)
Nz
Sehingga dengan demikian diagram P-V untuk compressor tingkat ganda dapat digambar Kompressor
414
Praktikum Prestasi Mesin 5. JALANNYA PENGUJIAN
5.1 Kompressor Tingkat Pertama 5.1.1 Sebelum Menjalankan Unit • Periksa semua peralatan/instrumen pengukuran • Buang dan bersihkan air kondensat yang terjadi dalam receiver dan intercooler melalui saluran pembuangan yang ada. • Pasang "kertas Maihak" (Maihak Indicator) pada peralatan pembuat diagram P-V (jarum penggambar P-V diagram). • Tutup katup pengatur aliran pendingin pada panel dengan jalan memutar kr.an secara penuh dengan jarumjam. • Kondisi air pendingin yang dibutuhkan adalah : Debit = 3 liter/menit (40 ghp) • Buka katup suplai air pendingin dan peri ksa kalau-kalau terjadi kebocoran.
5.1.2 Menjalankan Unit • Buka katup pengatur aliran massa udara pada panel instrumen dan pastikan bahwa tekanan udara pada receiver not. • Nyalakan swich ON/OFF pada panel kontrol dan perhatikan bahwa tombol pengatur putaran harus diset pada kedudukan nol. • Putar tombol pengatur putaran perlahan-lahan pada posisi speed 500 rpm . • Tutup katup pengatur aliran massa udara, sehingga tekanan dalam receiver naik. • Pada saat tekanan dalam receiver mencapai 2 bar, buka katup pengatur massa udara perlahan-lahan untuk mempertahankan tekanan pada nilai tersebut. (Perhatikan selalu penunjukan manometer). • Pastikan semua alat beberapa saat pada kondisi ini untuk "Warm-Up". • Setelah itu baru kompressor digunakan untuk pengujian . (Sebelum pengujian berlangsung jarum penggambar P-V diagram jangan ditekan pad a kertas).
5.1.3 Cara Pengujfan Kompressor • Pengujian dilakukan pada kompressor yang konstan (ditentukan oleh asisten : 450;500;600;650;700;750;800;850 rpm). • Atur putaran motor sampai tercatat putaran kompressor yang dikehendaki, dan usahakan ketahanan P2 = 0 dengan membuka katup pengatur aliran massa udara. • Pada saat putaran dan tekanan sudah konstan, catat semua penunjukan alat ukur dan jangan lupa menekan jarum jam penggambar P-V diagram pada kertas Maihak. • Atur melalui katup aliran massa udara agar takanan P2 naik sampai 2 bar, jaga agar tekanan ini konstan begitu pula putaran kompressor. • Setelah keadaan tersebut tercapai (N konstan dan P2 konstan untuk tiap kenaikan tekanan sesuai dengan petunjuk asisten
Kompressor
415
Praktikum Prestasi Mesin 2;2,5;3;3,5;4;4,5;5;5,5;6; 6,5;7; 7,5; 8 bar), catat semua penunjukan alat ukur pada panel instrumen. • Ulangi pengujian untuk putaran yang lain.
5.2 Kompressor Tingkat Ganda Hentikan tingkat pertama terlebih dahulu sebelum kedua unit digabung menjadi compressor bertingkat ganda
5.2.1 Sebelum Menjalankan Unit • Hubungkan sisi keluar dari kompressor tingkat pertama dengan sisi masuk dari kedua kompressor tingkat kedua. • Hubungkan sisi keluar dari kompressor tingkat kedua dengan sisi masuk receiver pada tingkat pertama. • Hubungkan pipa suplai air pendingin dan pipa untuk saluran pembuangan dari intercooler. • Tutup katup pengatur aliran air pendingin pada panel instrumen dengan memutar kran secara searah dengan jarum jam. • Kondisi air pendingin yang dibutuhkan : debit= 3 1/mln (40 gph) dan Pmin = 1 bar. • Buka katup suplai air pendingin dan periksa kalau-kalau terjadi kebocoran • Periksa bahwa intercooler selection valve pada sisi sebelah kanan bekerja dengan baik dengan cara menggerakan tuas yang tersedia.
5.2.2 Menjalankan Unit • Cara menjalankan unit kompressor tingkat kedua sama dengan cara menjalankan pada tingkat pertama. Jalankan kedua tingkat dengan bersamaan.
5.2.3 Cara Pengujian • Pengujian dilakukan pada putaran kompressor yang konstan dengan atau tanpa menggunakan intercooler. • Putar tombot pengatur putaran kompressor sampai tercapai putaran yang dikehendaki (ditentukan oleh asisten : 450; 500; 550; 600; 650; 700; 750; 800; 850 rpm ). • Atur melalui katup pengatur aliran masaa udara tekanan pada tingkat pertama fan kedua sesuai dengan yang dikehendaki. • Setelah keadaan tersebut tercapai catat semua penunjukan alat ukur pada tingkat pertama dan kedua. • Ulangi pengujian untuk tekanan P2 yang lain (ditentukan oleh asisten : 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8 bar) . Jaga putaran kompressor agar selalu konstan
Kompressor
416
Praktikum Prestasi Mesin 6.TUGASPENDAHULUAN 1. Sebutkan jenis atau tipe kompressor yang saudara ketahu ! 2. Sebutkan kerugian dan keuntungan dari masing-masing jenis tersebut diatas 1 . 3. Apakah yng disebut dengan efesiensi volunietris dari sebuah kompressor ?, 4. Mengapa efesiensi volumetris amat penting bagi sebuah kompressor ? 5. Bagaimana pengaruh perbandingan tekanan (pressure ratio) teradap efesiensi dan day a yang dibutuhkan dari sebuah kompressor? . 6. Apakah yang menyebabkan perbedaan bentuk an tara diagram P-V ideal dengan diagram P-V yang sesungguhnya ?. 7. Apa yang dimaksud dengan clearance volume dari sebuah kompressor. 8. Apakah fungsi intercooler pada kompressor bertingkat ganda atau lebih ?. 9. Apakah yang mempengaruhi jumlah kandungan uap air dalam udara ?. 10. Bagaimana cara mengurangi jumlah kandungan uap air dalam udara dari sebuah kompressor ?• 7. TUGAS AKHIR 7. 1 Perhitungan Lengkap dari Hasit Percobaan 7.2 Gambarkan Pada Kertas Grafik 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4
Diagram Diagram Diagram Diagram
antara Yp- Yr' P- V antara Tlvol • Yp antara Tliso - Yp
7.3 Pengaruh Pendingin pada Kompressor Tingkat Ganda terhadap Jumlah Total Daya yang Oibutuhkan Kompressor 7.4 Pengaruh Penggunaan Kompressor Bertingkat Ganda terhadap Day a yang Dibutuhkan · 7.5 Pengaruh Air Kondenstor dalam Intercooler dan Receiver
7~6 Kesimpulan dari HasH Pengujian
...
Kompressor
417
·Praktikum Prestasi Mesin
POMPA AKSIAL 1. TUJUAN PENGUJIAN.
Pengujian dilakukan dengan tujuan · supaya praktikan dapat lebih memahami karakteristik pampa aksial pada berbagai posisi runner blades dan diffuser blades yang berbeda, serta putaran poros yang berbeda pula. Dan mampu menggambarkan dalam grafik serta mampu menganalisa hubungan antara teori dengan praktek, sehingga dapat lebih memahami arti fisik dari proses kerja pampa aksial.
2. TEORI. Pompa aksial adalah salah satu alat yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi dengan menggunakan gerak putaran dari bledas dan mempunyai arah aliran yang sejajar dengan sumbu porosnya. Persamaan-persamaan dasar teoritis dalam menganalisa Karakteristik pampa aksial adalah 1. persamaan kontinuitas 2. persamaan energi 3. persamaan momentum 4. persamaan sirkulasi 5. persamaan teori Kutta- Zhukowsky Dengan menguraikan dan mensubtitusikannya dari persamaan itu akhirnya akan didapat karekteristik pompa aksial. Pompa aksial ini dapat juga digolongkan sebagai salah satu dari kinetik pump, karena perpindahan fluida disini tidak disebabkan oleh perpindahan dari alat-alat yang digerakkan oleh tenaga kinetis yang berasal dari tenaga penggerak tersebut. Pada umumnya pampa aksial mempunyai dua bagian yang penting yaitu : yang meliputi rumah dan bantalan poros utama. : yang terdiri dari runner blades (yang berputar ) dan diffuser blades (blades yang diam). Runner blades : berfungsi menaikan energi potensial fuida , karena dari sinilah terjadi perpindahan energi, dari energi mekanik menjadi energi fluida, dengan cara memberikan energi di kinetiknya kepada fluida. Diffuser Blades (Guide Vane) berfungsi merubah energi kinetik menjadi energi potensial fluida, dengan cara memberikan aliran fluida yang helical menjadi aliran yang lurus (straight flow) sepanjang sumbu pampa. Casing Blades
;;
Pompa Aksial
5 /1
Praktikum Prestasi Mesin
SJCfon
Gambar 1 Pompa Aksial
3. CARA KERJA POMPA AKSIAL. Karena adanya perputaran dari blade yang mempunyai kedudukan sudut tertentu sehingga tekanan dari sisi hisap blades pada daerah suction menjadi lebih rendah, akibatnya fluida mengalir ke sisi hisap, blades tersebut yang selanjutnya masuk ke sisi tekan blades, pada daerah discharge yang bertekanan lebih tinggi, dan dari sini fluida bergerak atau mengalir ke tempat yang bertekanan lebih rendah (lihat gam bar 1). Pada pompa aksial ini fluda mengalir pada suatu pipa yang sama sehingga dapat diasumsikan bahwa kecepataan aksial sebelum dan sesudah ranner blades adalah sama. dengan demikian semua teori pada pompa aksial selalu berdasarkan pada asumsi tersebut. Untuk mengetahui harga dari pada besaran-besaran pompa aksial , maka digunakan rumus-rumus sebagai berikut 3.1 . Tinggi kenaikan atau Julang (head ) pompa
HP = 12,6 h
1000 ljJ
dengan: hp : Perbedaan tekanan antara suctian dengan discharge yang terlihat pada manometer (mmHg) (lihat gambar 2).
Pompa Aksial
5I 2
Praktikum Prestasi Mesin
Hp
Gambar 2 Perbedaan Tekanan pad a Manometer 3.2.
Kapasitas Aliran (Q)
dengan
A2
= Luas penampang dari venturi ( m2).
Hv
= Heat Venturi ( m )
p
= dz/d,
d,
= Diameter terbesar dari venturi
dz
= Diameter terkecil dari venturi
cd
= =
v
0. 9858 - ( 0.196)
(lihat gam bar 3)
If
1000
d1
= 132 mm
dz
=
hv
85 mm (12,6/1000). hv
Hv
.,
Coeffisient of discharge
= 12,6 hv
H
dengan
:
=
(mm)
perbedaan tekanan pada venturi
' Pompa Aksial
5I 3
Praktikum Prestasi Mesin
Gambar 3 Perbedaan Tekanan pada Venturimeter
3.3.
Daya motor atau daya poros ( Nm)
= 2.1r.n.F1
N
60
m
dengan
n = Putaran motor (rpm) F = Gaya (N) L = Panjang lengan Moment (l)
= 0,2381
3.4 . Daya pampa atau daya flufda (Np)
dengan
3.5.
kapasitas alfran fluid a (m 3 I det) head pampa (m) y ·= be rat jenis air (N/m 3) = 9810 N/ m3
Q Hp
= =
Effisiensi pampa (11P)
dengan
Pompa Aksial
= Nm =
Np
daya pampa (Wat t ) daya motor (Watt)
5/4
Praktikum Prestasi Mesin
Gam bar 4 Sudut Ali ran Fluida pada Blades
4. SPESIFIKASI UNIT PENGUJIAN
..
..'
Pompa Jenis Tinggi kenaikan (head) Kapasitas Putaran Daya motor Panjang lengan
Pompa air axial dari Gilbert Gilkers ft Gordon Ltd 3,05 m 1,7 m3 /menit 3000 rpm (maksimum) 3 kW, 970/1180 rpm, 50/60Hz, 200- 240 volt 238,1 mm
Stroboscope :
Untuk mengukur kecepatan putaran dari propeler pampa yang mana prinsipnya adalah menyamakan frekuensi lampu stroboskop dengan frekuensi propeler. Manometer :
Manometer pipa U terdiri dari 3 macam, yaitu : a. untuk mengukur selisih tekanan pada venturi. b. untuk mengukur tekanan perbedaan tekanan antara sisi hisap denagn sisi tekan pada pampa. c. untuk mengukur tekanan terhadap udara luar di inlet. Tachometer
Untuk mengukur putaran pada motor penggerak. Peralatan
:
1. Runner blades
2. Diffuser blades
e'
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
lnstalasi turbin axial Torsimeter dengan brake arm ratio 238,1 mm Generator listrik Pengatur putaran motor Katup utama Katup by pass Venturi
Pompa Aksial
5/5
Praktikum Prestasi Mesin
10. Manometer air raksa a. untuk mengu~ur selisih tekanan pada venturi b. untuk mengukur selisih tekanan isap dan tekan c. untuk mengukur selisih tekan isap terhadap atmosfir 11. Pompa sentrifugal 12. Motor penggerak pompa sentrifugal 13. Stroboskop .14. Pengatur sudut runner blades 9
11
12
5
Gambar 5 lnstalasi Pengujian Pompa Asial
5. CARA PENGUJIAN 1. Persiapkan alat-alat yang dibutuhkan, yaitu : 1. Stroboskop 2. Tachometer 2. Periksalah kondisi peralatan pompa , apakah ada kebocoran-kebocoran yang terjadi bila ada perbai.kan. 3. Periksa kedudukan katup-katup, pada kondisi awal posisi katup pada kedudukan open (0). 4. Atur permukaan air raksa pada manometer,venturi dan pompa pada posisi nol dalam skala. 5. Atur permukaan air raksa pada manometer blades pada sudut yang telah ditentukan . 6. Atur setting dari diffuser dan runeer blades pada sudut yang telah ditentukan. 7. Atur skala setter penunjuk gaya pada kondisi nol. 8. Atur fuction selektor pada posisi motor,input voltage controller pada kedudukan nol lalu putar sakelar utama pada posisi on. Catatan : Motor listrik akan berputar hanya apabUa input voltage controller mulai dari nol. 9. Setelah motor jalan, kemudian atur pada putaran yang telah ditentukan dengan cara memutar "input voltage controller " . Pompa Aksial
5 /6
• Praktikum Prestasi Mesin
Untuk mengetahui putaran yang diinginkan dipergunakan alat tachometer dan Stroboskope. Perhatian I I I Untuk merubah "input voltage controller " harus perlahan-lahan.
6. PARAMETER YANG DIUKUR Dalam percobaan ini parameteryang diukur adalah Hv, Ht, p pada putaran dan kedudukan yang runner blades (Qr) dan diffuser blades ( Qd ) tertentu.
7. DAFTAR PUSTAKA 1. V.M . Cherhasshy, Pump Fans Compressors, Mir Publisher, Moscow, 1980.
" e'
Pompa Aksial
5/7
Praktikum Prestasi Mesin
REFRIGERTION TRAINING UNIT 1. TUJUAN: 1. Untuk melihat dengan jelas semua jalannya proses-proses thermodinamis dari suatu mesin pendingin. 2. Menunjukkan hubungan antara tekanan dengan temperature, titik didih, enthalpy, volume spesifik, kondensasi, evaporasi, kompresi, ekspansf dari suatu siklus refrigerasi. 3. Untuk mengetahui siklus refrigersi dalam berbagai macam penggunaan katup ekspansi. 4. Mengatur laju aliran pendingin, sehingga diketahui kerja kompresor. 5. Untuk mengetahui penggunaan accumulator, receiver dan pengaturan berbagai macam katup manual. 2. TEORI: a. Proses penguapan membutuhkan sejumlah kalor, yang mana kalor tersebut diambil dari udara yang mangalir melalui pipa dan sirip evaporator, hal mana menyebabkan turunnya temperature udara pendingin. b. Pada proses kondensasi ada sejumlah kalor yang dilepaskan ke medium sekelilingnya dan akan mengakibatkan naiknya temperature udara pendingin pada pipa dan sirip kondensor. Proses ini terjadi pada tekanan dan temperature yang cukup tinggi. c. Proses penurunan tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah terjadi pada katup ekspansi dimanan refrigerant dalam keadaan cair bertekanan tinggi diekspansikan sedemikian rupa sehingga refrigerant setelah melalui katup ekspansi akan bertekanan rendah sesuai dengan tekanan di evaporator, katup ekspansi diatur berdasarkan tinggi pada kondensor. d. Skema:
Ta
J
Kompers~or
Win
Evaporator
Refrigerant Training Unit
6/ I
Praktjkum Prestos; Mes;n e. Rumus yang dipergunakan : ~ = me . Cp. 6T
Dimana : me Cp 6T t1ref toref
ta t 1u tou
Qe O.C
[watt]
= massa refrigerant yang mengalir melalui evaporator. (kg/menit) 0 = kalor jenis R-12 (J/kg C) 0 = t1ref - 1:oref· ( C) 0 .. temperature refrigerant di dalam evaporator dan kondensor ( C}. 0 = temperature refrigerant keluar evaporator dan kondensator ( C}. = temperature rangan ·(0 C). = temperature udara masuk pada evaporator dan kondensator. (0 C) 0 = temperature udara keluar pada evaporator dan kondensator. ( C}. = perpindahan kalor evaporator. (watt) = perpindahan kalor kondensor. (watt)
Qc =me . Cp . 6T (watt) v" Hukum I thermodinamika , W = Qe +Qc W=Q v" Kerja kopresor :
W= _r (Pi.Vsl)[(p~)r;• -1] y- 1 Pz dimana : W = kerja spesifik (J/kg)
r
=
Pi Po
w=
1,4 + 1,s
= tekanan masuk kompresor. = tekanan keluar kompresor.
mref. w
(bar) (bar)
(watt) .
v" Koefisien kinerja : COP = Qe!W v" Perhitungan perubahan temperature rata-rata logaritma
Untuk kondensor :
= (trtfln- t.J -
/lt k
Ln(
t
(t rtfout - l a )
rtfln
-t
u )
I rtfout - f a
v" Untuk evaporator :
v" Koefisien perpindahan kalor menyeluruh untuk evaporator dan kondensor :
6/ 2
Praktikum Prestasi Mesin dimana: Untuk kondensor : .6.T ,;. (ti - to) .6.T = .6.tc Untuk evaporator: .6.T = (ti - to) .6.T = £\te SCHEMATIC REFRIGERATION TRAINING UNIT
,
t
~
L-@i~~HS1W ·:,v 1
TXV
~Pg
.... p9 Out HP1
Tin
J
.~
I
,
I •'
r
HP2
- -~HP4
~HP3
,,...,
I
ACB f
ACO
Tout ~
Refrigerant Training Unit
.'\...../ Pg IN
6/ 3
...
Praktikum Prestasi Mesin Keterangan : ./ TSC ./ CTV ./ ./ ./ ./ ./
= =
AXV
=
TXV Pg Tin To ./ FMB ./ ISG
= =
./
EV
= c
= = =
./ RCB ./ RCV
=
./ HP1
=
./ HP2 ./ HPJ
=
./ HP4
./ ACB ./ ACI ./ ACO
= = = = = =
Thermostat swtch control Capitallary tube valve Automatic expansion valve Thermal expansion valve Pressure gauge Temperatur in Temperatur out Flow meter bulb Indicator sight glass Expansion float valve Receiver control By Pass Receiver control valve High pressure first High pressure second High pressure third High pressure fourth Accumulator control by pass Accumulator control in Accumultor contol out
3. URAIAN DAN DATA DARI UNIT ~
3.1 Kompresor Kompresor adalah bagian yang terpenting dari suatu proses refrigerasi , tidak hanya melakukan kompresi yang masuk pada tekanan gas yang tinggi tapi juga menimbulkantekanan rendah yang masuk ke kompresor atau bekerja membuat perbedaan tekanan, sehingga bahan pendingin dapat mengalirdari satu bagian ke lain bagian dari system. Karena adanya perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisitekanan rendah, maka bahan pendingin cair dapat mengalir melalui alat pengukur bahan pendingin ke evaporator. Kompresor pada system refrigerasi gunanya untuk : 1 Menurunkan tekanan di dalam evaporator, sehingga bahan pendingin cair di evaporator dapat meriguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap kalor lebih banyak dari ruang di dekat evaporator. 2 Menghisap bahan pendingin gas dari evaporator dengan suhu rendah dan tekanan rendah lalu memampatkan gas tersebut sehingga menjadi gas suhu tingi dan tekanan tinggi. Kemudian mengalirkannya ke kompresor, sehingga gas tersebut dapat memberikan kalornya kepada zat yang mendinginkan, maka di dalam kondensor terjadi pemgembunan. Sistem refrigeration ini memakai kompresor hermatik, dimana motor dan kompresor menjadi satu kesatuan. Kelebihan kompresor hematik: a. Tidak memakai seal pada porosnya, sehingga jaran terjadi kebocoran bahan pendingin.
Refrigerant Training Unit
6/ 4
Praktikum Prestasi Mesin b. Bentuknya kecil, kompak dan harganya lebih murah. c. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar, suaranya lebih tenang, getarannya kecil. Data-data: ./ Kompresor model JRL 4-0050 IM, Ecopeland . ./ B/M, Volt 115i50 Hz, 1 Phase. 3. 2 Kondensor Kondensor gunanya untuk membuang kalor dan mengubah wujud bahan pendingin dari gas menjadi cair dan juga suatu alat untuk membuat kondensasi bahan pendingin gas dari kompresor dengan temperature tinggi dan tekanan tinggi. Bahan pendingin di dalam kondensor dapat mengeluarkan kalor yang diserap dari evaporator dan panas yang ditambahkanoleh kompresor dan alat peng.a tur bahan pendingin, jadi pada sisi tekan tinggi dari system. Unit tersebut memakai udara yang mendinginkan kondensor dengan memakai fan motor yang dapat meniupkan udara ke arah kondensor dalam jumlah yang lebih besar, sehingga kapasitas kondensor bertambah, bentuk kondensor ini disebut Air cooled condenser, serta dengan memakai system pipa dengan system sirip-sirip (tube and fin condenser) sebagai pendinginan dengan luas permukaan untuk terjadinya perpindahan kalor yang baik. Kondensor ini juga dilengkap dengan alat pengukuran temperature (thermometer) dan tekanan (pressure gauge). Data-data : Preses aliran refrigerant dalam pipa condensor adalah single series refrigerant circuit. Diameter luar pipa Diameter dalam pipa Panjang pipa Luas permukaan perpindahan kalor
60mm 65mm 432 mm 2,83. 10"5 m2
3. 3 Evaporator Mempunyai konstruksi sama dengan kondensor, yang mana fungsinya kebalikan dari kondensor, tidak untuk membuang kalor· kepada udara disekitarnya tetapi untuk mengambil kalor dari udara sekitarnya . Evaporator tempatnya di antara katup ekspansi dan kompresor, jadi pada sisi tekanan rendah dari system. Evaporator merupakan ruangan tempat bahan pendingin cair menguap, bahan pendingin gas ditampung di akumulator lalu mengalir ke kompresor, evaporator memberikan kalor kepada bahan pendingin cair sebagai kalor latent penguapan,sehingga bahan pendingin menguap. Berdasarkan prinsip kerjanya evaporator di unit ini memakai evaporator kering (Dry or Direct expansion evaporator) . 3.4 Katup ekspansi Didalam percobaan unit ini memakai 3 macam : a. AXV (Automatic Expansion Valve) b. TXV (Thernal Expansion Valve). c. CTV (Caplliray Tube Valve)
Refrigerant Training Unit
6/5
Praktikum Prestasi Mesin AXV
TXV
CTV
disebut juga katup ekspansi tekanan konstan yang mana dapat mempertahankan tekanan evaporator konstan pada beban evaporator yang berubah-ubah. Katup ekspansi ini dapat mengatur jumlah refrigerant yang masuk ke evaporator dalam batas yang sama dengan kapasitas hisap kompresor. Selama system sedang bekerja, katup tersebut dapat mempertahankan tekanan evaporator dan tekanan saluran hisap tetap konstan, sehingga beban kompresor juga menjadi konstan. Jadi katup tersebut akan membuat kapasitas yang konstan pada beban berubah-ubah, katup tersebut bekerja hanya dipengaruhi oleh tekanan refrigerant di evaporator 0,7 bar, dengan kapasitas katutersebut direncanakan untuk temperature evaporator 5 °C dan temperature cairan masuk ke evaporator 40 °(. : Katup ekspansi tersebut dapat mengatur jumlah refrigerant yang mengalir ke evaporator sesuai dengan beban evaporator dan mempertahankan efisiensi evaporator yang maksimum pada setiap keadaan beban evaporator yang berubah-ubah, serta dapat mempertahankan gas panas lanjut yang konstan yang tidak mengatur tekanan dan temperature dalam evaporator, tetapi mengotrol jumlah refrigerant yang mengalir masuk ke evaporator, selain dikontrol oleh tekanan rendah dalam evaporator juga oleh temperature dan tekanan akhir evaporator. Katup ekspansi ini mempunyai batas temperature evaporator yang besar dan super heat yang mudah disetel. Waktu kompresor sedang bekerja menghisap refrigerant dari evaporator, maka tekanan evaporator menjadi rendah, waktu kompresor berhenti tekanan evaporator menjadi tinggi dan lubang saluran refrigerant tertutuprapat. Katup ekspansi telah diatur oleh pabrik dengan super heated 5 - 7 °C dengan tekanan 0, untuk tekanan kerja maksimum pada temperature tinggi 3,4 bar dan temperature rendah 0,82 bar. : Pipa kapiler dibuat dari pipa tembaga dengan lubang dalam yang sangat kecil, panjang dan lubang pipa kapiler dapat mengontrol jumlah bahan pendingin yang mengalir ke evaporator. Gunanya untuk menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir melaluinya dan membangkitkan ,tekanan bahan pendingin di kondensor.
3.5 Saklar pemutur tekanan (pressure cut-off switch) 3. 5.1 HPC (High Pressure Control)
. \
Saklar pemutus tekanan tinggi merupakan alat control keamanan dan berfungsi sebgai alat control keamanan untuk tekanan keluar kompresor yang terlalu tinggi, alat ini dapat melindungi system dari tekanan yang terlalu tinggi dengan memutuskan rangkaian listrik, sehingga kompresor berhenti. Saklar pemutus tekanan tinggi yang tidak dilengkapi dengan tombol reset akan bekerja kambali secara automatic apabila tekanannya telah turun sampai mencapai diffrerensial yang telah ditentukan. Pada umumnya saklar pemutus tekanan tinggi diatur agar membuka pada tekanan 20% di atas tekanan keluar kompresor, untuk R-12 adalah 10,34- 11 ,7 bar. Saklar pemutus tekanan tinggi mempunyai bats pengaturan (range) atau Refrigerant Training Unit
6/6
Praktikum Prestasi Mesin dapat diatur untuk membuka adalah 8 - 17 bar, untuk diferensial yang masih dapt diatur adalah 3 bar sedangkan batas maksimum adalah 23,5 bar. 3.5.2 LPC (Low Pressure Control) Saklar pemutus tekanan rendah dapat mencegah terjadinya pembekuan pada evaporator, juga dapat mencegah udara dan uap air masuk kedalam system apabila terjadi kebocoran pada sisi tekanan rendah. Sklar ini pipanya harus dihubungkan denngan saluran hisap kompresor. Saklar pemutus tekanan rendah mempunyai batas pengaturan tekanan atau dapat diatur untuk menutup : 300 mm Hg - 4 bar dan diferensial tekanan rendah : 0, 7 bar- 2,5 bar. 3. 5.3 TSC (Thermostat Switch Control) Suatu alat untuk mengontrol temp'erature atau mempertahankan temperature konstan, alat ini dilengkapi pula dengan pipa kapiler yang terdiri dari tiga bagian : bulb (tabung sensor terrnal), pipa kapiler (penghubung), below dan saklar listrik (penggerak mekanik). Jadi tepatnya TSC ini hanyalah suatu alat yang menunjukkan keadaan temperature pada saat itu yang mengatur temperature udara dalam ruangan pada batas temperature tertentu dengan membuka dan menutup kontak listrik secara automatic. 3.5.4 Accumulator Berguna untuk menampung sementara bahan pendingin cair dan campuran bahan pendinginan gas yang bersifat sebagai separator (alat pemisah) yang memmisahkan antara gas dan cair, karena yang masuk kompresor harus berupa gas, karena sifatnya compressible. 3.5. 5 FMB (Flow Meter Bulb) Suatu alat indicator untuk menunjukka berapa banyak refrigent cair yang mengalir kedalam evaporator (0 - 150 kg/men). 3.5.6 Receiver Fungsinya sama dengan accumulator, yang mana untuk memisahkan antara bahan pendingin gas dengan bahan pelumas kompresor agas tidak bercampur sebelum masuk evaporator, karena akan menghambat jalannya proses pendinginan didalam evaporator. 3.5.7 Refrigerant- 12, CC2 F2 (dichloro difluoro methane) Pemakaian (-40 s/d 10 °C), dengan titik didih 29,8 °C pada 1 atmosfir, tekanan penguapan 0,8 bar pada 15 °C dan tekanan kondensasi 6,5 bar pada 30 °C. Kalor Iaten uap 167 kJ / kg pada titik didih. Bahan pendingin R-12 sangat aman, tidak korosif, tidak beracun, t idak dapat terbakar atau meledak dalam bentuk gas maupun cair, juga bila bercampur dengan udara R-12 tidak berwarna, bahkan transparan, tidak berbau dan tidak ada rasanya pada konsentrasi dibawah 20% dari volume.
Refrigerant Training Unit
6/7
Praktikum Prestasi Mesin Simbol-simbol yang digunakan.: mr : Massa refrigerant yang mengalir melalui pipa evaportor dan kondensor. (kg/men). Cp : Kaler jenis R-12. (J/kg oC).
to : Temperatur refrigerant yang keluar evaporator dan kondensor. (0 C). t , : Temperatur refrigerant yang masuk evaporator dan kondensor {0 C).
ta : Temperatur udara keluar evaporator dan kondensor.
(0 C).
to : Temperatur udara keluar evaporator dan kondensor (0 C).
Oe :
Laju perpindahan kalor di evaporator. (watt).
O.C : Laju perpindahan kalor di kondensor. (watt). P, : Tekanan yang keluar dari kondensor. (bar). Pe : Tekanan yang masuk evaporator. (bar). Pa : Tekanan di dalam ruangan. (bar). P,
: Tekanan yang masuk kompresor. (bar).
Po : Tekanan yang keluar kompresor. (bar). tik : Temperatur yang masuk kompresor (0 C).
tok: Temperatur yang keluar kompresor. (0C) . 4. PETUNJUK UMUM MENJALANKAN UNIT 1. Pasang thermometer di evaporator, kondensor dan kompresor baik itu temperature masuk, keluar maupun temperature udara luar. 2. Periksa katup-katup yang tersedia, buka katup HP1, HP4, ACI, ACO,RCV dan tutup katup HP2, HP3, ACB, RCB. 3. Buka katup FMB, serta buka salah satu katup ekspansi yang akan dipergunakan yaitu CTV, AXV dan TXV. 4. Set TSC yang akan dipergunakan dalam percobaaf1: 5. Periksa sambungan-sambungan kabel arus daya serta transformator, karen a unit tersebut memakai tegangan 110 volt. 6. Jalankan arus listrik, set tegangan 220 volt ditransformator, jalankan arus di panel unit Refrigerant Training Unit, serta jalankan fan di evaporator dan kondensor, lalu jalankan kompresor selama ± 10 menit. 7. Selama unit berjalan, periksa alat pengukur temperature, tekanan ISG, FMB dan lihat siklus refrigerant yang mengalir melalui evaporator dan kondensor. 8. Setelah unit berjalan dengan baik, ukur dan set semua alat pengukuran yang diinginkan datam percobaan tersebut. 9. Periksa dan ukur tegangan arus yang mengalir dengan memakai tank ampere meter.
Refrigerant Training Unit
6/8
Praktikum Prestasi Mesin
POMPA SENTRIFUGAL 1. MAKSUD DAN TUJUAN Setiap pompa mempunyai karakteristik tersendiri, sesuai dengan apa yang telah direncanakan oleh pabrik pembuat atau siperencananya (designer). Praktikum ini bertujuan mengetahui karakteristik dari pompa air sentrifugal, sehingga para praktikan dapat langsung membandingkan antara hasil pengujian dengan teori yang pernah di dapat. Praktikum pengujian ini juga bertujuan memberikan pengalaman praktis kepada setiap praktikan bagaimana mengoperasikan dan melakukan pengukuran terhadap parameter-parameter dari suatu pompa air sentrifugal. Pengujian dilakukan untuk mengetahui : 1. Karakteristik pompa pada putaran motor yang konstan. 2. Karakteristik pompa dengan perubahan putaran motor.
2. TEORI Pompa adalah suatu alat yang dipakai untuk memberikan atau menambah tenaga dinamis (kinetis) dan tenaga potensial pada cairan. Cairan diisap melalui tengah impeller dan ke luar secara radial dengan kecepatan (absolute) yang merupakan kecepatan putar (tangensial) dan kecepatan air yang meluncur inengikuti impeller (relative). Di dalam volute (rumah pompa), kecepaan air berkurang karena luas bidang yang dilalui bertambah besar dan tenaganya berubah menjadi tenaga tekanan, maka cairan akan mengalir ke luar dari pompa. Pompa dapat dijalankan bila rumah pompa dan pipa isap telah terisi penuh dengan air. Pada pelaksanaannya, cairan masuk impeller dengan kecepatan resultante V1 paada radius R1 dan meninggalkan impeller dengan kecepatan resultante V2 pada radius R2. Kecepatan·kecepatan yang terjadi mempunyai komponen-komponen yang arahnya tegak lurus satu dengan yang lain : 1. Aksial atau parallel dengan sumbu perputaran impeller. 2. Radial atau meronial tegak lurus dengan sumbu perputaran impeller (m) 3. Tangensial tegak lurus pada arah radial dan aksial (t)
Gambar 1. Resultante Pompa Sentrifugal
71 1
Praktikum Prestasi Mesin Perubahan-perubahan momentum sudut atau cairan/ fluida yang melalui rotor/impeller adalah :
momentum
per-unit
masa
M = V2,R1 -~; R1 Berdasarkan Hukum Newton II, besaran tersebut akan sama dengan tors pada impeller untuk stedy flow, maka :
Dimana : E = energi transfer per-unit berat cairan g = percepatan gravitasi Jika R = U (pheripheral velocity dari impeller), maka :
Persamaan ini bias a disebut sebgai "Euler £quat; on", untuk pampa yang menggambarkan besarnya energi yang ditransfer dari impeller ke cairan/fluida. Persamaan ideal di atas didasarkan atas asumsi-asumsi tertentu, yakni tidak terjadi aliran yang turbulen, tidak terjadi gesekan dan aliran fluida mengalir dengan arah yang sempurna. Energi maksimum yang dapat dirubah adalah saat momentum sudut pada inlet = 0, sehingga V1t =0, persamaannya menjadi : E
= V ,U 2
2
g
= U 2 (U2 -V2mCotg/32 g
u; -U VmCotgf3 2
2
g
Berdasarkan kontinuitas, maka volumetric flow yang melalui pampa adalah : Q = A2.V2m = D2.b2.V2m Dimana: A2 = luas penampang sisi ke luar V2m = kecepatan radial sisi ke luar 02 = diameter luar impeller b2 = Lebar sisi ke luar impeller Pump performance characteristic : Karakteristik yang sebenarnya dari suatu instalasi pampa dapat diperoleh dari teori-teori tersebut di atas akan tetapi diperoleh dari hasil pengamatan dan pengukuran yang langsung dilakukan pada pampa yang sebenarnya atau model pampa tersebut. Karakteristik performance dari pampa biasanya merupakan gambaran dari : head, effisiensi dan brake horse power (BHP) sebagai fungsi dari kapasitas. Dan gambaran ini akan merupakan suatu table-tabel atau grafik-grafik. Oi bawah ini adalah karakteristik pampa secara teoritis dari head terhadap kapasitas untuk lengkungan suatu Forward, Radial dan Backward. Di bawah ini dapat dilihat kurva kapasi tas -tinggi tekan actual. Kurva tinggi tekan (head) semu, akan dikurangi oleh beberapa kerugian yang terjadi.
Pompa Sentrifugal
7/2
Praktikum Prestasi Mesin Pertama akibat pengaruh aliran sirkulasi, maka besarnya head akan berkurang seperti dapat dilihat pada gam bar di bawah . .Kerugian akibat gesekan yang terjadi pada laluan sisi masuk, bagian dalam dari impeller dan pada bagian laluan ke luar pada volute (keong) . Kerugian akibat turbulensi aliran, akan mengakibatkan head yang dicapai menjadi semakin berkurang. Turbutensi terjadi karena fluida yang masuk impeller t idak mempunyai sudut yang sam a dengan sudut sudu sisi masuk p1 Head yang terjadi setelah dikurangi oteh beberapa kerugian di atas digambarkan dalam garis H. NPSH (Net Positive Suction Head) lstialah ini mempunyai hubungan dengan kondisi aliran pampa agar pampa dapat bekerja dengan baik, antara flensa pemasukan pampa dengan pemutaan sudu harus terdapat perbedaan tekanan yang cukup besar, supaya air dapt masuk ke sudu.
H
G
-----
--- .... --
-
~~ < ooo
... . . ~
vr g
L.________ Sudut·sudul yang mambengkok ka belakang 11 =goo
Q
(a)
Sudul-sudut .radiall}
'* goo
(b)
118
Sudut-audut yang membengkok ke depan 11 ,. goo
Gambar 2. Impeller
:
Pompa Sentrifugal
71 3
Praktikum Prestasi Mesin
'"'---·- - --·- ---- ----..4----·· :~ .
Gambar 3. Kurva kapasitas-tinggi tekan actual Tekanan statis terendah dalam instalasi tercapai sedikit sebelum permukaan sudu kipas, karena sesudah itu tekanan meningkat kembali. Yang harus diusahakan adalah agar tekanan terendah ini tidak menjadi rendah dari tekanan di mana air yang dipompakan mulai mendidih pada suhu kerja atau tekanan uap jenuh. Bila keadaan demikian maka akan terjadi kavitasi. Berhubung dengan masalah tersebut di atas, maka daiam teknik pompa di masukkan pengertian NPSH. Disini diadakan perbedaan antara : ./ NPSHA (available), yang berhubungan dengan tekanan yang tersedia pada flensa siap pompa . ./ NPSHR (required), yang berhubungan dengan tekanan yang disyaratkan. NPSHA besarnya tergantung dari pemasangan instalasi pompa sedang NPSHR tergantugn dari pompanya sendiri yang biasanya telah ditentukan dari pabrik pembuatannya. Dalam prakteknya NPSHA harus lebih besar dari NPSHR supaya tidakte~adika~ta~.
Head Total Dalam istilah yang lain biasanya juga disebut head manometrik yang berarti head actual yang harus diatasi pampa supaya air dapat mengalir. Besarnya harga ini akan diterangkan saat briefing laporan akhir. WHP dan BHP WHP atau water horse power merupakan daya yang dihasilkan pompa besarnya sangat tergantung kapasitas pampa tersebut. BHP atau brake horse merupakan daya masukkan ke pampa yaitu daya yang dibangkitkan oleh motor penggerak. Besarnya harga ini akan diterangkan saat briefing laporan akhir. Efisiensi Pompa Efisiensi pomp a adalah perbandingan WHP dengan BHP.
3. SPESIFIKASI ALAT PRAKTIKUM YANG DIGUNAKAN 1.Pompa Pabrik pembuat
•'
Putaran
Pompa Sentrifugal
Gilbert Gilkes & Gordon Ltd. Kendal - England Serial No. EE 41441 3000 rpm
7/ 4
Praktikum Prestasi Mesin Input Discharge Rated Head Brake Arm Radius : . 2. Pompa Penggerak Pabrik pembuat
Jenis Daya Putaran Ampere Voltage Rating Date
9kW 300 GPM 28 meter 283 mm
BKB Elektric motors Ltd. Birmingham - England Serial No. : 50791 / 1-B$. 2613 /170 DC motor 12 HP 3000 rpm 22A 500 v Compound 12173
4. PROSEDUR MENJALANKAN ALAT PRAKTIKUM 1. Periksa semua sambungan listrik apakah sudah terpasang dengan baik, dan periksa apakah variable untuk motor sudah dalam posisi minimum "not". 2. Sambungkan panel listrik ke jaringan listrik tetap. 3. Pasanglah switch utama dan lihat apakah lampu control nyala atau tidak. Jika lampu control tidak menyala, berarti ada kerusakan pada jaringan listrik, jangandilanjutkan dan segera bertahu asisten atau penanggung jawab praktikum. 4. Bila lampu control telah menyala, motor penggerak dapat distart, variable putaran dinaikan perlahan-lahan dan katup discharge datam keadaan terbuka, sedangkan katup suction dalam keadaan penuh, katup suction dibuka sedikit demi sedikit bila putaran telah mencapai 1200 putaran permenit. Pengamatan dilakukan pada tiap kedudukan katup delivery dan perubahan kecepatan putar, yang diamati adalah : ../ Kecepatan putar ../ Kedudukan katup ../ Momen torsi dari motor penggerak ../ Tinggi muka air raksa pada kedua kaki manometer. ../ Tinggi muka air dalam saturan flow-meter. Pengamatan yang di lakukan selama pengujian berlangsung dilakukan secara serentak dan dilaksanakan apabila keadaan pada parameter pengujian sudah "ready". 5. PROSEDUR MENGHENTIKAN ALAT PRKATIKUM 1. Apabila percobaan telah setesai dilaksanakan dan alat-alat yang dipergunakan hendak dimatikan, maka tertebih dahulu dilakukan : ../ Penutupan semua alat ukur yang dipakai ../ Penutupan katup suction dan discharge dengan terlebih dahulu menurunkan putaran motor sampai seminimum mungkin atau sampai penunjukkan angka "not".
Pompa Sentrifugal
7I 5
Praktikum Prestasi Mesin 2. Matikan switch penggerak motor "off" 3. Switch utama pad a panel listrik dimatikan "off", dapat dilihat bahwa lampu ikut mati. 4. Hubungan panellistrik ke jaringan listrik tetap diputuskan. Perhatian ! I! I Bila terdapat hal yang meragunakan atau mencurigakan dalam mengopersikan alat, maka segera lapor ke asisten aau penanggung jawab praktikum.
6.KEPUSTAKAAN 1. 2. 3. 4. 5.
Pompa dan Blower Centrifugal, Church, A. H. Pompa dan Kompresor, Tahara, Haruo Pump Handbook, Karassik, Igor J. Pompa, Bianchi, L.W.P. lr. Pompa jilid 2, lng. A. Nouwen
7. KESAN DAN PESAN
...
Kesan - kesan apa yang saudara dapatkan selama praktikum dan pesan apa yang ingin saudara sampaikan mengenai praktikum ini.
Pompa Sentrifugal
716
..
Praktikum Prestasi Mesin
~·
PENGUJIAN HEAT PUMP
I. TUJUAN PERCOBAAN Memahami prinsip-prinsi p termodinamika dari mesin pendingin/heat pump );> Mengetahui prinsip kerja pampa kalor . );> Mengetahui fungsi komponen utama mesin pendingin/pompa kalor );> Mengetahui hublingan antara tekanan, entalpi, entropi, dan temperatur serta karakteristik penggunaan pampa kalor );>
II. MAKSUD PERCOBAAN Setelah mengikuti pengujian ini, diharapkan praktikan mampu membaca dan menggunakan diagram p - h dan T - s dari siklus pampa kalor
Ill. DASAR TEORI Pada umumnya refrigreasi merupakan suatu proses perpindahan kalor. Proses ini terjadi antara media penyerap/pelepas kalor dengan lingkungan. Media ini bi asa disebut refrigeran . Selama proses terjadi, refrigeran mengalami perubahan fase, yaitu dari fase cair ke uap (proses penguapan) dan dari fase uap kembali lagi ke fase cair (proses pengembunan). Pada proses penguapan, refrigeran membutuhkan sejumlah kalor yang diambil dari lingkungan, sehingga suhu lingkungan menjadi lebih dingin atau yang biasa disebut efek pendinginan (refrigerating effect). Pada proses pengembunan (kondensasi), refrigeran melepas sejumlah kalor ke lingkungan, sehingga temperatur lingkungan menjadi lebih hangat, ini · disebut efek pemanasan. Kedua proses tersebut terjadi pada tekanan dan temperatur tertentu. Proses penguapan terjadi pada tekanan yang rendah, yang mengakibatkan titik uap dari cairan refrigeran turun jauh dibawah suhu lingkungan, shingga penguapan cairan refrigeran dapat terjadi. Sedangkan proses pengembunan terjadi pada tekanan yang lebih ti nggi, yang menyebabkan titik embun dari uap refrigeran naik melebihi suhu lingkungan, sehingga pengembunan uap dapat terjadi. ·Jadi dari uraian di atas d.apat disimpulkan bahwa pad a unit heat pump terdapat alat yang berfungsi sebagai penguap cairan refrigeran (evaporator), pengembun uap refrigeran (kondenser), penurun tekanan cairan refrigeran (alat ekspansi), dan penambah tekanan uap refrigeran (kompresor) . Selain itu, untuk lebih memahami siklus pendingin/heat pump kompresi uap secara termodinamis perlu dimengerti proses-proses yang terjadi pada diagram Mollier refrigeran, yaitu suatu koordinat antara tekanan dan entalpi (p - h diagram) serta antara temperatur dan entropi (T- s diagram).
Heat Pump
8I 1
Praktikum Prestasi Mesin 1. Keterangan Tentang Diagram p- h
p [bar] abs deerah cal ran bawah jenuh
isoentalpl • litlk KriUs
lsoentropl
Isobar
daerah campuran cair& uap
'sokhorik
uap panas lanjut
h (kJ/kgK]
..
Diagram p - h merupakan kumpulan garis-garis bantu termodinamis yang berguna dalam memplot titik keadaan suatu fluida. )> Kubah jenuh, merupakan garis tempat keadaan jenuh fluida, baik cair jenuh (garis sebelah kiri titik kritis) maupun uap jenuh (garis sebelah kanan titik krisis) . )> Daerah cairan bawah jenuh, merupakan daerah tempat keadaan cairan yang temperaturnya lebih rendah dibanding temperatur cairan jenuhnya pada tekanan yang sama. )> Daerah uap panas lanjut, merupakan daerah tempat keadaan uap yang temperaturnya lebih tinggi diqandingkan temperatur uap jenuhnya pada tekanan yang sama (fase gas).
2. Keterangan Tentang diagram T - s
isoentropi
isobar
ISOI'ei'Tn:S
s [kJ~gK) Kedua diagram di atas digunakan untuk mengetahui keadaan dan sifat refrigeran pada tiap titik dari siklus refrigerasi yang akan kita amati. Heat Pump
8I 2
Praktikum Prestasi Mesin Adapun cara membuat siklus pada diagram ini adalah dengan memplot titik di mana tem·p eratur dan tekanannya terukur pada alat ukur yang digunakan. Selain itu, diasumsikan bahwa proses yang terjadi pada evaporator dan kondenser berlangsung pad a- tekanan tetap (tidal< terjadi pressure drop). IV. DIAGRAM SKEMATIK HEAT PUMP
alat ekspansi
kompresor
Dari gambar di atas, terlihat bahwa aliran refrigeran membentuk siklus tertutup dan melalui komponen utama dari siklus kompresi uap, yaitu: kompresor, kondenser, evaporator, dan alat ekspansi. 1. Siklus Refrigeran Fluida yang digunakan pada Unit Pengujian Heat Pump sebagai medium kalor (refrigeran) adalah d;chloro d;ftuoro metana, CChF2 (R- l 2) atau sering disebut dengan Freon-12. Pada kondisi uap panas lanjut (titik 2), refrigeran dihisap kompresor, dinaikkan tekanannya (p2 ) dan dibuang melalui pipa tembaga yang diisolasi karet men·u ju pelat nikel, koil tembaga yang terendam dalam air pada tangki kondenser (warna merah) yang berfungsi untuk mengembunkan uap refrigeran, pada tekanan P2 dan temperatur T3 (titik 3). Perubahan fase refrigeran dari uap ke cair berlangsung pada tekanan tetap dan penurunan temperatur dari T, ke T4. Refrigeran cair dengan tekanan p2 dan suhu T4 (titik 4) dialirkan ke tangki evaporator (warna biru) dengan terlebih dulu dilewatkan pada silica gel yang berfungsi menyerap uap air yang terbawa di dalam sistem. Sedangkan pengaturan massa aliran refrigeran cair dilakukan dengan refrigerant flow meter. Kemudian cairan refrigeran berekspansi pada katup ekspansi tekanan konstan sehingga tekanannya turun (p 1) dan mulai mendidih pada temperatur uap basah T 1 (titik 1). Pada koil yang terendam dalam aliran air peda tangki evaporator, refrigeran mengalami proses penguapan dengan kadar penguapan diserap dari ali ran air tersebut. Proses penguapan terus berlangsung, sehingga uap refrigeran keluar pada temperatur panas lanjut T2 dan tekanan p,. Uap refrigeran panas lanjut kembali mengalir ke kompresor melalui pipa tembaga yang diisolasi karet. Demikianlah siklus tersebut ber1angsung terus-menerus. ·
2. Siklus air Air yang menjalani siklus terbuka dialirkan terus-menerus oleh pompa air dengan suhu Ts ke dalam tangki evaporator dan kondenser. Besar laju masa
Heat Pump
8/3
Praktikum Prestasi Mesin ali ran air ke dalam kedua tangki tersebut dapat diatur sesuai dengan kebutuhan percobaan melalui penunjukan pada skala dari water flow meter, pengamatan lain dilakukan terhadap temperatur air masuk dan temperatur air pada kedua tangki. Setelah melalui kedua tangki tersebut, air dibuang melalui pipa · pembuangan masing-masing tangki. · Pada tangki kondenser aliran air berfungsi untuk menerima sebagiarl kalor dari uap refrigeran sehingga didapat temperatur yang lebih tinggi (TH). Demikian pula sebaliknya pad a tangki evaporator, atiran air ·berfungsi untuk melepaskan kalornya untuk menguapkan refrigeran sehingga didapat suhu .air yang lebih rendah (Tc). V. PROSEDUR PERCOBAAN •. Cara menjalankan Unit Percobaan Pompa Kaler 1. Unit percobaan diletakkan pad a permukaan yang keras dan datar serta 1ebih tinggi dari sumber air yang digunakan.Tempat pembuangan air proses harus lebih rendah dari letak unit percobaan supaya pembuangan air (drajnase) dapat berjalan dengan baik. 2. Persiapkan dan pasanglah selang karet atau plastik (dia. = 15 mm) pada tempat pembuangan ai r tangki evaporator dan kondenser. Kencangkantah selang ini dengan menggunakan kawat atau klem untuk mencegah kebocoran. 3. lsilah tangki -suplai air yang tersedia hingga penuh. 4. Pasangkanlah kabel listrik kompresor dan pampa air pada stop kontak yang tersedia. Janganlah dihidupkan unit pada saat ini. 5. Hidupkan pampa sirkulasi air. 6. Bukalah kran air yang terdapat pada water flow meter dan aturlah laju ali ran air masuk tangki evaporator dan kondenser sesuai dengan yang telah ditentukan asisten dengan jalan memutar-mutar knob kran. 7. Pasanglah termometer yang tersedia pada dudukannya dan periksa serta sesuaikan skala termometer dengan temperatur yang. akan diukur. 8. Hidupkanlah motor penggerak kompresor. 9. Bukalah katup pada re{r;gerant flow meter hingga penuh. 10. Biarkanlah unit ini bekerja selama kurang lebih 30 menit agar keadaan yang stabil telah tercapai. 11. Bila terjadi pembentukan es pada bagian luar pipa tembaga di atas tangki evaparator, maka keadaan ini adalah normal, hanya dijaga agar jangan terlalu berlebihan. 12. Setelah melakukan pengamatan (pengambilan data), maka terlebih dahulu ditunggu sekitar 2 - 3 menit untuk pengambilan data berikutnya sehingga keadaan stabil terwujud dan hasil pengamatan cukup teliti.
.. \
•. Cara Pengambilan Data Percobaan Pelaksanaan percobaan harus dilakukan setelah keadaan pengukuran dari instalasi stabil. Pengamatan dilakukan untuk dua macam laju aliran massa air yang masuk ke evaporator dan kondenser. Data yang akan diambil ialah: :> me (kg/h), yaitu laju massa aliran air yang masuk ke evaporator (telah ditentukan oleh asisten). Heat Pump
8/4
Praktikum Presttisi Mesin )> )> )> )> )> )> )> )> )> )> )>
mH (kg/h), yaitu laju massa aliran air yang masuk ke kondenser (telah ditentukan oleh asisten). Ts (0 C), yaitu temperatur air pada bak penampung (suplai air). Tc (0 C), yaitu temperatur air pada tangki evaporator. · 0 TH ( C), yaitu temperatur air pada tangki kon"denser. P1 (kPa), yaitu tekanan uap refrigeran sebelum masuk kompresor (suction pressure). T1 (0 C), yaitu temperatur cairan refrigeran setelah melewati katup ekspansi (sebelum memasuki evaporator). T2 ( 0 C), yaitu temperatur uap refrigeran setelah melewati evaporator (sebelum masuk ke kompresor). p2 (kPa), yaitu tekanan uap refrigeran setelah ditekan oleh kompresor (tekanan kompresor). T3 ( 0 C), yaitu temperatur uap refrigeran setelab ditekan oleh kompresor. T4 (0 C), yaitu temperatur cairan refrigeran setelah melalui kondenser. s (s/rev), yaitu waktu sekali putar dari piringan watt-hour meter.
Setiap pengambilan data dimulai dengan menunggu satu kali berputarnya piringan meteran listrik. Sejak awal menunggu, stopwatch dihidupkan, untuk kemudian dihentikan tepat pada waktu piringan berputar satu kali . Setelah it u, dicatat semua parameter data pada kertas pengambilan data. •. Cara Mematikan Unit Pompa Kaler )> Tutuplah katup refirigeran pada refrigerant flow meter. Hal ini bertujuan agar tidak terdapat uap refrigeran di dalam silinder kompresor setelah kompresor shut down. Apabila masih ada uap refrigeran, maka uap ini lambat laun akan mengembun karena suhunya sama dengan suhu ruangan . Embun refrigeran ini bersifat merusak ring piston kompresor yang salah satu komponen materialnya adalah karet. Kemudian matikan motor kompresor. )> Tutup kran suplai air, )> Matikan pampa air. )> Ambillah semua termometer yang terpasang. )> Bersihk~n unit percobaan. )>
VI. SPESIFIKASI UNIT PERCOBAAN DAN ALAT UKUR Alat-alat yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. lnst?lasi Heat Pump: Berat : 50kg Ukuran : 84 em x 46 em x 51 em. Operasi : 220 V I Single Phase I 50 Hz, I. Refrigerant Circuit - Refrigeran: R-12 - Jalur Refrigeran (refrigerant lines): "'Diameter pipa yang diisolasi = 3/6 inci
Heat Pump
8/ 5
Praktikum Prestasi Mesin - Jalur hisap (suction lines): "' Panjang pipa lurus =0,60 m "' 90° Standard Elbow = 3 bua - Jalur Tekan (Discharge lines): "' Panjang pipa lurus =0,54 m "'90o Standard Elbow = 3 buah - Jalur Refiigeran Cair dari Kondenser ke Katup Ekspansi: "' Panjang pipa lurus = 1,10 m "' 90° Standard Elbow =6 buah "' Silica gel dryer = 1 buah "' Refrigerant flow meter = 1 buah - Jalur Refrigeran Cair dari Katup Ekspansi ke Evaporator: "'Panjang pipa lurus = 0,17 m "'90° Standard Elbow = 2 buah - Kompresor Single Cylinder Reciprocating, jenis hermetik: "' Daya maksimum = 0,5 HP I 2000 rpm "'Diameter piston = 35,4 mm "' Panjang langkah = 15,8 mm - Kipas pendingin kompresor. Axial flow 4 blades: "'Daya motor listrik = 7 Watt/1300 rpm "' Diameter sudu = 0,20 m - lnstrumen Watt-hour meter: digunakan untuk mengamati energi yang sebenarnya digunakan untuk menggerakkan kompresor. Standar pengukuran: 166,66 putarah sebanding dengan 1 kWh. - Kondenser: Tipe Shell and Helitical dengan swirl flow "'Di dalam pipa = R-12 "' Di luar pipa =Air · = 5701,950 kJ/h "'Kapasitas - Evaporator: Tipe Shell and Helitical Coil dengan swirl flow "' Di dalam pipa = R-12 "' Di luar pampa = Air "' Kapasitas =4701 ,257 kJ/h 2. Water Circuit - Pompa Sirkulasi Air: Tipe sentrifuga1 "' Daya poros = 0,11 HP 12000 rpm "' Kapasites Kerja = 2,822 lis "'Tinggi tekan =2 m -Water flow meter: Skala 0 sld 200 kglh
..
2. Alat Ukur - Stop Watch: untuk mengukur waktu putar piringan watt-hour meter - Pressure Gage (alat ukur t ekanan) : untuk mengukur tekanan uap refrigeran panas lanjut. Perhatikan batas-batas maksimum pengukuran (garis merah pada skala penunjukan). - Termometer: untuk mengukur temperatur air maupun refrigeran pada setiap kondisi tertentu dalam skala derajat Celcius.
I
I.
Heat Pump
8I 6
.I
Praktikum Prestasi Mesin VII. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: • Berdasarkan hasil perhitungan, ternyata tidak sesuai dengan hukum I termodinamika, yaitu Qc +
Heat Pump
8I 7
Praktikum Prestasi Mesin
l
ct .. ..... ..
""
...
,..
( Juq] :;unss:JUd :umo~u v
Heat Pump
8I 8
~
0
.......
~
.g
--- - --- .._.-
MO
TEMPERATURE -
ENTROPY DIAORlloN
IN S. l. UIUT S- F OR DI CHLOROif"lUORONETHAHE..(C C iz Fz)
'
-- -
I
- --.-4 ·-... •
•
I" •
-----J--:f-.,....::--r+--,,..--f"'::-ir-r-r-r+-----:1
-
(REF;R IOERAHT 12)
• ,.0
G.A.HEWEn
Mo f -
fVIIUSIIU
_..___
YWti'S
er:
~ t.. ML.I •• ..,.. ......-:~..
....
_ . , . . . .,
-.&. •
........ c:wa. ..... •._......,.. nt wnw •u......, ...
'"ts ._....._. • •n • .._ .._,._ ....... 01' 1....-Q. . . l4eOeMGitf IC 4CIIDe~ e wc..
,.ICWIC wttlllllC II.....,,. . , . . Cl.. ... r-r. •seas ~· A\.M M_IU t'e 4 Hh~-bUU4,..Y
•f--1 =:::n~-:~t ~~
:::=• ••
IMC
••
1 ---------+------
~
-
~ N
~·~~£-~J.I-;t~~~~~~~b==-~~-\
··~--~~-----------t-------------1----------
. ! .. ----- u
"~~~----------t----------;------~-
r~ ~· k !"
.·
>; -
,.,
~-.
'b
a ,.,. ~
• .___,+---.....;_-
.. ,,
~
c::
_., 1- --+-----...- --1..,_-,..
3
a 8'
t:--4----..:...,4-h-~-\---,l{-----\,t---r-,~~=-rr---:-i~ ~1:~~~~-4~::~~~~~~~~~-=~~iF==~~------~--~-----:~t--:~ -- -------. i-"' Oo
.
'()
•
-
"'~-· ~ s·
\-~;:.,__~r---~------_j~~---------1--~-w----~i J''
.......
~.,., rtn~
...
r.tn not•Y
~ Jillq
K
••
.....
•
~ -.----
....
-
-
L
•
_,,
11
--
-
-.,.-r - - --
f r •
V.., l
Praktikum Prestasi Mesin
Torque
.
·o
' '\ I'IJ
0
~
f\
0 ., 0 f:\ •
::7
"0
c: ,... ,...
.
0
-
:
'\
~-
1\ j ·I
.
0 0
., Vl Vl
., 0
(ZI
I-
0
=: ·o 0 ,... ,... VI
()
~
0
3
.,
"0 ~
VI
VI
., s=
0
-
0,0
.,
0 0
() :J'
0 -. 0
n ,...
.,1'\
-· ,...
i\\
v
-
.
v
'JI
-·
("'
VI
1\
\
;·
0
g~
Q)
v~
~
IIJ
-
·I \ ..
o,
-
~
I
()o'"0
IIJ
v I 1/
'\. 1-
•
l
1\
"0
3
IIJ
0
~
:
P.
~
~
0, .
.
.
-
0
llo.
0
Nm
·-
I
..
..\.
v
,\ ....
:
113
~
A
c;,
Q'l
Sp~ed
.., 0
revfs
.. Heat Pump
8 I 10
.
~
,...,.
?
.g
SCHEMATIC lAYOUT OF HILTON MECHANICAL HEAT PUMP u.
MC:H
-s~-
PIIUWOI4
m
IZI
-· •.....,.,,. ,
l l . ...........(
Ia·
........ lO
••• cxnAN JI.OOUI': rttt
mil C~MIIJfC
T - .·
...,,. II n.o.·
1D
""""
I
,
n.o.
,....,. .,~ ruoot:
a8'
CONniOt.
•'-vt:
_, I
~
m
....,.
Wl.Y£
Oo ........
,... ~ §
~~~t t u
~""
C~fti
~
·~n"
'LOW
fU)Ir
..,
-·
II)
:t ~
PA H ILTON l TD • ._.,., ,." 1. .........., .....4r•••tftet Hnt«t....-.. \. ....,._Af ()IIIY 1(K,.t41NC ,AI-...AAfUS
:;·
·~.,.,;
r
