MOTOR BENSIN
1. Setiap mesin melakukan satu kali langkah torak, berapa kali kah crankshaft akan berputar ... a. ½ b. 1 c. 2 d. 3 Jawab : b
2. Dibawah ini adalah keuntungan dari mesin bensin dibanding mesin diesel ... a. Kecepatannya tinggi dan tenaga besar b. Kecepatannya rendah dan tenaga besar c. Kecepatannya tinggi dan tenaga kecil d. Kecepatannya rendah dan tenaga rendah Jawaban : a
3. Pada langkah apakahbusi mempercikan bunga api ... a. Langkah hisap b. Akhir langkah kompresi kompresi c. Langkah usaha d. Langkah buang Jawaban : b
4. Terbuat dari bahan apakah blok silinder itu ... a. Besi tuang b. Besi beton c. Besi mulia d. Perunggu Jawaban : b
5. Bagian atas yang terpasang dengan blok silinder adalah ...
a. Poros engkol b. Kepala silinder c. Bak oli d. Roda penerus Jawaban : b
6. Ruang bakar memiliki jumlah tipe.. a. 4 b. 3 c. 2 d. 1 e. 5 Jawaban : a
7. Komponen yang berfungsi untuk mencegah kebocoran gas pembakaran, air pendingin dan oli, yang letaknya diantara blok silinder dan kepala silinde adalah ... a. Separator b. Drain hole c. Water jacket e. Gasket Jawaban : e
8. Komponen yang berfungsi untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi miring adalah ... a. Gasket b. Piston c. Flywheel d. Separator Jawaban : d
9. Untuk mencegah pemuaian piston harus ada jarak yang tersedia dengan temperatur ruang 250c disebut ... a. Piston clearance
b. Separator c. Oil control ring d. Pegas Jawaban : a
10. Berapakah celah torak antara torak dan dinding silinder ... a. 0,02 -0,3 mm b. 0,02 – 0,02 – 0,12 0,12 mm c. 0,02 – 0,02 – 0,05 0,05 mm d. 0,05 – 0,05 – 0,12 0,12 mm Jawaban : b
1. Jelaskan proses kerja motor bensin 4 takt! a.
Proses Pengisian Pengisian campuran bensin dan udara terjadi pada langkah pertama yaitu saat torak bergerak dari TMA ke TMB, TMB, di mana katup masuk masuk terbuka dan katup buang tertutup.
a.
Proses Kompresi Terjadi pada langkah kedua. Yaitu torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada langkah ini kedua katup tertutup.
b.
Proses Pembakaran Beberapa saat menjelang akhir kompresi, saat sebelum torak mencapai TMA, busi memercikkan bunga api dan membakar campuran bensin dan udara. Akibatnya temperatur dan tekanan gas pembakaran dalam silinder meningkat.
c.
Proses Kerja/Ekspansi Proses ini terjadi pada langkah ketiga yaitu torak bergerak dari TMA ke TMB. Tekanan yang tinggi hasil pembakaran digunakan untuk mendorong torak ke bawah dan memutar poros engkol untuk melakukan kerja mekanik. me kanik.
d.
Proses Pembuangan Terjadi pada langkah keempat, torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada langkah ini katup buang terbuka dan katup masuk tertutup. Gas hasil pembakaran dibuang keluar silinder melalui katup buang.
2. Jelaskan siklus otto dengan diagram P-V beserta fas e yang ada!
Proses yang terjadi adalah : 1-2 : Kompresi adiabatis 2-3 : Pembakaran isokhorik 3-4 : Ekspansi / langkah kerja adiabatis 4-1 : Langkah buang isokhorik 3. Jelaskan mengapa siklus aktual dan siklus ideal motor bensin berbeda! Karena pada kenyataannya 4 proses yang terjadi pada setiap siklus t idak selalu berjalan sesuai teoritis, hal ini bisa disebabkan karena berbagai faktor diantaranya; -
kebocoran fluida kerja karena penyekaan oleh cincin piston dengan katup tidak bisa berjalan sempurna,
-
kerugian kalor akibat perpindahan kalor dari fluida kerja ke fluida pendingin, dan juga , terutama pada langkah kompresi, ekspansi dan pada waktu gas buang meninggalkan selinder. Perpindahan kalor tersebut terjadi karena terdapat perbedaan temperatur antara fluida kerja dan fluida pendingin. Fluida pendingin diperlukan untuk mendinginkan bagian mesin yang menjadi panas, untuk mencegah bagian ter sebut dari kerusakan.
-
Terdapat kerugian energi kalor yang dibawa oleh gas buang dari dalam selinder ke atmosfir sekitarnya. Energi tersebut tak dapat dimanfaatkan untuk melakukann kerja mekanik;
-
Terdapat kerugian energi karena gesekan antara fluida kerja dengan dinding sekitarnya.
1. Didalam sistem penginjeksian mesin diesel ada penginjeksian langsung dan tak langsung. Jelaskan apa itu injeksi tak langsung berserta jenis dan cara kerja jenis – jenis injeksi tak langsung ?. Injeksi tidak langsung adalah mesin diesel dengan sistem penginjeksian bahan bakar yang berlangsung pada ruang bakar tambahan/ Pre Chamber ( tidak langsung pada ruang bakar) Jenis – jenis injeksi tak langsung ada 2 yakni: a. Kamar muka Cara kerja : Pada langkah kompresi, sebagian udara ditekan ke dalam kamar muka,, kemudian bahan bakar disemprotkan terhadap bola penyala. Bagian tersebt terikat dengan jembatan yang relatif tipis, maka menjadi sangat panas selama motor hidup. Oleh karena itu, engan akibat pembakaran, sebagian bahan bakar di tiup keluar dari kamar muka dan ikut terbakar dengan udara yang masih di dalam silinder. b. Kamar pusar Cara kerja: Pada langkah kompresi, sebagian besar udara ditekan ke dalam kamar pusar. udara berpusar sangat cepat, karena saluran penghubung yang menuju kedalam kamar pusar dikonstruksi miring tangensial. Akibattnya, bahan bakar yang disemprotkan cepat menguap dan menyala sendiri. Dari hasil pembakaran, sebagian bahan bakar di tiup keluar dari kamar pusar dan ikut terbakar dengan sisa udara yang mash di dalam silinder. 2. Jelaskan pinsip kerja Motor Diesel 4 langkah dalam rangkaian proses yang disertai gambar ! a. Langkah pertama yaitu Langkah Hisap (suction stroke) dimana piston bergerak turun dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB (Titik Mati Bawah), Intake Valve terbuka menghisap udara masuk kedalam ruang pembakaran ( cylinder ). b. Langkah kedua yaitu Langkah Kompresi (compression stroke) dimana piston bergerak Naik dari TMB ( Titik Mati Bawah ) ke TMA ( Titik Mati Atas ), Intake Valve dan Ekhaust Valve tertutup, udara dalam ruang pembakaran dimampatkan hingga mencapai tekanan tertentu.
c. Langkah ketiga yaitu Langkah Usaha ( expansion stroke ) dimana terjadi pembakaran atau ledakan dari proses proses kompresi udara dan pengabutan bahan bakar pada ruang pembakaran sehingga piston bergerak Turun dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB ( Titik Mati Bawah ), Intake Valve dan Ekhaust Valve masih tertutup. d. Langkah keempat yaitu Langkah Buang ( exhaust stroke ) dimana piston bergerak Naik dari TMB ( Titik Mati Bawah ) ke TMA ( Titik Mati Atas), ekhasut Valve terbuka dan intake Valve tertutup.
3. Tuliskan nama-nama peralatan / perlengkapan yang mendukung proses kerja sistem bahan bakar pada motor diesel dan fungsi alat-alat tersebut !
Fuel Injection berfungsi untuk pengabut/penyemprot bahan bakar ke dalam slinder.
Bosh Pump yaitu pompa tekanan tinggi berfungsi untuk mendorong bahan bakar ke injector untuk di semprotkan.
Viscocity Regulator berfungsi untuk mengatur kekentalan bahan bakar.
Filter menyaring kotoran yang terdapat pada bahan bakar.
Heater berfungsi untuk memanskan bahan bakar.
Fuel Purifier berfungsi untuk memisahkan kandungan, lumpur, kotoran dan air pada bahan bakar.
Flow Meter berfungsi untuk mengetahui jumlah konsumsi bahan bakar.
Fuel supply Pump berfungi untuk memindahkan bahan bakar dari bottom tank ke settling tank.
Settling Tank berfungsi untuk tangki endap bahan bakar.
4. Jelaskan cara kerja penyetelan katup dan langkah-langkah kerjanya saat yang tepat untuk menyetel katup dan mengapa kelonggaran katup buang lebih besar dari pada kelonggaran
katup
masuk
motor
4
tak.
Cara Penyetelan Katup-katup :
Putarlah roda flywheel sesuai dengan arah putaran mesin sampai piston pada silinder pertama dalam posisi di atas. Pada saat putaran mesin terasa berat, hal ini menunjukkan adanya kompresi di mana kedua katup menutup penuh. Roda flywheel diputar lagi sedikit sehingga garis tanda TDC atau FB pada roda flywheel berimpit dengan tanda garis tetap di body motor. Kedudukan ini menunjukkan top kompresi dan piston berkedudukan di titik mati atas.
Kendorkan mur pengikat. Stel baut penyetel dan sisipkan feeler gauges di antara celah katup, baik katup masuk maupun katup buang sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan oleh mesin yang bersangkutan.
Tahan baut penyetel dengan obeng min agar kedudukan penyetelan tidak berubah dan keraskan kembali mur pengikat.
Periksa kembali keregangan celah katup tersebut. Setelah penyetelan katup pada silinder pertama selesai maka putarlah roda penerus lebih kurang 180 derajat sudut engkol. Untuk mesin 4 silinder 720 derajat dibagi (banyaknya silinder). Kedua katup pada silinder nomor 3 tertutup, rocker arm / tuas pelatuk dalam keadaan bebas tekanan. Kita setel celah katup silinder nomor tiga. Demikianlah penyetelan celah katup untuk silinder berikutnya sesuai dengan ( Firing Order) dari Mesin tersebut.
5. Pada saat kapal berlayar maka tiba-tiba diesel motor induk mati / black out Jelaskan beberapa kemungkinan penyebab dan bagaimana cara saudara mengatasinya !
Kekurangan pasokanan bahan bakar, periksa sistim bahan bakar mesin ( volume tangki harian, bosh pump,injector, nozzle, beserta pipa-pipa tekanan tinggi )
Mesin panas berlebih (Over heating) periksa sistim-sistim pendingin dan pelumasan (Pompa-pompa, L.O Cooler, F.W cooler) dan periksa tekan-tekan kerja dari keduannya.
Terjadinya macet bahkan patah pada bagian ring piston atau katup-katup hisap dan buang / periksa sejauh mana dampak kerusakan tersebut pada mesin.
Bantalan poros engkol yang macet, lepaskan penutup lubang karter secepat mungkin dan periksa apakah bantalan panas atau warnanya berubah segera perbaiki dan periksa kelonggarannya (clearance) dan pelumasan dari seluruh bantalan dengan seksama.
Torak macet torak tersebut harus dikeluarkan dan diperiksa kerusakannya lebih jauh, misalnya ada keretakan. Kalau kerusakannya tidak terlalu parah, maka daerah yang tergores pada permukaan silinder dan torak harus dihaluskan dan disesuaikan kembali kelonggaran antara torak dan lapisan silinder.
Beban berat (over load) periksa bagian pada baling-baling (propeller) kemungkinan adanya benda yang menyangkut sehingga membebani putaran propeller
6. Jelaskan cara kerja perawatan lapisan cylinder ukuran-ukuran apa saja yang diambil dari cylinder tersebut saat di over!
Pengukuran diameter bagian dalam silinder (Cilinder Liner) antara posisi depan belakang (Fore-after) pada posisi dari atas sampai kebawah (minimal 5 posisi), kemudian diperbandingkan dengan diameter standar.
Pengukuran diameter bagian dalam silinder (Cilinder Liner) antara kiri-kanan (port-starboard) pada posisi dari atas sampai kebawah (minimal 5 posisi), diperbandingkan diameter standar.
Pengukuran liner bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh diameter dinding silinder (cylinder liner) yang sudah mengalami keausan akibat gesekan dengan torak (badan torak) dan juga adanya kemungkinan keausan dinding silinder yang tidak merata.
Pastikan bahwa dinding silinder dalam keadaan masih standar dan tidak ada yang termakan, tergores, aus atau membentuk OVAL yang dapat mengakibatkan lolosnya udara kompresi.
Bila terdapat goresan / alur memanjang dari atas ke bawah, maka lebih baik segera dilakukan penggantian silinder baru.
Pastikan semua lubang-lubang Cylinder Oil Apart, dapat mengeluarkan minyak pelumas dengan baik.
7. Sebutkan cara perawatan pengabut (Fuel Injector) hingga dapat menghasilkan pengabutan bahan bakar yang baik dan apa penyebabnya bila pengabut tidak dapat menghasilkan pengbutan dengan baik !
Bersihkan sekeliling bagian-bagian injector dengan solar, lal u tiup dengan tekanan angin.
Gunakn majun untuk melapisi injector khusus pada ujung nosel.
Tutup lubang injektor dengan kain lap, agar debu atau kotoran tidak masuk ke dalam silinder.
Pasang injektor pada tester dengan baik.
Tes dengan alat Tekanan Penyemprotan
Gerakkan tuas tester dalam langkah penuh dengan kuat dan cepat, baca tekanan pada manometer, catat hasilnya.
Sudut penyemprotan yang baik adalah : 4°
Lakukan pengetesan sampai manometer menunjukkan tekanan = 80 bar, pertahankan posisi tekanan ini selama ± 20 detik, lihat dan amati kebocoran pada ujung nosel.
Bersihkan lubang-lubanag pengeabut injector
8. Jelaskan urutan pemasangan fliter dan sedimenter air pada sistem injeksi bahan bakar, manakah yang lebih dahulu dipasang? Apakah dampak yang terjadi bila kedua komponen tersebut tidak terpasang pada sistem injeksi bahan bakar?
Filter bahan bakar menjaga agar bahan bakar bersih dari kotoran/deposit berbentuk padat, sedangan sedimenter menampung air yang tercampur dalam bahan bakar. Bila tidak ada filter yang baik dalam sistem injeksi bahan bakar maka elemen pompa yang presisi akan macet. Demikian pula tanpa sedimenter air dalam sistem injeksi bahan bakar maka air dalam bahan bakar dapat menyebabkan korosi pada elemen pompa yang dampaknya elemen pompa tidak dapat berfungsi. Sedimenter mendahului filter.
9. Jelaskan jenis nosel injeksi pada sistem injeksi bahan bakar mesin diesel dan digunakan pada mesin diesel jenis apa?
Injektor atau nosel injeksi mempunyai bentuk utama tipe lubang dan tipe pin. Nosel injeksi tipe lubang mempunyai jenis lubang satu dan lubang banyak. Nosel tipe pin mempunyai jenis trotlle dan pintle/pasak. Tipe lubang biasanya digunakan pada mesin diesel dengan injeksi langsung. Tipe pin biasanya digunakan pada mesin diesel dengan ruang bakar muka dan ruang bakar pusar.
10. Terdapat 2 macam sistem injeksi bahan bahan bakar pada mesin diesel. Jelaskan persamaan dan perbedaan utama dari 2 macam sistem injeksi bahan bakar tersebut! dan Jelaskan 4 fungsi pokok sistem injeksi bahan bakar mesin diesel!
Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris dan dengan pompa injeksi distributor. Persamaannya adalah mempunyai fungsi menyalurkan bahan bakar dari tangki ke dalam ruang bakar mesin diesel. Perbedaannya adalah pada sistem injeksi dengan pompa sebaris adalah tiap silinder mesin dilayani oleh satu elemen pompa, sedangkan pada sistem injeksi dengan pompa distributor semua si linder mesin dilayani oleh satu elemen pompa.
Sistem injeksi bahan bakar mesin diesel memiliki tugas: (a) menepatkan saat penginjeksian bahan bahar ke dalam ruang bakar mesin diesel, (b) mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar, (c) mengendalikan kecepatan penyaluran bahan bakar ke dalam silinder mesin, dan (d) mengabutkan bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder mesin.
MESIN DIESEL 1. Bila benda bergerak melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat putaran atau lingkaran. Pernyataan tersebut merupakan prinsipkerja dari: a. Pompa Rotari b. Pompa Sentrifugal c. Pompa Roda gigi d. Pompa Reciprocating e. Pompa air 2. Jika ada pompa torak kerja ganda dengan diameter torak 75mm, diameter batang torak 20 mm. pompa tersebut bekerja dua langkah dengan putaran 100 put/menit sedangkan efisensinya 55%, berapakah kapasitas efektif pompa tersebut? a. 702,6 liter/menit b. 70,26 liter/menit c. 7,026 liter/menit d. 7026 liter/menit e. 0,7026 liter/menit 3. Mengenai bebrapa macam-macam pompa dari jenis pemindah positif, salah satunya yakni pompa lobe. Sebutkan kegunaan pompa lobe? a. memompa cairan yang kental (viskositasnya tinggi) dan mengandung padatan b. mencegah terjadinya kemacetan dan aus saat pompa digunakan c. dapat digunakan sebagai pompa vakum. d. memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat pelumasan yang baik. e. digunakan untuk pekerjaan pemompaan dengan daya isap (suction head) yang tinggi 4. Pompa manakah yang lebih efisien dalam penggunaanya? a. Pompa Torak b. Pompa Lobe c. Pompa Sentrifugal
d. Pompa Ulir e. Pompa Dinding 5. Sebutkan salah satu ciri mengapa pompa sentrifugal tidak termasuk ti pe positive displacement pump? a. Memiliki efisensi tetap lebih atau kurang b. Viskositas konstan c. Memiliki lebih atau kurang aliran konstan d. Memiliki berbagai tingkat efisiensi e. Rotor ini dipasang asimetri dalam rumah pompa. 11. Didalam sistem penginjeksian mesin diesel ada penginjeksian langsung dan tak langsung. Jelaskan apa itu injeksi tak langsung berserta jenis dan cara kerja jenis – jenis injeksi tak langsung ?. Injeksi tidak langsung adalah mesin diesel dengan sistem penginjeksian bahan bakar yang berlangsung pada ruang bakar tambahan/ Pre Chamber ( tidak langsung pada ruang bakar) Jenis – jenis injeksi tak langsung ada 2 yakni: c. Kamar muka Cara kerja : Pada langkah kompresi, sebagian udara ditekan ke dalam kamar muka,, kemudian bahan bakar disemprotkan terhadap bola penyala. Bagian tersebt terikat dengan jembatan yang relatif tipis, maka menjadi sangat panas selama motor hidup. Oleh karena itu, engan akibat pembakaran, sebagian bahan bakar di tiup keluar dari kamar muka dan ikut terbakar dengan udara yang masih di dalam silinder. d. Kamar pusar Cara kerja: Pada langkah kompresi, sebagian besar udara ditekan ke dalam kamar pusar. udara berpusar sangat cepat, karena saluran penghubung yang menuju kedalam kamar pusar dikonstruksi miring tangensial. Akibattnya, bahan bakar yang disemprotkan cepat menguap dan menyala sendiri. Dari hasil pembakaran, sebagian bahan bakar di tiup keluar dari kamar pusar dan ikut terbakar dengan sisa udara yang mash di dalam silinder. 12. Jelaskan pinsip kerja Motor Diesel 4 langkah dalam rangkaian proses yang disertai gambar !
e. Langkah pertama yaitu Langkah Hisap (suction stroke) dimana piston bergerak turun dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB (Titik Mati Bawah), Intake Valve terbuka menghisap udara masuk kedalam ruang pembakaran ( cylinder ). f. Langkah kedua yaitu Langkah Kompresi (compression stroke) dimana piston bergerak Naik dari TMB ( Titik Mati Bawah ) ke TMA ( Titik Mati Atas ), Intake Valve dan Ekhaust Valve tertutup, udara dalam ruang pembakaran dimampatkan hingga mencapai tekanan tertentu. g. Langkah ketiga yaitu Langkah Usaha ( expansion stroke ) dimana terjadi pembakaran atau ledakan dari proses proses kompresi udara dan pengabutan bahan bakar pada ruang pembakaran sehingga piston bergerak Turun dari TMA ( Titik Mati Atas ) ke TMB ( Titik Mati Bawah ), Intake Valve dan Ekhaust Valve masih tertutup. h. Langkah
keempat
yaitu
Langkah
Buang ( exhaust stroke ) dimana piston
bergerak Naik dari TMB (
Titik Mati Bawah ) ke TMA ( Titik Mati Atas), ekhasut Valve terbuka dan intake Valve tertutup.
13. Tuliskan nama-nama peralatan / perlengkapan yang mendukung proses kerja sistem bahan bakar pada motor diesel dan fungsi alat-alat tersebut !
Fuel Injection berfungsi untuk pengabut/penyemprot bahan bakar ke dalam slinder.
Bosh Pump yaitu pompa tekanan tinggi berfungsi untuk mendorong bahan bakar ke injector untuk di semprotkan.
Viscocity Regulator berfungsi untuk mengatur kekentalan bahan bakar.
Filter menyaring kotoran yang terdapat pada bahan bakar.
Heater berfungsi untuk memanskan bahan bakar.
Fuel Purifier berfungsi untuk memisahkan kandungan, lumpur, kotoran dan air pada bahan bakar.
Flow Meter berfungsi untuk mengetahui jumlah konsumsi bahan bakar.
Fuel supply Pump berfungi untuk memindahkan bahan bakar dari bottom tank ke settling tank.
Settling Tank berfungsi untuk tangki endap bahan bakar.
14. Jelaskan cara kerja penyetelan katup dan langkah-langkah kerjanya saat yang tepat untuk menyetel katup dan mengapa kelonggaran katup buang lebih besar dari pada kelonggaran
katup
masuk
motor
4
tak.
Cara Penyetelan Katup-katup :
Putarlah roda flywheel sesuai dengan arah putaran mesin sampai piston pada silinder pertama dalam posisi di atas. Pada saat putaran mesin terasa berat, hal ini menunjukkan adanya kompresi di mana kedua katup menutup penuh. Roda flywheel diputar lagi sedikit sehingga garis tanda TDC atau FB pada roda flywheel berimpit dengan tanda garis tetap di body motor. Kedudukan ini menunjukkan top kompresi dan piston berkedudukan di titik mati atas.
Kendorkan mur pengikat. Stel baut penyetel dan sisipkan feeler gauges di antara celah katup, baik katup masuk maupun katup buang sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan oleh mesin yang bersangkutan.
Tahan baut penyetel dengan obeng min agar kedudukan penyetelan tidak berubah dan keraskan kembali mur pengikat.
Periksa kembali keregangan celah katup tersebut. Setelah penyetelan katup pada silinder pertama selesai maka putarlah roda penerus lebih kurang 180 derajat sudut engkol. Untuk mesin 4 silinder 720 derajat dibagi (banyaknya silinder). Kedua katup pada silinder nomor 3 tertutup, rocker arm / tuas pelatuk dalam keadaan bebas tekanan. Kita setel celah katup silinder nomor tiga. Demikianlah penyetelan celah katup untuk silinder berikutnya sesuai dengan ( Firing Order) dari Mesin tersebut.
15. Pada saat kapal berlayar maka tiba-tiba diesel motor induk mati / black out Jelaskan beberapa kemungkinan penyebab dan bagaimana cara saudara mengatasinya !
Kekurangan pasokanan bahan bakar, periksa sistim bahan bakar mesin ( volume tangki harian, bosh pump,injector, nozzle, beserta pipa-pipa tekanan tinggi )
Mesin panas berlebih (Over heating) periksa sistim-sistim pendingin dan pelumasan (Pompa-pompa, L.O Cooler, F.W cooler) dan periksa tekan-tekan kerja dari keduannya.
Terjadinya macet bahkan patah pada bagian ring piston atau katup-katup hisap dan buang / periksa sejauh mana dampak kerusakan tersebut pada mesin.
Bantalan poros engkol yang macet, lepaskan penutup lubang karter secepat mungkin dan periksa apakah bantalan panas atau warnanya berubah segera perbaiki dan periksa kelonggarannya (clearance) dan pelumasan dari seluruh bantalan dengan seksama.
Torak macet torak tersebut harus dikeluarkan dan diperiksa kerusakannya lebih jauh, misalnya ada keretakan. Kalau kerusakannya tidak terlalu parah, maka daerah yang tergores pada permukaan silinder dan torak harus dihaluskan dan disesuaikan kembali kelonggaran antara torak dan lapisan silinder.
Beban berat (over load) periksa bagian pada baling-baling (propeller) kemungkinan adanya benda yang menyangkut sehingga membebani putaran propeller
16. Jelaskan cara kerja perawatan lapisan cylinder ukuran-ukuran apa saja yang diambil dari cylinder tersebut saat di over!
Pengukuran diameter bagian dalam silinder (Cilinder Liner) antara posisi depan belakang (Fore-after) pada posisi dari atas sampai kebawah (minimal 5 posisi), kemudian diperbandingkan dengan diameter standar.
Pengukuran diameter bagian dalam silinder (Cilinder Liner) antara kiri-kanan (port-starboard) pada posisi dari atas sampai kebawah (minimal 5 posisi), diperbandingkan diameter standar.
Pengukuran liner bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh diameter dinding silinder (cylinder liner) yang sudah mengalami keausan akibat gesekan dengan torak (badan torak) dan juga adanya kemungkinan keausan dinding silinder yang tidak merata.
Pastikan bahwa dinding silinder dalam keadaan masih standar dan tidak ada yang termakan, tergores, aus atau membentuk OVAL yang dapat mengakibatkan lolosnya udara kompresi.
Bila terdapat goresan / alur memanjang dari atas ke bawah, maka lebih baik segera dilakukan penggantian silinder baru.
Pastikan semua lubang-lubang Cylinder Oil Apart, dapat mengeluarkan minyak pelumas dengan baik.
17. Sebutkan cara perawatan pengabut (Fuel Injector) hingga dapat menghasilkan pengabutan bahan bakar yang baik dan apa penyebabnya bila pengabut tidak dapat menghasilkan pengbutan dengan baik !
Bersihkan sekeliling bagian-bagian injector dengan solar, lal u tiup dengan tekanan angin.
Gunakn majun untuk melapisi injector khusus pada ujung nosel.
Tutup lubang injektor dengan kain lap, agar debu atau kotoran tidak masuk ke dalam silinder.
Pasang injektor pada tester dengan baik.
Tes dengan alat Tekanan Penyemprotan
Gerakkan tuas tester dalam langkah penuh dengan kuat dan cepat, baca tekanan pada manometer, catat hasilnya.
Sudut penyemprotan yang baik adalah : 4°
Lakukan pengetesan sampai manometer menunjukkan tekanan = 80 bar, pertahankan posisi tekanan ini selama ± 20 detik, lihat dan amati kebocoran pada ujung nosel.
Bersihkan lubang-lubanag pengeabut injector
18. Jelaskan urutan pemasangan fliter dan sedimenter air pada sistem injeksi bahan bakar, manakah yang lebih dahulu dipasang? Apakah dampak yang terjadi bila kedua komponen tersebut tidak terpasang pada sistem injeksi bahan bakar?
Filter bahan bakar menjaga agar bahan bakar bersih dari kotoran/deposit berbentuk padat, sedangan sedimenter menampung air yang tercampur dalam bahan bakar. Bila tidak ada filter yang baik dalam sistem injeksi bahan bakar maka elemen pompa yang presisi akan macet. Demikian pula tanpa sedimenter air dalam sistem injeksi bahan bakar maka air dalam bahan bakar dapat menyebabkan korosi pada elemen pompa yang dampaknya elemen pompa tidak dapat berfungsi. Sedimenter mendahului filter.
19. Jelaskan jenis nosel injeksi pada sistem injeksi bahan bakar mesin diesel dan digunakan pada mesin diesel jenis apa?
Injektor atau nosel injeksi mempunyai bentuk utama tipe lubang dan tipe pin. Nosel injeksi tipe lubang mempunyai jenis lubang satu dan lubang banyak. Nosel tipe pin mempunyai jenis trotlle dan pintle/pasak. Tipe lubang biasanya digunakan pada mesin diesel dengan injeksi langsung. Tipe pin biasanya digunakan pada mesin diesel dengan ruang bakar muka dan ruang bakar pusar.
20. Terdapat 2 macam sistem injeksi bahan bahan bakar pada mesin diesel. Jelaskan persamaan dan perbedaan utama dari 2 macam sistem injeksi bahan bakar tersebut! dan Jelaskan 4 fungsi pokok sistem injeksi bahan bakar mesin diesel!
Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris dan dengan pompa injeksi distributor. Persamaannya adalah mempunyai fungsi menyalurkan bahan bakar dari tangki ke dalam ruang bakar mesin diesel. Perbedaannya adalah pada sistem injeksi dengan pompa sebaris adalah tiap silinder mesin dilayani oleh satu elemen pompa, sedangkan pada sistem injeksi dengan pompa distributor semua silinder mesin dilayani oleh satu elemen pompa.
Sistem injeksi bahan bakar mesin diesel memiliki tugas: (a) menepatkan saat penginjeksian bahan bahar ke dalam ruang bakar mesin diesel, (b) mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar, (c) mengendalikan kecepatan penyaluran bahan bakar ke dalam silinder mesin, dan (d) mengabutkan bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder mesin.
kompresor 1.Pada kompesor ini memiliki port inlet dan outlet pada kedua sisinya, dapat meningkatkan kerja kompresor dan menghasilkan udara bertekanan yang lebih tingi dari pada kompresor yang lainya di sebut kompresor…
a. kompresor tunggal b. kompresor diafragma c. kompresor ganda d. kompresor axial jawaban C 2.Kompresor yang memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan udara disebut kompresor a. kompresor diafragma b. kompresor sekrup c. kompresor axial d. kompresor tunggal jawaban B 3.Bila torak meneruskan gerak ke TMA maka tekanan akan semakin naik. halini menyebabkan katup keluar terbuka dan udara dalam silinder akan menuju…
a. pembuangan akhir b. tabung penyimpanan c. melalui selang d. keluar jawaban B 4.Komponen yang berfungsi untuk mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan dinding liner silinder yaitu…
a. Cincin torak b. Batang torak
c. katup torak d. Crankshaft jawaban A 5 Gambar ini berfungsi sebagai…
a. Untuk mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus bolak balik (translasi) b. Meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak. c. meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. d. mengubah kembali posisi poros engkol. jawaban A
6. Simbol
adalah ….
a. silinder kerja tunggal
c. silinder kerja ganda dengan
b. silinder kerja ganda
bantalan udara d. silinder putar
e. semua jawaban salah 7.Kecepatan silinder kerja ganda arah maju dapat dilakukan dengan rangkaian sebagai berikut …. a.
b.
c.
d.
1) Katup pneumatik yang mempunyai fungsi dengan tabel kebenaran seperti berikut adalah ….
a. katup pengatur aliran b. katup pembuang cepat c. katup fungsi “OR” d. katup fungsi “AND” e. semua jawaban salah
8.Tabung 0,5 m 3 diisi udara oleh kompresor sampai tekanannya (absolut) 7 bar. Berapa volume udara atmosfir yang dimasukkan ke dalam tabung ? a. 0,5 m3
c. 14 m3
b. 3,5 m3
d. 1 m3
e. Semua jawaban salah
Pertanyaan uraian dan jawabannya tentang kompresor 1. Atas dasar apa pembagian kompresor dan apakah alat pengisi angin ban termasuk kompresor atau pompa? Jawab : a. Kompresor diklasifikasikan berdasarkan cara hisap dan penaikan tekanan udara dari tiap-tiap kompresor. Pada jenis positive-displacement, sejumlah udara atau gas ditrap dalam ruang kompresi dan volumenya secara mekanik menurun s ehingga menyebabkan peningkatan tekanan pada tingkat tertentu. Sedangkan pada kompresor dinamik memberikan energy kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi t ekanan karena pengaruh impeller dan volute pengeluaran atau diffusers. b. Alat pengisi angin sepeda termasuk kompresor karena sistem kerja pada alat pengisi ban seperti kompresor torak. Pada saat memompa, terjadi gerakan torak bolak balik dalam silinder yang mengakibatkan perubahan volume dan tekanan sehingga terjadilah proses pemasukan, kompresi dan pembuangan.
2. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis kompresor udara! Jawab : Jenis-jenis kompresor udara terdiri dari dua kelompok utama yaitu : a. Kompresor perpindahan yaitu kompresor yang bekerja menaikkan tekanan udara dengan memperkecil/memampatkan volume udara ke dalam ruang silinder atau stator oleh torak atau sudu. Kompresor perpindahan dikelompokkan lagi menjadi dua jenis yaitu kompresor torak bolakbalik (reciprocating piston compressor) dan kompresor torak putar (rotary piston compressor). Kompresor torak bolak-balik ada dua jenis yaitu kompresor piston dan kompresor diafragma sedangkan kompresor torak putar terdiri dari tiga jenis yaitu kompresor sudu (vanel), kompresor skrup (screw) dan kompresor sayap (roots). b. Kompresor aliran/turbo yaitu kompresor yang bekerja menaikkan tekanan udara dengan gaya sentrifugal yang diakibatkan oleh impeller atau dengan gaya angkat yang diakibatkan oleh sudu. Kompresor aliran/turbo terbagi menjadi dua jenis yaitu kompresor aliran aksial dan kompresor aliran radial. 3. Jelaskan prinsip kerja kompresor udara jenis piston kerja tunggal! Jawab : Prinsip kerja kompresor udara jenis piston kerja tunggal yaitu terdiri langkah isap, langkah kompresi, dan langkah pengeluaran. Langkah isap adalah apabila poros engkol berputar searah putaran jarum jam, torak bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB). Tekanan negatif terjadi pada ruangan di dalam silinder yang ditinggalkan torak sehingga katup isap terbuka oleh perbedaan tekanan dan udara terhisap masuk ke dalam ruang silinder. Langkah kompresi terjadi pada saat torak bergerak dari titik mati bawah (TMB) menuju titik mati atas (TMA), katup isap dan katup buang tertutup sehingga udara dimampatkan di dalam silinder. Langkah buang adalah saat torak meneruskan gerakannya ke TMA, tekanan di dalam s ilinder akan naik sehingga katup buang akan terbuka oleh tekanan udara sehingga udara akan keluar.
1.
Jelaskan klasifikasi kompresor berdasarkan konstruksinya! Jawab : a. Klasifikasi berdasarkan jumlah tingkat kompresi (satu tingkat, dua tingkat, tiga tingkat dan banyak tingkat). b. Klasifikasi berdasarkan langkah kerja (kerja tunggal, kerja ganda). c. Klasifikasi berdasarkan susunan silinder “ khusus kompresor torak” (bentuk mendatar, bentuk tegak, bentuk L, bentuk V, bentuk W, bentuk imbang dan lawan imbang/balans oposed). d. Klasifikasi berdasarkan cara pendinginan (pendinginan air dan pendinginan udara). e. Klasifikasi berdasarkan transmisi penggerak (transmisi langsung, transmisi sabuk V, dan transmisi roda gigi). f.
Klasifikasi berdasarkan penempatannya (permanen/stationary, dan dapat dipindah-pindah/ portable).
g. Klasifikasi berdasarkan cara pelumasannya (pelumasan minyak dan pelumasan tanpa minyak). 2.
Jelaskan gangguan apa saja yang sering ditemukan pada kompresor udara dan penyebabnya! Jawab : a. Pembebanan dan pemanasan lebih pada motor. Kemungkinan penyebabnya adalah daya motor kurang, instalasi listrik motor salah (putaran terbalik), terjadi hubungan singkat, salah satu kabel pada jalur 3-phase terputus, slip pada sabuk V, efek roda gaya tidak cukup, viskositas minyak terlalu tinggi/rendah, pengisian lebih (supercharging) karena pulsasi tekanan dan penyumbatan pada saringan dan pipa. b. Udara keluar terlalu panas. Kemungkinan penyebabnya adalah kondisi lingkungan dalam ruang kompresor kurang baik, karbonisasi minyak pelumas, katup keluar rusak (aliran balik), dan system pendingin yang tidak bekerja dengan baik. c. Katup pengaman sering terbuka. Kemungkinan penyebabnya adalah penyetelan yang tidak tepat atau karena memang pegas katup terlalu lemah. d. Bunyi dan getaran tidak normal. Kemungkinan penyebabnya adalah kelonggaran yang berlebihan karena keausan, pemasangan dan pelurusan kurang tepat, getaran sabuk dan fluktuasi momen punter, getaran pipa karena resonasi dank arena mesin penggerak.
e. Korosi. Kemungkinan penyebabnya adalah terjadinya kondensasi uap air, adanya bahan korosif dalam udara isap, perembesan air pendingin terutama air laut, kualitas pelumas yang kurang baik, terjadinya reaksi minyak pelumas dan bahan tembaga atau karena perawatan yang tidak baik. f.
Tekanan tidak dapat naik atau terlalu lambat. Kemungkinan penyebabnya adalah terdapat kebocoran (pada pembuang air, paking, sekrup, katup pengaman, tabung dan pipa-pipa). Katup pengaman rusak, manometer rusak, saringan udara masuk kotor, adanya penyumbatan pada pipa.
g. Tekanan melebihi tekanan normal. Kemungkinan penyebabnya adalah manometer rusak, tombol tekanan rusak, katup pengatur tekanan atau katup pengaman rusak. h. Terdapat suara tidak normal. Kemungkinan penyebabnya adalah pemasangan tidak tepat, motor rusak, torak membentur katup, adanya komponen gerak yang aus i.
Minyak pelumas cepat habis. Kemungkinan penyebabnya adalah cincin torak aus, torak aus, dinding silinder aus, katup pengaman rusak Motor overheating. Kemungkinan penyebabnya adalah terjadi kemacetan bagian-bagian yang bergerak pada kompresor, konsleting listrik dan atau motor rusak.
6. Sebuah kompresor digunakan untuk menghasilkan udara mampat pada sebuah instalasi industri. Pompa meghasilkan tekanan akhir sebesar 3 atm, debit udara masuk kompresor sebesar 7200
/menit, hitung berapa daya kompresor?. Juga t entukan daya poros apabila
efiseisi kompresor 80% ! Diketahui :
= 7200
/jam = 7200/3600
= 1 atm = 10130 Pa
/dtk
= 3 atm = 30390 Pa
n = 1,4
Jawab :
Kerja kompresor adiabtik
= 60001 [( )− 1] , − 10130 2 1, 4 30390 = 6000 1, 4 1 [(10130) 1]=0,43
= = = 0,43 = = 0,80 =0,54
7.Kompresor menghasilkan udara mampat dengan tekanan 1,85 bar, debit aliran 6000 m3/jam, kecepatan udara masuk 15 m/s dan kecepatan udara ke luar 25 m/s, berapa tinggi tekan yang dihasilkan kompresor dan daya dari kompresor? dimana
Jawab :
= daya untuk proses kompresi adiabatis (kW) Qs = 2000 m3/jam = 1 bar = Pa (N/m2) ̊ Ts = 25 C Rudara = 287 J/kgK pd = 1,85 bar n = 1,4 (udara) adiabatis = 1 isotermal 20 m/s 25 m/s
10
Asumsi kompresor bekerja adiabatis, tinggi tekan yang dihasilkan adalah
= 2−) − ) 8 5 = 28725273)0, 9,8 29,8
dengan C = 0,85 dengan pd/ps = 1,85/1 H m ad
7420
11,5
7431,5
Daya yang dihasilkan sebesar
= 1000 = = =117 = +) 2000 87431,5 =78,76 = 36000,1,70,179,851000 =
Asumsi kompresor bekerja isoeer, tinggi tekan yang dihasilkan adalah:
= 2−) − ) 8 5 = 28725273)0, 9,8 29,8
dengan C = 0,85 dengan pd/ps = 1,85/1 H m ad = 7420 + 11,5 = 7431,5 Daya yang dihasilkan sebesar:
= = = = = +) 2000 87431,5 =78,76 = 36000,1,70,179,851000 = 1,17
8.Kompresor udara jenis torak satu tingkat digunakan untuk mengkompresi 60 meter kubik udara dari 1 bar ke 8 bar pada 220 C. Carilah kerja yang dilakukan, jika kompresi pada udara adalah: (I) isotermal, (2) adiabatik dengan indeks adiabatik 1,4 dan (3) politropik dengan indeks politropik 1,25. Jawab:Diketahui:
= 60 m3 = 1 bar = 1 ×
p2 = 8 bar = 8 ×
10 10 N/
N/
̊ temperatur udara = 2 2 C γ = 1,4
n = 1,25 (1) kompresi isothermal W=
10 ) 10
=1×
(2) kompresi adiabatik
ln
×60×ln
=12,5×
Nm
= − [) 1 = 1,1,441 11060[8,,− 1 ]
(3) kompresi politropik
=1710 = − [) 1 25 11060[8,,− 1 = 1,1,251 =15,110 ]
9.Kompresor udara torak aksi tunggal mempunyai diameter silinder 200 mm dan langkah 300 mm. Kompresor menghisap udara pada 1 kg/cm2 dan 27C dan melepaskan udara pada 8 kg/cm2 pada kecepatan 100 rpm. Carilah : A. IHP Daya kompresor B. Massa udara yang dilepaskan kompresor per menit C. Temperatur udara yang keluar dari kompresor. Kompresi mengikuti persamaan pv 1,25 = C . Ambil harga R = 29,3 m/kg0K. Diketahui: diameter silinder = 200 mm = 0,2 m, panjang langkah = 300 m m = 0,3 m, p1 = 1
° °
kg/cm2 = 1 ´ 104 kg/m2, T 1 = 27 C = 300 K , p2 = 8 kg/cm2 = 8 ´ 104 kg/m2 , n = 1,25 ; N =
°
2
100 rpm, R = 29,3 kg m/kg K., Volume langkah = ×0,
×0,3=0,00942
Karena kompresor adalah jenis aksi tunggal maka jumlah langkah:
Nw = N = 100 A. IHP dari kompresor Dengan menggunakan persamaan:
= − [) 1 , − , 1, 2 5 8 = 1,251 1100,00941 1 =242,5 , ]
\ IHP =
=
=5,39 hp
B. massa udara yang dikeluakan kompresor per menit: p1v 1 = mRT 1 1 ´ 104 ´ 0,0094 = m ´ 29,3 ´ 300 Kompresor Udara m = 0,0107 kg per langkah. \ massa yang dikeluarkan per menit: = m ´ Nw = 0,0107 ´ 100 = 0,107 kg
C. Temperatur udara yang keluar dari kompresor:
=)− 300 =81),− =8, =1,516 ° ° ° °
T 2 = 1,516 ´ 300 = 454,8 K = 181,1 C 10.Perkirakanlah kerja yang diperlukan oleh kompresor udara aksi tunggal dua tingkat yang mengkompresi 2,8
udara per menit pada 1,05 kg/
abs dan 10 C hingga tekanan 35 kg/
abs. Receiver antara mendinginkan udara ke 30 C dan tekanan 5,6 kg/ Jawab Diketahui:
-
° ° ° °
. Ambil n udara 1,4.
= 2,8 cm3
= 1,05 kg/cm2 = 1,05
104 kg/m2
= 10 C = 283 K = 35 kg/cm2 = 35
104 kg/m2
T 2 = 30 C = 303 K
-
p2 = 5,6 kg/cm2 = 5,6
-
n = 1,4
104 kg/m2
= = = 1,05,5106102,2838303 =0,562 = − [{)} {,) 1 = ,,− [1,05102,8{,,) , 1 5,6100,562[,),, 1 dari:
Dengan menggunakan persamaan:
+
=13.915 /
}]
]+
]
CONTOH SOAL : TURBIN GAS
1. Berapakah besarnya daya yang berguna (daya effektif) teoritis tanpa kerugian dari suatu proses siklus turbin gas, bila temperatur sebel um turbin yang diizinkan maksimum t3 = 850 C dan kompresornya mempunyai perbandingan tekanan µ = P2 / P1 = 6 Berapakah daya yang dihasilkan turbin teoritis bila banyaknya udara yang bekerja didalam instalasi turbin ms = 20 kg / detik. Jawab: Perhitungan menurut persamaan w yang berguna, Wn ------
T3
1
= ------- . (1 - ----------- ) - (µ ^(x-1)/x – 1)
cp.T1
µ(x – 1 )/x
cp = 1,004 kJ / kg K = Kapasitas panas spesifik T1 = t1 + 273 = 15°C + + 273°C = 288° K T3 = 850 C + 273 C = 1123 K µ=6 x = 1,4 untuk udara dan (x-1)/x = 0,285 WN --------- = 3,9 . 0,4 – 0,66 = 0,90 Cp.T1 Bandingkan dengan harga-harga yang terdapat pada Gambar 7.
W yang berguna = 0,90 . 1,004 .288 = 270 KJ/Kg Bila kapasitas udara yang bekerja m = 20 Kg/detik, maka daya yang dihasilkan instalasi turbin gas teoritis adalah : p = 270 kJ/kg . 20 kg/det = 5400 kJ/det = 5400 kW. 2.
Jelaskan fungsi dari Air intake, Blow off valve, VIGV (Variavle Inlet Guide Fan) Lube oil system, Exhaust fan oil vapour,Power Oil System ? Jawab : Air intake : Berfungsi mensuplai udara bersih ke dalam kompresor. Blow off valve : Benrfungsi mengurangi besarnya aliran udara yang masuk kedalam
kompressor utama atau membuang sebagian udari dari tingkat tertentu untuk
menghindari terjadi stall tekanan udara yang besar dan tiba-tiba terhadap suhu kompresor yang menyebabkan patahnya suhu kompresor) VIGV (Variavle Inlet Guide Fan)
Berdungsi penyalaan awal atau start up. Campuran bahan bakar dengan udara dapat menyala oleh percikan bunga api dari ignitor yang terpasang di dekat fuel nozzle burner dan campuran bahan bakar menggunakan bahan bakar propane atau LPG Lube
oil
system
:
Berfungsi
memberikan
pelumasan
dan
juga
sebagai
pendingin bearing-bearing seperti beraring turbin, kompressor, generator. Memberikan minyak pelumas ke jacking oil system, memberikan suplai minyak pelumas ke power oil system. Sistem pelumas di dinginkan oleh pendingin siklus tertutup. Exhaust fan oil vapour : Berfungsi utama membuang gas-gas yang tidak terpakai yang
terbawa oleh minyak pelumas setelah melumasi bearing-bearing turbin, kompressor dan generator. Fungsi lain adalah membuat vaccum di lube oil tank yang tujuannya agar proses minyak kembali lebih vepat dan untuk menjaga kerapatan minyak pelumas di bearing-bearing (seal oil) sehingga tidak terjadi kebocoran minyak pelumas sisi bearing. Power Oil System berfungsi mensuplai minyak pelumas ke:
-
Hydraulic piston untuk menggerakan VIGV
-
Control-control valve (CV untuk bahan bakar dan CV untuk air)
-
Protection dan safety system (trip valve staging valve
3. Dalam turbin terdapat dua mode, yaitu konfigurasi simple cycle dan konfigurasi combined cycle, Jelaskan! Jawab :
Dalam keadaan simple cycle turbin gas atau biasa dikenal Gas Turbin Generator (GTG) bekerja sendiri sehingga tidak ada pemanfaatan kembali sisa energi dari gas panas yang terbuang. Gas buang langsung di alirkan ke atmosfir. Pada keadaan combined cycle pada umumnya terdiri dari beberapa turbin gas dimana energi sisa pada gas buangnya akan dimanfaatkan kembali untuk pemanasan air di Heat Recovery Steam Generator (HRSG) untuk menghasilkan uap yang akan digunakan untuk pembangkitan turbin uap atau Steam Turbin Generator (STG). 4. Pada sebuah instalasi turbin gas berbahan bakar minyak, udara diambil pada tekanan 1 bar dan temperatur 270 C dan dikompresi hingga tekanan 4 bar. Minyak dengan nilai
kalor 42.000 kJ dibakar di dalam ruang bakar untuk menaikkan temperatur udara hingga 5500 C. Jika udara mengalir dengan laju 1,2 kg/s, carilah daya netto dari instalasi tersebut. Cari juga rasio udara-bahan bakar. Ambil Cp = 1,05. Jawab Diketahui: p3 = p4 = 1 bar T 4 = 270 C = 3000 K p1 = p2 = 4 bar Nilai kalor minyak = 42.000 kJ/kg Temperatur udara setelah pemanasan di dalam ruang bakar:
T 2 = 5500 C = 8230 K m = 1,2 kg/s Cp = 1,05 −1 p
T
3
3
T 2 = p2
1,4−1 T3
1
1, 823 = 4 4 = 0,25 0,286=0,673 \
T 3 = 823 ´ 0,673 = 553,9 0 K −1 T
4
p
4
T 1= p1
1,4− 1 300
T1
1 =
1, 4 4 =0,673
T 1 = 445,80 K
Kerja yang dilakukan turbin:
Wt = m.Cp ( T 2 – T 3 )
= 1,2 ´ 1,05 (823 – 553,9) = 339,1 kJ/s dan kerja yang diberikan ke kompresor: Wc = m.Cp ( T 1 – T 4 )
= 1,2 ´ 1,05 (445,8 – 300) = 183,7 kJ/s Maka daya netto instalasi: = 339,1 – 183,7 = 154,4 kJ/s = 154,4 kW
Kalor yang diberikan oleh bahan bakar:
= m.C p (T 2 – T 1) = 1,2 1,05 (823 – 445,8) = 475,3 kJ/s
5. Pada sebuah pembangkit turbin gas, udara di kompresi oleh sebuah kompresor satu tingkat dari 1 bar hingga 9 bar dan dari temperatur awal 300 0 K. Udara yang sama kemudian dipanaskan hingga temperatur 8000 K dan kemudian diekspansikan pada trubin. Udara kemudian dipanaskan kembali ke temperatur 800 0 K dan kemudian diekspansikan pada turbin kedua. Carilah daya maksimum yang didapatkan dari pembangkit, jika massa udara yang disirkulasikan per detiknya adalah 2 kg.
Jawab
Diketahui: p6 = p5 = 1 bar p1 = p2 = 9 bar T 6 = 3000 K T 2 = T 4 = 8000 K m = 2 kg C p = 1,0
p3 p4 =
T1 T6
p1 X p6 9 X 1 3
=
=
=
bar
−1
p1 p6
=
1,4−1 1,4
9
1 =
300
1,873
1
=
T 1 = 300 1,873 = 5620 K
kemudian: −1
T2
p2
T
3
p =
800 T3
3
9 3
=
1,4−1
1,4
1,369
=
T 3 = 5840 K −1
T4 T5
p4 p5
=
1,4−1
800
3
T5
1
=
1,4
1,369
=
T 5 = 5840 K
kerja yang dilakukan oleh turbin: W t = m.C p [(T 2 – T 3) + (T 4 – T 5 )] f. 2 1,0 [(800 – 584) + (800 - 584)] g. 864 kJ/sec
dan kerja yang diserap oleh kompresor: W c = m.C p (T 1 – T 6) 2) 2 1,0 (562 – 300) 3) 526 kJ/sec Daya yang diperoleh oleh pembangkit : P = 864 – 526 = 338 kJ/s = 338 kW Soal pilihan ganda 1. Komponen turbingas yang mempunyai fungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk agar sesuai dengan kebutuhan adalah... a. Inlet guide vane b. Inlet bellmouth c. Main filter d. Pre-filter Jawaban : A 2. Tempat terjadinya campuran udara yang telah di kompresi dengan bahan bakar yang masuk adalah...... a. Combustion liners b. Combustion Chamber c. Ruang bakar d. Fordward compressor Jawaban : B
3. Fungsi dari Variable Inlet GuideVane (VIGV) adalah... a. Mengatur bahan bakar yang masuk b. Mengatur penyemprotan bahan bakar c. Mengatur aliran massa udara saat start, akselerasi dan deselerasi d. Mengatur aliran massa campuran udara dan bahan bakar saat start, akselerasi dan deselerasi
Jawaban : C
4.
Dari gambar di atas Proses ekspansi adiabatic gas pembakaran pada turbin dihasilkan
Kerja turbin berupa putaran poros dan gaya dorong, tekanan turun di
tunjukan pada urutan..... a. 1-2 b. 4-1 c. 3-4 d. 2-3
Jawaban : C
5. Komponen turbin gas khusu penerbangan yang mempunyai berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang kompresor. a. b. c. d.
Pre- filter Main filter Inlet bel mouth Inlet guide vane Jawaban: C
Ketel uap 1. Dari sudut pandang bangunannya, Ketel Uap dibedakan menjadi 2 macam yaitu ….. a. Ketel Uap Tetap ( stationary boiler ) b. Ketel Uap berpindah ( Packaged boiler ) c. Jawaban a dan b salah d. Jawaban a dan b benar e. Jawaban salah semua
2. Superheater (pengering uap) ialah……. a. Salah satu jenis Pesawat yang berfungsi untuk memanaskan uap jenuh menjadi uap kering, dengan jalan pemanasan dari hawa pembakaran b. Termasuk bejana bertekanan c. Termasuk Air receiver tank-compressor d. Termasuk Pesawat cairan panas e. Termasuk Pesawat cairan dingin
3. Dapat dikatakan Ketel uap tekanan rendah apabila…….. a. Tekanan kerjanya ( WP) < 0,5 Kg/Cm2 b. Tekanan kerjanya = 3 Kg/Cm2 c. Kapasitasnya kurang dari 1 Ton Uap/jam. d. Jawaban a, b dan c salah semua e. Jawaban a dan b benar
4. Untuk Ketel Uap darat harus diriksa-ujikan ulang/berkala kepada yg berwenang minimal a. Sekali setiap 2 tahun b. Sekali setiap 1 tahun. c. Sekali setiap 3 tahun. d. Sekali setiap 4 tahun. e. Sekali setiap 3,5 tahun. 5. Pemanas air / Ekonomiser ialah…….. a. Salah satu jenis pesawat uap yang berfungsi untuk memanaskan air dengan jalan pemanasan dari hawa pembakaran b. Back pressure vessel
c. Steriliser d. Bejana Uap e. salah satu jenis pesawat uap yang berfungsi mendinginkan mesin melalui suhu lingkungan
6. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan ketel uap adalah kecuali……... a. Temperatur dan tekanan kerja ketel b. Kapasitas ketel c. Air buangan ketel d. Jenis bahan bakar. e. Air isian ketel
7. Jenis bolier yang prinsip kerjanya adalah gas panas dari hasil pembakaran dialirkan melalui sebuah pipa dimana disekeliling pipa terdapat air sehingga gas panas tersebut memanaskan air yang terdapat di dalam boiler. Ur aian tersebut merupakan prinsip kerja…… a. Ketel pipa api b. Ketel pipa air c. Ketel pipa udara d. Ketel pipa combine atau campuran e. Ketel pipa panas
8. Klasifikasi boiler berdasarkan pemakaiannya adalah…… a. Ketel stasioner ( stasionary boiler ) dan ketel motor b. Ketel motor ketel tetap c. Ketel mobil (mobil boiler) dan ketel stasioner ( stasionary boiler ) d. Ketel Stasioner ( stasionary boiler ) dan ketel fixed e. Ketel peredaran alami dan peredaran paksa
9. Jenis boiler yang karakteristik dapurnya berada di bagian luar ketel dan kebanyakan ketel pipa air memakai system ini adalah jenis ketel…… a. Internally fired steam boiler b. Outernally fired steam boiler c. Outernally fired steam gas d. Internally air steam boiler
e. Internally water steam boiler
10. Berdasarkan pada sumber panasnya, jenis boiler terbagi menjadi 4, yaitu kecuali……
Ketel uap dengan bahan bakar alami
Ketel uap dengan bahan bakar buatan
Ketel uap dengan bahan bakar gazoline
Ketel uap dengan dapur listrik
Ketel uap dengan energi nuklir
A. Soal Essai
1.
Sebuah ketel uap menguapkan 3,6 kg air per kg bahan bakar b atubara menjadi uap jenuh kering pada tekanan 10 kg/cm2 absolut. Temperatur air umpan adalah 320 C. Hitunglah pengua pan ekivalen “dari dan pada 100 0C” serta faktor penguapannya! Pembahasan:
Diketahui:
We = 3,6 kg batubara Tekanan uap = 10 kg/cm 2 Temperatur air umpan, t1 = 32 0C
Penguapan ekivalen “dari dan pada 100 0C” Misalkan E = penguapan ekivalen “dari dan pada 100 0C” Kalor sensible/nyata air pada 32 0C (dari table uap): h1 = 32,0 kcal/kg Pada tekanan 10 kg/cm3 absolut, dari table uap diperoleh: H = 663,3 kcal/kg
= 539,ℎ10 ) = 3,6 663,539,3032,0) =4,2 Hh1 663, 3 32, 0 Fe= 539,0 = 539,0 =1,17
Penguapan ekivalen:
Faktor penguapan:
Misalkan faktor penguapan = Fe
2.
Observasi berikut dilakukan pada pembangkit ketel uap selama uji satu jam: – tekanan uap : 20 bar – Temperatur uap : 2600 C – Uap yang dihasilkan : 37.500 kg – Temperatur air memasuki ekonomiser : 150 C – Temperatur air meninggalkan ekonomiser : 900 C – Bahan bakar yang digunakan: 4.400 kg – Energi pembakaran bahan bakar: 30.000 kJ/kg Hitunglah: (a) Penguapan ekivalen per kg bahan bakar (b) Efisiensi termal pembangkit (c) Persen energi panas dari bahan bakar yang terpakai oleh ekonomiser. Pembahasan :
Diketahui:
Tekanan uap = 20 bar Temperatur uap, tsup = 260 0C Berat uap yang dihasilkan, Ws = 37500 kg/h Temperatur air memasuki ekonomiser, t 1 = 15 0C
Dari table uap diperoleh kalor sensible air: h1 = 62,9 kJ/kg Temperatur air meninggalkan ekonomiser, t 2 = 90 0C Dari table uap, kalor sensible air meninggalkan ekonomiser: h2 = 376,9 kJ/kg Berat bahan bakar, Wf = 4400 kg/h Energi pembakaran bahan bakar, C = 30000 kJ/kg
(a) Penguapan ekivalen per kg bahan bakar Dari table uap, untuk 20 bar diperoleh: h = 908,6 kJ/kg; L = 1886,6 kJ/kg; ts = 212,4 0C Berat air yang diuapkan:
= = 37500 4400 =8,52 /ℎ ) =ℎ =908,61886,62 260212,4)=2890,4
Dan kalor total dalam 1 kg uap panas lanjut (dengan asumsi Cp 2,0):
Maka,
8, 5 3 2890, 2 62, 9 ) = ℎ1) = 2256,9 2256,9 =10,7 (b) Efisiensi termal pembangkit
efisiensi termal pembangkit
Maka:
−) 4 62, 9 ) = 8,52 2890, 30000 =0,803=80,3%
(c) Persentase energi panas yang dipakai oleh ekonomiser Kalor yang dipakai oleh ekonomiser per kg bahan bakar:
=ℎ2ℎ1) =8,=2675 52 376,962,9) 2675 =0,089=89% = 30000 kJ
Persentase kalor yang dipakai ekonomiser:
3.
Ketel uap Lancashire menghasilkan 2.400 kg uap kering per jam pada tekanan 11 kg/cm2 absolut. Luas area panggangan adalah 3 m2 dan sebanyak 90 kg batubara dibakar per m2 panggangan per jam. Harga nilai kalor batubara adalah 7.900 kcal/kg dan temperatur air umpan adalah 17,50 C. Carilah : (a) Penguapan aktual per kg batubara, (b) Daya ketel, (c) Efisiensi ketel. Pembahasan:
Diketahui: berat uap yang dihasilkan, Ws = 2.400 kg Tekanan uap = 11 kg/cm 2 absolut Luas panggangan = 3 m 2 Maka berat batubara yang dibakar: Wf = 3 x 90 = 270 kg Nilai kalori bahan bakar, C = 7.900 kcal/kg batubara Temperatur air umpan, t1 = 17,50 C Maka kalor sensibel air umpan pada 17,50 C adalah (dari tabel uap):
