Tugas Makalah Mesin Konversi Energi

MAKALAH MESIN PEMBAKARAN LUAR  (EXTERNAL COMBUSTION)

Disusun untuk memenuhi tugas matakuliah MESIN KONVERSI ENERGI yang i!ina "leh Ba#ak Agus Sui!y"$ S%P%$ M%&%

Disusun Oleh ' A(I HANDOKO

)*+,-..+

RIDHO /AH0U PERMANA

)*+,-..+

PROGRAM S&UDI &EKNIK MESIN 1AKUL& 1AKUL&AS &EKNIK DAN IN1ORMA&IKA UNIVERSI&AS GA(A0ANA MALANG MARE& +.)2

KA&A PENGAN&AR 

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya lah saya dapat menyelesaikan Tugas “Cara Kerja Mesin Uap ini se!atas pengetahuan dan kemampuan yang saya miliki" #an juga saya !erterima kasih kepada $apak %gus &udi!y', M"T" selaku d'sen mata kuliah Mesin K'n(ersi Energi yang telah mem!erikan tugas ini kepada saya" &aya sangat !erharap tugas ini dapat !erguna dalam rangka menam!ah )a)asan serta pengetahuan kita mengenai Cara Kerja Mesin Uap" &aya juga menyadari sepenuhnya !ah)a di dalam tugas ini terdapat kekurangan-kekurangan dan jauh dari apa yang saya harapkan" Untuk itu, saya !erharap adanya kritik, saran dan usulan demi per!aikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang mem!angun" &em'ga tugas Mesin K'n(ersi Energi yang sederhana ini dapat dipahami  !agi siapapun yang mem!a*anya dan sekiranya tugas yang telah disusun ini dapat  !erguna !agi saya sendiri maupun 'rang yang mem!a*anya" &e!elumnya saya m'h'n maaf apa!ila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang !erkenan dan saya mem'h'n kritik dan saran yang mem!angun demi per!aikan di masa depan"

Malang, + Maret +.

 

Penyusun

+

DA1&AR ISI

K%T% PEN/%NT%0"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""+ #%1T%0 2&2""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""3 #%1T%0 /%M$%0"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""4 $%$ 2""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""". PEN#%5U6U%N""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""". ""

6atar $elakang"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""".

"+"

0umusan Masalah"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

"3"

$atasan Masalah""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

"4"

Tujuan dan Manfaat"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7

$%$ 22""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""8 PEM$%5%&%N"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 8 +""

Pem!akaran 6uar 9 External Combustion Engine:"""""""""""""""""""""""""""""""""""""8

+"+"

Mesin Uap"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""8

+"3"

K'mp'nen Mesin Uap""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";

+"4"

Cara Kerja Mesin Uap"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

$%$ 222""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" """4 KE&2MPU6%N""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""4 3""

Kesimpulan""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""4

#%1T%0 PU&T%K%"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""<

3

DA1&AR GAMBAR 

/am!ar +" $agian Mesin Uap""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""8 /am!ar +"+ Cara Kerja Mesin Uap a"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""  /am!ar +"3 Cara Kerja Mesin Uap !"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""+

4

BAB I PENDAHULUAN

)%)% Lata3 Belakang

Mesin Pem!akaran 6uar atau  External Combustion adalah mesin yang  !ekerja dimana letak pem!akarannya terletak pada dinding !agian luar" #an mem!akar se!uah ta!ung !erisi air dan memanaskannya = meru!ah menjadi uap, dan dik'neksikan pada se!uah tuas pengangkat, lalu meru!ahnya menjadi tenaga mekanik atau tenaga gerak atau dalam istilah lain mengu!ah energi panas menjadi energi mekanik atau energi gerak" C'nt'h mesin yang menggunakan sistim Pem!akaran 6uar =  External Combustion adalah Mesin Uap, seperti Kereta %pi Uap, Kapal Uap dll" Pada jaman m'dern Mesin Uap digunakan pada 0eakt'r Nuklir" Tanpa Mesin Uap, 0eakt'r Nuklir tidak akan akan !erguna, tidak akan dapat menghasilkan listrik" Tanpa Mesin Uap, 0eakt'r Nuklir tidak le!ih dari se!uah tungku panas saja" Mesin uap se!enarnya sudah diketemukan jauh-jauh hari se!elum >ames ?att lahir" Tepatnya 3 th se!elum masehi, Mesin Uap pertama ditemukan 'leh se'rang )arga Yunani !ernama 5er', dari %le@andria" %kan tetapi 5er' tidak mengem!angkan penemuannya ini menjadi se!uah mesin yang !erguna, dia hanya mem!uat Mesin Uap ini se!agai mainan saja" &etelah itu !ermun*ulan para ahli yang mem!uat !er!agai desain mesin yang menggunakan prinsip kerja Mesin Uap" Tapi semua itu tidak terealis asi dengan

<

.

 !aik" $aru pada th 7.;, >ames ?att yang meng-hak paten-kan Mesin Uap ran*angannya" &ejak itu terjadi suatu re('lusi !esar di!idang mesin, !er!agai ma*am ran*angan mesin uap ter*ipta" &emua 'rang !erl'm!a-l'm!a mendesain mesin untuk !er!agai keperluan" &um!erA 9httpA==suryant')i!')'7"!l'gsp't"*'"id=+;==mesin-pem!akaranluar"html:

)%+% Rumusan Masalah

#ari latar !elakang diatas, maka rumusan masalah adalah se!agai !erikutB a: %pa pengertian Mesin Pem!akaran 6uar  !: %pa saja k'mp'nen Mesin Uap T'rak *: $agaimana Cara kerja Mesin Uap T'rak

)%,% Batasan Masalah

%gar tidak meluasnya pem!ahasan dalam makalah ini penulis akan mem!atasi pem!ahasannya hanya sampai mesin pem!akaran luar 9Mesin Uap T'rak:, dan materi-materi yang telah dipelajari pada Mata Kuliah Mesin K'n(ersi Energi" &edangkan dalam aspek-aspek lain hanya akan di!ahas sekilas saja"

)%*% &u4uan an Man5aat

%dapun tujuan dan manfaat yang ingin di*apai dalam penyusunan makalah ini adalahB " Mengetahui Mesin Pem!akaran 6uar  +" Mengetahui *ara kerja Mesin Uap T'rak  3" Menjelaskan k'mp'nen-k'mp'nen Mesin Uap T'rak 

BAB II PEMBAHASAN

+%)% Pem!aka3an Lua3 6 External Combustion Engine7

M't'r pem!akaran luar adalah pr'ses pem!akaran !ahan !akar  terjadi diluar m't'r itu, sehingga untuk melaksanakan pem!akaran m't'r  tersendiri" Panas dari hasil pem!akaran !ahan !akar tidak langsung diu!ah menjadi tenaga gerak, tetapi terle!h dulu melalui media penghantar, !aru kemudian diu!ah menjadi tenaga mekanik" #i dalam m't'r pem!akaran luar !ahan !akarnya di!akar diruang pem!akaran tersendiri dengan ketel untuk menghasilkan uap, selanjutnya uap yang dihasilkan digunakan untuk  menggerakan sudut D sudut tur!in" >adi m't'r tidak digerakan 'leh gas yang ter!akar, akan tetapi digarakan 'leh uap air" &edangkan pengertian dari m't'r uap itu sendiri adalah m't'r yang menggunakan energi panas dalam uap air dan mengu!ahnya menjadi energi mekanis" M't'r uap digunakan dalam p'mpa l'k'm'tif dan kapal laut, dan sangat penting dalam re('lusi industri"

+%+% Mesin Ua#

Mesin uap merupakan mesin pembakaran eksternal, dengan *airan yang terpisah dari hasil pem!akaran" &um!er panas yang dapat digunakan yaitu tenaga surya, tenaga nuklir , atau tenaga panas bumi"   >ika uap  !erkem!ang melalui pist'n atau tur!in, akan menye!a!kan kerja mekanik"

7

8

Pada mesin uap t'rak ada !erma*am-ma*am k'mp'nen yang memiliki fungsi dan tugas masing-masing se*ara mekanisme pada mesin uap t'rak"

+%,% K"m#"nen Mesin Ua#

$e!erapa k'mp'nen dalam mesin uap t'rak adalah &aluran masuk, saluran !uang , katup 9Valve:, P'r's Katup 9Valve Rod :, &ilinder, Pist'n 9T'rak:, p'r's pist'n 9 Piston Rod :, Crosshead Bearing , dan Engk'l 9Shaft :" $erikut penjelasan dari masing-masing k'mp'nen mesin uap t'rak"

/am!ar +" $agian Mesin Uap T'rak 

&um!er A 9httpsA==harisistant'"files")'rdpress"*'m=+=8=steam-la!elsa"gif:

;

)% Salu3an masuk 

&aluran masuk !erfungsi untuk memasukkan uap air hasil dari  pem!akaran atau penguapan ketel uap yang akan digunakan se!agai !ahan  !akar atau sum!er energi penggerak pist'n yang ada di dalam silinder" +% Salu3an !uang

&etelah selesai dipergunakan se!agai penggerak dari pada pist'n, uap  !ekas yang ada di dalam silinder tadi dikeluarkan untuk dimanfaatkan kem!ali pada ketel uap" Pengeluaran uap !ekas atau uap sisa tadi melalui saluran !uang yang !iasanya terletak !erdekatan dengan saluran masuk" ,% Pist"n 6&"3ak7

Pist'n atau t'rak adalah k'mp'nen yang !erfungsi mengu!ah energi thermis dari uap menjadi energi gerak atau mekanik" Pada mesin uap atau mesin !akar pist'n merupakan k'mp'nen utama dan sekaligus k'mp'nen (ital dalam se!uah mesin" *% P"3"s Pist"n 6Pist"n R"7

K'mp'nen yang !ertugas meneruskan gerak maju mundur pist'n dalam silinder menuju ke r'da, flywheel  atau ke Crank " -% Siline3

&ilinder merupakan tempat atau ruangan dimana uap air akan di ru!ah menjadi energi gerak" #i dalam silinder terdapat pist'n" 2% 83"sshea Bea3ing



$erfungsi untuk menghu!ungkan antara masing-masing p'r's 9 Rod : sehingga

masing-masing

p'r's

!isa

terhu!ung"

Pada Crosshead 

 Bearing  terdapat se!uah !allj'int" 9% Engk"l 6Cran 7

Engk'l terhu!ung langsung dengan p'r's pist'n yang meneruskan gerak  maju mundur pist'n aki!at adanya uap air dalam silinder" Tugas dari engk'l atau &haft ini sendiri adalah mengu!ah gerak maju mundur dari  pist'n menjadi energi putar yang kemudian diteruskan ke r'da" +%*% 8a3a Ke34a Mesin Ua#

#idalam cylinder  mesin uap terdapat pist'n yang mempunyai  piston rod  yang dihu!ungkan dengan cross head  yang !erada diluar  cylinder " Cross head  dihu!ungkan 'leh connecting rod   dengan crank shaft  9tidak tampak pada gam!ar:, sehingga apa!ila pist'n !ergerak kian kemari maka *rank shaft dapat !erputar" Slide valve yang mempunyai valve rod  digerakkan 'leh crank shaft  melalui eksentrik, sehingga slide valve dapat !ergerak kian kemari sam!il mem!uka dan menutup dua !uah lu!ang uap yang !erhu!ungan dengan cylinder " Valve box  dimana  slide valve  !erada mempunyai dua saluran, saluran pemasukan yang dihu!ungkan dengan !'iler untuk menyalurkan uap dengan tekanan tinggi 9)arna merah:, dan saluran pem!uangan yang dihu!ungkan dengan *er'!'ng untuk mem!uang uap !ekas 9)arna !iru:"



/am!ar +"+ Cara Kerja Mesin Uap !

&um!er A 9httpsA==harisistant'")'rdpress"*'m=+=8=.=!agaimana-*arakerja-mesin-uap=:

Pada )aktu pist'n men*apai p'sisi paling kiri, maka  slide valve akan mem!uka lu!ang uap cylinder   !agian kiri sehingga uap dari boiler  dapat masuk kedalam cylinder  pada !agian kiri dari pist'n dan mend'r'ng  pist'n kekanan, sementara itu lu!ang uap se!elah kanan dihu!ungkan dengan saluran pem!uangan sehingga uap !ekas dapat ter!uang keluar  melalui *er'!'ng" &e!elum akhir langkah pist'n, lu!ang uap terse!ut sudah ditutup 'leh slide valve sehingga pas'kan uap terhenti namun pist'n tetap !ergerak kekanan karena ekpansi dari uap"

+

/am!ar +"3 Cara kerja Mesin Uap a

&um!er A 9httpsA==harisistant'")'rdpress"*'m=+=8=.=!agaimana-*arakerja-mesin-uap=:

Pada )aktu pist'n men*apai p'sisi paling kanan, maka slide valve akan mem!uka lu!ang uap cylinder  !agian kanan sehingga uap dari boiler  dapat masuk kedalam cylinder   pada !agian kanan pist'n dan mend'r'ng  pist'n kekiri, sementara itu lu!ang uap se!elah kiri dihu!ungkan dengan saluran pem!uangan sehingga uap !ekas dapat ter!uang melalui *er'!'ng" &e!elum akhir langkah pist'n, lu!ang uap terse!ut sudah ditutup 'leh  slide valve sehingga pas'kan uap terhenti namun pist'n tetap !ergerak  kekanan karena ekpansi dari uap" Karena cross head   dengan crank shaft  dihu!ungkan 'leh connecting rod , maka gerakan kian kemari dari pist'n terse!ut akan diu!ah menjadi gerakan putaran dari crank shaft " #emikian selama ada  pas'kan uap dari !'iler maka mesin uap akan meru!ah menjadi tenaga mekanis dengan gerakan putaran dari crank shaft 

BAB III KESIMPULAN ,%)% Kesim#ulan

Mesin tenaga uap merupakan jenis mesin pem!akaran luar" 1luida kerja dengan sum!er energi terpisah" &um!er energi kal'r dari pr'ses  pem!akaran digunakan untuk mem!angkitkan uap panas" Uap panas di!angkitkan didalam !'iler atau sering dise!ut ketel uap" &elanjutnya uap  panas dimasukan ke Mesin Uap T'rak" #idalam mesin uap t'rak energi uap panas dik'n(ersi menjadi energi mekanik didalam cylinder   dengan t'rak" &um!er uap panas se!agai fluida yang mempunyai energi p'tensial tinggi !erasal dari sistem  pem!angkit uap 9boiler : atau dari sum!er uap panas ge'termal" Karena ekpansi energi panas gas atau uap di dalam silinder yang mend'r'ng t'rak  untuk !ergerak !'lak !alik" $e!erapa k'mp'nen dalam mesin uap t'rak adalah &aluran masuk, saluran !uang , katup 9Valve:, P'r's Katup 9Valve Rod :, &ilinder, Pist'n 9T'rak:, p'r's pist'n 9 Piston Rod :, Crosshead Bearing , dan Engk'l 9Shaft :" $erikut penjelasan dari masing-masing k'mp'nen mesin uap t'rak"

3

DA1&AR PUS&AKA

httpA==andrian!ramana"!l'gsp't"*'"id=++=+=mesin-uap"html httpsA==harisistant'")'rdpress"*'m=+=8=.=!agaimana-*ara-kerja-mesin-uap= httpsA==harisistant'"files")'rdpress"*'m=+=8=steam

4