Download - Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
1/94
UKUPENUNTUN
PR ESTASI
MESIN
c u•u c t o
ol
v
i w
Gen
era
tor
Power
•plll
devico
/ Motor
/ High oxpansfon
ra
tio cyc le
. / ·
/ .. ..
enventlonal
cycle
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
2/94
e ~ b a r engesahan
Buku Panduan Praktikum Prestasi Mesin inl disusun berdasarkan kurikulum
2004 yang berlaku sebagai panduan melakukan praktikum dalam mata kuliah
Mesln Konversi Energi M S 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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
3/94
•
•••
•
•••
•
•
•••
•
•••
•
PENUNTUN
PR KTIKUM
PREST SI MESIN
M D U
L
MOTOR DIESEL
MOTOR OTTO
TURBIN PELTON
KOMPRESOR
POMP KSI L
REFRIGER TION TR INING
UNIT
Halaman
1 1
2 1
3 1
4 1
5 1
6 1
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
4/94
Praktikum
Prestasi Mesin
M 0 T 0 R D I E·S E L
1. TUJUAN PENGUJIAN
Tujuan Pengujian Motor Diesel adalah untuk mengetahui karakter istik 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
a au
BMEP
1.3
Komposisi gas asap: 02
1
C02
1
CO pada putaran konstan untuk
berbagai pembebanan
2. TEORI
2.1 Notasi
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
5/94
Praktikum
Prestasi Mesin
2
1
Engine Dimensions
SIMBOL
SATUAN
Cylinder diameter d
mm
Piston stroke
s
mm
Number of cylinders N
Constant 2 stroke
K2
1
4 stroke
K2
2
Swept volume
Vs
l
Clearance volume
Vc
Compression ratio
r
2.1 4 Engine Performance
DISKRIPSI
SIMBOL
SATUAN
lndikated power I Kw
Mechanical
Losses
M Kw
Brake mean effective pressure
p
KN/m
2
Friction mean effective pressure m
KN /m
2
Mechanical efficiency
llmech
Air standard efficiency
lla
Thermal efficiency
th
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
6/94
Praktikum Prest
asi
Mes in
Other heat losses
Exhaust temperature
Engin
e cooling
water flow
Cooling water
inlet
temperature
Cooling
water outlet
temperature
2 2 Fisilitas
Pen
gujian dan Analisa
Q
Te
qw
T1
T2
Fasilltas pengujian merupakan faktor utama
yang
mempen
ga
ruhi 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. Measurement
of
fuel consumption
4. Measurement
of
air mechanical
losses
in engine
5. Measurement
of
air consumption
6. Measurement of heat losses
7.
Exhaust
gas
analisys
2.2.1 Measurement of Output torque and Power.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
7/94
7
6 10
27 L
b). Hydraulic Dynamometers
Dynamometer Constant
Khusus
untuk Hydrolic dynamometer ini, balance reading
dan
aoa ec
weight dinyatakan langsung dalam satuan torque Nm )
Mak
a:
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
8/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
9/94
maka
Electrical Dynamometers :
Hydraulic dynamometers :
Brake thermal efficiency :
th =
6
3 6.10
v p f H1
Praktikum Prestasi Mesin
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
10/94
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.
aranya
• 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 we ight pada dynamometer, karena torque
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
11/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
12/94
Praktikum Prestasi Mesin
FMEP
=
IM P (kN/m
2
)
7mek
Dar
i rumus-rumus tersebut diatas dapat dianalisa karakteristik
eng
ine
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 d
ih
asilkan dengan mempergunakan uoscilloscope kurang
sesuai untuk tujuan ini
seba
ikn
ya
dipergunakan Maihak-lndicator .
Caranya
:
Hitung luas diagram
yang
dihasilkan oleh indicator diagram dengan
menggunakan planimeter, kemudian dibagi dengan panjang (absis) dari diagram.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
13/94
Praktikum
Prestasi Mesin
Caranya :
- Dari g
r fik
BFC
vs
BMEP
diketahui bahwa garis consumption atau Williams
Line merupakan garis lurus dari not sampai rated power output 7
- 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
spesific fuel consumption
in
0
100 200 300 400 500 600 bmep : KN/m2
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
14/94
Prak t ikum Prestasi Mesin
Caranya
• Jalankan/hidup
kan
engine sampai berja l
an
normal pada maksimum
power out
put
dan kem
ud
ian
he
ntikan/ matikan pembakaran pada
sa
lah
sa
tu silinder de
ngan
cara sebagai be rikut. :
*
Mo
tor
Diesel : buka sambun
gan
pada pipa
bahan
bakar antara fuel
pump dengan in
jektor
Selanjutnya uur torque
output
engine pada
putaran konstan.
RUMUS :
•
Indicated power output
of
individual cy
lind
er .
Dimana
p - p1
=11
p - p2=
h
p - p) = 3
p - p =14
l1 12 .....
=
Indicated Power Output of Individual Cylinder.
P1
P
2, ...... .= Measured Power Out put
with
Combustion Suppressed
in each Cylinder 1 2 3 4
- Indicated Power u t
put n
gine
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
15/94
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 silin
der
.
Pengukuran jumlah udara yang dihisap dilaksanakan dengan Air Consumption
Motor, TE40 dengan prinsip mengukur pr
essure
drey dari aliran udara yang
melalui suatu orifice yang te l
ah
diketahui diameter dan coeffisien of
dischargenya dan kemudian menghitung. Pengukuran pressure drey dilaksanakan
dengan inclined manomete
r
.
RUMUS RUMUS :
a. Hubungan antara beda tekanan dan kecepatan dari ekspansi bebas
gas
Pa·Ul
p
= ; ___
2
dimana : a = density
of
air, kg / m
3
U =velocity, m/s
p = pressure difference, N/m
2
Beda tekanan diukur dalam
em
of water. 1 em
H20
= 98 1 N/m
2
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
16/94
Praktikum Prestasi Mesin
c. Volumetric rate of flow melalui orifice.
dimana : Va =volumetric rate
of
flow l/sec
D orifice diameter
mm
K
3
= coefficient of discharge of orifice
d.
Massa
rate
of flow
.
10
·6
1t.Dl 8 h ).PD .1
03
ma = . K
3
0, 27. r-=:..._ .._-
4 . I;
bila dipergunakan orifice dengan sisi tajam
maka
K
3
=0 6 dan rumus c dan
dapat disederhanakan
sebagai
berikut :
. .
V,
= 0 003536
0
2
Lisee
2
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
17/94
Praktikum
Prestasi Mesin
2
2 6
Measurement
of
Heat Losses
Persamaan umum kesetimbangan energy dalam motor baker dapat
ditujukkan sebagai berikut :
Dimana: P
=powe
r output of engine.
H =heat of combution of fuel
H2
= enthalpy
of
exhaust
gas
H3 = enthalpy
of inlet
air
Q =heat
to cooling water
=
other
heat losses
Semua harga tersebut diatas dinyatakan dalam :
watt
Joule/sec). Sedangkan
masing-masing harga pada ruas kanan persamaan diatas adalah :
a
H
Dimana:
HL
= lower calorific value
of
fuel, J/kg
Pt = density
of
fuel, kg/ltr
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
18/94
Pr
k t k
um Prestasi Mesin
Methode ini
dapat
dilaksanakan dengan mempergunakan Exhaust Indicato r
a
nd
Thermocou
ple
RE2-3 . Untuk perhitungan yang lebih
teliti
dipergunakan
Exhaust Calori
meter
TE
9
,
dimana
gas
buang didinginkan sampai
temperatur
e
tertentu dengan cara mengal
irkan air
kedalam kalorimeter.
d ~
Q
1 = 4187 qw T
2
- T
1
Dimana:
qw = rate
of
flow engine cooling water 1 sec.
T2 = cooling water outlet temp. °C
T1 =cooling water
inlet
temp. °C
Da
ri perhitungan dengan rumus-rumus diatas akan dapat diketahui
karateristik
heat balance) engine pada suatu putaran tertentu.
Grafik : Heat balance vs BHP
3. I
NSTA
L
AS
I.
3.1 Skema lnstalasi
ENGINE TEST
BED
100
HP
/75 Kw -TE. 18
B
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
19/94
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
4 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
20/94
Praktjkum Prestas Mesin
- Mengamati putaran motor pada revolution counter atau
tachometer serta melaksanakn consumption dengan stop
watch.
Praktikan 2 : Mengamati manometer pada. 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, termasuk
temperatur masuk dan temperature keluar
OT 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:
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
21/94
Praktjkum Prestas Mesin
3 4 Prosedur menghentikan motor diesel
- Mengurangi beban
seca ra
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 )
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
22/94
Praktikum Prestasi Mesin
Type
: DPX 1
: 9000 rpmax. Speed
Power Equ ation
Centre Height
: (Newton x rpm)/9645,305 Watts
: 381 mm
: 1
FUEL
GAUG E
Number
Capacity :
5
- 100 - 200 cc
WATER
FLOWMETER
Capacity
: 5 to 50 l imen
AIR
BOX
Drum Size
Orifice Size
: 0,61 m
dia.
x 0,91 m long
: 56,00 mm
Coef. of Discharge
:
9 6
ADDITIONAL INSTRUMENTS
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
23/94
Praktikum Prestos; Mes;n
OTOR
OTTO
1
TUJUAN PENGUJIAN
Tujuan pengujian motor
otto
adalah mengetahui
karakteristik dari
pada
motor
otto yang
diuji,
dan kemudian hasilnya digambarkan dalam
bentu
k
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 ; C0
2
;
CO
)
untuk
suatu kecepatan
putar
an
pada berbagai beban.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
24/94
Praktikum Prestasi esin
2 1
3
Enggine Dimension
Dtskripsi
SIMBOL
SATUAN
Cylinder
diameter
d
mm
Piston stroke
.s
mm
Number
of
cylinders N
Constant 2 - stroke
K2 =1
4 - stroke
K2 =
2
Swept volume
Vs
L
Clearance volume
Vc
1
Compression ratio r
2 1 4 Engine Performance
Diskripsi
SIMBOL
SATUAN
Diameter of mean suring orifice I
kW
Mechanical losses M kW
Brake mean effective pressure
Pressure
-
kN m
2
p
Indicated mean
effective
pressure
l
kN m
2
Friction mean effective pressure
m
kN m
2
Mechanical efficiency
llmech
Air standard efficiency
lla
Thermal efficiency
llth
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
25/94
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
2 2
ANALISA
DAN FASILITAS P
ENGUJIAN
Praktikum Prestasi Mesin
U J / s
Te °C
qw
1/s
T, °
· T2 °
qwc 1/s
T1c °
T2c °C
To °C
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.
Measurement
of
ouput torque and power
2. Measurement of speed.
3. Measurement of fuel consumption.
4. Measurement of air mechanical
losses
in engine.
5. Measurement of air consumption.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
26/94
Dari
kedua persamaan diatas didapat
p
=
tr
n .
F. L kW).
6 .
1
7
A au : P
=
F x n
kW)
l
Dimana:
K _ 6xl0
7
1
-
2trxL
=Dynamometer constant.
b Hydraulic Dynamometers
Praktikum Prestasi Mesin
Khusus untuk Hydrolic dynamometer dimana balance reading and added
weight dinyatakan langsung dalam satuan torque ( N . m ), maka :
RUMUS :
Txn
P
= K l k W )
Dari rumus diatas dapat dianalisa karakteristik motor pada berbagai kecepatan
putaran.
Grafik : Bhp Brake Torque vs Kecepatan putaran.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
27/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
28/94
Praktikum Prestasi Mesin
dimana
maka
d = diameter cylinder mm)
= piston stroke mm)
= jumlah cylinder
P = 6 x 1
o
4
x K
2
x P
n x V
5
a Electrical dimanometer
p
= 6x10
4
xK2 xF
K
1
xV
5
b Hydraulic dinamometers
p
=
6
X
1
4
X
K2
X
T
K
1
xV
5
Brake thermal efficiency dapat dihitung dengan mempergunakan rumus sebagai
berikut :
3x
6 x lOa
t = -
VX f xHL
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
29/94
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
~ c h n i c l l o s s e s
by
from indikator diagram.
4.3 Estimation of mechanical losses by meansof morse test.
4
1 Measurement ofMechanical 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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
30/94
Praktikum Prestasi Mesin
p p
7m
=
p
+
m
1
dimana :
-1 = 6 X 10
4
X K2 X I
=
Indicated
Mean eff
.
Pressure
(kN/m
2
(i, m, e, p)
n x V
5
_
6x10
4
x K
2
xi
m
=
..
Priction mean
eff.
Pressure
kN/m
2
(f, m, e p)
n
X
V
5
X
7]ffi
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
ya
ng
dihasilkan dengan mempergunakan ftOscilloscope kurang sesuai untuk tujuan in i
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
31/94
Praktikum Prestasi Mesin
2 lndfkated power output engine .
3. Mechanical Losses.
4. Mechanical Efficiency
p p
mech =
I
4p • PJ + p2 +p3 + p4
Rumus diatas dapat juga diperhitungkan dalam bentuk persamaan dari :
- - -
bmep P P
1
P2 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 : 7mech =
1
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
32/94
Praktikum
Prestasi Mes;n
2.2.5Measurement
of
Air Consumpt ion.
Efficiency volumetris sangat mempengaruh i 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
p
= density
of
air, kg/m
2
=
Velocity, m/sec
= Pressure difference, N/ m
2
Bed
a tekanan diukur dalam centimeters
of
water dimana
1
em
H
2
0
=
98 1
ho
maka rumus a menjadi :
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
33/94
c.
Volumetric rate o low melalui
orifice
dimana
Va
= Volumetric rate of
flow
Ltr/sec.
D = orifice diameter mm
K3 = coefficient
of
discharge of orifice.
d.
Massa
rate
of
flow
rna =
to•a
.1l D
2
X K
3
X 0 827
~ o
Pa X 10
3
4 Ta
bila dipergunakan orifice dengan sisi tajam maka k
3
;
{hOTa
m• =0 0001232 D
2
v n; kg I
ec
e. Volumetric Efficiency
Praktikum Prestasi Mes in
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
34/94
Praktikum Prestos; Mesin
dengan pengikat zat seperti : KOH Pyrogalol, CaCL
2
atau zat-zat pengikat
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
2
=
x
100
X
X - b
xlOO
X
X - C
CO
= - - - X
100
X
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
35/94
Praktikum Prestasi esin
b). H = ma Cp . Ta watt)
Dimana:
ma
=
massa
rate
of
flow air
at
engine
inlet
kg/sec
Cp
= specific heat of air at constan pressure J/kg
T = emperature of air
at
inlet, °C :
_
pfxV
c . H2 - mo
+
X Cp X Te watt).
3600
Dimana: Te
=
exhause
gas
temperature,
0
C
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
dHak
sanakan dengan mempergunakan Exhaust Indicator and
Thermocouple RE - 3 . Untuk perhitungan yang lebih
te l
i
ti
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
36/94
Praktikum Prestasi esin
3. INSTALASI.
3.1
SKEMA
INSTALASI.
ENGINE TEST BED 75 Kw 100 Hp)
TE.
18/D
8
F
±
c
A
D
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
37/94
Praktik
um Prestasi esin
Sebelum pen
gu
j ian dimulai, lakukanlah hal-ha l sebagai berikut :
a.
Catatlah kondisi udara dalam ruangan laboratorium.
b. Aturlah dynamometer pada kedudukan
nol
(static balance) .
c. Aturl
ah
manometer pada
air flow
meter pada ·kedudukan nol
3.2 PROSEDUR MENJALANKAN
MOTO
R O
TT
O.
1. Jalankan si rkulasi air pendingin ke mesin dan atur jumlah aliran flow rate
dari pada air pendingin yang masuk ke mes in
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 te lii, 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
38/94
Prakt ikum 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 / 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
39/94
Praktikum Prestasi Mesin
9. SPESIFIKASI ALAT
PERCOBAAN
DAN PENGUKURAN
Equitment
Serial
Date
Supliet to
ENGINE
Type
Engine No
Bore
Sroke
Swept Volume
Compression
Ratio maksimum speed
H
yd
raulic dynamometer test bed
75
kW
100 h.p)
TE. 18/3968
27.5.76
Gilbert Gilkes Gordon (Indonesia)
BLMC 1622 c.c
16V/860E/2549
76.2
mm
88.9 mm
1522c.c
7.2
to 1
5000 rev/min
lndikator Tappings : In No: 4 sylinder
Diameter
of
Exhaust pipe 38
mm
1
Y2
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
40/94
Praktikum Prestasi esin
WATER FLOWMETER
Rotameter 2000
Capacity
Serial No
AIR BOX :
Drum
Size
Oriffice
Size
Cooficient of Discharge
ANDITIONAL
INSTRUMENTS
:
Oil pressure Gauge
Oil temperature Gauge
Tachometer
Revolution Counter
5 to 50 1/min
RA
123164
0.61 m diameter x 0.
91
m long
56.03
0.6
Rotameter 0
to
700
kN m
2
Rotameter 50
to
200 °C
Cendela
ln
truments
TTC
105
Serial o.004
Cooling Water Thermometer :
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
41/94
_
_
Praktikum Prest si Mesin
Dimana: nt
T
=
Kecapatan putaran turbin (rpm)
= Torsi
Turbin
(N.m)
D Efiseinsi
Turbin
:
BHP
Jt
= X
100
WHP
D Kapasitas Air Teoritis :
Dimana: l l
= 0,8 + 0,88
Tergantung dari sudut \1 dan q (datam perhitungan l l = 0,88)
a = 67,5° = 67°30
d1 = 0,75 inch = 0,01905 meter
d2
=
(1-k) . d1
met
er)
k =Prosentase bukaan katup
g = Percepatan grafitasi
=
9,81 mls
2
Ha = Head actuallsebenarnya (m)
(6)
7)
Gam bar Potongan penampang nozzle selengkapnya dapat
dilihat
sebagai
berikut:
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
42/94
raktikum r
estasi esin
Effisiensi turbin yang tinggi dapat dicapai jika turbin bekerja pada kondisi
yang optimum. Un
tuk
menentukan jenis turbin yang sesuai dengan kondisi
kerjanya, dasar yang dipakai adalah kecepatan spesifik .
Kecepatan
spes
i
fik
:
Dimana:
n JN
ns
=
----s/4 (rpm)
a
n = Kecepatan putar turbin (rpm)
N = daya input turbin = BHP HP)
Ha
=
ti
n
ggi
jau
h sebenarnya (meter)
NS
JENISTURBIN
4 - 35 Turbin Pelton dengan 1 Nozzle
17 50 Turbin Pelton dengan 2 Nozzle
24
-
70
Turbin Pelton dengan 4 Nozzle
80 - 120
Turbin Francis Putaran Rendah
120 -
22
Turbin Francis Putaran normal/sedang
220
350 Turbin Francis Putaran Tinggi
350 430
Turbin Francis Putaran sangat Tinggi
300
1000 Turbin Propeller atau kapl
an
(9)
Turbin pe l ton dapat dikatakan turbin air dengan
ns
yang paling rendah
dan
be
kerja H yang paling tinggi. Turbin Francis dapat digolongkan sebagai
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
43/94
Prak kum Prest
asj
Mesjn
9.
Tacahometer untuk mengukur kecepatan putar turbin.
10. Aparat pengujian turbin pelton
yang
telah terpasang lengkap dengan
nozzle dan spear valvenya.
Skema un t percobaan Turbin Pelton :
pengukur
spear a l v e ; : : :
~ ~ ¥ . ? l L ~
_ . . . . c : : : : : : : _ : _
~ = = -
~ a a : : : _
.
=iD
it
i € ~
.,
: · ~ : : - ~
- - - - ~ . ._
T
- - - - - - - - - - -
: : : ~
vari
able
speed mo
tor
_ _____ _
: - : : ~ : : : - : = : - : - = - : = ~ = ~ ~ ~ = ~
drain
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
44/94
raktikumPrestasi Mesin
Percobaan dilakukan dengan cara:
1. Putar rotary speed regulator sampai tekanan discharge pompa
menunjukkan head
teoritis
tertentu
2. Atur spear valve sampai menunjukkan bukaan katup tertentu.
3. Putaran turbin diatur (diamati dengan tachomet er) dengan cara
mengencangkan 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 sampa i 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
45/94
Praktikum Prestasi Mesin
Grafik-grafik supaya dibuat dengan menggunakan mal serta setiap kurvanya
dibedakan dengan tint warna.
6.
TUGAS
TAM
BAHAN
Mintalah tanyakan pada 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 Hil l
Book
Company Tokyo 1981.
2.
Ramamrutham Hidraulics Fluid Mechanics and Fluid Mechines h a n p ~ 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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
46/94
raktikumPrestasi 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. P
eng
ujian 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 terpi
sah
.
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
47/94
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.
b Voltmeter
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
48/94
Praktikum Prestasi Mesin
nngk t Kedua GT 10212)
Motor:
a. Spring balance untuk menghitung momen.
b
Voltmeter. ·
c
Ammeter.
Kompressor : Electr
ica
l Tachometer.
Tekanan udara : Bourdan gauge untuk
inlet
stage delivery pressure.
Intercooler : 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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
49/94
raktikumPrestasi 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
/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 : 220 - 240 volt, 50-60 Hz
Single
phase
2.2
kW for
cash stage
Weight : GT 102/2 = 182 400 lb)
Dalam operasinya reciprocating
air
compressor RAC) ataupun
sebuah
kompressor adalah mengisap sejumlah
uara
dengan volume tertentu masuk
ked
a am silinder. Udara yang diisap ini did a am 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
50/94
raktikumPrestasi 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
Vp
1
= yang ditunjukan oleh luas diagram P-V adalah :
VP
1
= Pdw
= ~ l = P
2
V
2
- P
1
V
1
n -
persamaan tersebut dapat juga ditulis :
n) n -1
Wp
1
m
2
RT
1
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.
External
De i v e ~
receiver)
Pressure
p
Gambar 2
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
51/94
.
raktjkum Prestasj Mesin
yang mana akan ada suatu tekanan perantara (P1) yang
terletak
diantara
P dan
P
2
• Dalam
hal
ini dianggap tidak tekanan yang hilang diantara tingkat
tersebut
.
P2
C B
PI
PRE55URE
P1
leotherm81Compreeelon
Adisbstlc Compreeeslon
Area
repreeent
p
owe
r
~ t v e
t
wo e t ~ t g g
VOLU
ME
)
Dengan Menggunakan persamaan 1) untuk siklus penekanan didapatkan :
Wp
=
m a
RT,
(n/n -1)
(Pt
11
n
-1)
+rna
RT
(n/n-1)
-1)
Wp m a RT, (n / n - 1) rpt
n -1) +T, rpf -
11
n-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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
52/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
53/94
Praktikum Prestasi Mesin
Q
Pv
(Pv) sat (mv) sat Vv
mv (Vv)sat
=
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 t ingkat pertama didinginkan
sampai
mencapai harga terendah.
Panas yang diambil oleh air :
Q'w = mw. Qpw Tz6- T z . o ~
(8)
Panas yang diberikan oleh udara:
Q'a
=
m'a.
Qpa
(T23-
T z . o ~ (9)
Karena thermocouple yang digunakan untuk mendapatkan harga-harga dari Tz3 -
T z o ~ dipasang dekat intercooler, maka akibatnya terdapat kehilangan
panas
yang
sangat kecil dan tidak dapat dihitung. Secara Umum :
Q'a
= Q'w + Losses
10)
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
54/94
Praktikum Prestasi Mesin
4. RUMUS
-
RUMUS
UNTUK PERHITUNGAN
4.1 Analisa
Massa
Udara kg/s)
25.4 mm
m a = 6 5 7 4 l ~ p
· p
3
T3
kg/s)
dimana: ~ = Orifice Diferential Head mmH20)
P =
Orifice plate down stream pressure Bar abs)
=
918
•
1
o·S
P
+
p
P
= Penunjukkan pada manometer mmH20)
Po
=
Tekanan Atmosfir Pa abs)
T
3
= T + 73 K)
4.
2
Kompresi Ratio
{yP)
Tingkat
Pertama:
y I Pt2 P{ Po
P P11 P{I Po
Tingkat
Kedua :
13)
14)
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
55/94
Praktikum Prestasi Mesin
4.5 Kerja Politrop
is
(Wp 1)
Dari Persamaan (1) :
W l =
m a
Rt
1
(
) r /;; l -1) (kW)
P n 1
dimana: m'a
=
Aliran massa udara (kg/s)
R
=
Konstanta gas = 0.2871 (kJ/kg/K)
T1
=
Temperatur udara masuk (
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
56/94
raktikumPrestasi Mesin
4. 7 Kerja Isothermal Wls)
Untuk tingkat pertama :
Wis
=
rna
. RT,, .
In
.
P
Untuk tingkat kedua :
Wis = ma . RT21 .
In
•
y
P2
4 8
KE
RJA
IND I
CATED
Wf)
Untuk tingkat pertama :
Untuk tingkat kedua :
P
I
d
. d
d p k. Ad
m
=
n 1cate steam pressure,
1mana
m
=
Dengan:
k
Ad
Xs
Xs
=
Konstanta
pegas
=39.1
kPa/mm
= Luas indicator
diagram mm
2
)
= Jangka/stroke dari diagram indicator mm)
23)
24)
25)
26)
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
57/94
raktikum
restasi
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
Wis
11
is= - -
Wi
29)
Efisiensi Isothermal
overall
11 is.o =
Wis
30)
Wmech
Efiisi
ens
i Mekanis
11
mech =
Wi
3
1)
Wmech
4.
12 Analisa Psikrometris
Dari tabel dapat dicari harga relative humidity pada bagian masuk Q
1
dan
bagian , berdasarkan selisih temperatur tabung kering dengan temperatur
tabung
basah
: To - Tw) pada temperatur To. Dan berdasarkan harga ~ dari
tabel tersebut juga dapat dicari tekanan uap
air
jenuh Pv sat) pada temperatur
TD1.
Maka
dan
Pv
= Q . Pv set)
W = 0.622.Pv
Po- Pv)
32)
33)
m v
Dim ana spesifik humidity adalah = - Sehingga ali ran rata-rata dari
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
58/94
Prakt ikum r stasi Mesin
T BEL KELEMB B N
REL T
IF
D N
TE
K N N U P
J
NUH
To
WET BULB DEPRESSION T
0
• Tw uc
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
18. 82
65
49
34 20
. . . .
-
2,063
19.
82
65
50 36 22 10
.
.
-
.
2 200
20
.
83
66
51
37 24
12
. . . .
2,337
21. 83 67
53
39
26
14
. . . .
2,486
22. 83 68 54 40 28
17 6
-
.
.
2,642
23.
84 69
55
42
30
19
8
. . .
2,808
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 2 13
. .
4,212
31.
86 73 61 5
40
31
22
14 9
-
4,491
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
59/94
·'
4.13 Analisa Intercooler
Thermal·Ratio:
Praktikum
Prestasi
Mesin
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
Tingkat Kedua
Vc.10
5
m
3
Vc.10
5
m
3
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
60/94
raktikumPrestasi M in
5. JALANNYA PENGUJIAN
5 1
Kompressor T
ingkat
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 periksa 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
61/94
raktikumPrestasi 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 in
=
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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
62/94
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 daya yang dibutuhkan dari sebuah kompressor? .
6. Apakah
ya
ng 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 intercoo
ler
pada kompressor bertingkat ganda a au 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
Has
t
Percobaan
7.2 Gambarkan Pada Kertas Grafik
7.2.1 Diagram antara
p Yr
7.2.2 Diagram P V
7.2.3 Diagram antara lvol • Yp
7.2.4 Diagram antara liso
Yp
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
63/94
·Praktikum Prestasi
esin
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
64/94
Praktikum Prestasi Mesin
SJ fon
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
65/94
Praktikum Prestasi Mesin
p
Gambar 2
Perbedaan Tekanan pad a Manometer
3.2. Kapasitas
Aliran Q) :
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
66/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
67/94
Praktikum Prestasi Mesin
Gambar 4
Sudut
li
ran Fluida pada Blades
4. SPESIFIKASI
UNI
T PENGUJIAN
Pompa
Jenis
Tinggi kenaikan (head)
Pompa
air
axial dari Gilbert Gilkers
ft
Gordon Ltd
3,05 m
Kapasitas
Putaran
Daya motor
Panjang lengan
Stroboscope
:
1,7 m
/menit
3000 rpm (maksimum)
3 kW, 970/1180 rpm,
50/60Hz 200-
240
volt
238,1 mm
Untuk mengukur kecepatan putaran dari propeler pampa yang mana
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
68/94
Praktikum Prestasi Mesin
10
Manometer air raksa
a
untuk
n g u ~ u r
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
2
5
Gambar 5
lnstalasi Pengujian Pompa Asial
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
69/94
•
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 P R METERY NG DIUKUR
Dalam percobaan
ini
parameteryang diukur adalah Hv,
Ht
p pada putaran
dan kedudukan yang runner blades (Qr) dan diffuser blades ( Qd )
tert
entu.
7
D F
T
R
PUST K
1
V M
. Cherhasshy, Pump Fans Compressors, Mir Publisher, Moscow, 1980.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
70/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
71/94
Praktjkum Prestos; Mes;n
e. Rumus yang dipergunakan :
Cp. 6T [watt]
Dimana :
me =
massa
refrigerant
yang
mengalir melalui evaporator.
kg/
menit)
Cp = kalor jenis R-12 J/kg
0
C
6T = t1ref
-
:oref
·
0
C
t ref .. temperature refrigerant di dalam evaporator dan kondensor
0
C}.
toref
= temperature refrigerant keluar evaporator dan kondensator
0
C}.
t
= temperature rangan·
0
C .
t
1
u = temperature udara masuk pada evaporator dan kondensator.
0
C
tou
= temperature udara keluar pada evaporator dan kondensator.
0
C}.
Qe = perpindahan kalor evaporator. watt)
O C = perpindahan kalor kondensor. watt)
Qc =me . Cp .
6T
watt)
v" Hukum
I
thermodinamika ,
W
= Qe Qc
W=Q
v"
Kerja kopresor :
W _r
P i . V s l ) [
p ~ ) r ; •
- ]
y - 1 z
dimana : W
=
kerja spesifik J/kg)
r
= 1,4 + 1
s
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
72/94
dimana:
Untuk kondensor :
6
T ;. ti - to
6
T
=
.6.
tc
Untuk evaporator: .6.T = ti - to
6
T = £\te
Praktikum Prestasi esin
SCHEMATIC
REFRIGERATION
TRAINING
UNIT
,
L @ i ~ ~ H S 1 W
t
1
·:
v
~ P g
TXV
I
•
p
Out
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
73/94
Praktikum Prestasi esin
Keterangan :
/
TSC
=
Thermostat swtch control
/
CTV
=
Capitallary tube valve
/
AXV =
Automatic expansion valve
/
TXV
=
Thermal expansion valve
/
Pg
=
Pressure gauge
/
Tin
=
Temperatur in
/
To
c
Temperatur out
/
FMB
=
Flow meter bulb
/
ISG
=
Indicator sight
glass
/
V
=
Expansion
float
valve
/
RCB
=
Receiver control By
Pass
/
RCV
=
Receiver control valve
/
HP
= High
pressure first
/
HP2
=
High pressure second
/
HPJ =
High pressure third
/
HP4
=
High pressure fourth
/
ACB
=
Accumulator control by pass
/
ACI
=
Accumulator control in
/
ACO
=
Accumultor contol out
3.
URAIAN DAN
DATA
DARI
UNIT
3.1 Kompresor
Kompresor adalah bagian
yang
terpenting dari suatu proses refrigerasi
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
74/94
Praktikum Prestasi esin
b.
Bentuknya kecil, kompak dan harganya lebih murah.
c.
Tidak memakai tenaga penggerak dari luar, suaranya lebih tenang,
getarann
ya
kecil.
Data
-
data:
/
Kompresor model JRL 4-0050 IM Ecopeland.
. / B/M, Volt 115i50 Hz, 1
Phase.
3. 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.atur 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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
75/94
Praktikum Prestasi esin
AXV 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,
se
hingga
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 ° .
TXV : 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 yan g
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
76/94
Praktikum Prestasi esin
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 kon stan, alat ini dilengkapi pula dengan pipa kapiler yang terdiri
dari tiga bagian : bulb (tabung sensor terrnal) , pipa kapiler (penghubung), below
dan
saklar
l i
strik (penggerak mekanik). Jadi tepatnya
TSC
ini
han ya
lah 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
77/94
Praktikum Presta
s
esin
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.
C .
t , : Temperatur refrigerant yang masuk evaporator dan kondensor {
C .
t
: Temperatur udara keluar evaporator
dan
kondensor. C .
to
:
Temperatur udara keluar evaporator dan kondensor C).
e
: Laju perpindahan kalor di evaporator. watt ).
O C
:
Laju perpindahan kalor di kondensor. watt).
P, : Tekanan yang keluar dari kondensor. bar).
e : Tekanan
yang
masuk evaporator. bar).
a
: Tekanan di dalam ruangan. bar).
P, : Tekanan
yang
masuk kompresor. bar).
Po : Tekanan yang keluar kompresor. bar).
tik : Temperatur yang masuk kompresor C .
tok: Temperatur yang keluar kompresor. C .
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
78/94
raktikumPrestasi esin
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
79/94
raktikum
Prestasi Mesin
Perubahan-perubahan momentum sudut atau momentum per-unit
masa
cai
ran
/ fluida yang melalui rotor/impeller adalah :
M = V
2
R
1
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 :
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
80/94
Praktikum Prestasi Mesin
Pertama akibat pengaruh aliran sirkulasi, maka besarnya he
ad
akan
berkurang seperti dapat
dilih t
pada gambar 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
terj di
karena fluida
yang
masuk impe
ll
er t idak
mempunyai sudut yang sam a dengan sudut
sudu sisi
masuk
p
1
Head yang terj di 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 ir dapt masuk
ke
sudu.
G
. .
vr
g
--
---
- <
ooo
...
---
L ____
_
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
81/94
Praktikum Prestasi esin
' '--
-
- -
- ----..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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
82/94
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
83/94
Praktikum
Prestasi esin
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.
Pompa
dan Blower Centrifugal, Church, A. H.
2. Pompa dan Kompresor, Tahara, Haruo
3.
Pump
Handbook, Karassik, Igor
J
4. Pompa, Bianchi, L.W.P. lr.
5.
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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
84/94
.. Praktikum
restasi
Mesin
PENGUJIAN HEAT PUMP
I. TUJUAN PERCOBAAN
;> Memahami prinsip-prinsip
te r
modinamika 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
um umnya refrigreasi merupakan suatu proses perpindahan kalor.
Proses
ini terjadi antara media penyerap/pel
epas
kalor dengan lingkungan.
Media ini biasa disebut refrigeran. Selama proses terjadi, refrigeran mengalami
peruba han 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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
85/94
1.
Keterangan Tentang Diagram
p-
h
p [bar]
abs deerah
ca lr n
bawah
jenuh
Isobar
isoentalpl
daerah
campuran
cair
uap
Praktikum Prestasi Mesin
•
t
lk KriUs
lsoentropl
sokhorik
uap
panas
lanjut
h (kJ/kgK]
Diagram p - h merupakan kumpulan garis-garis bantu termodinamis yang berguna
dalam memplot
titik
k
eadaan
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
86/94
Praktikum Prestasi
si
n
Adapun cara membuat siklus pada diagram ini adalah dengan memplot
titik
di
mana tem·peratur 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 SK
EMATIK
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
CChF
2
R-
l 2) atau sering
disebut dengan Freon-12.
Pada
kondisi uap panas
lanjut
titik 2), refrigeran
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
87/94
raktikum Prestasi Mesin
ali an 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,
at
ran 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 pada 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.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
88/94
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. ·
>
TH (
0
C),
yaitu temperatur
air pada
tangki
kon
denser.
>
P
(kPa), yaitu tekanan uap refrigeran sebelum masuk kompresor
suction
pressure).
>
T
1
(
0
C), yaitu
temp
eratur cairan refrigeran setelah melewati katup
eksp
ansi
(sebelum memasuki evaporator).
>
T
2
0
C), yaitu temperatur uap refrigeran setelah melewati evaporator
(sebelum masuk ke kompresor).
> p
2
(kPa), yaitu tekanan uap refrigeran setelah ditekan oleh kompresor
(tekanan kompresor).
> T
3
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
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
89/94
- 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
Praktikum Prestasi Mesin
- 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
I
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
90/94
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 tid k
sesuai
dengan hukum I
termodinamika, yaitu c + lH + W dan hasH yang diperoleh lebih besar dari
0 hal ini mung kin dikarenakan rangkaian ini dalam keadaan terbuka,
sehingga memungkinkan terpengaruh oleh keadaan lingkungan, dan juga
adanya kemungkinan kerusakan
l t
atau human error. Diagram p · h dan T·s
dari percobaan I dan II cenderung sama. Efisiensi refrigerasi teoritis ternyata
lebih dari
100 ,
dikarenakan perhitungan data hasil percobaan tidak sesuai
dengan hukum I termodinamika.
• Efisiensi refrigerasi siklus yang didapat dari percobaan I dan II hampir
mendekati satu dengan yang tainnya.
B. Saran
Adapun saran-saran yang berguna untuk perbaikan dalam percobaan
in i
,
adalah:
Sebelum
percobaan, hendaknya l t dikalibrasi dan dites dahulu, agar
pengambilan data dapat dilakukan dengan akurat.
Dala·m melakukan percobaan, hendaknya lebih teliti dalam membaca alat
ukur yang ada sehingga dapat diperoleh hasil yang maksimum.
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
91/94
Praktikum Prestasi esin
-
8/17/2019 Modul Praktikum Prestasi Mesin (KKE)
92/94
-
~
0
.......
~
.g
Oo
.......
()
--
- - --- .._ - --- .-4 ·-...
I
I " •
O •
TEMPERATURE -
ENTROPY
DIAORlloN •
IN S.
l. UIUTS-
F
OR
- -
- -
---J--:f-. , .. . . ::--r+--, ,. .--f ' ::-ir-r-r-r+-----:1
DI
CHLOROif lUORONETHAHE
. CC iz Fz)
•
.
0
(REF;R
I
OERAHT
12)
G A.HEWEn
Mof-
fVIIUSIIU
er:
.. ..
_ . ...
-. .•
. . . . . . . . . : ~ . .
........
c:wa .....
' ts
._....._.