8 0 1 MB
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 KATA PENGANTAR (diisi oleh praktikan)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
1
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 DAFTAR ISI
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
2
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 TATA TERTIB PRAKTIKUM 1.
Praktikan hadir 15 menit sebelum diadakan responsi.
2.
Praktikan wajib memakai baju laboratorium (warna putih) selama pelaksanaan praktikum.
3.
Praktikan
wajib
memiliki
modul
dan
menyelesaikan
Tugas
Pendahuluan 4.
Tugas Pendahuluan dikumpul dan diujikan sebelum pelaksanaan praktikum
5.
Praktikan membersihkan peralatan laboratorium sebelum dan sesudah melaksanakan praktikum
6.
Peralatan praktikum yang hilang atau rusak selama pelaksanaan praktikum yang disebabkan oleh kelalaian praktikan, maka praktikan yang bersangkutan harus menggantinya.
7.
Aktivitas selama di laboratorium harus menunggu instruksi dari asisten.
ADMINISTRASI PRAKTIKUM 1.
Peserta praktikum harus tercatat sebagai peserta mata kuliah Instalasi Mesin Kapal, Mesin dan kelistrikan.
2.
Praktikan harus menyerahkan satu eksemplar laporan praktikum sebagai persyaratan lulus dan memperoleh sertifikat.
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
3
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
KARTU ASISTENSI Nama NIM Kelompok Asisten
No
: : : :
................................. ................................. ................................. .................................
Tanggal
Uraian
Keterangan Penilaian Laporan Praktikum 1. Kerajinan : .............. 2. Isi Laporan : .............. 4. Penguasaan Materi : .............. 3. Kerapian : .............. Total
Paraf
(maks. 30) (maks. 30) (maks. 30) (maks. 10)
: .............. x 15% =…………………….
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
4
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
DATA MESIN DIESEL Merk Mesin
:
Mitsubishi
Seri Mesin
:
4DR5
Susunan Silinder
:
Segaris
Jumlah Silinder
:
4
buah
Type Mesin
:
4
Langkah
Daya Nominal
:
80
Hp
Putaran Maksimum
:
3700
rpm
Diameter Silinder (Bore)
:
92
mm
Langkah Torak (Stroke)
:
100
mm
Volume Silinder
:
2790,581
cm3
Volume Ruang Bakar
:
139,529
cm3
Rasio Kompressi
:
20 : 1
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
5
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
PRAKTIKUM PERMESINAN KAPAL SEMESTER ................. TAHUN.................... LABORATORIUM PERMESINAN KAPAL JURUSAN PERKAPALAN FAKULTAS TEKNIK UNHAS A. WAKTU PELAKSANAAN
: ....................................
B. JENIS PENGUJIAN
: Prestasi Mesin (lingkari salah satunya) a) Tanpa Beban b) Dengan Beban
C. TUJUAN PENGUJIAN
:
a) Menghitung keseimbangan energi mesin diesel. b) Mengetahui karakteristik prestasi mesin diesel. D. PENGUJIAN MESIN (lingkari salah satunya) a) Putaran Konstan : ..... s / d ..... rpm b) Katup/throttle Konstan : ..... s / d ..... %
E. KETERANGAN ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................
Makassar, .......................2014
Koordinator Asisten
(Wira Setiawan, ST., MT)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
Penanggung Jawab Praktikum,
(Ir. Hj. Syerly Klara, MT)
6
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
I. PROSEDUR PENGUJIAN Prosedur pengujian dilakukan sesuai dengan tahapan berikut ini; a) Pengujian dilakukan pada putaran mesin dan posisi katup (throttle) berubah. b) Putaran mesin dan posisi katup ditentukan oleh asisten / petugas laboratorium. c) Catat data-data hasil pengamatan dalam tabel pencatatan. d) Pengambilan data pada setiap tingkat putaran mesin dilakukan sebanyak 3 kali.
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
7
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
II. INSTALASI PERMESINAN (Gambar dan beri penjelasan sistem instalasi permesinan sesuai praktikum )
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
8
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
III. ALAT , BAHAN DAN PROSEDUR PENGUJIAN 3.1. Alat dan Bahan Pengujian (uraikan beserta dengan fungsinya)
3.2. Langkah-Langkah Pengujian (uraikan secara berurutan)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
9
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
IV.
TEORI DASAR
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
10
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
11
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
12
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
13
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
14
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 V. ANALISIS DAN PERHITUNGAN 5.1. Putaran Motor .......... rpm A. Siklus Diesel Tekanan Konstan
Titik 0 - 1 ( Langkah Isap) P1
T1
= Tekanan udara yang masuk ke silinder = ............. atm (hasil pengamatan) 2 Dimana : 1 atm = 1,033 kg/cm = .............. kg/cm2 = Temp. udara masuk = ........... 0C (hasil pengamatan) = ............. K
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
15
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 V1
= Volume silinder
= ........... cm3 (data mesin)
Titik 1 - 2 ( Langkah Kompresi) V2
= .............. cm3 (data mesin)
P2
= rk . P1 = ........................................... = .................. kg/cm2
dimana : r = rasio kompresi = ............. (data mesin) k = Temp. udara masuk (hasil pengamatan) (T1) = .......... 0C (hasil pengamatan) = ......... K k = cp/cv (lampiran) cp = ............. (lampiran) Cv = Cp-R cp k = ...................... = ........ cp R R = konstanta Gas = 0,287 KJ/kg K T2 = rk-1 . T1 = ............................. = ........... K Titik 2 - 3 (Pemasukan Kalor pada Tekanan Konstan) P3 = P2 = .................................... kg/cm2 T3 = T2 .ᾳ . 1
T k = 4 T1
...... = ...... ᾳ =
.....
P3 .V3 P2 .V2
....... ....... dimana : ᾳ = Laju ledakan = Rasio perbandingan pemotongan ᾳ =
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
16
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 T3 = ......................... 0C = ………………… K V3 = V2 . = ...................................................... = ........... cm3 dimana V2 = Volume ruang bakar = ............................................ cm3 (data mesin) Titik 3 - 4 (Langkah Kerja) V3 K ) = ...............................................= ……........... kg/cm2 V1 T4 = ................ 0C (hasil pengamatan)
P4 = P3 .(
= ................ K cp =
k R k 1
= .................................... = ............... kJ/kg K
cv
= cρ - R = .............................. = .............
kJ/kg K
Massa udara dalam silinder (Mud)
V1.P1 = ................................. = ................ kg R.T1 dimana : R = Konstanta Gas = 2920 kgcm/ K
Mud =
Massa bahan bakar dalam silinder (MBB)
MBB =
M ud = ................................. =................... kg AFR
dimana AFR = 14.4 (untuk mesin diesel putaran tinggi) Panas yang dihasilkan pada proses pembakaran (Qm)
Qm
= V2 . ρ . cp (T3 – T2)
dimana : V1 = Volume silinder (m3) ρ = massa jenis udara masuk (kg/m3) cp = panas jenis gas buang pada tekanan konstan (kJ/kg) Qm
= ............................ =………………………… KJ
Titik 4 – 1 ( Langkah Buang )
Nilai QK (Kalor Keluar) ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
17
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 Qk = V2 . ρ .cv (T4 – T1) dimana :
V2 ρ cv
= Volume ruang bakar (m3) = massa jenis gas buang (kg/m3) = panas jenis gas buang pada volume konstan (kJ/kg)
Qk
= ............................ = …………….…….. KJ
Kerja yang dihasilkan persiklus dalam silinder (W)
W = Qm - Qk dimana :
Qm Qk
= kalor masuk (kJ) = kalor keluar (kJ) = …………………. = ………………….kJ = ……………… kg cm
Tekanan efektif rata-rata (Pe)
Pe =
W VL
= ............ = ....... kg/cm2
Daya Efektif ( Ne )
Ne =
n 60
Pe.ᴫ.(r2 ).L.( )a.z 75.100
= ............................ = ........ PS
= ......... kW
a = mesin diesel 4 tak adalah 0,5 L = langkah piston (stroke) r = jari-jari silinder n = putaran mesin per menit z = jumlah silinder
B. Efisiensi Termal Efektif
Volume bahan bakar (VBB)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
= ................ cc (hasil pengamatan) = ................ m3 18
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
Kerapatan Massa bahan bakar (BB)
Waktu pemakaian bahan bakar (tBB)
Konsumsi bahan bakar FC = BB . VBB / tBB
= 0,832 kg/liter = ……….. kg/m3 = ................ s (hasil pengamatan)
= ........................... = ........... kg/h
Pemakaian bahan bakar spesifik SFC = FC / Ne . (Ne dalam kW) = ................................ = …...... kg/kW. H =………. gr/kW. H
Efisiensi thermal efektif (te) =
632 = .................... SFCxHB = ............
Dimana : HB = Nilai kalor bahan bakar Diesel Oil Kcal/Liter
=
10.800
Efisiensi Volumetris (vol) vol
1 2. ma x 60.n a.vL = .............. =
Dimana : ṁa
= Laju aliran udara (Kg/H) = 2.4238 x √ho x ρa = ............. Kg/H
ho
= P1 = ............. Kg/cm2
ρa
= Kerapatan udara (Kg/m3)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
19
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 =
P1 R.T 1
= ............... Kg/m3 VL
= Volume Langkah
(data mesin)
= .............. cm3
C. Penyerapan Panas oleh Pendingin Mesin
Volume air pendingin (VAP)
= .................. m3 (hasil pengamatan)
Temp. Masuk air pendingin (TApm)
= .................. K (hasil pengamatan)
Temp. Keluar air pendingin (TApk)
= .................. K (hasil pengamatan)
Kerapatan massa air pendingin (AP)
= .................. kg/m3 (Lampiran)
Laju aliran air pendingin
(ṁa AP)
= AP . VAP / tAP = .................... = ............ kg/s
Panas jenis air pendingin (cpAP)
= ............. kJ/kg K
Panas yang diserap air pendingin (QAP )
= ṁa AP.CpAP(TApk-TApm) = .................... = …………….. kW
D. Penyerapan Panas Oleh Minyak Pelumas
Volume minyak pelumas (Voil)
= ……………. m3
Massa jenis minyak pelumas (ρoil)
= ……………. kg/m3
Panas jenis minyak pelumas (cpoil)
= ……………. kJ/kg K
Beda temperatur minyak pelumas (ΔToil)
= ……………. K
Panas yang diserap minyak pelumas (Qoil)
= (Voil ρoil.) . cpoil (ΔToil)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
20
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 = ………………. =……………….
kW
D. Kehilangan Panas ke Gas Buang
Massa Udara dalam silinder (Mud)
=................... kg
Massa bahan bakar dalam silinder (MBB)
=................... kg
Temperatur gas buang keluar (TGB)
= …………. 0C = …………… K (hasil pengamatan)
= …………. 0C
Temperatur udara suplai (T1)
= …………… K
Panas jenis gas buang (CvGB)
Panas yang diserap gas buang untuk satu silinder
= ............. (Lampiran)
kJ/kg K
(QGB) = (Mud + MBB) CvGB (TGB – T1) = ........................................ = ........................ kJ = ....................... kW
E. Kalor Masuk Total (Qmtot) Kalor masuk total (Qmtot)
= FC . LHVbb/ 3600 = …………….. = …………… kW
Dimana LHVbb = 41400 kJ/kg (Nilai Kalor Bahan Bakar Solar)
F. Kerugian Mekanis Panas yang diserap oleh kerugian mekanis (QMekanis)
= Qm - (Ne + QAP + QGB+ Qoil)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
21
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 = .............................................. = ........ kW
G. Neraca Kalor
Prosentase Ne terhadap Qmtot
=
Ne x100 % Qm
= ................... = ...... %
Prosentase QAP terhadap Qmtot =
QAp
x100 % Qm = ...................
= ...... %
QGB x100 % Qm = ...................
Prosentase QGB terhadap Qmtot =
= ...... %
Prosentase QM terhadap Qmtot
QM x100 %, Qm = ...................
=
= ...... %
Qoil x100 %, Qm = ...................
Prosentase Qoil terhadap Qmtot =
= ......... %
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
22
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
5.2. Putaran Motor .......... rpm A. Siklus Diesel Tekanan Konstan
Titik 0 - 1 ( Langkah Isap) P1
= Tekanan udara yang masuk ke silinder = ............. atm (hasil pengamatan) 2 Dimana : 1 atm = 1,033 kg/cm
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
23
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 T1
= .............. kg/cm2 = Temp. udara masuk
= ........... 0C (hasil pengamatan) = ............. K
V1
= Volume silinder
= ........... cm3 (data mesin)
Titik 1 - 2 ( Langkah Kompresi) V2
= .............. cm3 (data mesin)
P2
= rk . P1 = ........................................... = .................. kg/cm2
dimana : r = rasio kompresi = ............. (data mesin) k = Temp. udara masuk (hasil pengamatan) (T1) = .......... 0C (hasil pengamatan) = ......... K k = cp/cv (lampiran) cp = ............. (lampiran) Cv = Cp-R cp k = ...................... = ........ cp R R = konstanta Gas = 0,287 KJ/kg K T2 = rk-1 . T1 = ............................. = ........... K Titik 2 - 3 (Pemasukan Kalor pada Tekanan Konstan) P3 = P2 = .................................... kg/cm2 T3 = T2 .ᾳ . 1
T k = 4 T1
...... = ...... ᾳ =
P3 .V3 P2 .V2
ᾳ =
....... .......
.....
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
24
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 dimana : ᾳ = Laju ledakan = Rasio perbandingan pemotongan T3 = ......................... 0C = ………………… K V3 = V2 . = ...................................................... = ........... cm3 dimana V2 = Volume ruang bakar = ............................................ cm3 (data mesin) Titik 3 - 4 (Langkah Kerja) V3 K ) = ...............................................= ……........... kg/cm2 V1 T4 = ................ 0C (hasil pengamatan)
P4 = P3 .(
= ................ K cp =
k R k 1
= .................................... = ............... kJ/kg K
cv
= cρ - R = .............................. = .............
kJ/kg K
Massa udara dalam silinder (Mud)
V1.P1 = ................................. = ................ kg R.T1 dimana : R = Konstanta Gas = 2920 kgcm/ K
Mud =
Massa bahan bakar dalam silinder (MBB)
MBB =
M ud = ................................. =................... kg AFR
dimana AFR = 14.4 (untuk mesin diesel putaran tinggi) Panas yang dihasilkan pada proses pembakaran (Qm)
Qm
= V2 . ρ . cp (T3 – T2)
dimana : V1 = Volume silinder (m3) ρ = massa jenis udara masuk (kg/m3) cp = panas jenis gas buang pada tekanan konstan (kJ/kg) Qm
= ............................ =………………………… KJ
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
25
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
Titik 4 – 1 ( Langkah Buang )
Nilai QK (Kalor Keluar) Qk = V2 . ρ .cv (T4 – T1) dimana :
V2 ρ cv
= Volume ruang bakar (m3) = massa jenis gas buang (kg/m3) = panas jenis gas buang pada volume konstan (kJ/kg)
Qk
= ............................ = …………….…….. KJ
Kerja yang dihasilkan persiklus dalam silinder (W)
W = Qm - Qk dimana :
Qm Qk
= kalor masuk (kJ) = kalor keluar (kJ) = …………………. = ………………….kJ = ……………… kg cm
Tekanan efektif rata-rata (Pe)
Pe =
W VL
= ............ = ....... kg/cm2
Daya Efektif ( Ne )
Ne =
n 60
Pe.ᴫ.(r2 ).L.( )a.z 75.100
= ............................ = ........ PS
= ......... kW
a = mesin diesel 4 tak adalah 0,5 L = langkah piston (stroke) r = jari-jari silinder n = putaran mesin per menit z = jumlah silinder
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
26
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 B. Efisiensi Termal Efektif
Volume bahan bakar (VBB)
Kerapatan Massa bahan bakar (BB)
Waktu pemakaian bahan bakar (tBB)
Konsumsi bahan bakar FC = BB . VBB / tBB
= ................ cc (hasil pengamatan) = ................ m3 = 0,832 kg/liter = ……….. kg/m3 = ................ s (hasil pengamatan)
= ........................... = ........... kg/h
Pemakaian bahan bakar spesifik SFC = FC / Ne . (Ne dalam kW) = ................................ = …...... kg/kW. H =………. gr/kW. H
Efisiensi thermal efektif (te) =
632 = .................... SFCxHB = ............
Dimana : HB = Nilai kalor bahan bakar Diesel Oil Kcal/Liter
=
10.800
Efisiensi Volumetris (vol) vol
1 2. ma x 60.n a.vL = .............. =
Dimana : ṁa
= Laju aliran udara (Kg/H) = 2.4238 x √ho x ρa = ............. Kg/H
ho
= P1
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
27
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 = ............. Kg/cm2 ρa
= Kerapatan udara (Kg/m3) =
P1 R.T 1
= ............... Kg/m3
VL
= Volume Langkah
(data mesin)
= .............. cm3
C. Penyerapan Panas oleh Pendingin Mesin
Volume air pendingin (VAP)
= .................. m3 (hasil pengamatan)
Temp. Masuk air pendingin (TApm)
= .................. K (hasil pengamatan)
Temp. Keluar air pendingin (TApk)
= .................. K (hasil pengamatan)
Kerapatan massa air pendingin (AP)
= .................. kg/m3 (Lampiran)
Laju aliran air pendingin
(ṁa AP)
= AP . VAP / tAP = .................... = ............ kg/s
Panas jenis air pendingin (cpAP)
= ............. kJ/kg K
Panas yang diserap air pendingin (QAP )
= ṁa AP.CpAP(TApk-TApm) = .................... = …………….. kW
D. Penyerapan Panas Oleh Minyak Pelumas
Volume minyak pelumas (Voil)
= ……………. m3
Massa jenis minyak pelumas (ρoil)
= ……………. kg/m3
Panas jenis minyak pelumas (cpoil)
= ……………. kJ/kg K
Beda temperatur minyak pelumas (ΔToil)
= ……………. K
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
28
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
Panas yang diserap minyak pelumas (Qoil)
= (Voil ρoil.) . cpoil (ΔToil) = ………………. =……………….
kW
D. Kehilangan Panas ke Gas Buang
Massa Udara dalam silinder (Mud)
=................... kg
Massa bahan bakar dalam silinder (MBB)
=................... kg
Temperatur gas buang keluar (TGB)
= …………. 0C = …………… K (hasil pengamatan)
= …………. 0C
Temperatur udara suplai (T1)
= …………… K
Panas jenis gas buang (CvGB)
Panas yang diserap gas buang untuk satu silinder
= ............. (Lampiran)
kJ/kg K
(QGB) = (Mud + MBB) CvGB (TGB – T1) = ........................................ = ........................ kJ = ....................... kW
E. Kalor Masuk Total (Qmtot) Kalor masuk total (Qmtot)
= FC . LHVbb/ 3600 = …………….. = …………… kW
Dimana LHVbb = 41400 kJ/kg (Nilai Kalor Bahan Bakar Solar)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
29
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 F. Kerugian Mekanis Panas yang diserap oleh kerugian mekanis (QMekanis)
= Qm - (Ne + QAP + QGB+ Qoil) = .............................................. = ........ kW
G. Neraca Kalor
Prosentase Ne terhadap Qmtot
=
Ne x100 % Qm
= ................... = ...... %
Prosentase QAP terhadap Qmtot =
QAp
x100 % Qm = ...................
= ...... %
QGB x100 % Qm = ...................
Prosentase QGB terhadap Qmtot =
= ...... %
Prosentase QM terhadap Qmtot
QM x100 %, Qm = ...................
=
= ...... %
Qoil x100 %, Qm = ...................
Prosentase Qoil terhadap Qmtot =
= ......... %
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
30
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
5.3. Putaran Motor .......... rpm A. Siklus Diesel Tekanan Konstan
Titik 0 - 1 ( Langkah Isap) ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
31
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 P1
T1
= Tekanan udara yang masuk ke silinder = ............. atm (hasil pengamatan) 2 Dimana : 1 atm = 1,033 kg/cm = .............. kg/cm2 = Temp. udara masuk = ........... 0C (hasil pengamatan) = ............. K
V1
= Volume silinder
= ........... cm3 (data mesin)
Titik 1 - 2 ( Langkah Kompresi) V2
= .............. cm3 (data mesin)
P2
= rk . P1 = ........................................... = .................. kg/cm2
dimana : r = rasio kompresi = ............. (data mesin) k = Temp. udara masuk (hasil pengamatan) (T1) = .......... 0C (hasil pengamatan) = ......... K k = cp/cv (lampiran) cp = ............. (lampiran) Cv = Cp-R cp k = ...................... = ........ cp R R = konstanta Gas = 0,287 KJ/kg K T2 = rk-1 . T1 = ............................. = ........... K Titik 2 - 3 (Pemasukan Kalor pada Tekanan Konstan) P3 = P2 = .................................... kg/cm2 T3 = T2 .ᾳ . 1
T k = 4 T1
...... = ...... ᾳ =
.....
P3 .V3 P2 .V2
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
32
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 ....... ....... dimana : ᾳ = Laju ledakan = Rasio perbandingan pemotongan ᾳ =
T3 = ......................... 0C = ………………… K V3 = V2 . = ...................................................... = ........... cm3 dimana V2 = Volume ruang bakar = ............................................ cm3 (data mesin) Titik 3 - 4 (Langkah Kerja) V3 K ) = ...............................................= ……........... kg/cm2 V1 T4 = ................ 0C (hasil pengamatan)
P4 = P3 .(
= ................ K cp =
k R k 1
= .................................... = ............... kJ/kg K
cv
= cρ - R = .............................. = .............
kJ/kg K
Massa udara dalam silinder (Mud)
V1.P1 = ................................. = ................ kg R.T1 dimana : R = Konstanta Gas = 2920 kgcm/ K
Mud =
Massa bahan bakar dalam silinder (MBB)
MBB =
M ud = ................................. =................... kg AFR
dimana AFR = 14.4 (untuk mesin diesel putaran tinggi) Panas yang dihasilkan pada proses pembakaran (Qm)
Qm
= V2 . ρ . cp (T3 – T2)
dimana : V1 = Volume silinder (m3) ρ = massa jenis udara masuk (kg/m3) cp = panas jenis gas buang pada tekanan konstan (kJ/kg) Qm
= ............................
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
33
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 =………………………… KJ
Titik 4 – 1 ( Langkah Buang )
Nilai QK (Kalor Keluar) Qk = V2 . ρ .cv (T4 – T1) dimana :
V2 ρ cv
= Volume ruang bakar (m3) = massa jenis gas buang (kg/m3) = panas jenis gas buang pada volume konstan (kJ/kg)
Qk
= ............................ = …………….…….. KJ
Kerja yang dihasilkan persiklus dalam silinder (W)
W = Qm - Qk dimana :
Qm Qk
= kalor masuk (kJ) = kalor keluar (kJ) = …………………. = ………………….kJ = ……………… kg cm
Tekanan efektif rata-rata (Pe)
W Pe = VL
= ............ = ....... kg/cm2
Daya Efektif ( Ne )
Ne =
n 60
Pe.ᴫ.(r2 ).L.( )a.z 75.100
= ............................ = ........ PS
= ......... kW
a = mesin diesel 4 tak adalah 0,5 L = langkah piston (stroke) r = jari-jari silinder n = putaran mesin per menit ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
34
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 z = jumlah silinder
B. Efisiensi Termal Efektif
Volume bahan bakar (VBB)
Kerapatan Massa bahan bakar (BB)
Waktu pemakaian bahan bakar (tBB)
Konsumsi bahan bakar FC = BB . VBB / tBB
= ................ cc (hasil pengamatan) = ................ m3 = 0,832 kg/liter = ……….. kg/m3 = ................ s (hasil pengamatan)
= ........................... = ........... kg/h
Pemakaian bahan bakar spesifik SFC = FC / Ne . (Ne dalam kW) = ................................ = …...... kg/kW. H =………. gr/kW. H
Efisiensi thermal efektif (te) =
632 = .................... SFCxHB = ............
Dimana : HB = Nilai kalor bahan bakar Diesel Oil Kcal/Liter
=
10.800
Efisiensi Volumetris (vol) vol
1 2. ma x 60.n a.vL = .............. =
Dimana : ṁa
= Laju aliran udara (Kg/H) = 2.4238 x √ho x ρa
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
35
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 = ............. Kg/H ho
= P1 = ............. Kg/cm2
ρa
= Kerapatan udara (Kg/m3) =
P1 R.T 1
= ............... Kg/m3 VL
= Volume Langkah
(data mesin)
= .............. cm3
C. Penyerapan Panas oleh Pendingin Mesin
Volume air pendingin (VAP)
= .................. m3 (hasil pengamatan)
Temp. Masuk air pendingin (TApm)
= .................. K (hasil pengamatan)
Temp. Keluar air pendingin (TApk)
= .................. K (hasil pengamatan)
Kerapatan massa air pendingin (AP)
= .................. kg/m3 (Lampiran)
Laju aliran air pendingin
(ṁa AP)
= AP . VAP / tAP = .................... = ............ kg/s
Panas jenis air pendingin (cpAP)
= ............. kJ/kg K
Panas yang diserap air pendingin (QAP )
= ṁa AP.CpAP(TApk-TApm) = .................... = …………….. kW
D. Penyerapan Panas Oleh Minyak Pelumas
Volume minyak pelumas (Voil)
= ……………. m3
Massa jenis minyak pelumas (ρoil)
= ……………. kg/m3
Panas jenis minyak pelumas (cpoil)
= ……………. kJ/kg K
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
36
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
Beda temperatur minyak pelumas (ΔToil)
Panas yang diserap minyak pelumas (Qoil)
= ……………. K
= (Voil ρoil.) . cpoil (ΔToil) = ………………. =……………….
kW
D. Kehilangan Panas ke Gas Buang
Massa Udara dalam silinder (Mud)
=................... kg
Massa bahan bakar dalam silinder (MBB)
=................... kg
Temperatur gas buang keluar (TGB)
= …………. 0C = …………… K (hasil pengamatan)
= …………. 0C
Temperatur udara suplai (T1)
= …………… K
Panas jenis gas buang (CvGB)
Panas yang diserap gas buang untuk satu silinder
= ............. (Lampiran)
kJ/kg K
(QGB) = (Mud + MBB) CvGB (TGB – T1) = ........................................ = ........................ kJ = ....................... kW
E. Kalor Masuk Total (Qmtot) Kalor masuk total (Qmtot)
= FC . LHVbb/ 3600 = …………….. = …………… kW
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
37
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 Dimana LHVbb = 41400 kJ/kg (Nilai Kalor Bahan Bakar Solar)
F. Kerugian Mekanis Panas yang diserap oleh kerugian mekanis (QMekanis)
= Qmtot - (Ne + QAP + QGB+ Qoil) = .............................................. = ........ kW
G. Neraca Kalor
Prosentase Ne terhadap Qmtot
=
Ne x100 % Qm
= ................... = ...... %
Prosentase QAP terhadap Qmtot =
QAp
x100 % Qm = ...................
= ...... %
QGB x100 % Qm = ...................
Prosentase QGB terhadap Qmtot =
= ...... %
Prosentase QM terhadap Qmtot
QM x100 %, Qm = ...................
=
= ...... %
Qoil x100 %, Qm = ...................
Prosentase Qoil terhadap Qmtot =
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
38
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 = ......... %
VI. GRAFIK PRESTASI MESIN DAN PEMBAHASAN
6.1 Grafik Prestasi Mesin Putaran Mesin (rpm) dan Bahan Bakar Spesifik (be)
Putaran Mesin (rpm) dan Daya Efektif (Ne)
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
39
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
Putaran Mesin (rpm) dan Efisiensi Termal (te)
Putaran Mesin ( rpm ) dan Qm , QAP , QGB , QM .
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
40
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
6.2 Pembahasan
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
41
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
42
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
VII. PENUTUP 7.1 Kesimpulan
7.2 Saran
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
43
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
Lampiran
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
44
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
45
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
46
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 TABEL PENGAMBILAN DATA PERCOBAAN
Suhu Lingkungan No RPM
:
Tekanan Kotak Udara (atm)
0
C
Temperatur Bahan Bakar Gas Buang Volume Temperatur (0C) (cc) (0C)
Minyak Pelumas Temp. Temp. Awal Akhir 0 ( C) (0C)
Temp. Air Pendingin Keluar Masuk 0 ( C) (0C)
Waktu (S)
Volume Air Air Panas Pendingin (x 10 -3 (x 10 -3 3 m) m 3)
Minyak Pelumas Temp. Temp. Awal Akhir (0C) (0C)
Temp. Air Pendingin Keluar Masuk 0 ( C) (0C)
Waktu (S)
Volume Air Air Panas Pendingin (x 10 -3 (x 10 -3 m 3) m 3)
1 2 3
Suhu Lingkungan No RPM
:
Tekanan Kotak Udara (atm)
0
C
Temperatur Bahan Bakar Gas Buang Volume Temperatur (0C) (cc) (0C)
1 2 3
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
47
Laboratorium Permesinan Kapal 2017 Suhu Lingkungan No RPM
:
Tekanan Kotak Udara (atm)
0
C
Temperatur Bahan Bakar Gas Buang Volume Temperatur (0C) (cc) (0C)
Minyak Pelumas Temp. Temp. Awal Akhir 0 ( C) (0C)
Temp. Air Pendingin Keluar Masuk 0 ( C) (0C)
Waktu (S)
Volume Air Air Panas Pendingin (x 10 -3 (x 10 -3 3 m) m 3)
Minyak Pelumas Temp. Temp. Awal Akhir (0C) (0C)
Temp. Air Pendingin Keluar Masuk 0 ( C) (0C)
Waktu (S)
Volume Air Air Panas Pendingin (x 10 -3 (x 10 -3 m 3) m 3)
1 2 3
Suhu Lingkungan No RPM
:
Tekanan Kotak Udara (atm)
0
C
Temperatur Bahan Bakar Gas Buang Volume Temperatur (0C) (cc) (0C)
1 2 3
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
48
Laboratorium Permesinan Kapal 2017
ANALISIS PRESTASI MESIN DIESEL
49