Modul Permesinan Kapal 2017 [PDF]

Citation preview

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