?· web viewpotongan gambar bell mouth kompresor [4 &5] prinsip kerja sistem turbin gas prinsip...

Download ?· Web viewPotongan gambar bell mouth kompresor [4 &5] Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas Prinsip Kerja…

Post on 15-Mar-2019

213 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

MAKALAH MESIN KONVERSI ENERGI II

Untuk memenuhi tugas dari Bapak Djoko Kustono

Oleh:

Arnoldus Sabon Ambong

Kanafi Setiawan

Virly Vebrian Rozabiyadi

KATA PENGANTAR

Puji syukurkehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat danrahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mesin konversi energi ini. Penulis juga tidaklupa mengucapkan banyak terima kasih kepada segenap pihak karenatelah banyak membantu sehingga makalah ini dapat terselesaikan sebagaimana mestinya. Makalah mesin konversi energi ini disusun berdasarkan apa yang penulis dapatkan dari pembelajaran mesin konversi energi sertadari berbagai referensi yang penulis dapatkan. Dengan tersusunnya makalah ini, penulis berharap agar kiranya ini dapat digunakan sebagai salah satu sumber penambah ilmu, wawasan, dan pengetahuan. Disamping itu penulis mengharapkan bahwa makalah ini tidak hanya sebagai pelengkap tugas saja melainkan dapat disebut sebagai hasil karya yang setidaknya, dipelihara dan digunakan sebagaimana mestinya. Akhirnya penulis sadar bahwa makalah ini belumlah sempurna, oleh karena itu demi kesempurnaan makalah yang akan dibuat berikutnya, penulis sangat mengharapkan saran serta dukungan maupun kritik yang sifatnya membangun dari para pembaca sehingga dengansemua itu kesempurnaan makalah ini dapat tercapai.

DAFTAR ISI

Pengertian Turbin Gas.....................................................................................................1

Sejarah Turbin Gas..........................................................................................................3

Komponen Turbin Gas....................................................................................................5

Variabel-variabel Kinerja Turbin Gas...........................................................................12

Prinsip Kerja Turbin Gas...............................................................................................14

Proses Pembakaran........................................................................................................18

Klasifikasi Turbin Gas...................................................................................................20

Siklus Turbin Gas..........................................................................................................22

Efisiensi Turbin Gas......................................................................................................29

Bahan Bakar, Pelumasan, Pendinginan.........................................................................31

TURBIN GAS

A. Pengertian Dan Sejarah Turbin Gas

1. Pengertian Turbin Gas

Turbin adalah salah satu mesin termal, di mana energi panas (heat energy) yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (umumnya cair atau gas) ditransformasikan ke roda turbin (rotor) yang menghasilkan putaran dan kerja (mekanikal). Terminologi lain bahwa Turbin Gas adalah peralatan yang mengkonversi termal menjadi energi mekanis dalam bentuk kerja putaran poros. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas.

Penggunaan Turbin Gas dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Pada bidang Aviasi (penerbangan)

Digunakan sebagai mesin yang menghasilkan daya dorong pada pesawat terbang ( Aeroderivatif). Turbin gas dinilai sangat cocok sebagai motor propulsi pesawat terbang karena memiliki bobot yang ringan dimensi yang ringkas,sehingga tidak memerlukan banyak ruangan, serta mampu menghasilkan daya yang besar. hal ini menjadi penting karena adanya kecenderungan terbang pada kecepatan tinggi serta jarak jelajah yang panjang dan muatan yang bertambah berat.

Gambar 4. Aplikasi Turbin Gas Pada Pesawat Terbang

2. Pada bidang Industri

Turbin gas digunakan untuk menggerakkan bermacam-macam peralatan, seperti pompa, generator listrik, dan kompresor.

Gambar 5. Turbin gas Untuk Industri (Pembangkit Listrik)

1. Sejarah Turbin Gas

Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang memanfaatkan gas sebagai fluida kerja. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam disebut stator atau rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik, pompa, kompresor atau yang lainnya). Turbin gas merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Menurut Dr. J. T. Retaliatta, sistim turbin gas ternyata sudah diken al pada jaman Hero of Alexanderia. Disain pertama turbin gas dibuat oleh John Barber seorang Inggris pada tahun 1791. Sistem tersebut bekerja dengan gas hasil pembakaran batu bara, kayu atau minyak, kompresorn ya digerakkan oleh turbin dengan perantaraan rantai roda gigi. Pada tahun 1872, Dr. F. Stolze merancang sistem turbin gas yang menggunakan kompresor aksial bertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin reaksi tingkat ganda. Tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H. Holzworth, dibuat suatu sistem turbin gas yang mencoba menggunakan proses pembakaran pada volume konstan. Tetapi usah a tersebut dihentikan karena terbentur pada masalah konstruksi ruan g bakar dan tekanan gas pembakaran yang berubah sesuai beban. Tahun 1904, Societe des Turbomoteurs di Paris membuat suatu sistem turbin gas yang instruksinya berdasarkan disain Armen gaud dan Lemate yang menggunakan bahan bakar cair. Temperatur gas pembakaran yang masuk sekitar 450 C dengan tekanan 45 atm dan kompresornya langsung digerakkan oleh turbin. Selanjutnya, perkemban gan sistem turbin gas berjalan lambat hingga pada tahun 1935 sistem turbin gas mengalami perkembangan yang pesat dimana diperoleh efisiensi sebesar lebih kurang 15 %. Pesawat pancar gas yang pertama diselesaikan oleh British

Thomson Houston Co pada tahun 1937 sesuai dengan konsepsi Frank Whittle (tahun 1930). Saat ini sistem turbin gas telah banyak diterapkan untuk berbagai keperluan seperti mesin penggerak generator listrik, mesin industri, pesawat terbang dan lainnya. Sistem turbin gas dapat dipasang dengan cepat dan biaya investasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan instalasi turbin uap dan motor diesel untuk pusat tenaga listrik.

2. Kelebihan turbin gas

Efisien

Rasio kompresi tinggi ( 20:1 )

Simple

Relatif ringan bobotnya.

3. Kekurangan Turbin Gas

Desain kompleks

Mahal

3. Komponen Turbin Gas

1. Komponen-komponenUtama padaTurbingas

Ada 3 komponen utama yang menunjang kerja Turbin Gas, yaitu:

1. Kompresoraksial

Yang dimaksud aliran axial adalah bahwa jalan aliran udara arahnya paralel atau memanjang searah dengan shaft dari rotor .Kompresor aksial terdiri dari beberapa tingkat (dapatmencapai30tingkat), masing-masing tingkat terdiri dari satu baris sudu gerak pada rotor, dan satu baris sudu tetap pada stator untuk memperoleh efisiensi yang tinggi diperlukan rasio kompresi yang tinggi. Namun, karena dalam satut ingkathanya dapat memberikan kenaikan tekanan yang kecil, maka kenaikan tekanan yang diperoleh dalam satubaris sudu tidak besar. Dengan demikian untuk memperoleh effisiensi yang tinggi diperlukan beberapa tingkat kompresor aksial dalam seri. Komponen utama sebuah kompresor aksial adalah rotor dengan sudu sudu gerak dan stator dengan sudusudu tetap. Penampang suduber bentuk airfoil. Biasanya sudu dipasangkan longgar pada rotor untuk memberi ruang pemuaian saat sudah panas ketika beroperasi [2 &3].

2. Ruang bakar

Ruang bakar sangat menentukan mutu gas pembakaran,bukan hanya dari segi energi yang disediakan tetapi juga emisi gas buangnya.Untuk menjamin hal tersebut maka ruang bakar turbin gas harus memenuhi syarat-syarat berikut ini:

1. Efisiensi pembakaran yang tinggi, bahan bakar harus terbakar sempurna sehingga semua energi kimia dapat dikonversi menjadi energi panas.

2. Distribusi temperatur keluar ruang bakar yang sama.

3. Emisi polutan (CO, NoX, SoX) dan asap yang rendah

4. Harga yang murah dan mudah perawatannya. Maka konstruksi harus sederhana serta dibuat dari material yang tidak mahal.

5. Tahan lama. Konstruksi dan material yang baik serta pendinginan yang baik.

Ada beberapa jenis ruang bakar :

1. Tubular

Konstruksi yang tegar dan kuat

Aliran bahan bakar dan aliran udara mudah dipadukan.

Berat total material ringan

Mudah pemeriksaan dan penggantian.

Volume dan penampang frontal besar

Gambar 6.melintang titik nyala pada ruang bakar tubular

Gambar 7. Potongan gambar ruang bakar tubular

2. Anular

Penampang frontal minimum

Penyalaan lebih mudah

Relatif tidak banyak membentuk asap

Pendinginan dan pembersihannya lebih mudah

Gambar8. Gambar melintang pada ruang bakar anular[3]

Gambar9.Potongan gambar ruang bakar anular[1]

3. Tubo-anular atau kanular

Pola aliran bahan bakar dan aliran udara mudah disesuaikan

Gambar10.Gambar melintang titik nyala pada ruang bakar tubo anular atau kanular

Gambar11.Potongan gambar ruang bakar tuboanular atau kanular

Ruang bakar terdiri dari tabung luar dan tabung dalam, tabung luar merupakan bungkus dan sekaligus struktur penyangga ruang bakar. Sedangkan tabung dalam membentuk atau membatasi ruang dimana proses pembakaran itu berlangsung.

Didalam tabung dalam terdapat penyemprot bahan bakar dan penyala, dan pemegang nyala (flameholder) yang berfungsi memperlambat aliran, membentuk vorteks atau turbulensi, sehingga api pemba