JURUSAN TEKNIK MESIN POLBANPROGRAM D4 TEKNIK PERANCANGAN & KONSTRUKSI MESIN (TPKM)KBKE – 4292 MESIN KONVERSI ENERGI (MKE)

TUGAS Sebelum UTS: [Bobot 15 %]Diserahkan pada saat UTS, dibuat di kertas HVS A4 tulisan tangan ( A = nomor urut absen)

I. Motor Bakar Torak1.1 Jelaskan perbedaan pengertian sbb:

a. Mesin pembakaran dalam dan mesin pembakaran luarb. Motor bensin dan motor dieselc. Motor 4-langkah (4 L) dan motor 2-langkah (2 L)d. Angka oktana dan angka setana

1.2 a. Jelaskan dengan gambar prinsip mekanisme kerja langkah motor 4 L dan motor 2 Lb. Gambarkan siklus volume tetap (motor Otto/bensin) 4L dan siklus tekanan tetap

(motor Diesel) 4L dalam diagram P-v dan jelaskan masing-masing urutan langkah/prosesnya

1.3 a. Gambarkan diagram karakteristik motor bakar torak terhadap putaran yang meliputi daya indikator, rugi daya gesek dan aksesori, daya poros berguna, torsi, tekanan efektif rata-rata, dan bahan bakar spesifikb. Jelaskan tentang motor supercharger dan turbocharger. Jelaskan dengan gambar perbedaan motor ideal, motor biasa dan motor supercharger

1.4. a Gambarkan diagram sistem aliran bahan bakar pada motor bensin b. Gambarkan diagram sistem pengapian bateri konvensional pada motor bensin

1.5 a. Sebuah alat berat menggunakan motor diesel sebagai penggeraknya, dengan data-data sbb: 8 silinder, volume 900 cc/silinder, 4–Langkah, putaran (1500 +10A) rpm, kebutuhan bahan solar 30 kg/jam dengan nilai kalor bahan bakar 10000 kkal/kg (42.000 kJ/kg). Jika tekanan kerja indikator rata-ratanya 20 bar, tentukan daya yang dapat dibangkitkan (dalam satuan kW) oleh motor diesel tersebut dan efisiensi termalnya. b. Bila digunakan sistem sistem pendinginan air, gambarkan diagramnya ! II. Ketel Uap (Boiler)2.1 a. Sebutkan jenis ketel (boiler) menurut fungsi, kontruksi, tekanan kerja, produksi uap, dan sirkulasi air-uap b. Jelaskan perbedaan antara ketel pipa api dan ketel pipa air c. Sebutkan jenis rugi-rugi kalor pada ketel.

2.2 Gambarkan diagram sistem instalasi pembangkit uap secara lengkap dan sebutkan bagian-bagian utamanya.

2.3 Sebuah ketel pembangkit uap bekerja pada tekanan 20 bar, menghasilkan uap [12+0,25A] ton/jam dengan kualitas uap 96%. Air masuk ketel pada suhu 25 oC dan nilai kalor jenis

Tugas MKE PS Teknik Perancangan & Konstruksi Mesin 2015 Hal 1/2

air 4,2 kJ/kg oC. Ketel membutuhkan 1,25 ton/jam bahan bakar minyak dengan nilai kalor 40.000 kJ/kg,a. Tentukan entalpi air masuk, entalpi uap, dan efisiensi ketelb. Jika uap dipanaskan lanjut dengan peralatan superheater hingga suhu 425 oC dan

membutuhkan tambahan bahan bakar sebesar 150 kg/jam. Tentukan entalpi uap lanjut dan efisiensi ketel setelah digunakannya superheater tersebut.

c. Jika air masuk ketel dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu 60 oC dengan alat ekonomiser yang dapat mengurangi penggunaan bahan bakar 100 kg/jam, tentukan efisiensi ketel dengan superheater dan ekonomiser

III. Turbin Uap 3.1 Sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) menggunakan siklus Rankine

sederhana. Uap keluar ketel pada tekanan 40 bar dan suhu 425 oC masuk ke turbin hingga keluar pada tekanan 0,4 bar. Daya yang dibangkitlkn turbin [10 + 0,5A] MW. Efisiensi turbin adalah 0,85 dan abaikan kerja pada pompa.a. Gambarkan diagram sistem instalasi dan fungsi komponen utamanyab. Diagram proses (T-s dan h-s)c. Fraksi uap (sebenarnya) saat keluar turbind. Kerja turbin dan efisiensi sikluse. Laju massa uap dan laju massa bahan bakar, jika nilai kalor bahan bakar 40.000 kJ/kg.

3.2 Sebuah Pembangkit PLTU menggunakan system turbin bertingkat (Turbin Tekanan Tinggi/TTT dan Turbin Tekanan rendah/TTR) dan proses pemanasan ulang:

a. Gambarkan diagram sistem instalasi b. Gambarkan diagram proses termodinamika dalam diagram T-s dan h-s

IV. Turbin Gas 4.1 a. Jelaskan perbedaan antara motor bakar torak dan turbin gas

b. Gambarkan diagram sistem instalasi sistem turbin gas dan jelaskan fungsi komponen utamanya . c. Gambarkan diagram proses termodinamika dalam diagram P-v dan T-s

4.2 Sebuah PLTG menggunakan siklus turbin gas (siklus Brayton) sederhanaa. Gambarkan diagram sistem instalasi dan jelaskan fungsi komponen utamanyab. Gambarkan diagram proses termodinamika dalam diagram P-v dan T-s

c. Udara masuk kompresor pada tekanan 1 bar dan suhu 25oC dan keluar kompresor pada 10 bar. Gas panas masuk turbin suhu [900 + 10 A] oC. Tentukan daya netto dan efisiensi siklus turbin gas. ( Laju massa udara = 5 kg/s, Cp udara = 1,005 kJ/kg K dan k udara= 1,4, Cp gas = 1,15 kJ/kg K dan k gas= 1,3)

V. Mesin Pendingin 1. a. Mesin pendingin dengan refrigeran R-22, suhu evaporator - 10 oC dan tekanan kondensor 10 bar. Gambarkan diagram instalasi mesin pendingin sederhana sistem kompresi uap, dan sebutkan komponen utama dan fungsinya.

b. Gambarkan diagram proses siklus langsung pada diagram P-h dan hitung COP mesin pendingin.

c. Jika beban pendinginan (21 + A) kW, hitung laju massa refrigeran dan daya tokompresor

Tugas MKE PS Teknik Perancangan & Konstruksi Mesin 2015 Hal 2/2