TURBOjet

Mesin turbojet menjadi salah satu jenis mesin penggerak pesawat terbang. Mesin penggerak pesawat terbang yang juga banyak digunakan pada saat ini selain turbojet yaituturboprop danturbofan. Mesin turbojet sangat umum digunakan pada pesawat-pesawat tempur yang membutuhkan kecepatan tinggi. Dan sekalipun mesin ini tidak lazim digunakan pada kendaraan darat, namun kendaraan untuk pemecahan rekor kecepatan darat menggunakan mesin ini.

Mesin Turbojet Pesawat F-16 Fighting Falcon

Mesin turbojet merupakan penerapan dari siklus termodinamika Brayton (baca artikel siklus brayton berikut). Siklus Brayton terbagi kedalam empat tahapan proses yakni proses kompresi isentropik, proses pembakaran isobarik, proses ekspansi isentropik, serta proses pembuangan panas. Keempat tahapan proses inilah yang menjadi prinsip dasar dari mesin turbojet.

Prinsip kerja mesin turbojet tidak dapat terlepas dengan komponen-komponen kerjanya. Komponen utama dari mesin turbojet yaitu kompresor, ruang bakar (combustion chamber), turbin, dan nozzle. Tiga tahapan awal dari siklus brayton di atas terjadi pada komponen-komponen mesin turbojet tersebut. Sedangkan proses siklus brayton yang terakhir yakni proses pembuangan panas, terjadi di udara atmosfer.

Skema Mesin Turbojet
(Sumber)

Mesin turbojet menggunakan udara atmosfer sebagai fluida kerja. Udara masuk ke dalam sistem turbojet melalui sisi inlet kompresor. Saat melewati kompresor, udara dikompresi oleh beberapa tingkatan sudu kompresor yang tersusun secara aksial. Pada ujung akhir kompresor, penampang casingberbentuk difuser untuk menambah tekanan keluaran kompresor. Umumnya, tekanan udara keluaran kompresor turbojet mencapai rasio 15:1. Selain itu, ada sebagian udara bertekanan yang tidak diteruskan masuk ke ruang bakar. Sebagian kecil udara bertekanan tersebut diekstraksi untuk berbagai kebutuhan seperti pendinginan stator turbin, air conditioning, dan untuk sistem pencegah terbentuknya es di sisi inlet turbin.

Selanjutnya, udara terkompresi keluaran kompresor masuk ke ruang bakar atau combustor. Bahan bakar (avtur contohnya) diinjeksikan ke dalam ruang bakar ini. Sistemcombustor memiliki desain khusus sehingga aliran udara bertekanan akan mengkabutkan bahan bakar. Campuran bahan bakar dan udara dipicu untuk terbakar di dalam ruang bakar ini. Proses pembakaran yang terjadi seolah-olah menghasilkan efek ledakan yang membuat udara bertekanan memuai dengan sangat cepat. Pemuaian udara yang terjadi membuat udara panas hasil pembakaran berekspansi secara bebas ke arah turbin.

Potongan Penampang Combustor dan Bagian-bagiannya

Udara panas hasil pembakaran di combustor akan menuju sisi turbin. Turbin tersusun atas beberapa tingkatan sudu rotor dan stator. Sudu-sudu turbin berfungsi sebagai nozzle-nozzle kecil yang akan mengkonversikan energi panas di dalam udara pembakaran menjadi energi kinetik. Sudu pada sisi rotor turbin yang dapat berputar mengkonversikan energi kinetik ini menjadi energi mekanis putaran poros turbojet. Karena turbin dan kompresor berada pada satu poros, maka energi putar poros digunakan untuk memutar kompresor turbojet.

Berbeda dengan mesin turbin gas pada PLTG yang keseluruhan energi panas udara hasil pembakaran dikonversikan menjadi putaran poros, pada mesin turbojet sebagian besar energi panas justru tidak digunakan untuk memutar turbin. Sebagian besar energi panas ini dikonversikan menjadi daya dorong (thrust) mesin yang dibutuhkan untuk penggerak pesawat terbang. Untuk mengkonversi energi panas udara menjadi daya dorong, pada sisi keluaran turbin mesin jet terdapat nozzle besar dengan penampang selebar mesin jet itu sendiri. Nozzle besar ini berfungsi untuk merubah energi panas udara menjadi kecepatan tinggi sebagai komponen daya dorong.

Prinsip Nozzel Konvergen-Divergen Digunakan Pada ExhaustMesin Turbojet
(Sumber)

Sebuah pesawat jet yang mampu mencapai kecepatan supersonik (melebihi kecepatan suara) pasti exhaust mesin jetnya menggunakan nozzle konvergen-divergen. Nozzle konvergen-divergen adalah sebuah pipa yang mengalami pencekikan aliran di tengah-tengahnya, menghasilkan bentuk seperti jam pasir yang tidak simetris antara sisi inlet dan outlet nozzle. Nozzle ini berfungsi untuk mengakselerasi gas panas dengan tekanan tinggi sehingga mencapai kecepatan supersonik. Bentuk nozzle yang sedemikian rupa membuat energi panas yang mendorong aliran udara terkonversi secara maksimal menjadi energi kinetik.

Penampang cekik dari nozzle pada mesin jet bertujuan untuk menciptakan restriksi aliran udara panas sehingga tekanan udara meningkat, yang biasanya bahkan mendekati chockingatau berhentinya aliran udara. Lalu aliran udara panas yang tercekik ini secara tiba-tiba diekspansikan hingga mencapai atau paling tidak mendekati tekanan atmosfer. Ekspansi ini diakibatkan oleh bentuk nozzle divergen setelah bagian cekiknya. Ekspansi cepat hingga mencapai tekanan atmosfer inilah yang mengkonversikan energi panas udara menjadi daya dorong pesawat.

Exhaust Nozzle Dengan Sistem Vektor Fleksibel
(Sumber)

Dapat disimpulkan bahwa energi untuk mendorong pesawat berasal dari temperatur dan tekanan udara panas hasil pembakaran di dalam combustor. Udara hasil pembakaran inilah yang mengakselerasi pesawat jet menjadi kecepatan supersonik. Akselerasi yang diberikan oleh udara panas tersebut tergantung oleh beberapa kondisi berikut:

• Tekanan dan temperatur udara panas di titik masuk nozzle.
• Tekanan ambien keluaran nozzle.
• Efisiensi dari proses ekspansi. Efisiensi ini meliputi kerugian atas adanya gesekan, atau adanya kemungkinan kebocoran pada nozzle.

Gaya Dorong Mesin Turbojet

Berikut adalah rumus perhitungan gaya dorong netto mesin turbojet:

Dimana:
          = laju massa aliran udara di dalam mesin jet.
          = laju massa aliran bahan bakar di dalam mesin jet.
          = kecepatan keluaran fluida jet.
           = kecepatan udara masuk ke inlet mesin jet.

Referensi:

• Wikipedia: Turbojet
• Wikipedia: Propelling Nozzle
• Wikipedia: de Laval Nozzle
• Kumpulan Artikel Teknologi: Siklus Brayton
• http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-mesin-turbojet/

SIKLUS OTTO DAN SIKLUS DIESEL

GAMBAR SIKLUS OTTO DAN SIKLUS DIESEL

Siklus Otto

Ini adalah gambar mesin pembakaran dalam empat langkah alias empat tak… Mula-mula campuran udara dan uap bensin mengalir dari karburator menuju silinder pada saat piston bergerak ke bawah (langkah masukan). Selanjutnya campuran udara dan uap bensin dalam silinder ditekan secara adiabatik ketika piston bergerak ke atas (langkah kompresi alias penekanan). Karena ditekan secara adiabatik maka suhu dan tekanan 
campuran meningkat. Pada saat yang sama, busi memercikkan bunga api sehingga campuran udara dan uap bensin terbakar. Ketika terbakar, suhu dan tekanan gas semakin bertambah. Gas bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi tersebut memuai terhadap piston dan mendorong piston ke bawah (langkai pemuaian). Selanjutnya gas yang terbakar dibuang melalui katup pembuangan dan dialirkan menuju pipa pembuangan (langkah pembuangan).Katup masukan terbuka lagi dan keempat langkah diulangi.

Perlu diketahui bahwa tujuan dari adanya langkah kompresi alias penekanan adiabatik adalah menaikkan suhu dan tekanan campuran udara dan uap bensin. Proses pembakaran pada tekanan yang tinggi akan menghasilkan suhu dan tekanan (P = F/A) yang sangat besar. Akibatnya gaya dorong (F = PA) yang dihasilkan selama proses pemuaian menjadi sangat besar. Mesin motor atau mobil menjadi lebih bertenaga… Walaupun tidak ditekan, campuran udara dan uap bensin bisa terbakar ketika si busi memercikkan bunga api. Tapi suhu dan tekanan gas yang terbakar tidak terlalu tinggi sehingga gaya dorong yang dihasilkan juga kecil. Akibatnya mesin menjadi kurang bertenaga.

Proses perubahan bentuk energi dan perpindahan energi pada mesin pembakaran dalam empat langkah di atas bisa dijelaskan seperti ini : Ketika terjadi proses pembakaran, energi potensial kimia dalam bensin + energi dalam udara berubah menjadi kalor alias panas. Sebagian kalor berubah menjadi energi mekanik batang piston dan poros engkol, sebagian kalor dibuang melalui pipa pembuangan (knalpot). Sebagian besar energi mekanik batang piston dan poros engkol berubah menjadi energi mekanik kendaraan (kendaraan bergerak), sebagian kecil berubah menjadi kalor alias panas… Panas timbul akibat adanya gesekan.

Proses pemuaian dan penekanan secara adiabatik pada siklus otto bisa digambarkan melalui diagram di bawah… (Diagram ini menunjukkan model ideal dari proses termodinamika yang terjadi pada mesin pembakaran dalam yang menggunakan bensin).

Campuran udara dan uap bensin masuk ke dalam silinder (a). Selanjutnya campuran udara dan uap bensin ditekan secara adiabatik (a-b). Perhatikan bahwa volume silinder berkurang… Campuran udara dan uap bensin dipanaskan pada volume konstan – campuran dibakar (b-c). Gas yang terbakar mengalami pemuaian adiabatik (c-d). Pendinginan pada volume konstan – gas yang terbakar dibuang ke pipa pembuangan dan campuran udara + uap bensin yang baru, masuk ke silinder (d-a).

Siklus Diesel

Prinsip kerja mesin diesel mirip seperti mesin bensin. Perbedaannya terletak pada langkah awal kompresi alias penekanan adiabatik (penekanan adiabatik = penekanan yang dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor alias panas tidak sempat mengalir menuju atau keluar dari sistem. Sistem untuk kasus ini adalah silinder). Kalau dalam mesin bensin, yang ditekan adalah campuran udara dan uap bensin, maka dalam mesin diesel yang ditekan hanya udara saja… Penekanan secara adiabatik menyebabkan suhu dan tekanan udara meningkat. Selanjutnya injector alias penyuntik menyemprotkan solar. Karena suhu dan tekanan udara sudah sangat tinggi maka ketika solar disemprotkan ke dalam silinder, si solar langsung terbakar… Tidak perlu pake busi lagi. Perhatikan besarnya tekanan yang ditunjukkan pada diagram di bawah… bandingkan dengan besarnya tekanan yang ditunjukkan pada diagram siklus otto

 

Diagram ini menunjukkan siklus diesel ideal alias sempurna… Mula-mula udara ditekan secara adiabatik (a-b), lalu dipanaskan pada tekanan konstan – penyuntik alias injector menyemprotkan solar dan terjadilah pembakaran (b-c), gas yang terbakar mengalami pemuaian adiabatik (c-d), pendinginan pada volume konstan – gas yang terbakar dibuang ke pipa pembuangan dan udara yang baru, masuk ke silinder (d-a). Selengkapnya bisa dipelajari di dunia perteknik-otomotifan.Gurumuda hanya memberimu pengetahuan dasar saja.

Dari penjelasan yang bertele-tele di atas, kita bisa menyimpulkan bahwa setiap mesin kalor pada dasarnya memiliki zat kerja tertentu. Zat kerja untuk mesin uap adalah air, zat kerja untuk mesin bensin adalah udara dan uap bensin, zat kerja untuk mesin diesel adalah udara dan solar. Zat kerja biasanya menyerap kalor pada suhu yang tinggi (Q_H), melakukan usaha alias kerja (W), lalu membuang kalor sisa pada suhu yang lebih rendah (Q_L). Karena si energi kekal, maka Q_H = W + Q_L.

http://tech-mesin.blogspot.com/2010/10/gambar-siklus-otto-dan-siklus-diesel.html

SIKLUS RANKINE

Siklus Rankine merupakan siklus tenaga uap paling sederhana yang merupakan modifikasi dari siklus Carnot, di mana proses pemanasan dan pendinginan pada siklus ini terjadi pada tekanan yang tetap. Siklus Rankine ideal digambarkan sebagai berikut (Li dan Triddy, 1985) :

 

Gambar 1. Siklus rankine.

Siklus Rankine ideal tidak melibatkan irreversibel internal dan terdiri dari 4 tahapan proses yang diterangkan sebagai berikut :

1-2	:	Merupakan proses kompresi isentropik dalam kompressor, kondisi 1 adalah udara atmosfer. Temperatur udara hasil kompresi T2 dapat diketahui dari persamaan : rp = rasio tekanan γ  = Perbandingan panas spesifik pada tekanan konstan dan panas spesifik pada volume konstan, untuk udara
2-3	:	Proses penambahan panas pada tekanan konstan dalam ruang bakar. Panas yang ditambahkan dalam ruang bakar adalah :
3-4	:	Proses ekspansi isentropik dalam turbin. Temperatur gas keluaran  dihitung melalui persamaan :
4-1	:	Merupakan proses pelepasan kalor (heat rejection) ke lingkungan pada tekanan konstan. Hal ini dapat dihitung melalui persamaan :

Berikut adalah lay-out fisik dari siklus Rankine :

Gambar 2. Lay out khusus Siklus Rankine.

Air masuk pompa pada kondisi 1 sebagai cairan jenuh dan dikompresi sampai tekanan operasi boiler. Temperatur air akan meningkat selama kompresi isentropik melalui sedikit pengurangan dari volume spesifik air. Jarak vertikal antara 1 – 2 pada diagram T – s diatas biasanya dilebihkan untuk menjaga agar proses lebih aman. Air memasuki boiler sebagai cairan terkompresi pada kondisi 2 dan akan menjadi uap superheated pada kondisi 3. Dimana panas diberikan oleh boiler ke air pada temperatur yang tetap.

Boiler dan seluruh bagian yang menghasilkan uap ini disebut sebagai generator uap. Uap superheated pada kondisi 3 kemudian akan memasuki turbin untuk diekspansi secara isentropik dan akan menghasilkan kerja untuk memutar shaft yang terhubung dengan generator listrik sehingga dihasilkanlah listrik. P dan T dari uap akan turun selama proses ini menuju keadaan 4 dimana uap akan masuk kondensor dan biasanya sudah berupa uap jenuh. Uap ini akan dicairkan pada P konstan didalam kondensor dan akan meninggalkan kondensor sebagai cairan jenuh yang akan masuk pompa untuk melengkapi siklus ini.

Sehingga data dibawah kurva proses pada diagram T – s menunjukkan transfer panas untuk proses reversibel internal. Area dibawah kurva proses 2 – 3 menunjukkan panas yang ditransfer ke boiler, dan area dibawah kurva proses 4 – 1 menunjukkan panas yang dilepaskan di kondensor. Perbedaan dari kedua aliran ini adalah kerja netto yang dihasilkan selama siklus.

Refrensi :

Frietz Dietzell dan Dakso Sayono. Turbin Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta, 1992.

Sumber : https://ilmupembangkit.wordpress.com/2013/05/10/siklus-rankine/

KOMPRESOR

1. PENGERTIAN KOMPRESOR

Perlu diketahui bahwa dalam kerja kompresor banyak dipengaruhi oleh beberapa penunjang, antara lain tentang:

1. Thermodinamika
2. Perpindahan Panas
3. Pendingin

Sebelum memahami beberapa penunjang tersebut, terlebih dahulu harus mengetahui tentang arti dari kompresor.
Diketahui kompresor adalah alat yang berfungsi untuk penghasil dan penyimpan udara bertekanan. jenis kompresor ini dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu kompresor positif dan kompresor nonpositif. Kompresor positif itu dimana gas diisap masuk kedalam silinder dan dikompresikan., dan untuk kompresor non positif itu dimana gas yang diisap masuk dipercepat aliranya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetic untuk menaikkan tekanan.
Menurut metode kompresi, kompresor dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

1. metode kompresi positif
   1. kompresor torak, bolak-balik
   2. kompresi torak tingkat ganda, bolak-balik
   3. kompresor putar
   4. kompresor sekrup
2. metode kompresi sentrifugal
   1. konmpresor centrifugal satu tingkat
   2. kompresor sentrifugal tingkat ganda

Menurut penggolongan bentuk kompresor ada tiga jenis kompresor, yaitu:

1. jenis vertical
2. jenis horizontal
3. jenis silinder banyak (jenis –V, jenis –W, dan jenis –VV)

Menurut penggolongan kecepatan putar, yaitu:

1. jenis kecepatan rendah
2. jenis kecepatan tinggi

Menurut penggolongan gas refrigerant, yaitu:

1. kompresor ammonia
2. kompresor gas Freon
3. kompresor CO2

Menurut penggolongan konstruksi, yaitu:

1. jenis terbuka
2. jenis hermatik
3. jenis semi hermatik

B. PROSES KOMPRESI KOMPRESOR

Ada tiga macam proses kompresi, yaitu:

1. kompresi isothermal

Dalam kompresi isothermal, temperature gas tidak berubah, sehingga temperature gas pada akhir langkah kompresi sama dengan temperature gas pada awal kompresi. Dalam hal ini kenaikan temperature gas dapat dicegah, karena panas yang timbul selama proses kompresi, segera diserap sempurna oleh fluida pendinginan melalui silinder. Namun demikian, proses kompresi isothermal sulit dilaksanakan.
Tetapi dengan kompresi ishotermal kerja yang digunakan adalah yang paling endah jika dibandingkana dengan jenis proses kompresi lain. Hubungan antara
Dimana:
P = Tekanan gas absolute (Kg/cm2)
V = Volume gas (m3)
Sedangkan subskrip 1 dan 2, berturut-turut menyatakan kondisi gas pada awal dan akhir kompresi.

1. kompresi politropik

Dalam kompresi politropik temperature gas setelah kompresi lebih tinggi dari pada temperature pada awal langkah kompresi, meskipun selama proses tersebut berlangsung terjadi perpindahan kalor dari silinder sekitarnya. Kompresi gas refrigerant didalam kompresor, dalam keadaan sebenarnya, kira-kira mendekati proses politropik tersebut diaatas. Kerja yang diperlukan untuk kompresi politropik lebih besar daari pada untuk kompresi ishotermal, tetapi lebih rendah dari pada untuk kompresi adabatik.
Disamping itu kenaikan tekanan yang diperoleh dengan kompresi politropik lebih besar dari pada dengan kompresi isothermal, lebih rendah dari pada dengan kompresi adibatik.
Untuk kompresi politropik, hubungan antara tekanan dan volume pada awal dan akhir proses kompresi adalh sebagai berikut:
Dimana:

1. kompresi adiabatic

proses kompresi adiabatic adalah proses kompresi tanpa perpindahan kalor dari gas dan sekitarnya, yaitu dengan jalan memberikan isolasi panas secara sempurna pada dinding silinder. Dengan kompresi adiabatic, temperature gas akan naik dan lebih tinggi dari pada kenaikan yang terjadi dengan kompresi politropik.
Disamping itu, dengan kompresi adiabatic kerja yang diperlukan untuk kompresi akan lebih besar, tetapi akan diperoleh kenaikan tekanan yang tinggi. Hubungan antara tekanan dan volumepada awal langkah kompresi dan pada ekhir kompresi dapat dinyatakan sebagai
Dimana:
Proses kompresi didalam kompresor, dalam kenyataanya bukanlah kompresi adiabatic maupun kompresi isothermal akan tetapi kompresi politropik. Namun, karena prosesnya mendekati kompresi adiabatic, maka dalam perhitunganya menggunakan diagram mullier proses kompresi tersebut tidak dianggap adiabatic.

C. SIKLUS KERJA KOMPRESOR
Apabila gas refrigerant diisap masuk dan dikompresikan didalam silinder kompresor mesin refrigerasi, perubahan tekanan gas refrigerant terjadi sesuai dengan perubahan volume yang diakibatkan oleh gerak torak didalam silinder tersebut.
Gambar dibawah ini menunjukkan perubahan tekanan gas didalam silinder selama langkah uap dan langkah kompresi.

1. Langkah Isap
1. Pada waktu torak berda pada titik mati atas ( titik A) katup buang dan katup isap ada dalam keadaan menutup. Kemudian, pada waktu torak mulai bergerak dari TMA ke TMB katup isap akan membuka.
2. Selama gerakan torak dariTMA ke titik B, gas yang ada dalam silinder akan berexpansi, tetapi gas sebenarnya baru terisap masuk kedalam silinder. Setelah tekanan dalam silinder tersebut turun mencapai tekanan penguapan. Oleh karena itu, selama gerakan torak dari titik A ke titik B, tidak terjadi pengisapan (langkah bebas/idle stroke).
3. Maka baru setelah torak mencapai titik B dan meneruskan gerakanya menuju TMB (titik C), gas refrigerant mulai diisap masuk kedalam silinder. Pada waktu torak berada diTMB katup isap menutup dan proses pengisapan gas refrigerant selesai.

1. 

Gambar. Siklus kompresor (gerakan torak dan perubahan tekanan dalam silinder)

1. Langkah Kompresi
   1. Pada waktu torak berada pada di TMB (titik C), baik katup isap maupun katup buang ada dalam keadaan menutup.
   2. Selanjutnya, selama gerakan total dari TMB ke titik D, gas didalam silinder mengalami proses kompresi sehimgga tekanan gas akan naik secara berangsur-angsur.
   3. Apabila telah dicapai tekanan buang (pengeluaran ), pada titik d, katup buang ,mulai membuka sehingga gas akan keluar dari dalam silinder.
   4. Selama gerakan total dari titik D ke TMA (titik A), pengeluaran gas refrigerant berlangsung pada tekanan konstan. Proses kompresi selesai pada waktu berada di TMA.

Seperti diterangkan diatas, selama langkah hisap terdapat langkah bebas (idle stroke) sehingga jumlah gas yang terisap berkurang. Dengan demikian, efisiensi volumenya akan turun. Oleh karena itu, hendaknya diusahakan agar panjang langkah bebas dapat dibuat sependek-pendeknya sehingga pengisapan gas masuk kompresor dapat dimulai seawal mungkin.
Gambar. Siklus kompresi
Persamaan efisiensi kompresi kompresor:

Makin tinggi kecepatan putar kompresor makin rendah efisiensi kompresi. Oleh karena itu, konstruksi katup harus disesuaikan dengan kondisi operasnya, supaya dapat diperoleh efisiensi kompresi yang tinggi.
D. HUKUM BOYLE

Hukum ini diformulasikan oleh Robert Boyle pada tahun 1662. Hukum ini berbunyi, ”Tekanan mutlak suatu massa dari gas sempurna berubah secara berbanding terbalik terhadap volumenya, jika temperaturnya tetap”.
Secara matematik bisa ditulis:

Atau:

dimana notasi 1, 2 dan 3 mengacu kepada kondisi yang berbeda.
E. HUKUM GAY LUSSAC
Hukum ini berbunyi “tekanan mutlak dari suatu massa gas sempurna berubah berbanding langsung dengan temperature, jika volumenya tetap.”
Secara matematik:

dimana notasi 1, 2 dan 3 mengacu kepada kondisi yang berbeda.

Ditulis dalam Uncategorized | Leave a Comment »

kekerasan permukaan

April 9, 2010

Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan oleh kondisi pemotongan dari proses pemesinan. Oleh karena itu, untuk memperoleh produk bermutu berupa tingkat kepresisian yang tinggi serta kekasaran permukaan yang baik, perlu didukung oleh proses pemesinan yang tepat. Karakteristik kekasaran permukaan dipengaruhi oleh faktor kondisi pemotongan dan geometri pahat Untuk memperoleh profil suatu permukaan, digunakan suatu alat ukur yang disebut surface tester. Dimana jarum peraba (Stylus) dari alat ukur bergerak mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan jarak yang ditentukan terlebih dahulu. Panjang lintasan disebut panjang pengukuran sesaat setelah jarum bergerak dan sesaat sebelum jarum berhenti, maka secara elektronis alat ukur melakukan perhitungan berdasarkan data yang diperoleh dari jarum peraba. Bagian dari panjang ukuran dilakukan analisa dari profil permukaan yang disebut sebagai panjang sampel.
Pertumbuhan keausan pahat salah satunya ditandai dengan adanya penurunan kehalusan permukaan hasil proses pemesinan yang semakin kasar. Hal tersebut terjadi karena permukaan mata pahat yamg kontak langsung dengan benda kerja telah mengalami deformasi. Pada praktiknya untuk mengetahui kekasaran permukaan biasanya operator membandingkannya secara visual atau dengan perabaan. Akan tetapi untuk hal khusus dimana tidak dapat dilakukan dengan perabaan/secara visual, maka diperlukan alat ukur kekasaran permukaan untuk menentukan harga kekasarannya. Dimana yang dimaksud dengan permukaan di sini adalah batas yang memisahkan benda padat dengan sekelilingnya.
Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam perancangan komponen mesin/peralatan. Banyak hal dimana karakteristik permukaan perlu dinyatakan dengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan, tahanan kelelahan, perekatan dua atau lebih komponen-komponen mesin dan sebagainya.

sumber : https://hanunggusnandar.wordpress.com/category/uncategorized/

TURBIN GAS

Turbin gas adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari arus gaspembakaran. Dia memiliki kompresor naik ke-atas dipasangkan dengan turbin turun ke-bawah, dan sebuah bilik pembakaran di-tengahnya.

Energi ditambahkan di arus gas di pembakar, di mana udara dicampur dengan bahan bakar dan dinyalakan. Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas. Kemudian diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui baling-baling turbin, memutar turbin dan mentenagai kompresor.
Energi diambil dari bentuk tenaga shaft, udara terkompresi dan dorongan, dalam segala kombinasi, dan digunakan untuk mentenagai pesawat terbang, kereta, kapal, generator, dan bahkan tank.

Siklus-Siklus Turbin Gas
Tiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum yaitu:
Siklus Ericson
Merupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible) yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator), dimana effisiensi termalnya adalah : hth = 1 – T1/Th, dimana T1 = temperatur buang dan Th = temperatur panas.
Siklus Stirling
Merupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (isotermal reversible) dengan volume tetap (isokhorik). Efisiensi termalnya sama dengan efisiensi termal pada siklus Ericson.
Siklus Brayton
Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesin turbine atau manufacturer dalam analisa untuk performance upgrading. Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan

Teori operasi 


Turbin gas dijelaskan secara termodinamika oleh Siklus Brayton, di mana udara dikompresi isentropic sekutu, pembakaran terjadi pada tekanan konstan, dan ekspansi terjadi di turbin isentropically kembali untuk tekanan awal.
Dalam prakteknya, gesekan dan turbulensi menyebabkan:

1. Isentropic non-kompresi: untuk suatu tekanan secara keseluruhan rasio, suhu pengiriman kompresor lebih tinggi dari ideal.
2. Non-isentropic ekspansi: walaupun penurunan suhu turbin yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor tidak terpengaruh, tekanan terkait rasio lebih besar, yang mengurangi ekspansi yang tersedia untuk menyediakan kerja yang bermanfaat.
3. Tekanan kerugian dalam asupan udara, combustor dan knalpot: mengurangi ekspansi yang tersedia untuk menyediakan kerja yang bermanfaat.

Seperti semua siklus mesin panas s, suhu pembakaran yang lebih tinggi berarti lebih besar efisiensi. Faktor pembatas adalah kemampuan baja, nikel, keramik, atau materi lain yang membentuk mesin untuk menahan panas dan tekanan. Teknik cukup masuk ke bagian turbin menjaga dingin. Kebanyakan turbin juga mencoba untuk memulihkan knalpot panas, yang sebaliknya adalah energi terbuang. Recuperator s adalah heat exchanger s yang lulus knalpot panas ke udara terkompresi, sebelum pembakaran.Gabungan siklus desain lulus limbah panas ke uap turbin sistem. Dan gabungan panas dan kekuasaan (co-generation) menggunakan limbah panas untuk produksi air panas.
Mekanis, turbin gas dapat kurang kompleks daripada pembakaran piston mesin. Sederhana turbin mungkin memiliki satu bergerak bagian: poros / kompresor / turbin / alternatif rotor perakitan (lihat gambar di atas), belum termasuk sistem bahan bakar. Namun, manufaktur presisi yang diperlukan untuk komponen dan paduan tahan temperatur yang diperlukan untuk efisiensi yang tinggi sering membuat pembangunan turbin sederhana lebih rumit daripada mesin piston.
Lebih canggih turbin (seperti yang ditemukan di zaman modern mesin jet) dapat memiliki beberapa shaft (kelos), ratusan turbin baling, bergerak stator blades, dan sistem yang luas kompleks pipa, combustors dan penukar panas.
Sebagai aturan umum, semakin kecil mesin semakin tinggi tingkat perputaran poros (s) yang diperlukan untuk mempertahankan kecepatan tertinggi. Kecepatan sudu turbin menentukan tekanan maksimum yang dapat diperoleh, hal ini menghasilkan daya maksimum yang mungkin tergantung pada ukuran mesin. Mesin jet s beroperasi sekitar 10.000 rpm dan mikro turbin s sekitar 100.000 rpm.
Thrust bantalan s dan jurnal bantalan adalah bagian penting dari desain. Secara tradisional, mereka telah hidrodinamik minyak bantalan, atau minyak-cooled bola bantalan s. Bantalan ini sedang dikalahkan oleh foil bantalan s, yang telah berhasil digunakan dalam turbin mikro dan unit daya tambahan s.

Sumber Comotan : http://turbine-instrument.blogspot.com/