Pompa Centrifugal secara prinsip terdiri dari casing pompa dan impeller yang terpasang pada
poros putar. Casing pompa berfungsi sebagai pelindung, batas tekan dan juga
terdiri dari saluran- saluran yang untuk masukan (suction) dan keluaran
(discharge). Casing ini memiliki vent dan drain yang berguna untuk melepas
udara atau gas yang terjebak dalam casing selain untuk juga berguna
perawatannya.
Gambar
ilustrasi di bawah ini merupakan diagram sederhana daripada pompa sentrifugal
yang menunjukkan lokasi dari suction pompa, impeller, volute dan discharge.
Casing pompa sentrifugal menuntun aliran suatu cairan dari saluran suction
menuju mata (eye) impeller. Vanes
daripada impeller yang berputar meneruskan dan memberikan gaya putar
sentrifugal kepada cairan ini sehingga cairan bergerak menuju keluar impeller
dengan kecepatan tinggi. Cairan tersebut kemudian sampai dan mengumpul pada
bagian terluar casing yaitu volute.
Volute ini merupakan area atau saluran melengkung yang semakin lama semakin
membesar ukurannya, dan seperti halnya diffusor, volute berperan besar dalam
hal peningkatan tekanan cairan saat keluar dari pompa, merubah energi kecepatan
menjadi tekanan. Setelah itu liquid keluar dari pompa melalui saluran
discharge.
Pompa
Sentrifugal juga bisa dibuat dengan dua volute. Pompa semacam ini biasa disebut
double volute pumps, dimana
discharge nya berbeda posisi 180. Untuk
aplikasinya bisa meminimaliskan gaya radial yang mengenai poros dan bantalan
sehubungan dengan ketidakseimbangan tekanan di sekitar impeller. Perbandingan
antara single dan double volute sentrifugal bisa dilihat di bawah ini :
TURBIN GAS / TURBIN UAP
Ada beberapa
jenis turbin yang saya ketahui :
Mungkin anda
pernah mendengar tentang steam turbine. Hampir kebanyakan pembangkit atau power plant menggunakan batubara, gas
alam, minyak atau reaktor nuklir untuk memproduksi uap/steam. Uap tersebut akan dialirkan melalui turbin bertingkat
dengan ukuran yang sangat besar dan dengan desain yang rumit, untuk memutar
poros output turbin dimana poros inilah yang biasa digunakan untuk memutar
generator pembangkit.
Turbin air digunakan
PLTA dengan menggunakan prinsip yang hampir sama dengan turbin uap untuk
membangkitkan listrik. Turbin air secara desain atau bentuk berbeda dengan apa
yang terlihat pada turbin uap, dikarenakan fluida kerja yang berupa air ini
memiliki densitas yang lebih besar (bergerak lebih lambat) dibandingkan uap, namun
secara prinsip kerja adalah sama.
Sedangkan turbin angin menggunakan angin sebagai
tenaga penggeraknya. Nah, kalo turbin yang satu ini sama sekali berbeda dengan
kedua turbin di atas karena angin yang digunakan angin alam yang bergerak
sangat lambat, ringan , namun sekali lagi turbin angin juga menggunakan prinsip
yang sama.
Di dalam
turbin gas, gas bertekanan tinggi memutar turbin. Pada mesin turbin gas modern
sekarang ini , mesin itu bisa memproduksi gas bertekanan sendiri dengan
membakar bahan seperti propana, natural
gas, kerosene atau bahan bakar jet. Panas yang dihasilkan dari
pembakaran tersebuat akan mengembangkan udara sehingga udara panas dengan
kecepatan sangata tinggi ini mampu memutarkan turbin.
Mesin turbin
gas memiliki rasio power-to-weight
yang besar dibandingkan dengan mesin diesel reciprocating. Sudah barang tentu
ini sangat bermanfaat untuk meminimaliskan bobot daripada tank M-1 namun tetap
memiliki tenaga yang besar.
Mesin turbin
gas memiliki ukuran yang relatif lebih kecil dibanding dengan mesin
reciprocating dengan daya yang sama.
Namun bukan
berarti turbin gas tidak memiliki kelemahan dibanding mesin reciprocating ,
kelemahan tersebut yaitu masih mahalnya
biaya rakit dan material komponennya. Hal ini wajar mengingat bahwa turbin gas
beroperasi pada kecepatan dan pada temperatur yang sangat tinggi sehingga
diperlukan perencanaan yang rumit sekaligus proses produksinya yang tidak
mudah. Selain itu turbin gas juga cenderung lebih banyak menghabiskan bahan
bakar saat mesin idle karena memang
lebih banyak beroperasi pada beban kontan daripada fluktuatif. Hal – hal yang
telah saya kemukakan tadi membuat kenapa turbin gas lebih suka dipakai pada
mesin jet pesawat terbang dan juga pada pembangkit listrik.
Proses
Singkat Pada Turbin Gas
Turbin gas
secara teori tidak begitu rumit untuk menjelaskannya. Terdapat 3 komponen atau
bagian utama yaitu :
1.
Compressor
Menaikkan
tekanan udara yang masuk.
Compressor
2.
Combustion Area
Membakar
bahan bakar yang masuk dan menghasilkan tekanan yang sangat tinggi begitu pula
dengan kecepatannya.
3. Turbin
Mengkonversi
energi dari gas dengan tekanan dan kecepatan yang tinggi hasil dari combustion
area menjadi energi mekanik berupa rotasi poros turbin.
|
COMPRESSOR
|
|
COMBUSTION AREA
|
|
TURBIN
|
Pada Mesin
Turbin seperti diatas, udara dengan tekanan normal masuk dihisap oleh compressor yang biasanya
berbentuk silinder kerucut dengan beberapa fan blade yang terpasang berbaris ( 8 baris atau lebih ). Udara
tersebut kemudian mengalami kompresi bertingkat, di beberapa mesin turbin
kenaikan tekanan bisa mencapai faktor 30. Ada 2 macam kompressor yang digunakan
yaitu axial flow dan radial flow.
AXIAL FLOW COMPRESSOR
|
RADIAL FLOW
|
AXIAL FLOW
|
|
|
KEUNTUNGAN
|
Efisien
Rasio
kompresi tinggi (20:1)
|
Simple dan
tidak mahal
Relatif
ringan bobotnya.
|
|
KELEMAHAN
|
Desain
kompleks
Mahal
|
Kurang
efisien
Frontal
Area yang besar
Rasio
Kompresi terbatas (4:1)
|
Sistem
pendinginan dalam mesin kendaraan adalah suatu sistem yang berfungsi untuk
menjaga supaya temperatur mesin dalam kondisi yang ideal. Mesin pembakaran dalam (maupun
luar) melakukan proses pembakaran untuk menghasilkan energi dan dengan
mekanisme mesin dirubah menjadi tenaga gerak. Mesin bukan instrumen dengan
efisiensi sempurna, panas hasil pembakaran tidak semuanya terkonversi menjadi
energi, sebagian terbuang melalui saluran pembuangan dan sebagian terserap oleh
material disekitar ruang bakar. Mesin dengan efisiensi tinggi memiliki
kemampuan untuk konversi panas hasil pembakaran menjadi energi yang dirubah
menjadi gerakan mekanis, dengan hanya sebagian kecil panas yang terbuang. Mesin
selalu dikembangkan untuk mencapai efisiensi tertinggi, tetapi juga
mempertimbangkan faktor ekonomis, daya tahan, keselamatan serta ramah lingkungan.
Proses
pembakaran yang berlangsung terus menerus dalam mesin mengakibatkan mesin dalam
kondisi temperatur yang sangat tinggi. Temperatur sangat tinggi akan
mengakibatkan desain mesin menjadi tidak ekonomis, sebagian besar mesin juga
berada di lingkungan yang tidak terlalu jauh dengan manusia sehingga menurunkan
faktor keamanan. Temperatur
yang sangat rendah juga tidak terlalu menguntungkan dalam proses kerja mesin.
Sistem pendinginan digunakan agar temperatur mesin terjaga pada batas
temperatur kerja yang ideal.
Prinsip
pendinginan adalah melepaskan panas mesin ke udara, tipe langsung dilepaskan ke
udara disebut pendinginan udara (air cooling), tipe menggunakan fluida sebagai
perantara disebut pendinginan air.
1. Pendinginan udara
Silinder mesin dengan sirip
pendingin.
Dalam sistem ini, panas mesin langsung dilepaskan ke
udara. Mesin dengan sistem pendinginan udara mempunyai desain pada silinder
mesin terdapat sirip pendingin. Sirip pendingin ini untuk memperluas bidang
singgung antara mesin dengan udara sehingga pelepasan panas bisa berlangsung
lebih cepat. Sebagian dilengkapi dengan kipas (kipas eletkris atau mekanis)
untuk mengalirkan udara melalui sirip pendingin, sebagian yang lain tanpa
menggunakan kipas.
Kelebihan
Tipe ini memiliki kelebihan
:
·
Desain mesin lebih ringkas.
·
Berat mesin secara keseluruhan lebih ringan
dibandingkan tipe pendinginan air.
·
Mudah perawatannya.
·
Tipe ini memiliki kekurangan, harus ada penyesuaian
untuk digunakan di daerah dingin atau panas terutama mesin berkapasitas besar.
Tipe ini banyak diaplikasikan pada mesin pesawat,
sebagian besar sepeda motor, mobil tipe lama dan sebagian kecil mobil tipe
terbaru. Hampir semua mesin dengan kapasitas kecil menggunakan tipe ini,
seperti mesin pemotong rumput, mesin genset dibawah 10 Kva, mesin pemotong kayu
(chain saw) dan sebagainya.
2. Pendinginan air
Sistem ini menggunakan media air sebagai perantara
untuk melepaskan panas ke udara.
Komponen utama
Komponen utama dalam sistem
ini adalah :
·
Radiator, berfungsi untuk melepaskan panas.
·
Saluran berupa pipa (tube) atau selang karet (hose).
·
Pompa, berfungsi untuk sirkulasi air dalam sistem.
·
Thermostat, berfungsi untuk menutup atau membuka jalur
sirkulasi.
·
Kipas, berfungsi untuk membantu pelepasan panas pada
radiator.
Sistem ini sangat umum dipakai pada mobil, sedangkan
sepeda motor jarang menggunakan tipe ini.
Pendingin lain
Oli mesin dalam bak poros engkol, selain berfungsi
untuk pelumas bagian dalam mesin juga turut serta dalam proses pendinginan
mesin.
Turbocharger
adalah sebuah kompresor yang digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk
meningkatkan keluaran tenaga mesin dengan meningkatkan massa oksigen yang
memasuki mesin. Kunci keuntungan dari turbocharger adalah mereka menawarkan
sebuah peningkatan yang lumayan banyak dalam tenaga mesin hanya dengan sedikit
menambah berat. Sebuah kerugian dalam mesin petrol adalah rasio kompresi harus
direndahkan (agar tidak melewat tekanan kompresi maksimum dan untuk mencegah
knocking mesin) yang menurunkan efisiensi mesin ketika beroperasi pada tenaga
rendah. Kerugian ini tidak ada dalam mesin diesel diturbocharge yang dirancang
khusus. Namun, untuk operasi pada ketinggian, pendapatan tenaga dari sebuah
turbocharger membuat perbedaan yang jauh dengan keluaran tenaga total dari
kedua jenis mesin. Faktor terakhir ini membuat mesin pesawat dengan turbocharge
sangat menguntungkan; dan merupakan awal pemikiran untuk pengembangan alat ini.
Termometer Bola Kering dan
Termometer Bola Basah
Dry Bulb temperature
(Temperatur bola kering), yaitu suhu yang ditunjukkan dengan thermometer
bulb biasa dengan bulb dalam keadaan kering. Satuan untuk suhu ini bias dalam
celcius, Kelvin, fahrenheit. Seperti yang diketahui bahwa thermometer
menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam thermometer. Jika kita ingin
mengukur suhu udara dengan thermometer biasa maka terjadi perpindahan kalor
dari udara ke bulb thermometer. Karena mendapatkan kalor maka zat
cair (misalkan: air raksa) yang ada di dalam thermometer mengalami pemuaian
sehingga tinggi air raksa tersebut naik. Kenaikan ketinggian cairan ini yang di
konversika dengan satuan suhu (celcius, Fahrenheit, dll).
Wet Bulb Temperature
(Temperatur bola basah), yaitu suhu bola basah. Sesuai dengan namanya “wet
bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer yang bulbnya (bagian
bawah thermometer) dilapisi dengan kain yang telah basah kemudian dialiri udara
yang ingin diukur suhunya.
Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah
tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada kain basah
tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada dalam
thermometer.
Untuk menjelaskan apa itu wet bulb temperature, dapat
kita gambarkan jika ada suatu kolam dengan panjang tak hingga diatasnya
ditutup. Kemudian udara dialirka melalui permukaan air. Dengan adanya
perpindahan kalor dari udara ke permukaan air maka terjadilah penguapan.
Udara menjadi jenuh diujung kolam air tersebut. Suhu disinilah yang dinamakan
Wet Bulb temperature.
Untuk mengukur dua sifat (Dry dan Wet bulb
temperature) ini sekaligus biasanya menggunkan alat yang namanya sling, yaitu
dua buah thermometer yang di satukan pada sebuah tempat yang kemudian tempat
tersebut dapat diputar. Satu thermometer biasa dan yang lainnya
thermometer dengan bulb diselimuti kain basah.
Dew Point, yaitu suhu dimana udara telah mencapai
saturasi (jenuh). Jika udara tersebut mengalami pelepasan kalor sedikit saja,
maka uap air dalam udara akan mengembun.
Prinsip-prinsip dasar Hydrolik
Perpindahan
Gaya Hidraulik
Bentuk tangki bukan merupakan suatu faktor yang penting karena
tekanan dapat bekerja pada semua sisi dan besarnya sama. untuk
dapat bekerja dengan tekanan ,yang berasal dari gaya luar. Kita menggunakan
sistem seperti gambar 3. Jika kita menekan dengan gaya F1
atas permukaan A1 maka kita dapat menghasilkan tekanan P = F1
/ A2
Tekanan P beraksi diseluruh
tempat dan sistem tersebut .juga atas permukaan A2 Gaya yang dapat
dicapai (sama dengan beban yang diangkat) yaitu F2 = p .A2
Sehingga :
F1/A1 = F2/A2
Atau
F2/F1 = A2/A1
Perbandingan Gaya sebanding
dengan perbandingan Luas
Tekanan dalam sistem seperti ini
selalu tergantung dari besarnya beban dan permukaan yang efektif Artinya
tekanan dalam sistem meningkat sampai dapat mengalahkan hambatan yang gerakanya
berlawanan dengan gerakan fluida.
Jika dengan Gaya F1 dan permukaan
A1 kita dapat menghasilkan tekanan yang diperlukan untuk mengalahkan gaya F2
atas permukaan A2 maka beban F2 dapat ditingkatkan F1 nya (kehilangan akibat gesekan disini tidak
perlu diperhatikan ) perbandingan jarak S1 dan S2 dari dua piston
berbanding terbalik dengan perbandingan luas permukaan
S1/S2 = A1/A2
Jadi : Fungsi dari piston gaya W1 sama dengan piston
W2
W1= F1 . S1
W2= F2 . S2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar