skripsi striling
DESCRIPTION
teknik mesinTRANSCRIPT
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN STIRLING ENGINE TIPE BETA
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Strata
Satu (S1) Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Darma Persada
Disusun Oleh :
NAMA : PANJI ASMORO
NIM : 2012250015
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DARMA PERSADA
JAKARTA
2015
i
LEMBAR PENGESAHAN
Telah diperiksa dan diterima dengan baik oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir,
untuk melengkapi dan memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna mengikuti ujian
tugas akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Darma Persada.
Nama : .......................
NIM : 20.....................
Jurusan : Teknik Mesin
Judul Tugas Akhir : ...............................................................
Jakarta, 20
Pembimbing Penulis
( ) ( )
Ketua Jurusan Teknik Mesin
( Ir. Asyari Daryus, SE. MSc.)
LEMBAR PERNYATAAN
Nama :
NIM :
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Telah disidangkan pada tanggal ........................................ dihadapan panitia
sidang serta para dosen penguji dan dinyatakan lulus sebagai Sarjana Teknik
Mesin Program Strata Satu (S1).
Menyetujui
Ir.
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
Dosen Penguji III
LEMBAR PERNYATAAN
Nama :
NIM :
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi ini saya susun sendiri berdasarkan
hasil penelitian, bimbingan dan panduan dari buku-buku referensi lain yang
terkait dan relevan dengan materi Tugas Akhir atau Skripsi ini.
Demikianlah pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya.
Jakarta, 20
( )
ABSTRAK
Tulis Abstrak anda di sini.
i
DAFTAR ISI
ABSTRAK................................................................................................................i
DAFTAR ISI............................................................................................................ii
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................iv
DAFTAR TABEL....................................................................................................v
BAB I PENDAHULUAN.....................................................................................1
1.1 Latar Belakang.........................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah.................................................................................2
1.3 Tujuan Penulisan......................................................................................2
1.4 Pembatasan Masalah................................................................................2
1.5 Metodologi Penelitian..............................................................................3
1.5.1 Jenis Penelitian.................................................................................3
1.5.2 Sifat Penelitian.................................................................................4
1.5.3 Pengumpulan Data...........................................................................4
1.5.4 Metode Analisa Data........................................................................4
1.6 Sistematika Penulisan..............................................................................5
BAB II LANDASAN TEORI.................................................................................6
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................11
BAB IV PEMBAHASAN.....................................................................................12
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................13
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................14
ii
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Logo Unsada......................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.2 Logo Universitas Darma Persada......Error! Bookmark not defined.
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hasil pengambilan data.........................Error! Bookmark not defined.
Tabel 2.2 Hasil Perhitungan..................................Error! Bookmark not defined.
v
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Isu kenaikan harga dan kelangkaan bahan bakar memaksa para ilmuwan
memikirkan cara pembuatan mesin yang hemat bahan bakar. Sistem engine yang
banyak digunakan sejumlah pabrik dalam menjalankan mesin sekarang ini dinilai
banyak pihak kurang efisien dan boros bahan bakar. Selain itu juga menyebabkan
polusi udara yang memicu pemanasan global (Sinar Harapan, 2001).
Dalam usaha meningkatkan konversi yang bisa didapat dari perubahan
energi panas menjadi kerja, mesin stirling memiliki potensi untuk mencapai
efisiensi tertinggi dari semua mesin kalor, secara teori sampai efisiensi maksimal
mesin Carnot, meskipun dalam prakteknya usaha ini masih dibatasi oleh berbagai
sifat-sifat non-ideal baik itu dari fluida kerjanya maupun bahan dari mesin itu
sendiri, seperti gesekan, konduktivitas termal dan titik lebur.
Mesin stirling dapat dioperasikan melalui berbagai sumber panas, seperti
tenaga matahari, kimia maupun nuklir. Dibandingkan dengan mesin pembakaran
internal, mesin Stirling memiliki potensi untuk lebih efisien, lebih tenang, dan
lebih mudah perawatannya.
1
Berdasarkan uraian di atas, maka kami akan membuat aplikasi fisis dari
stirling engine secara mudah dan sederhana. Di samping memberikan gambaran
kepada mahasiswa melalui demonstrasi stirling engine juga sebagai tahap
pembelajaran bagi mahasiswa untuk mengajukan hipotesa tentang prinsip stirling
engine dengan mengingat konsep mekanika fluida dan hukum termodinamika.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang atau uraian tersebut di atas, maka
permasalahan bisa dirumuskan sebagai berikut:
1. bagaimana membuat sebuah mesin stirling
2. Bagaimana sistem kerja mesin stirling
3. Parameter apa saja yang harus diperhatikan dalam pengoperasian
stirling engine.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dari skripsi ini adalah :
1. Membuat stirling engine secara mudah dan sederhana.
2. Menjelaskan prinsip kerja stirling engine.
3.Mendemonstrasikan stirling engine sebagai alat peraga.
1.4 Pembatasan Masalah
Karena luasnya cakupan permasalahan di atas, maka penulis membatasi
bahasan permasalahan sebagai berikut:
2
1. Membuat perancangan gambar stirling engine.
1.5 Manfaat Penelitian
Memberikan gambaran kepada mahasiswa melalui demonstrasi stirling
engine dan sebagai tahap pembelajaran bagi mahasiswa untuk mengajukan
hipotesa tentang prinsip stirling engine dengan mengingat konsep mekanika fluida
dan hukum termodinamika.
1.5 Metodologi Penelitian
Penulisan skripsi ini dilakukan berdasarkan fakta-fakta yang objektif agar
kebenarannya dapat dipertanggungjawabkan baik secara teoritis maupun
pengujiannya.
1.5.1 Jenis Penelitian
Dalam penelitian yang mencakup alat stirling engine, penulis
menggunakan metode-metode berikut:
a) Penelitian Kepustakaan (Library Research) yaitu dengan cara
menghimpun bahan-bahan pengetahuan ilmiah yang bersumber dari
buku-buku, dan tulisan-tulisan ilmiah yang erat kaitannya dengan
materi penulisan ini.
b) Penelitian Lapangan (Field Research) yaitu dengan cara
mengadakan pengujian dan pengetesan melalui praktek.
3
1.5.2 Sifat Penelitian
Dalam penelitian ini penulis menggunakan deskriptif yaitu suatu penelitian
yang bertujuan untuk menggambarkan keadaan atau gejala dan objek yang diteliti
dengan mengambil suatu kesimpulan yang bersifat umum.
1.5.3 Pengumpulan Data
Pada penulisan ini pengumpulan data dikelompokkan atas dua jenis data
yaitu:
a) Data Primer
Diperoleh melalui pengujian alat stirling engine dalam kegiatan
operasionalnya dan juga melakukan pengamatan atas hasil peneltian untuk
dapat diambil langkah apa yang harus dilakukan dalam penelitian tersebut.
b) Data Sekunder
Dengan mempelajari teori-teroi yang didapat dari literatur, dokumen, dan
bahan pustaka lainnya yang berhubungan dengan objek penelitian.
1.5.4 Metode Analisa Data
Data yang diperoleh dari penelitian, dilakukan analisis baik secara teori
maupun melalui perhitungan.
4
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penyusunan skripsi, maka dalam hal ini penyusun
membagi dalam beberapa bab, serta memberikan gambaran secara garis besar isi
dari tiap-tiap bab.
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menerangkan latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan
penulisan, pembatasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika
penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini menerangkan teori-teori tentang stirling engine
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini berisikan tentang data yang diperlukan dalam penelitian, alat dan
bahan yang dipergunakan dan tahapan – tahapan dalam mengolah data.
BAB IV PEMBAHASAN
Berisi tentang perhitungan yang berkaitan dengan objek setelah melaksanakan
pengujian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini memuat kesimpulan serta saran-saran dari tulisan ini.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori
Mesin Stirling didefinisikan sebagai mesin regenerasi udara panas siklus
tertutup. Prinsip dari rangkaian kerja alat ini adalah suatu alat yang mengkonversi
energi panas menjadi daya mekanis secara bergantian antara pemadatan
(kompresi) dan pemuaian dari jumlah udara yang tetap pada temperatur yang
berbeda (G. Walker, 1971).
Dalam usaha meningkatkan konversi yang bisa didapat dari perubahan
energi panas ke kerja, mesin stirling memiliki potensi untuk mencapai efisiensi
tertinggi dari semua mesin kalor, secara teori sampai efisiensi maksimal mesin
Carnot, meskipun dalam prakteknya usaha ini masih dibatasi oleh berbagai sifat-
sifat non-ideal baik itu dari fluida kerjanya maupun bahan dari mesin itu sendiri,
seperti gesekan, konduktivitas termal, titik lebur, dll. Mesin ini dapat dioperasikan
melalui berbagai sumber panas seperti tenaga matahari, kimia maupun nuklir.
Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mesin Stirling memiliki
potensi lebih efisien, lebih tenang, dan lebih mudah perawatannya.
Belakangan ini, keuntungan mesin Stirling terus meningkat, hal ini
mungkin disebabkan karena adanya kenaikan harga energi, kelangkaan sumber
6
energi, sampai kepedulian tentang masalah lingkungan seperti pemanasan global.
Aplikasi mesin stirling seperti pompa air, pembangkit listrik.
2.2 Siklus Mesin Stirling
Siklus Stirling terdiri atas empat tahap termodinamika antara lain;
1. Poin 1-2, Perluasan Isotermal.
Udara berekspansi secara isotermal, pada temperatur konstan T1 dari v1 ke
v2. Kalor yang diberikan sumber eksternal diserap selama proses. Kerja yang
dilakukan selama proses 1-2 :
7
2. Poin 2-3, Isokhorik.
Udara lewat melalui regenerator dan didinginkan pada volume konstan ke
temperatur T3. Pada proses ini kalor dibuang ke generator.
Kerja ygang dilakukan selama proses 2-3 :
3. Poin 3-4, Kompresi Isotermal.
Udara dikompresi secara isotermal di dalam tabung dari V3 ke V4. Lagi
kalor dibuang oleh udara.
Kerja yang dilakukan selama proses 3-4 :
8
4. Poin 4-1, Isokhorik.
Udara dipanaskan pada volume konstan ke temperatur T1 dengan
melewatkan udara ke regenerator dalam arah yang berlawanan dengan proses 2-3.
Pada proses ini kalor diserap oleh udara dari regenerator.
Kerja yang dilakukan selama proses 4-1 :
Sehingga kerja total system adalah :
9
10
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
11
BAB IV PEMBAHASAN
12
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
13
DAFTAR PUSTAKA
1. Ulungan, Raja. 1989. Dasar-Dasar Termodinamika Teknik. Jakarta :
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
14