Notulensi Termodinamika Kelompok 8/ OFF N 1. (Kelompok 6_Nabila Kodew D. ) Sebutkan jenis-jenis dari mesin stirling berikut penjelasannya. Jenis Mesin Stirling 1. Alpha Stirling Mesin Stirling alfa berisi kekuatan dua piston dalam silinder yang terpisah, satu berada didingin dan satunya berada dipanas. Silinder panas terletak di dalam suhu tinggi penghantar panas (silinder yang dibakar) dan silinder dingin terletak di dalam displacer suhu rendah. Jenis mesin ini memiliki rasio power-tovolume tinggi, namun memiliki masalah teknis karena apabila suhu piston tinggi biasanya panas akan merambat ke pipa pemisah silinder. Dalam prakteknya, piston ini biasanya membawa isolasi yang cukup besar untuk bergerak jauh dari zona panas dengan mengorbankan beberapa ruang mati tambahan. 2. Beta Stirling Mesin Stirling beta memiliki piston daya tunggal yang diatur dalam silinder yang sama pada poros yang sama sebagai displacer piston. Silinder Piston displacer yang cukup longgar hanya berfungsi untuk antar jemput gas panas dari silinder panas ke silinder dingin. Ketika silinder dipanaskan gas mendorong dan memberikan piston kekuatan. Ketika piston terdorong ke dingin (titik bawah) silinder mendapat momentum dari mesin, dan ditingkatkan dengan roda gila. Tidak seperti jenis alfa, jenis beta tidak akan menyebabkan isolator (pipa pemisah jika dalam bentuk alfa) menjadi panas. 3. Gamma Stirling Mesin Stirling gamma hanyalah sebuah mesin Stirling beta, di mana piston tenaga sudah terpasang di dalam silinder yang terpisah samping silinder piston displacer, tapi masih terhubung ke roda gila sama. Gas dalam dua silinder dapat mengalir bebas karena mereka berada dalam satu tubuh. Konfigurasi ini menghasilkan rasio kompresi lebih rendah, tetapi mekanis ini cukup sederhana dan sering digunakan didalam mesin Stirling multi-silinder. 2. (Kelompok 1_Windi Addelia A) Adakah persamaan antara mesin uap dan mesin stirling? jika ada jelaskan dan berikan juga perbedaan dari keduanya. - Persamaan Persamaan 1 Mesin stirling merupakan jenis mesin pembakaran luar. Seperti mesin uap yang juga merupakan mesin pembakaran luar. Persamaan 2 Kedua mesin tersebut sama-sama menggunakan proses termodinamika dimana mengubah kalor menjadi energi mekanik. Jadi persamaannya terletak pada jenis mesin dan pengubahan kalor menjadi energi mekanik - Perbedaan Perbedaan 1 - Mesin steam terdiri dari proses kompresi adiabatik, pemanasan isobarik, ekspansi adiabatik, dan isobarik. - Mesin stirling prosesnya adalah dari kompresi isotermal, proses isokhorik, ekspansi isotermal, dan pendinginan Perbedaan 2 - Mesin steam adalah mesin yang menggunakan energi panas dalam uap air dan mengubahnya menjadi energi mekanis - Mesin stirling adalah mesin panas regeneratif siklus tertutup dengan fluida kerja gas permanen dan kemudian diubah menjadi energi mekanik. Jadi perbedaannya terletak pada proses kerja dan pengertiannya. 3. (Kelompok 9_Ibrahim Nur Afrizal Dahlan M.) Dari mana persamaan |W| = |QH| - |QL| diperoleh? Marilah meninjau siklus mesin stirling berikut: Dimana kita sudah mengetahui bahwa kerja dalam mesin stirling berupa suatu proses kompresi dan ekspansi gas tersebut. 1. Kompresi isotermal dari 1 2 pada temperatur TL , Kalor QL keluar dari sistem dan kerja dilakukan terhadap sistem. 2. Ekspansi isotermal dari 3 4 pada temperatur TH, Kalor QH masuk ke dalam sistem, sementara kerja dilakukan oleh sistem. Sehingga hasil bersih dari siklus Stirling adalah penyerapan/masuknya kalor IQHI pada TH (suhu tinggi), keluarnya kalor IQLI pada TL (suhu rendah), dan didapatkanlah persamaan kerja berikut: IWI = IQHI - IQLI 4. (Kelompok 5_Joyuhan Putra S.) Sebutkan contoh penggunaan mesin stirling? Penggunaan mesin stirling untuk pembangkitan energi sangat luas aplikasinya. Berbagai sumber panas telah digunakan untuk menggerakan mesin stirling, ada yang menggunakan energi surya, biomassa, maupun panas buangan dari insinerator, mesin-mesin industri dan lain-lain. Contoh aplikasi dengan sumber energi surya dan biomassa terlihat pada gambar di bawah ini. Output yang dihasilkan dari mesin ini pun bervariasi dari mulai skala mikro hingga menengah. Berikut ini beberapa contoh penggunaan mesin stirling: 1. Mesin pompa untuk irigasi (pengairan) dengan menggunakan Biomasa*) 2. Mesin pembangkit listrik (generator) , ukuran kecil dan pemukiman (daya besar) 3. Mesin pemecah padi, gandum dsb, memakai sekam sebagai bahan bakarnya*) 4. Mesin-mesin dengan tenaga surya (matahari) sebagai pembangkit dayanya. Aplikasinya luas, bisa mesin pompa, generator listrik dll. *) sebagai pemanasnya, mesin Stirling biasanya digunakan untuk mesin penggerak dengan daya antara 100 watts sampai 20 kW. 5. (Kelompok 7_Hafiz Sub'han) Pada mesin uap, terbagi kedalam 2 jenis, tolong berikan contoh penerapannya dan jelaskan juga secara singkat jelas? Terdapat dua jenis mesin uap, yakni mesin uap tipe bolak balik dan mesin uap turbin (turbin uap). Rancangan alatnya sedikit berbeda tetapi kedua jenis mesin uap ini mempunyai kesamaan, yakni menggunakan uap yang dipanaskan oleh pembakaran minyak, gas, batu bara atau menggunakan energi nuklir. a. Mesin uap tipe bolak balik Proses perubahan bentuk energi dan perpindahan energi pada mesin uap tipe bolak balik di atas bisa dijelaskan seperti ini : Bahan bakar fosil (batu bara/minyak/gas) memiliki energi potensial kimia. Ketika bahan bakar fosil dibakar, energi potensial kimia berubah bentuk menjadi kalor. Kalor yang diperoleh dari hasil pembakaran bahan bakar fosil digunakan untuk memanaskan air (kalor berpindah menuju air dan uap). Selanjutnya sebagian kalor pada uap berubah bentuk menjadi energy kinetik translasi piston, sebagian lagi diubah menjadi energi dalam air. Sebagian besar energi kinetic translasi piston berubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar, sebagian kecil berubah menjadi kalor (kalor timbul akibat adanya gesekan antara piston dengan silinder). Jika digunakan untuk membangkitkan listrik maka energi kinetik rotasi roda pemutar berubah bentuk menjadi energi listrik. Contoh mesin uap bolak balik sering digunakan pada kegiatan penambangan yang lebih khusus yaitu untuk mengubah bahan bakar fosil (batu bara/minyak/gas) menjadi pembangkit listrik. b. Turbin uap Pada dasarnya prinsip kerja turbin uap sama dengan mesin uap tipe bolak balik. Perbedaannya mesin uap tipe bolak balik menggunakan piston, sedangkan turbin uap menggunakan turbin. Pada turbin uap, kalor langsung diubah menjadi energi kinetik rotasi turbin.Turbin bisa berputar akibat adanya perbedaan tekanan. Di dalam turbin uap energi uap panas dikonversi menjadi energi mekanik di dalam sudu-sudu turbin uap. Energi mekanik yang berupa putaran poros turbin uap akan menggerakan generator pada instalasi pembangkit listrik tenaga uap. Contoh pengunaan mesin uap sendiri dapat dilihat pada kereta api uap, kapal uap, 6. (Kelompok 3_Nanda Nafi'atul Khusna) Dalam siklus Rankine, mengapa komplikasi yang timbul dari turbulensi, gesekan, dan perubahan panas bisa dihilangkan? Mohon penjelasannya, Mengapa ketiga hal tersebut bisa dihilangkan, menurut saya karena apabila terjadi aliranaliran turbulen, gesekan, dan perubahan panas secara bersamaan yang ketiganya akan menyebabkan keadaan taksetimbang. Maka, kondisi ini tidak ada persamaan yang dapat menggambarkan keadaan sistem. 7. (Kelompok 11_Iksan Wahyudi) Pada mesin mesin yang telah dijelaskan, bagaimana urutan efisiensi terbaik yang dapat diperoleh dari mesin tersebut? Urutan nilai efisiensi terbaik: - Mesin diesel: 51,7% - Mesin bensin: 25% Untuk nilai efisiensi mesin steam dan stirling kita menggunakan rumus efisiensi e = W/|QH| = 1-|QC|/|QH|, karena menggunakan bahan bakar yang berbeda untuk setiap mesin sehingga kita tidak bisa mengetahui nilai efisiensi pasti dari mesin tersebut. Karena nilai efisiensi bergantung dengan nilai kerja dan kalor dari fluida yang digunakan.
