Ruko Jambusari No. 7A Yogyakarta Telp. : ; Fax. :

Transkripsi

1

2

3

4 MESIN PENGGERAK UTAMA (Prime Mover) Oleh : Loekman Satibi Irfan Purnawan Lisa Nazifah Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2013 Hak Cipta 2013 pada penulis, Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. Ruko Jambusari No. 7A Yogyakarta Telp. : ; Fax. : info@grahailmu.co.id Satibi, Loekman; Purnawan, Irfan; Nazifah, Lisa MESIN PENGGERAK UTAMA (Prime Mover)/Loekman Satibi; Irfan Purnawan; Lisa Nazifah - Edisi Pertama Yogyakarta; Graha Ilmu, 2013 xviii hlm, 1 Jil. : 23 cm. ISBN: Teknik 2. Mesin I. Judul

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, hanya berkat petunjuk-nya maka kami mampu menulis buku ini. Buku ini berjudul Mesin Penggerak Utama dan bukan Mesin Penggerak Mula. Hal ini semata-mata karena kekhawatiran kami akan adanya kesalahan pengertian bahwa mesin ini berfungsi seperti dinamo starter mobil. Setelah mobil hidup, dinamo starter tidak hidup lagi. Sementara Mesin Penggerak Utama akan selalu bekerja selama sistem bekerja. Lagipula untuk membangkitkan listrik yang merupakan bentuk energi dambaan umat manusia dalam jumlah besar hanya mungkin dilakukan menggunakan Mesin Penggerak Utama ini, yaitu Motor Bakar dan Turbin (PLTD, PLTU, PLTN dan PLTA). Pada Jurusan Teknik Kimia, mata kuliah Mesin Penggerak Utama dimaksudkan untuk mengenalkan fungsi mesin ini sebagai sarana bantu operasional pabrik (Utility). Bab I dan Bab II berisi uraian singkat tentang hakikat listrik dan cara pembangkitannya untuk mengantar ke hakikat Mesin Penggerak Utama. Bab III sampai Bab VII membahas tentang motor bakar mulai dari pengertian motor bakar, mesin pembakaran-dalam, mesin pembakaran-luar, mesin dua-langkah, mesin empat-langkah, mesin penyalaan-busi, mesin penyalaan-tekan (Bab III), termodinamika dalam motor bakar (Bab IV), karburator (Bab V), sistem penyala (Bab VI), dan Bab VII membahas Proses Pembakaran. Bab VIII khusus membahas turbin. Bab IX sampai Bab XII membahas ketel uap mulai dari pengertian mesin uap, diagram dasar, klasifikasi, unjuk kerja dan efisiensi ketel uap (Bab IX). Bab X membahas fungsi pokok pembakar (burner), klasifikasi pembakar untuk ketiga macam bahan bakar, gas, cair dan padat. Bab XI membahas bahan bakar dan proses pembakaran untuk ketiga macam bahan bakar. Bab XII yang merupakan bab terakhir membahas air umpan ketel dan pengkondisiannya.

6 vi Mesin Penggerak Utama Pengalaman penulis utama sebagai Kepala Bagian Produksi PT Ajinomoto Indonesia Mojokerto Factory selama 6 tahun, mengajar mata kuliah Mesin Penggerak Utama di Jurusan Teknik Kimia FT-UMJ sejak tahun 1979 sampai sekarang dan berkolaborasi dengan Box Hill Institute of Technology and Further Education, Australia dalam menyelenggarakan Basic Operator Training selama dua bulan di Amoco Mitsui Indonesia, AMI, Cilegon, dirasa sangat membantu dalam penulisan buku ini. Semoga buku ini bermanfaat baik bagi para pembaca maupun mereka yang bekerja di Pembangkit Tenaga Listrik. Semua kritik yang mengarah ke perbaikan buku ini kami terima dengan ucapan terima kasih dan kami akan berusaha memperbaiki kekurangan-kekurangan yang ada. Jakarta, 1 April 2013 Loekman Satibi, Irfan Purnawan, Lisa Nazifah

7 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR iii DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL xv BAB 1 PENDAHULUAN Atom Mesin Penggerak Utama (Prime Movers) 2 BAB 2 PEMBANGKIT LISTRIK Cara Menggeser Elektron Valensi 3 BAB 3 MOTOR BAKAR Introduksi Mesin Pembakaran Dalam dan Pembakaran Luar Mesin Penyalaan Busi dan Penyalaan Tekan Mesin Dua-Langkah dan Empat-Langkah Mesin Pembakaran Tipe Lain 17 BAB 4 DASAR TERMODINAMIKA Introduksi dan Definisi Efisiensi Siklus Standar Udara Ideal 19

8 viii Mesin Penggerak Utama 4.3 Contoh Soal Soal-soal Penyelesaian 34 BAB 5 KARBURATOR Latar Belakang Hukum-hukum Reaksi Kimia Fungsi Karburator Prinsip Kerja Karburator Cara Kerja Karburator Jenis Karburator Contoh Soal 50 BAB 6 SISTEM PENYALA Pendahuluan Sistem Penyalaan Tekan dan Penyalaan Busi Rangkuman 59 BAB 7 PROSES PEMBAKARAN Pendahuluan Kimia Pembakaran Termodinamika Pembakaran Disosiasi Pembakaran dalam Mesin Penyalaan Busi Pembakaran di dalam Mesin Penyalaan Tekan Bahan Bakar dan Aditif Emisi Mesin Model Pembakaran Kesimpulan Contoh-contoh Soal-soal 109 BAB 8 TURBIN Pendahuluan Klasifikasi Turbin 115

9 Daftar Isi ix 8.3 Gaya, Usaha dan Daya Soal-soal Jawaban 139 BAB 9 KETEL UAP Pendahuluan Diagram Dasar Suatu Ketel Uap Tipe dan Klasifikasi Ketel Uap Ketel Uap Tekanan Tinggi dan Tekanan Rendah Ketel Air Panas, Temperatur Tinggi dan Temperatur Rendah Unjuk Kerja dan Efisiensi Hubungan Masukan dan Luaran Neraca Massa dan Energi Panas Metode Perhitungan Efisiensi 166 BAB 10 PEMBAKAR (BURNER) Pendahuluan Pembakar Gas Pembakar Minyak Pembakar Batubara Rangka Bakar Batubara Efisiensi Peralatan Pembakaran Bahan Bakar 193 BAB 11 BAHAN BAKAR DAN PROSES PEMBAKARAN Persyaratan Fisik Pembakaran Kimia Pembakaran Udara Pembakaran Berlebih Gas Alam dan Pembakarannya Pembakaran Bahan Bakar Minyak Pembakaran Batubara Bahan Bakar Pengganti Campuran Propana-Udara Bahan Bakar Kombinasi Indeks Efisiensi Pembakaran Baru 212

10 x Mesin Penggerak Utama BAB 12 AIR UMPAN KETEL DAN PENGONDISIANNYA Pendahuluan Pemanasan dan Deaerasi Penanganan Kimia Secara Internal dan Eksternal Penggunaan Kondensat Blowdown 220 BAB 13 PEMANFAATAN PANAS SISA Pendahuluan Economizer Pemanas Udara (Air Preheater) Memungut Panas dari Blowdown dan Ventilasi dari Deaerator 228 NOMENKLATUR 231 DAFTAR PUSTAKA 234 TENTANG PENULIS 235 -oo0oo-