PERANCANGAN KOMPRESSOR SENTRIFUGAL PADA TURBOCHARGER UNTUK MENAIKAN DAYA MESIN BENSIN 1500cc SEBESAR 25%

Transkripsi

1 PERANCANGAN KOMPRESSOR SENTRIFUGAL PADA TURBOCHARGER UNTUK MENAIKAN DAYA MESIN BENSIN 1500cc SEBESAR 25% DOSEN PEMBIMBING Prof.Dr.Ir. I MADE ARYA DJONI, MSc

2 LATAR BELAKANG Material piston Memaksimalkan power yang dihasilkan PERANCANGAN KOMPRESOR Turbocharger

3 Perumusan Masalah Bagaimana merancang sebuah kompresor dari turbocharger untuk menghasilkan tekanan yang sesuai dengan tipe engine tanpa merubah material dari komponen engine

4 Batasan Masalah Jenis fluida adalah udara bebas yang diasumsikan sebagai gas ideal Tipe engine yang digunakan adalah tipe engine Toyota Rush Daya yang ditingkatkan sebesar 25% (survey dari bengkel Gut) Aliran dalam kondisi steady flow

5 Tujuan Perancangan Merancang sebuah kompresor sentrifugal pada turbocharger untuk menaikkan daya engine tanpa mengganti material bagian dari engine Membuat pemodelan kompresor yang didapat dari hasil perhitungan kedalam bentuk dua dimensi

6 Prinsip Kerja Turbocharger

7 Otto Cycle Saphiro, Moran.. Fundamental of Engineering Thermodynamics

8 Klasifikasi Kompresor Brown, Royce N Compressors Selection and Sizing

9 Jenis Impeller Kompresor Sentrifugal (a). Radial vanes (β = 90 0 ) (b). Backward-curved vanes (β < 90 0 ) Boyce, Meherwan. Gas Turbine Engineering Handbook (c). forward-curved vanes (β > 90 0 )

10 Perancangan Sisi Inlet Impeller Kecepatan aliran masukan impeller Dixon, S.L Thermodynamics of Turbomachinery

11 Slip Factor Dixon, S.L Thermodynamics of Turbomachinery Kecepatan aliran keluaran impeller akibat dari slip factor

12 Perancangan Diffuser Sudut inlet dan outler diffuser Yahya, S. M Turbines, Compressors and Fans

13 Perancangan Volute Kompresor Yahya, S. M Turbines, Compressors and Fans

14 Diagram Alir Perancangan START Dimensi piston Tekanan masuk piston Rasio kompresi piston Air fuel ratio Temperatur masuk piston A Perancangan impeller kompresor Perancangan diffuser kompresor Perhitungan laju alir massa masukan piston untuk menaikan daya sebesar 25 % Perhitungan kondisi udara masukan dan keluaran kompresor A Perancangan volute casing kompresor Pemodelan 2 dimensi dari hasil perancangan end

15 Data Engine Tekanan masukan piston awal : 1 kgf/cm2 Tekanan kompresi piston : 15 kgf/cm2 Compresi ratio : 10 Pressure ratio : 15 Bore x stroke piston :(72 x 91.8) mm Air fuel ratio : 12 : 1

16 Daya Mobil Tanpa Turbocharger daya = 27,4 Hp x 4 =109,6 Hp

17 Tekanan yang Diperlukan daya`= 137 Hp Jadi kompresor harus menaikan tekanan udara masuk sebesar 0,382 kgf/cm 2

18 Data Awal Kondisi Udara Spesific heat udara (cp) = 1005 J/kg K Konstanta gas ideal (R) = 287 J/kg K Tekanan masuk kompressor (p in ) = 1 atm Temperatur inlet kompresor (T in ) = 303 K Rasio spesific heat (k atau γ) = 1,4

19 Putaran dan Effisiensi Kompresor N = rpm η c = 68%

20 Sudut Relatif Inlet Kompresor Sudut Mr1 Relatif inlet 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 3,13201E-05 4,98144E-05 7,18748E-05 9,63E-05 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,65718E-18 1,32316E-17 2,10113E-17 3,14E-17 4,47E-17

21 Sudut Relatif Inlet Kompresor β 1 = 60 0

22 Dimensi Inlet Kompresor

23 Segitiga Kecepatan pada Inlet

24 w 2 = 62,7 m/s Kecepatan Outlet Impeller

25 Kecepatan Outlet Impeller Akibat Slip w 2 = 62,7 m/s

26 Kondisi stagnasi inlet kompresor

27 Tekanan yang Ditingkatkan Impeller

28 Kenaikan Temperatur

29 Kondisi Statis Keluaran Impeller

30 Tebal Impeller

31 Perancangan Diffuser

32 Rasio Luasan Diffuser

33 Lebar Diffuser

34 Effisiensi Diffuser Diasumsikan effisiensi diffuser =90%

35 Kecepatan Udara pada Diffuser

36 Temperatur dan Tekanan Diffuser

37 Perancangan Volute

38 Volute Tongue

39 Kecepatan Keluar Volute

40 Luasan Inlet dan Outlet Volute

41 Persamaan Kemiringan Volute Sehigga diperoleh persamaan

42 Persamaan Kemiringan Volute θ b r` θ b r` 8 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,070085

43 Kesimpulan Bagian Impeller Dimensi Satuan Diameter shroud 0,0415 m Diameter hub 0, m Sudut radial inlet impeller 60 derajat Diameter luar Impeller 0,056 m Sudut relatif keluar impeler 90 derajat Tebal Impeller 0,00503 m

44 Kesimpulan Bagian Diffuser Dimensi Satuan Lebar daerah tanpa sudu 0,0028 m diameter inlet diffuser 0,0616 m Sudut Alfa masukan diffuser 20 derajat Diameter keluaran diffuser 0,08624 m Sudut alfa keluaran diffuser 47,85 derajat Lebar keluaran diffuser 0,0093 m Panjang kemiringan diffuser 0,0245 m

45 Kesimpulan Bagian Volute Dimensi Satuan Radius dasar volute 0, m Diameter inlet volute 0,0093 m Diameter outlet volute 0,0783 m

46 Kesimpulan Lokasi Tekanan Satuan Temperatur Satuan Inlet impeller pa 303 K Outlet impeller , Inlet diffuser 1 pa 369,81 K Outlet diffuser , Inlet volute 9 pa 393,04 K Outlet volute pa 398,87 K

47 SEKIAN DAN TERIMAKASIH MOHON KRITIK DAN SARAN UNTUK KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR INI