Bab I Pendahuluan. 1.1 Latar Belakang

dokumen-dokumen yang mirip
Analisis Numerik Bilah Kipas Mesin Turbofan TAY Menggunakan Metode Elemen Hingga

Bab IV Analisis. 4.1 Uji Konvergensi

Bab III Model Numerik Bilah Kipas 22

BAB I PENDAHULUAN. dengan satu poros yang secara umum tersusun atas fan, kompressor, ruang bakar, turbin kemudian nozzle. Saat bekerja dalam kondisi

Bab ii Kajian Pustaka 5

Assalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

BAB I PENDAHULUAN. Desain yang baik dari sebuah airfoil sangatlah perlu dilakukan, dengan tujuan untuk meningkatkan unjuk kerja airfoil

BAB I PENDAHULUAN. aerodinamika pesawat terbang adalah mengenai airfoil sayap. pesawat. Fenomena pada airfoil yaitu adanya gerakan fluida yang

Bab II Ruang Bakar. Bab II Ruang Bakar

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB IV PROSES SIMULASI

BAB I PENDAHULUAN. energi tanpa mengeluarkan biaya yang relatif banyak dibanding dengan

BAB I PENDAHULUAN. pikiran terlintas mengenai ilmu mekanika fluida, dimana disitu terdapat

BAB I PENDAHULUAN. bagian yang kecil sampai bagian yang besar sebelum semua. bagian tersebut dirangkai menjadi sebuah pesawat.

MAKALAH OPTIMASI ANALISA UDARA FAN DENGAN JURNAL MODIFIKASI FAN SENTRIFUGAL. Disusun Oleh : : RAKHMAT FAUZY : H1F113229

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

2 TKM4105 Fisika 1 C1 2 TKM4103 Kimia Dasar A 2 TKM4103 Kimia Dasar B 2

PRINSIP KERJA GAS TURBIN ENGINE TURBOFAN

ANALISIS PERFORMA ENGINE TURBOFAN PESAWAT BOEING

Studi dan Simulasi Getaran pada Turbin Vertikal Aksis Arus Sungai

BAB I PENDAHULUAN. Dalam perkembangan kedirgantaraan desain kelayakan kecelakan. (crashworthiness) akan terus menjadi perhatian utama dalam

BAB V HASIL DAN ANALISIS

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISA KINERJA ENGINE TURBOFAN CFM56-3

STUDI AERODINAMIKA PROFIL BOEING COMMERCIAL ENERGY EFFICIENT DENGAN KOMPUTASI BERBASIS FINITE ELEMENT

BAB II LANDASAN TEORI

PENGARUH SUDUT BILAH PADA PERFORMA KIPAS AKSIAL TEROWONGAN ANGIN KECEPATAN RENDAH MENGGUNAKAN METODE KOMPUTASI

AIRBLEED INDICATOR FAULTILLUMINATE AKIBAT GANGGUAN PADA PRESSURE REGULATOR PADA SISTEM DE-ICING PESAWAT ATR

ANALISIS PENGARUH COMPRESSOR WASH TERHADAP EGT MARGIN PADA ENGINE CF5M6-3

BAB 5 DASAR POMPA. pompa

Analisis Kekuatan dan Deformasi Piston Mesin Bensin-Bio Etanol dan Gas dengan Injeksi Langsung untuk Kendaraan Nasional dengan Simulasi Numerik

SOAL TRY OUT FISIKA 2

PENGARUH BYPASS RATIO OVERALL PRESSURE RATIO, DAN TURBINE INLET TEMPERATURE TERHADAP SFC PADA GAS-TURBINE ENGINE

Assalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

BAB I PENDAHULUAN. mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja kendaraan. truk dengan penambahan pada bagian atap kabin truk berupa

Kurikulum Tahun Jurusan Teknik Mesin ITS Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

SMP kelas 7 - FISIKA BAB 2. Klasifikasi BendaLatihan Soal 2.1

BAB I PENDAHULUAN. zat cair melalui saluran tertutup. Pompa menghasilkan suatu tekanan yang

Analisa Aliran Fluida Akibat Kerusakan 3 Blade Pada Induced Draft Fan

Tujuan Pembelajaran:

Desain pesawat masa depan

MEKANIKA TANAH DASAR DASAR DISTRIBUSI TEGANGAN DALAM TANAH

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1 Thrust bearing [2]

KEPALA BADAN PENGAWAS TENAGA NUKLIR REPUBLIK INDONESIA

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Rumusan Masalah

BAB III METODOLOGI PENGUKURAN

BAB I PENDAHULUAN. semakin bertambahnya ketinggian jelajah (altitude) pesawat maka tekanan dan

Peningkatan Koefisien Gaya Angkat Aerofoil Kennedy-Marsden dengan Zap Flap

I. PENDAHULUAN. yang memproduksi bahan kimia serta obat-obatan, dan juga digunakan dalam

II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. selanjutnya jumlah dan kualitas dari udara yang dikondisikan tersebut dikontrol.

BAB I PENDAHULUAN. yang berputar dengan putaran tertentu (Zhou and Shi, 2001). Salah satunya adalah pompa

II. TINJAUAN PUSTAKA. A. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

Aku berbakti pada Bangsaku,,,,karena Negaraku berjasa padaku. Pengertian Turbocharger

Turbin Angin Poros Vertikal Sebagai Alternatif Energi Lampu Penerangan Jalan Umum (PJU)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang

BAB III. 3.1 Pemeliharan dan perawatan propeller

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung pada bulan Mei 2014 sampai September 2014.

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. menggunakan media udara. Pengertian pesawat terbang juga dapat diartikan

BAB I Pendahuluan. I.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. mendorong terciptanya suatu produk dan memiliki kualitas yang baik.

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar belakang. Perkembangan teknologi komputer yang sangat pesat dalam beberapa

TEGANGAN MAKSIMUM DUDUKAN STANG SEPEDA: ANALISIS DAN MODIFIKASI PERANCANGAN

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PERUBAHAN KECEPATAN ANGIN TERHADAP EFISIENSI DAYA & PUTARAN KRITIS PADA MINI WIND CATCHER

METODE PENELITIAN. Model tabung gas LPG dibuat berdasarkan tabung gas LPG yang digunakan oleh

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

BAB II DASAR TEORI Pendahuluan. 2.2 Turbin [6,7,]

ANALISA KEKUATAN CRANKSHAFT DUA-SILINDER KAPASITAS 650 CC DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN. Gambar Glider (salah satu pendekatan cara terbang burung)

KERJA PRAKTEK BAB III PEMBAHASAN. 3. Sistem Kerja Dan Pemeliharaan Governor Pada Pesawat Dakota

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin ABSTRAKSI

Menyingkirkan debu yang berada dalam aliran ventilasi tambang bawah tanah hingga ambang batas yang diperkenankan.

SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik EKAWIRA K NAPITUPULU NIM

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Katalog Lengkap Peralatan Lingkungan

PERAWATAN TURBOCHARGER PADA GENSET MESIN DIESEL 1380 KW. Oleh: Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

BAB I PENDAHULUAN. Ekstrusi merupakan salah satu proses yang banyak digunakan dalam

BAB I PENDAHULUAN. 1 Universitas Sumatera Utara

ANALISA PENGARUH BENTUK FOIL SECTION NOZZLE TERHADAP EFISIENSI PROPULSI PADA KAPAL TUNDA

BAB I PENDAHULUAN. yang inovatif dan tepat guna. Salah satu contoh dalam bidang

Mekatronika Modul 11 Pneumatik (1)

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1. Potensi dan kapasitas terpasang PLTP di Indonesia [1]

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Konsep Dasar Rotating Disk

Bab I Pendahuluan. Bab I Pendahuluan

START STUDI LITERATUR MENGIDENTIFIKASI PERMASALAHAN. PENGUMPULAN DATA : - Kecepatan Angin - Daya yang harus dipenuhi

BAB I PENDAHULUAN. Bahan Bakar sangat penting dalam kehidupan manusia. Berbagai kegunaan

Perpatahan Rapuh Keramik (1)

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

STUDI NUMERIK RADIUS VOLUTE TONGUE RUMAH KEONG PADA BLOWER SENTRIFUGAL

Gambar 1.1 Sistem perpipaan steam 17 bar

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu material yang sangat penting bagi kebutuhan manusia adalah

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

Transkripsi:

Bab I Pendahuluan... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Penelitian... 4 1.3 Pembatasan Masalah... 4 1.4 Metoda Penelitian... 4 1.5 Sistematika Penulisan... 5 Gambar 1. 1 Mesin Turbofan TAY650-15 [10]... 2 Gambar 1. 2 Kasus Nicking yang terjadi pada bilah kipas serta hasil perbaikannya berupa Dressing (a) dan Scaloping (b)... 2 Bab I Pendahuluan 0

Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Dalam penyelenggaraan operasi pesawat udara, keselamatan merupakan hal yang sangat penting untuk diperhatikan. Suatu kecelakaan yang terjadi ketika pesawat udara beroperasi dapat berakibat fatal pada hilangnya nyawa penumpang. Agar pesawat udara dapat beroperasi dengan selamat maka bagian-bagian penting pesawat harus dapat berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan proses perawatan yang dapat menjaga bagian-bagian pesawat dapat berfungsi dengan baik ketika sedang beroperasi. Salah satu bagian terpenting pesawat udara adalah mesin pesawat. Mesin pesawat menjadi sangat penting karena mesin berfungsi sebagai pembangkit gaya dorong pada pesawat udara. Apabila mesin mengalami kegagalan ketika pesawat sedang beroperasi, maka pesawat harus segera didaratkan di landasan terdekat. Bila tidak mencapai landasan terdekat maka pesawat harus melakukan pendaratan darurat. Oleh karena itu, perawatan mesin pesawat harus dilakukan secara intensif guna menjaga agar mesin dapat berfungsi dengan baik. Jenis mesin yang banyak digunakan pada pesawat udara komersial adalah mesin turbofan seperti terlihat pada gambar 1.1. Mesin turbofan merupakan salah satu jenis mesin turbin gas yang menyerap udara sebagai fluida kerja kemudian diproses untuk membangkitkan daya. Yang membedakan mesin ini dengan jenis mesin turbin gas lainnya adalah penggunaan fan atau kipas sebagai low pressure compressor dan pembangkit gaya dorong (thrust). Penggunaan fan blade atau bilah kipas menurunkan efisiensi kerja jet sebagai pembangkit gaya dorong. Namun hal ini berdampak pada penurunan tingkat kebisingan yang ditimbulkan oleh semburan jet. Oleh karena itu mesin ini menjadi pilihan utama pesawat komersial berkecepatan high subsonic yang sangat memperhatikan kenyamanan penumpang. Bab I Pendahuluan 1

Gambar 1. 1 Mesin Turbofan TAY650-15 [10] Pada perawatan berkala mesin turbofan, bilah kipas menjadi salah satu bagian yang menjadi perhatian khusus. Cacat yang terjadi pada bilah kipas dapat dideteksi dan diidentifikasi melalui serangkaian pemeriksaan. Cacat yang telah terdeteksi kemudian dianalisis untuk mengetahui bagaimana pengaruhnya terhadap struktur bilah kipas. Bila cacat tersebut berpotensi menyebabkan kegagalan struktur maka perusahaan perawatan harus segera memperbaiki atau bahkan mengganti bilah kipas tersebut. Terdapat beberapa kasus yang sering ditemukan dalam proses perawatan bilah kipas mesin turbofan. Ketika mesin beroprasi, terdapat partikel-partikel padat yang terhisap ke dalam mesin. Partikel-partikel ini bertumbukan dengan bilah kipas yang berputar. Salah satu akibat dari tumbukan partikel dengan bilah kipas ini adalah nicking. Nicking merupakan salah satu jenis cacat berupa notch yang terjadi pada bilah kipas. Daerah yang sering mengalami nicking adalah leading edge dan trailing edge. Kasus nicking dapat dilihat pada gambar 1.2 berikut. nicking (a) (b) Gambar 1. 2 Kasus Nicking yang terjadi pada bilah kipas serta hasil perbaikannya berupa Dressing (a) dan Scaloping (b) Pada saat mesin beroperasi, bilah kipas akan menerima beban sentrifugal dan aerodinamika. Respon tegangan yang terjadi akibat pembebanan pada bilah kipas yang mengalami cacat berbeda dengan bilah kipas yang ideal (tidak terdapat cacat). Bab I Pendahuluan 2

Perbedaan tersebut adalah terjadinya fenomena konsentrasi tegangan pada bagian di sekitar nicking. Konsentrasi tegangan merupakan respon tegangan yang terdistribusi tidak seragam akibat adanya diskontinuitas geometri. Jika tingkat konsentrasi tegangan melebihi kekuatan material, secara teoretis bilah kipas akan mengalami kegagalan. Oleh karena itu perusahaan pembuat mesin menetapkan prosedur perbaikan untuk mengatasi cacat ini. Prosedur yang dilakukan dalam mengatasi cacat ini adalah scalloping dan dressing. Scalloping adalah penggerindaan daerah yang mengalami cacat supaya diskontinuitas geometri tidak terlalu tajam sehingga konsentrasi tegangan dapat dikurangi. Sedangkan dressing adalah penggerindaan pada seluruh permukaan leading edge atau trailing edge sehingga chord dari bilah kipas akan berkurang. Scaloping dan dressing ini memiliki batas toleransi ukuran yang diperbolehkan. Apabila batas toleransi ini sudah dilewati, maka bilah harus diganti dengan yang baru (discard). PT Nusantara Turbin dan Propulsi sebagai sebuah perusahaan perawatan mesin turbin dan propulsi pesawat udara sedang melakukan serangkaian penelitian terhadap kasuskasus yang berhubungan dengan perawatan mesin pesawat udara. Penelitian tersebut bertujuan untuk dapat mengetahui seluk beluk desain suatu mesin pesawat udara yang dirawat di perusahaan tersebut. Salah satu penelitian yang dilakukan adalah analisis kekuatan struktur pada bilah kipas mesin TAY650-15. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana distribusi tegangan yang terjadi saat mesin beroperasi pada kecepatan putar maksimum dan mengetahui tingkat keamanan bilah kipas yang mengalami cacat. Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisis numerik struktur bilah tanpa cacat, bilah yang mengalami nicking, dan bilah yang telah mengalami perbaikan dengan metode scalloping. Bagian bilah yang mengalami nicking akan dimodelkan sebagai takik setengah lingkaran dan takik setengah ellips horisontal. Sedangkan bagian bilah yang telah diperbaiki dengan metode scalloping akan dimodelkan sebagai takik setengah ellips vetikal. Selanjutnya distribusi tegangan di sekitar nicking akan dibandingkan dengan distribusi tegangan di area yang sama pada saat bilah belum mengalami cacat untuk mengetahui harga faktor konsentrasi tegangan (stress concentration factor, K t ). Setelah dilakukan perbaikan struktur dengan menggunakan metode scalloping, harga faktor konsentrasi tegangan akan dihitung kembali untuk mengetahui pengaruh scalloping terhadap distribusi tegangan di area yang sama. Bab I Pendahuluan 3

1.2 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini antara lain: 1. Mempelajari metode elemen hingga dalam menganalisis kekuatan struktur bilah kipas mesin Turbofan TAY650-15. 2. Mempelajari distribusi yang terjadi pada struktur bilah kipas mesin Turbofan TAY650-15 akibat beban operasinya. 3. Mencari harga faktor konsentrasi tegangan, K t, untuk geometri bilah kipas yang mengalami cacat pada bagian leading edge dan trailing edge. 1.3 Pembatasan Masalah Pembahasan struktur bilah kipas mesin turbofan memiliki cakupan yang sangat luas. Maka dari itu pembahasan dalam penelitian ini akan dibatasi. Beberapa batasan masalah dalam penelitian ini antara lain: Analisis tegangan dilakukan pada dua model bilah kipas yaitu bilah kipas dengan geometri awal tanpa cacat, bilah kipas yang mengalami cacat, dan bilah kipas yang telah diperbaiki. Geometri bilah kipas yang ideal dimodelkan sama dengan bilah kipas mesin TAY650-15. Permodelan cacat nicking pada leading edge akan disederhanakan menjadi model takik setengah lingkaran dan setengah ellips horisontal sedangkan scalloping akan dimodelkan dengan setengah ellips vertikal. Beban yang diperhitungkan adalah gaya sentrifugal dan gaya dorong udara dingin. Analisis numerik dilakukan dengan asumsi bahwa material berperilaku secara elastis dan linier. 1.4 Metoda Penelitian Penelitian dilakukan dengan studi literatur, pemodelan geometri bilah kipas, dan analisis numerik dengan menggunakan metode elemen hingga 3 dimensi. Langkah-langkah yang digunakan antara lain: 1. Melakukan rekonstruksi model 3 dimensi bilah kipas yang akan dianalisis dengan menggunakan CATIA V5 berdasarkan data geometri yang didapatkan dari PT NTP. Bab I Pendahuluan 4

2. Melakukan analisis numerik menggunakan metode elemen hingga 3 dimensi pada model yang telah dibuat untuk kasus pembebanan yang ditentukan. 3. Menentukan harga faktor konsentrasi tegangan yang terjadi pada model cacat. 4. Menentukan harga faktor konsentrasi tegangan pada model setelah mengalami scalloping. 1.5 Sistematika Penulisan Tugas akhir ini akan dibagi menjadi enam bab yaitu: Bab I Pendahuluan Bab ini menjelaskan gambaran umum tugas akhir yang dikerjakan, yaitu latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah, metoda penelitian, dan sistematika penulisan. Bab II Kajian Pustaka Bab ini menguraikan secara ringkas kajian pustaka tentang mesin turbin gas, meliputi prinsip kerja, komponen-komponen penyusun, serta jenis-jenis mesin turbin gas. Bab ini juga menjelaskan tentang dasar teori mekanika elastis linear, teori metode elemen hingga, dan teori konsentrasi tegangan. Bab III Permodelan Bilah Kipas Bab ini menjelaskan tentang permodelan 3 dimensi bilah kipas yang akan dianalisis meliputi definisi geometri, pemodelan cacat pada leading edge dan trailing edge. Model yang akan dibuat adalah model bilah kipas yang ideal, bilah kipas yang mengalami cacat dan bilah kipas yang telah diperbaiki. Bab IV Analisis Bilah Kipas Bab ini menjelaskan tentang analisis model bilah kipas dengan menggunakan metode elemen hingga 3 dimensi. Analisis tersebut meliputi analisis tegangan pada model bilah kipas yang ideal (tanpa cacat), analisis cacat pada bilah kipas, serta analisis model bilah kipas yang sudah mengalami perbaikan. Pada bab ini akan ditentukan besarnya faktor konsentrasi tegangan akibat cacat yang terjadi pada bilah kipas. Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian yang didapat serta saran untuk penelitian berikutnya. Bab I Pendahuluan 5