BUKU RANCANGAN PENGAJARAN Mata Ajaran Termo Disusun oleh : Agus Sunjarianto Pamitran Program Studi Teknik Perkapalan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia 2016
PENGANTAR Buku Rancangan Pengajaran Termo Program Studi Teknik Perkapalan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia merupakan panduan yang berisi informasi umum, kompetensi mata ajar, bahasan, rujukan, tahap pembelajaran, dan matrik kegiatan. Panduan ini ditujukan untuk staf pengajar Mata Termo Program Studi Teknik Perkapalan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Dengan adanya buku ini diharapkan proses pembelajaran dapat berjalan secara baik dan peserta didik dapat mencapai tujuan serta kompetensi mata ajar sesuai yang telah disepakati. Namun demikian, bila dirasakan perlu dapat dilakukan adaptasi sesuai dengan kebutuhan. Penyusun berharap agar informasi yang terdapat di dalam buku ini dapat dipelajari dan dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya untuk keberhasilan pembelajaran. Penyusun menyadari bahwa isi buku ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran membangun sangatlah diharapkan demi penyempurnaan buku ini di masa yang akan datang. Penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak terkait yang telah memfasilitasi dan membantu penyusunan buku ini. Tim Penyusun
BAB I INFORMASI UMUM 1. Nama Program Studi/jenjang : Teknik Perkapalan/ S-1 2. Nama mata kuliah : Termo 3. Kode mata kuliah : 4. Semester ke- : 4 5. Jumlah SKS : 4 SKS 6. Jenis SKS : 4 x 50 menit tatap muka, 4 x 60 menit kegiatan akademik terstruktur tidak terjadwal 4 x 60 menit kegiatan akademik mandiri 7. Metoda pembelajaran : Student Center Learning 8. Mata ajar prasyarat : Termodinamika Dasar 9. Pendukung mata kuliah : 10. Deskripsi modul : Modul ini mempelajari dasar analisis yang meliputi dasar-dasar mekanika, statika, dinamika, kinematika, dan volume control. Aliran dan eksternal juga dipelajari. Pada pembahasan eksternal, aliran melalui benda terendam dalam fliuda, yaitu drag dan lift, dipelajari. Pada paruh kedua dari modul ini dibahas kalkulasi perpindahan konduksi dan konveksi. Pemilihan alat dibahas pada bagian akhir modul ini.
BAB II KOMPETENSI Kompetensi (Sasaran Pemelajaran Akhir) Kemampuan mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis dan menyelesaikan permasalahan Teknik Perkapalan dengan menerapkan perhitungan dan kaidah dalam proses perancangan kapal dan sistem perkapalan (Utama) Sub Kompetensi (Sasaran Pemelajaran Penunjang) Dalam mata kuliah ini diharapkan, mahasiswa mampu : 1. Melakukan dasar analisis (C4) a. Dasar-dasar mekanika b. Statika c. Dinamika Fluida d. Kinematika e. Volume kontrol f. Analisis diferensial 2. Memahami (C2) a. Aliran viskos dalam pipa b. Aliran melalui benda terendam c. Aliran tak mampu tekan d. Aliran viskos tak mampu tekan 3. Memahami eksternal (C2) a. Aliran viskos tak mampu tekan eksternal: boundary layer b. Aliran melalui benda terendam dalam : drag, lift c. Aliran pada kanal terbuka: gelombang, energy, kedalaman d. Aliran pada kanal terbuka: perubahan aliran 4. Kalkulasi perpindahan konduksi (C3) a. Pendahuluan konduksi b. Konduksi steady-state, dimensi: dinding c. Konduksi steady-state, dimensi: radial d. Konduksi steady-state, dimensi: permukaan extended e. Kalkulasi konduksi pada
5. Kalkulasi perpindahan konveksi (C3) a. Pendahuluan konveksi b. Aliran c. Aliran eksternal d. Konveksi natural e. Kalkulasi konveksi pada 6. Memahami pada kapal (C2 a. Koefisien perpindahan b. Metode LMTD c. Metode NTU d. Memahami perancangan
Bagan Alir Kompetensi Kemampuan mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis dan menyelesaikan permasalahan Teknik Perkapalan dengan menerapkan perhitungan dan kaidah dalam proses perancangan kapal dan sistem perkapalan (Utama) Melakukan dasar analisis Memahami Memahami eksternal Kalkulasi perpindahan konduksi Kalkulasi perpindahan konveksi Memahami pada kapal 1. Dasardasar mekanika 2. Statika 3. Dinamika Fluida 4. Kinematika 5. Volume kontrol aliran 6. Analisis diferensial aliran 1. Aliran viskos dalam pipa 2. Aliran melalui benda terendam 3. Aliran tak mampu tekan 4. Aliran viskos tak mampu tekan 1. Aliran viskos tak mampu tekan eksternal: boundary layer 2. Aliran melalui benda terendam dalam : drag, lift 3. Aliran pada kanal terbuka: gelombang, energy, kedalaman 4. Aliran pada kanal terbuka: perubahan aliran 1. Pendahulu an konduksi 2. Konduksi steadystate, dimensi: dinding 3. Konduksi steadystate, dimensi: radial 4. Konduksi steadystate, dimensi: permukaan extended 5. Kalkulasi konduksi pada penukar 1. Pendahulua n konveksi 2. Aliran 3. Aliran eksternal 4. Konveksi natural 5. Kalkulasi konveksi pada penukar 1. Koefisien perpindaha n 2. Metode LMTD 3. Metode NTU 4. Memahami perancanga n penukar
BAB III BAHASAN DAN RUJUKAN A. Kompetensi, Bahasan, Estimasi Waktu, dan Rujukan Kompetensi/ Subkompetensi Kemampuan mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis dan menyelesaikan permasalahan Teknik Perkapalan dengan menerapkan perhitungan dan kaidah dalam proses perancangan kapal dan sistem perkapalan (Utama) Pokok Bahasan Subpokok Bahasan Pertemuan Rujukan 1. Melakukan dasar analisis 2. Memahami 3. Memahami eksternal 1. Dasar-dasar mekanika Pertemuan 1 1, 2 2. Statika Pertemuan 2 1, 2 3. Dinamika Fluida Pertemuan 3 1, 2 4. Kinematika Pertemuan 4 1, 2 5. Volume kontrol Pertemuan 5 1, 2 6. Analisis diferensial Pertemuan 6 1, 2 1. Aliran viskos dalam pipa Pertemuan 7 1, 2 2. Aliran melalui benda terendam Pertemuan 8 1, 2 3. Aliran tak mampu tekan Pertemuan 9 1, 2 4. Aliran viskos tak mampu tekan Pertemuan 10 1, 2 1. Aliran viskos tak mampu tekan Pertemuan 11 1, 2 eksternal: boundary layer 2. Aliran melalui benda terendam Pertemuan 12 1, 2 dalam : drag, lift 3. Aliran pada kanal terbuka: Pertemuan 13 1, 2 gelombang, energy, kedalaman 4. Aliran pada kanal terbuka: Pertemuan 14 1, 2 perubahan aliran Ujian Tengah Semester Pertemuan 15 4. Kalkulasi 1. Pendahuluan konduksi Pertemuan 16 perpindahan 2. Konduksi steady-state, Pertemuan 17 konduksi dimensi: dinding 3. Konduksi steady-state, Pertemuan 18 dimensi: radial 4. Konduksi steady-state, Pertemuan 19 dimensi: permukaan extended 5. Kalkulasi konduksi pada Pertemuan 20 5. Kalkulasi 1. Pendahuluan konveksi Pertemuan 21 perpindahan 2. Aliran Pertemuan 22 konveksi 3. Aliran eksternal Pertemuan 23 4. Konveksi natural Pertemuan 24 5. Kalkulasi konveksi pada Pertemuan 25 6. Memahami pada kapal 1. Koefisien perpindahan Pertemuan 26 2. Metode LMTD Pertemuan 27 3. Metode NTU Pertemuan 28 4. Memahami perancangan Pertemuan 29 Ujian Akhir Semester Pertemuan 30
B. Daftar Rujukan 1. B.R. Munson, D.F. Young, T.H. Okiishi, W.W. Huebsch, Fundamentals of Fluid Mechanics, John Willey and Sons 2. R.W. Fox, A.T. McDonald, P.J. Pritchard, Introduction to Fluid Mechanics, John Willey and Sons 3. F.P. Incropera, D.P. DeWitt, T.L. Bergman, A.S Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Willey and Sons 4. J.P. Holman, Heat Transfer, McGraw-Hill
BAB IV TAHAP PEMELAJARAN Metode Pembelajaran : 1. Interaktif (KI) 2. Individu (TI) 3. Kelompok (TK) 4. Ujian Tertulis (UT) No. Kompetensi/ SubKompetensi 1 Melakukan dasar analisis aliran 2 Memahami Pokok Bahasan 1. Dasar-dasar mekanika 2. Statika 3. Dinamika Fluida 4. Kinematika 5. Volume kontrol 6. Analisis diferensial aliran 1. Aliran viskos dalam pipa 2. Aliran melalui benda terendam 3. Aliran tak mampu tekan Tahap Pemelajaran Orientasi Latihan Umpan Balik Media Teknologi Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & -Fasilitas & -Fasilitas & -Fasilitas & -Fasilitas & -Fasilitas & Fasilitas &
3 Memahami eksternal 4. Aliran viskos tak mampu tekan 1. Aliran viskos tak mampu tekan eksternal: boundary layer Fasilitas & Fasilitas & 4 Kalkulasi perpindahan konduksi 5 Kalkulasi perpindahan konveksi 2. Aliran melalui benda terendam dalam : drag, lift 3. Aliran pada kanal terbuka: gelombang, energy, kedalaman 4. Aliran pada kanal terbuka: perubahan aliran 5. Kalkulasi estimasi beban untuk pendinginan, infiltrasi, dan ventilasi 1. Pendahuluan konduksi 2. Konduksi steadystate, dimensi: dinding 3. Konduksi steadystate, dimensi: radial 4. Konduksi steadystate, dimensi: permukaan extended 5. Kalkulasi konduksi pada 1. Pendahuluan konveksi Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas &
6 Memahami pada kapal 2. Aliran 3. Aliran eksternal 4. Konveksi natural 5. Kalkulasi konveksi pada 1. Koefisien perpindahan 2. Metode LMTD 3. Metode NTU 4. Memahami perancangan Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas & Fasilitas &