MAKALAH THERMODINAMIKA DAN PENGGERAK AWAL PROSES SIKLUS DIESEL OLEH : NICOBEY SAHALA TUA NAIBAHO NPM : 1424210152 KK2 TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS PEMBANGUNAN PANCA BUDI MEDAN 2015
BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Mesin diesel menggunakan siklus diesel sebagai prinsip kerjanya, dimana udara murni diisap dan dikompresi diatas temperatur pembakaran bahan bakar. Mesin diesel pertama kali ditemukan oleh Rudolf Diesel pada tahun 1872. Mesin diesel memiliki tekanan kompresi yang tinggi (30-45 kg/cm2) agar temperatur udara yang di kompresikan mencapai 500 derajat celcius atau lebih. Cara kerja mesin diesel: 1. Langkah Hisap Pada Langkah Hisap, udara di masukkan ke dalam silinder. Piston membentuk kevakuman di dalam silinder, piston bergerak kebawah dari TMA(Titik Mati Atas) ke TMB(Titik Mati Bawah). Terjadinnya vakum ini menyebabkan udara segar masuk ke silinder karena katup hisap terbuka.katup buang tertutup selama langkah hisap. 2. Langkah Kompresi Pada langkah kompresi piston bergerak dari TMB ke TMA. Pada saat ini kedua katup tertutup.kemudian udara yang di hisap waktu langkah hisap ditekan sampai tekanannya naik sampai 30 kg/cm2 (427 psi, 2942 kpa) dengan temperatur sekitar 500-800 derajat celcius. 3. Langkah Pembakaran Udara yang terdapat di dalam silinder di dorong masuk ke ruang bakar pendahuluan (precombustion chamber) yang terdapat bagian atas masing-masing ruang bakar. Pada akhir pembakaran, injection nozle terbuka dan menyeprotkan bahan bakar ke dalam ruang
bakar pendahuluan. Sehingga bahan bakar yang tercampur dengan udara terbakar karena dibangkitkan oleh tekanan.panas tekanan dari keduanya naik secara mendadak sehingga bahan bakar yang tersisa di ruang bakar pendahuluan di tekan ruang bakar utama di atas piston. Kejadian ini menyebabkan bahan bakar terurai menjadi partikel-partikel kecil dan bercampur dengan udara yang ada di ruang bakar utama (main combustion) dan terbakar dengan cepat. Energi pembakaran mengekspansikan gas dengan cepat sehingga piston terdorong ke bawah. Gaya yang mendorong ke bawah piston diteruskan ke batang piston dan poros engkol dan dirubah menjadi gerak putar untuk memberi tenaga pada mesin. 4. Langkah Buang Pada saat piston menuju TMB, katup buang terbuka dan gas pembakaran di keluarkan melalui katup buang saat piston bergerak ke atas lagi. Gas akan terbuang habis saat piston mencapai TMA dan setelah itu dimulai lagi langkah hisap. Setelah menyelesaikan empat langkah (hisap, kompresi,pembakaran, buang), poros engkol berputer dua kali dan menghasilkan satu tenaga. Ini disebut siklus diesel.
BAB II PEMBAHASAN Siklus diesel ideal menggunakan asumsi berikut: (1) fluida kerja udara-standar yang berprilaku seperti gas ideal; (2) penambahan kalor berlangsung pada proses tekanan konstan yang dimulai saat piston berada pada titik mati atas. Siklusnya sendiri seperti terlihat pada diagram P-v dan T-s dibawah. Siklus tersebut terdiri dari empat buah proses berantai yang reversibel secara internal. Proses 1-2 terjadi kompresi isentropic gas ideal dengan panas spesifik konstan T = T V V P = P V V Proses 2-3 terjadi penambahan panas ideal (tekanan konstan) P = P P V T = P V T T = T V 3 V 2 Proses 3-4 terjadi ekspansi isentropic gas ideal dengan panas spesifik konstan, sehingga dapat diperoleh temperatur dan tekanan akhir proses (T 4 dan P 4 ): T = T V V P = P V V
m = P V RT Q = m(h h ) = mc (T T ) Proses 4-1 proses 4-1 terjadi pembuangan panas ke lingkungan dengan volume konstan Q = m(u u ) = mc (T T ) W = Q Q η = W Q W MEP = V V Efisiensi siklus Diesel berbeda dengan effisiensi siklus Otto, di mana nth,otto > nth,diesel. Ini berlaku untuk siklus yang keduanya beroperasi pada rasio kompresi yang sama. Seperti terlihat pada diagram nth,diesel-r, semakin tinggi rasio kompresi maka efisiensi akan semakin tinggi pula. Effisiensi siklus Diesel tergantung dari besarnya rasio cut-off, di mana bila rasio cut-off turun, maka efisiensi siklus Diesel akan naik. Efisiensi siklus Diesel dan Otto akan identik bila rasio cut-off sama dengan 1 (r c = 1).
KESIMPULAN Mesin diesel bekerja pada rasio kompresi yang lebih tinggi daripada mesin bensin tetapi lebih efisien. Ini dikarenakan pada mesin diesel bahan bakar terbakar seluruhnya walaupun bekerja pada putaran mesin yang rendah sekalipun. Karena lebih efisien dan rendahnya pemakaian bahan bakar (irit BBM), mesin diesel dipilih untuk aplikasi kendaraan berat (mesin yang membutuhkan daya yang besar) seperti mesin kereta api (locomotive), unit pembangkit daya (generator-set), kapal laut pengangkut, truk/trailer berat, dll. DAFTAR PUSTAKA http://tutorialteknik.blogspot.co.id/2011/05/siklus-diesel-ideal.html http://nazar-m05.blogspot.co.id/2012/04/siklus-diesel.html https://mashariyanto.files.wordpress.com http://dieselotomotif.blogspot.co.id/2013/11/pengertian-mesin-diesel.html