UESWIGATIL

CARA KERJA MESIN DIESEL

Cara Kerja MESIN DIESEL

Pada prinsipnya kerja mesin diesel memiliki empat langkah piston (4-stroke atau di pasaran dikenal dengan 4-tak) sepeti halnya mesin bensin. Yaitu udara murni dihisap ke dalam silinder melalui saluran masuk (intake manifold) lalu dikompresikan oleh piston. Sehingga tekanan dan termperaturnya naik. Pada akhir langkah kompresi bahan bakar mesin diesel di-injeksikan ke dalam silinder melalui nozzle dalam tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan terjadinya penyalaan dalam ruang bakar dan menghasilkan ledakan yang akan mendorong piston.
Gerak translasi piston yang dihasilkan oleh ledakan tadi adalah sebuah usaha/gaya yang akan diteruskan ke poros engkol untuk dirubah menjadi gerak rotasi. Gerak rotasi poros engkol yang terhubung dengan fly wheel mengakibatkan piston terdorong kembali untuk menekan gas sisa pembakaran ke luar silinder melalui saluran buang (exhaust manifold).

Mesin diesel sulit beroperasi pada saat silinder dingin. Untuk membantu mesin melakukan gerak mula pada saat silinder dingin beberapa mesin menggunakan busi pemanas (glow plug) untuk memanaskan silinder sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas “resistive grid” dalam “intake manifold” untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin. Busi pemanas ini tidak digunakan pada mesin diesel jenis direct injenction.
Komponen-komponen yang ada dan bekerja dalam mesin diproduksi dengan dengan sangat teliti. Sementara komponen-komponen tesebut bekerja dalam mesin dengan temperatur kerja mesin yang mencapai lebih dari 800 C dan beban kerja dalam ruang silinder yang mencapai temperature 3000 sampai 5000 C pada tekanan 2492 kPa (30 Kgf/cm2). (Training Manual, M-STEP 2: Gasoline Engine, Kramayudha Tiga Berlian)

Teknologi internnal combustion chamber, seperti yang ditulis pada harian republika edisi 16 juli 1993, sebagai teknologi lawas yang dianggap para ilmuwan sebagai lompatan terbesar dalam teknologi otomotif yang sampai saat ini belum tergantikan memerlukan perhatian dan perlakuan yang baik.
Beban kompresi yang tinggi, konstruksi yang besar, dan momen puntir yang dihasilkan cukup besar, menghasilkan pula rendemen panas yang tinggi. Maka akan menjadi pertanda buruk jika banyak energi panas yang terbuang ketika mesin bekerja. Perlu Untuk mengatasinya adalah dengan mengoptimalkan kemampuan komponen-komponen pendukung yang bekerja dalam mesin agar tetap dalam kondisi prima sesuai dengan spesifikasi. Sehingga tidak banyak energi panas yang terbuang percuma.

Antara mesin diesel dan mesin bensin memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing. Salah satu yang biasanya dirasakan adalah mesin bensin lebih responsif dibandingkan diesel. Sementara mesin diesel memiliki output momen (torsi) yang lebih baik daripada mesin bensin pada putaran yang sama. Dilihat dari konstruksinya, mesin diesel lebih besar dan berat daripada mesin bensin pada spesifikasi tenaga yang sama.

Air fuel Ratio (AFR) atau rasio udara dan bahan bakar mesin diesel berlebih dibandingkan mesin bensin. AFR mesin diesel mencapai 1 : 16 sampai dengan 160. Artinya satu bagian bahan bakar membutuhkan 16 s/d 160 bagian udara untuk melayani proses pembakaran di dalam silinder. Hal lain yang berhubungan erat dengan AFR adalah emisi gas buang yang dihasilkan. Dilihat dari sisi emisi gas buang, gas NOx yang dihasilkan dari pembakaran mesin diesel mengandung kelebihan oksigen karena mesin diesel dioperasikan dengan AFR yang lebih kurus dari AFR secara teoritis yang mencapai 1 : 14,7. Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah 1 – 2 %. Tingginya konsentrasi oksigen di gas buang akan menyebabkan tingginya konsentrasi senyawa NOx. Senyawa NOx ini sangat tidak stabil dan bila terlepas ke udara bebas, akan berikatan dengan oksigen untuk membentuk Nitrat oksida (NO2). Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan bila terkena air akan membentuk asam nitrat. Keuntungan lain dari AFR yang kurus pada mesin diesel adalah rendahnya kandungan Karbon monoksida (CO) dan Hidrokarbon (HC) pada gas buang.

Konstruksi mesin diesel yang lebih berat dan besar dibandingkan mesin bensin, selain memakan tempat pada kompartement mesin, juga mengakibatkan putaran maksimum yang rendah. Yaitu hanya mencapai kurang lebih 5000 Rpm. Dan berimplikasi pada out put maksimum yang rendah pula.

Meskipun tekanan maksimumnya lebih tinggi dari mesin bensin, yaitu bisa mencapai 5,8 sampai dengan 8,8 kpa (60 – 90 kgf/cm2), tidak mampu mendongkrak out put maksimum dari mesin diesel. Karena tingginya tekanan tersebut dikarenakan perbandingan kompresi yang tinggi. Perbandingan kompresi mesin diesel bisa mencapai 1 : 15 s/d 23. nilai perbandingan kompresi diperoleh dari jumlah volume langkah ditambah volume kompresi dibandingkan dengan volume kompresi. Tingginya perbandingan kompresi tersebut dalam mesin diesel sangat dibutuhkan untuk memperoleh tekanan dan temperatur yang tinggi dari udara yang masuk ke dalam silinder. Sementara di mesin bensin tidak diperlukan kompresi setinggi itu untuk menghasilkan pembakaran. Karena pembakaranya dilakukan oleh percikan api dari busi.

Sebelumnya banyak orang beranggapan bahwa mesin diesel itu kotor, kasar dan lambat. Maka, mesin diesel diidentikan dengan truk, kendaraan berat, traktor dan yang lainnya. Tapi, seiring dengan perkembangan teknologi otomotif anggapan harus dihilangkan. Penyempurnaan pembakaraan dan teknologi catalyc converter berhasil membersihkan gas buang. Audi R40 telah membuktikan ketahanan mesin diesel dengan menjuarai lomba ketahanan mesin 24 jam di Le Mans 2006. Dan yang menarik dari mesn diesel adalah mesin diesel dikenal hemat dalam hal konsumsi bahan bakar dan memiliki torsi yang besar. Menurut pabrikan mobil PSA, teknologi diesel terbaru bisa mencapai efesiensi bahan bakar sebesar 20 % dibandingkan teknologi tahun 1980-an dengan peningkatan tenaga dua kali lipat. Kendaraan dengan mesin diesel terbaru bisa mencapai jarak 100 km hanya dengan 3 liter bahan bakar.

SISTEM KERJA MOTOR DIESEL DAN KOMPONENNYA

Dasar teori

Sejarah motor diesel

Pada tahun 1893, mesin diesel pertama kali ditemukan oleh Rudolf Diesel dari jerman. Sebelum adanya mesin diesel sudah ditemukan terlebih dahulu motor bakar yang beroperasi dengan bahan bakar murah yang ditemukan oleh dua orang Amerika Meltz dan Weiss. Mesin tersebut mengubah panas menjadi energi mekanik, disertai tekanan udara murni dalam silinder.

Pada mesin diesel, udara didalam silinder dikompresikan hingga menjadi panas. Bahan bakar diesel yang terbentuk kabut kemudian disemprotkan kedalam silinder. Oleh karena itu, mesin diesel perbandingan kompresinya dibuat (15:1-22:1) lebih tinggi daripada mesin bensin.

Keuntungan mesin diesel
• Mempunyai efisiensi panas yang lebih besar, penggunaan bahan bakar lebih ekonomis
• Lebih tahan lama dan tidak memerlukan elektrik igniter
• Momen tidak berubah pada rentang tingkat kecepatan yang luas

Kerugian
• Tekanan pembakaran mksimum hampir dua kali mesin bensin, suara dan getaran mesin diesel lebih besar karena tekanan pembakaran yang tinggi maka mesin diesel harus dibuat dari bahan yang tahan terhadap tekanan tinggi dan harus mempunyai struktur yang kuat, jauh lebih berat dan biaya pembuatannya lebih mahal
• Memerlukan sistem injeksi yang presisi
• Mempunyai kompresi yang tinggi dan membutuhkan gaya yang lebih besar untuk memutarnya, perlu motor starter dan batery dengan kapasitas yang lebih besar.
Panas tinggi yang dimiliki oleh udara yang dikompresi sanggup untuk membakar sendiri bahan bakar yang disemprotkan tadi. Namun karena hasil yang kurang memuaskan, maka bahan bakar diganti dengan bahan bakar cair yang disemprotkan kedalam silinder pada akhir langkah kompresi, dngan menggunakan udara tekan.
Pada saat ini motor diesel tidak lagi menggunakan sistem penyemprotan udara tekan, melainkan dengan digunakan pompa yang menyemprotkan bahan bakar kedalam silinder melalui suatu iject

 Prinsip kerja motor diesel.

Proses kerja dari sebuah mesin diesel terbagi menjadi 4 proses yaitu:
a. Intake stroke
pada langkah hisap, udara dimasukkan kedalam silinder. Piston membentuk kevakuman didalam silinder. Piston bergerak kebawah dari titik mati atas ke titik mati bawah. Katup hisap terbuka selama langkah ini dan katup buang tertutup.

b. compression stroke
udara yang dihisap kedalam silinder kemudian dimampatkan, posisi kedua katup baik hisap maupun buang tertutup, sehingga suhunya naik.

c. langkah kerja (power stroke)
pada akhir langkah kompresi, bahan bakar disemprotkan kedalam ruang bakar. Posisi kedua katup masih tertutup,karena suhu tinggi dari udara yang dimampatkan tadi maka bahan bakar akan terbakar. Suhunya semakin tinggi diikuti dengan tekanannya tinggi juga sehingga mendorong piston turun menuju TMB.

d. langkah buang (exhaust stroke)
setelah sampai di TMB piston bergerak naik menuju TMA, katup buang terbuka, sehingga sisa gas hasil pembakaran dibuang keluar. Proses ini terjadi secara berulang-ulang sehingga dihasilkan putaran yang kontinu.

Persyaratan agar mesin dapat bekerja dengan baik :
• tekanan kompresi yang tinggi
• waktu penyemprotan bahan bakar yang tepat.
• campuran bahan bakar dan udara yang tepat.

Bagian mesin
Sebuah motor diesel terdiri dari kepala silinder, blok silinder, piston, batang piston, mekanisme katup dan sebagainya. Bila mesin dioperasikan dalm waktu yang lama maka komponennya akan mengalami aus, dan celah antara komponen-komponen bertambah besar. Akibatnya kemampuan mesin menurun, timbul suara abnormal, konsumsi minyak pelumas bertambah, dan penggunaan bahan bakar menjadi boros. Dalam keadaan demikian, mesin harus dioverhaul dan komponen yang rusak harus diperbaiki atau diganti.seperti :
• kepala silinder
• katup dan mekanismenya
• blok silinder
• piston
• poros engkol dan batang torak

• Kepala Silinder

Kepala silinder dipasang pada permukaan blok silinder dan membentuk sebagian ruang bakar utama. Pada kepala silinder dipasang nozzle untuk menginjeksi bahan bakar, manifold masuk untuk memasukkan udara yang diperlukan dalam pembakaran, manifold keluar untuk membuang gas pembakaran ke udara luar, system katup untuk mengatur penghisapan , pembuangan, system pemanas untuk memanasi udara. Dalam ruang bakar pada waktu motor masih dingin untuk memudahkan menghidupkan motor. Kepala silinder umunya dibuat dari besi tuang.

• Piston

Piston selalu bergerak bolak-balik didalam silinder dan dihubungkan dengan batang piston dengan pin piston. Piston memutar poros engkol (crank shaft) melalui batang piston selalu bersinggungan dengan tekanan dan temperatur tinggi. Oleh sebab itu piston harus dibuat oleh bahan yang ringan, kuat, tahan panas dan tahan aus. Bahan piston umumnya terbuat dari campuran almunium. Tipe lainnya yang keliling luar dilapisi timah agar tahan singgungan dengan dinding silinder. Permukaan piston terbentuk atas bermacam-macam tipe dengan tujuan untuk membentuk ruang bakar dan menimbulkan pusaran bahan bakar pada saat penyemprotan.

• Pena piston ( Pin Piston )

Pin piston berfungsi untuk menghubungkan piston dengan batang piston. Pin piston menerima beban yang besar yang bekerja diantara piston dan batang piston (piston rod), sehingga untuk mengatasi beban ini bagian tengahnya dibuat lebih tebal.

• Ring Piston

Ring torak ada dua macam yaitu ring kompresi dan ring oli, ring kompresi untuk mencegah kebocoran kompresi dan gas pembakarannya, serta menyalurkan sebagian panas dari torak ke air pendingin melalui dinding silinder. Ring oli berfungsi untuk mengikis sisa oli yang telah melumasi pada dinding dalam silinder, serta memberi oli pelumas pada bagian ujung kecil batang torak. Umumnya ring torak terbuat dari besi tuang khusus dan mempunyai sifat tahan panas, tahan aus dan mempunyai gaya pegas. Ada juga ring torak yang permukaan luarnya dilapisi chrome agar lebih tahan terhadap keausan serta untuk memperbaiki penyesuaian permukaan antara ring dengan dinding silinder.

• Batang piston ( piston rod )

Batang piston berfungsi untuk menghubungkan piston dengan poros engkol (crankshaft) dan mengubah gerakan bolak-balik menjadi gerakan berputar poros engkol. Agar bagian batang piston ini dapat berayun maka pada bagian pemasangan piston digunakan bos dan pada bagian pemasangan poros engkol digunakan bantalan.

• Poros engkol ( crankshaft )

Poros engkol berfungsi untuk mengubah gerak bolak-balik torak menjadi gerak putar melalui batang torak. Poros engkol terdiri dari pena engkol, jurnal engkol da lengan engkol yang ditempa dari baja karbon atau baja khusus. Poros engkol dipasang terhadap blok silinder pada bagian jurnal ini. Baik jurnal engkol maupun pena engkol dikeraskan dengan cara induksi untuk mengatasi pengausan. Pada bagian depan poros engkol dipasang gigi poros engkol untuk menggerakkan sistem klep dan pulley engkol untuk memutar kipas, pompa air, alternator dan bagian belakang dipasang roda gila (fly wheel). Bobot pengimbang (Balancing weight) dipasang pada lengan engkol untuk menghilangkan ketidakseimbangan dalam perputaran motornya.

• Bantalan jurnal (Jurnal bearing)

Bantalan jurnal umumnya trimetal yang terdiri dari bagian atas dengan bahan kelmet metal dan bagian belakang dibuat dari bahan baja lunak. Pada bantalan jurnal dibuat lubang dan alur oli untuk saluran oli dari blok silnder.

• Roda penerus

Roda penerus berfungsi untuk meratakan putaran poros engkol yang berubah ubah akibat pembakaran (kerja) pada tiap satu kali putaran poros engkol pada motor dua tak atau pada tiap kali putaran poros engkol motor empat tak. Pada waktu putaran poros engkol dipercepat oleh gaya pembakaran, sebagian gaya pembakaran ini tersimpan pada roda penerus. Setelah selesai pembakaran, putaran poros engkol semakin menurun pada langkah lainnya. Gaya yang tersimpan pada poros engkol yang disebut gaya inersia dikeluarkan kembali untuk memperkecil perubahan kecepatan putaran. Oleh sebab itu putaran menjadi tidak rata.

• Katup ( Inlet & Outlet valve )

Klep berfungsi untuk memasukkan udara dan membuang gas hasil pembakaran dengan cara membuka dan menutup klep pada saat yang tepat. Sistem klep terdiri dari klep dan pegas untuk membuka dan menutup langsung ruang bakar, gigi timing untuk memindahkan putaranporos engkol ke poros nok, tappet (pengangkat klep) untuk membuka dan menutup klep oleh perputaran poros nok, batang pendorong (push rod), lengan pengungkit (rocker arm), pada motor dua tak tidak ada klep hisap, akan tetapi ada lubang bilas (scavenging port). Dibagian silinder untuk memasukkan udara. Pembukaan klep oleh poros nok yang diputar poros engkol dengan kecepatan putaran setengah putaran poros engkol, pada batang katup terpasang pegas katup dan dudukan pegas katup.

• Cam Shaft

Cam shaft mempunyai satu nok untuk hisap dan satu nok untuk buang pada silinder. Bentuk nok dibuat seperti elips atau telur untuk meningkatkan effisiensi dan agar putaran motor tenang. Diameter panjang nok disebut tinggi nok dan perbedaan antara diameter panjang dan diameter pendek disebut pengangkatan nok (cam lift).

• Gigi timing ( timing gear )

Gigi timing berfungsi untuk melaksanakan saat yang tepat penginjeksian bahan bakar dan pembukaan serta penutupan katup. Gigi timing terdiri camshaft diputar dengan setengah kecepatan putar gigi poros engkol. Pada masing-masing roda gigi diberi tanda untuk menghindari kesalahan pemasangan.

• Injektor
Mensuplay, membersihkan, dan mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar.
• Feed Pump
Feed pump memompa bahan bakar dari tangki bahan bakar kemudian disalurkan ke filter bahan bakar kemudian disalurkan menuju injector.
• Cooling system ( radiator dan oil cooler )
Radiator merupakan pendingin mesin yang menggunakan media air, yang berfungsi untuk mendinginkan dan mengatur sushu kerja masin dalam keadaan yang normal.Oil cooler berfungsi untuk mendinginkan minyak pelumas dengan perantara udara.
• Rocker Arm
Rocker arm berfungsi untuk menekan katup agar terbuka atau menutup dengan bantuan atau gerakkan dari camshaft, dan juga berfungsi untuk mensetting kerenggangan/clearance katup.
• Oil Pump
Oil pump berfungsi untuk memompa minyak pelumas dari sump tank atau carter yang kemudian didistribusikan ke semua bagian-bagian dan komponen-komponen mesin, terutama yang saling bergesekkan agar pelumasan dalam mesin terjadi secara baik dan merata.

 • Sump Tank ( Tangki Carter )
Sump tank berfungsi sebagai tempat penampungan minyak pelumas yang akan didistribusikan ke mesin oleh oil pump.

• Oil filter dan Strainer
Oil filter dan strainer berfungsi untuk menyaring semua kotoran dan geram-geram yang terkandung pada minyak pelumas sebelum didistribusikan ke bagian-bagian mesin.
• Fuel Filter
Fuel filter berfungsi untuk menyaring semua kotoran-kotoran yang akan masuk ke fuel pump, sehingga bahan bakar yang diinjeksikan benar-benar bersih dan menyebabkan pembakaran yang optimal.
• Push Rod ( pin rod )
Push rod berfungsi sebagai pendorong rocker arm agar dapat menekan katup, melalui mekanisme gerak camchaft.
• Water Pump
Water pump berfungsi sebagai pemompa air yang berada di radiator agar masuk ke dalam mesin melalui water jacket pada dinding silinder dan air pendingin tersebut dapat bersirkulasi.

• Thermostat
Thermostat berfungsi sebagai katup lewatnya air pendingin, ketika air pendingin ada pada suhu 80˚C air akan disirkulasikan kembali ke water jacket, dan apabila suhunya melebihi 80˚C maka air tersebut akan langsung dimasukkan ke radiator untuk didinginkan.

2. Sistem pelumasan

Sistem pelumasan adalah suatu sistem yang berfungsi untuk melumasi bagian-bagian pada mesin yang sangat memelukannya dengan baik seperti pada dinding silinder, bantalan-bantalan dari poros engkol, piston rod, piston dan katup-katup (inlet/outlet).akan tetapi minyak pelumas berfungsi untuk :

1. Melindungi mesin dari sifat korosi ( Anti Oksidasi )

2. Melepas kerak-kerak yang terjadi akibat proses pembakaran ( Detergen )

3. Membantu mengurangi panas Yang terjadi akibat proses pembakaran ( Pendingin )

4. Mencegah encernya oli akibat suhu tinggi ( Pengental )

5. Bertindak sebagai seal / perapat

II.1. 3. Sistem Pendingin

Sistem pendingin adalah suatu sistem yang berfungsi untuk melindungi mesin akibat dari poses pembakaran didalam silinder. Cara pendingin mesin terdapat beberapa macam, antara lain :

1. Sistem pendinginan udara ( Langsung ), mesin menggunakan pendingin langsung harus mempunyai sirip-sirip pada kepaa silinder, udara dialirkan melalui sirip-sirip untuk mendingikan bagian yang panas,untuk mesin jenis ini cenderung mengeluarkan suara yang bising jika dibandingkan dengan menggunakan pendingin air, karena air dapat menyerap / meredam suara.

2. sistem pendingin air ( tak langsung ), sistem pendingi ini menggunakan air sebagai media pendinginan mesin, air dipilih karena cenderung lebih cepat menyerap panas jika dibandingkan dengan udara,kerugian dari penggunaan air itu sendiri, jika dilihat dari sifat air yang dapat menyebabkan korosi maka dapat mengganggu pada saluran air pendingin, oleh karena itu air pendingun dicampur oleh cairan anti karat untuk melindungi bagian-bagian yang didinginkan.

II.1. 4. Sistem bahan bakar

Sistem bahan bakar adalah suau sistem ang berfungsi sebagai pengatur, penyedia bahan bakar yang akan masuk kedalam silinder. Perbedaan cara pemasukan bahan bakar antara mesin diesel dengan bensin adalah untuk mesin menggunakan bensin bahan bakar dan udara dicampur menjadi satu daam karburator sebelum masuk kesilinder, sedangkan pada mesin diesel bahan bakar langsung diinjeksikan langsung kedalan silinder untuk udara dimasukan seperti biasa kedalam silinder, dikarenakan bahan bakar diesel mempunya nilai cetan yang lebih rendah dari nilai oktan bensin maka diperlkan proses pengkabutan untuk membantu proses pembakaran yang sempurna.

II.1. 5. Sistem Timming gear

Timing gear berfungsi untuk mengatur waktu penyemprotan bahan bakar kedalam silinder, mengatur saat pembukaan dan penutupan katup, serta menyesuaikan posisi piston dalam silinder.timing gear biasanya menghubungkan antara poros engkol, poros nok, dan fuel injection pump.hal ini perlu dilakukan agar saat penyemprotan bahan bakar sesuai dengan posisi piston saat kompresi yang berarti juga bahwa katup hisap dan buang harus tertutup.

II.1. 6. Sistem Start dan pengisian

Sistem Start berfungsi untuk memutar Roda gila / Fly Wheel agar mesin dapat hidup. Sistem start ini digerakkan oleh sebuah dinamo listrik yang diberikan oleh akumulator untuk dirubah menjadi energi gerak ( mekanik ) yang digunakan untuk memutar roda gila.

Sistem pengisian adalah rangkaian kelistrikan yang digunakan untuk mengisi kembali accumulator yang telah digunakan agar tenaganya tetap seperti semula, sistem ini mnggunakan sebuah alternator yang berfungsi untuk mengubah gerakan mekanis dari poros engkol menjadi energi lstrik untuk mengisi kembali baterai,gerakan alternator ini didapat dari gerakan piston yang dihubungkan dengan menggunakan belt agar alternator dapat beputar.

PRINSIP DASAR TURBIN UAP

2.1 Tinjauan Secara Umum 

Salah satu jenis penggerak mula yang dipakai di industri adalah mesin kalor, yaitu suatu mesin yang menggunakan energi panas untuk melakukan kerja mekanik atau suatu mesin di mana energi panas dapat dirubah menjadi energi mekanik.

Energi itu sendiri dapat diperoleh akibat pembakaran bahan bakar, fisi bahan bakar nuklir atau proses yang lain.

Dilihat dari cara memperoleh panas, maka  mesin  kalor  dapat  dibagi atas dua bagian , yaitu :   
a. Mesin pembakaran luar (External combustion engine).
    Ini berarti bahwa panas diperoleh dari proses pembakaran di luar mesin sendiri.
    Contoh : mesin uap dan turbin uap.          
b. Mesin pembakaran dalam (Internal combustion engine).
    Ini  berarti bahwa panas diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri.
    Contoh : motor bensin, motor diesel, motor gas dan turbin gas.

Turbin atau turbine berasal dari kata turbo (Yunani) yang artinya putar. Dalam hal ini turbin mempunyai komponen utama berupa sudu-sudu atau kincir yang digerakan oleh aliran uap, gas atau air dan tidak ada torak yang digerakan oleh aliran. Aliran, gas air atau angin dapat terjadi di alam sebagai aliran udara, air dan berupa aliran sungai atau air terjun.

Turbin yang bekerja dengan aliran-aliran alamiah ini dipakai bila ada tenaga aliran atau energi alam tersedia. Akan tetapi aliran tersebut dapat kita buat misalnya uap dan gas.

Bilamana fluida kerjanya adalah uap, maka dinamai turbin uap atau steam turbines, yaitu pesawat penggerak yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik, yang selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin.

Turbin uap pertama kali dibuat oleh William Avery (Amerika) pada 1831 untuk menggerakan mesin gergaji. Selanjutnya teori berkembang mengikuti aplikasinya. Parsons, Charles G. Curtis dan Carl Gustav Patrik mengembangkannya dengan membuat turbin-turbin uap yang lain, dengan susunan sudu lebih dari satu baris.

2.2  Prinsip Kerja dan Klasifikasi Turbin Uap

2.2.1  Prinsip Kerja Turbin Uap

Skema dari sebuah sistem turbin uap tertutup dapat dilihat pada gambar 1. Sistem tersebut terdiri dari beberapa komponen utama yaitu ketel uap, turbin yang menggerakan beban,kondensor dan pompa air ketel. Dengan demikian turbin hanya merupakan salah satu komponen saja dari suatu sistem tenaga. Di dalam  turbin, tekanan dan temperatur uap turun, selama itu uap meninggalkan turbin dan masuk ke dalam kondensor. Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengembunkan uap dengan jalan mendinginkannya.

Air pengembunan yang terjadi di dalam kondensor disebut kondensat. Dengan pertolongan sebuah pompa air dari kondensor dialirkan ke ketel uap. Pompa tersebut biasanya diletakkan lebih rendah atau di bawah kondensor, oleh karena pada umumnya kondensor bekerja dengan tekanan vakum. Oleh karena ada kemungkinan kebocoran uap, maka perlu dimasukkan air tambahan (make up water), sebanyak 3-4 % kapasitas produksi uap atau lebih, sesuai dengan sistem yang dipergunakan. 

   

Siklus ideal dari suatu sistem turbin uap sederhana adalah siklus Rankine tertutup yang dapat digambar pada diagram T vs s atau pada diagram h vs s sperti terlihat pada gambar 2 dan 3.

Daerah dibawah garis lengkung k - K - k’ pada diagram T - s dan h - s merupakan daerah campuran fasa cair dan uap. Uap di dalam daerah tersebut biasanya juga dinamakan basah. Garis k - K dinamai garis cair (jenuh), dimana pada dan di sebelah kiri daerah tersebut air ada di fasa cair. Sedangkan garis K - k’  dinamai garis uap jenuh, di mana pada dan di sebelah kanan garis tersebut air ada dalam fasa uap (gas).

Uap di mana temperatur dan tekanan pada titik tersebut berturut-turut dinamai temperatur kritis dan tekanan kritis.

Pada titik kritis keadaan cair jenuh dan uap jenuh adalah identik. Untuk air, tekanan kritisnya Pc = 218,3 atm (3206,2 psia) dan temperatur kritisnya adalah Tc = 374,2 oC  (7045,4 oF). Pada tekanan lebih tinggi dari Pc tidak dapat diketahui dengan pasti bilamana dan di mana perubahan dari fasa cair ke fasa uap. Tetapi dalam hal tersebut biasanya dikatakan bahwa air ada dalam fasa cair apabila temperaturnya di bawah Tc dan ada dalam fasa uap apabila temperaturnya lebih tinggi dari pada Tc.

Siklus Rankine tertutup terdiri dari beberapa proses sebagai berikut :
1 ---> 2  Proses pemompaan isentropis di dalam pompa.
2 ---> 2’ ---> 3 Proses  pemasukan  kalor  atau  pemanasan  pada tekanan konstan  di dalam ketel.
3 ---> 4   Proses ekspansi isentropik di dalam turbin atau mesin uap lainnya.
4 ---> 1  Proses   pengeluaran  kalor   atau   pengembunan   pada   tekanan konstan di dalam kondensor.

Meskipun demikian, masih banyak variasi dari siklus Rankine tersebut di atas. Misalkan kemungkinan diadakannya pemanasan lanjut dari 3 ---> 3’ sehingga siklusnya menjadi 1 ---> 2 ---> 3---> 3’ ---> 4’ ---> 1.

Menurut hukum termodinamika, kerja yang dihasilkan oleh suatu proses siklus adalah sama dengan jumlah perpindahan kalor pada fluida kerja selama proses siklus tersebut berlangsung.    

Selanjutnya,secara  singkat prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut:

Uap masuk ke dalam turbin melalui nosel. Di dalam nosel energi panas dari uap dirubah menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan.

Tekanan uap pada saat keluar dari nosel, lebih kecil dari pada saat masuk ke dalam nosel, akan tetapi sebaliknya kecepatan uap keluar nosel lebih besar dari pada saat masuk kedalam nosel.

Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang berbentuk lengkung dan dipasang di sekeliling roda turbin. Uap yang mengalir melalui celah-celah di antara sudu-sudu turbin itu dibelokkan arahnya mengikuti lengkungan dari sudu turbin. perubahan kecepatan uap ini menimbulkan  gaya yang mendorong sudu dan kemudian memutar roda dan poros turbin.

Jika uap masih mempunyai kecepatan saat meninggalkan sudu turbin, berarti hanya sebagian energi kinetis dari uap yang diambil oleh sudu-sudu turbin yang berjalan. Supaya energi kinetis yang tersisa saat meninggalkan sudu turbin dapat dimanfaatkan, maka pada turbin umumnya dipasang lebih dari satu baris sudu gerak. Sebelum memasuki baris kedua sudu gerak, arah kecepatan uap harus    dirubah lebih dahulu. Maka di antara baris pertama dan baris kedua sudu gerak dipasang satu baris sudu tetap (guide blade) yang berguna untuk mengubah arah kecepatan uap, supaya uap dapat masuk ke baris kedua sudu gerak dengan arah yang tepat.

Kecepatan uap saat meninggalkan sudu gerak yang terakhir harus dapat dibuat sekecil mungkin, agar energi kinetis yang tersedia dapat dimanfaatkan sebanyak mungkin. Dengan demikian effisiensi turbin menjadi lebih tinggi karena kehilangan energi relatif kecil.

2.2.2  Klasifikasi Turbin Uap

    Turbin uap dapat diklasifikasikan dalam kategori yang berbeda-beda, misalnya :

a. Menurut jumlah tingkat tekanan.

• Turbin   satu  tingkat  dengan  satu  atau  lebih tingkat  kecepatan  yang biasanya berkapasitas kecil.
• Turbin  nekatingkat  yang biasanya dalam jangka kapasitas yang luas dari yang kecil hingga yang besar.    

b. Menurut arah aliran uap.

• Aksial dan radial.

c. Menurut jumlah silinder.

• Tunggal, ganda atau lebih dari dua.

d. Menurut prinsip aksi uap.

• Turbin aksi atau turbin tekanan rata.
• Turbin reaksi atau turbin tekanan lanjut.

e. Menurut proses penurunan kalor.

• Turbin kondensasi.
• Turbin tanpa kondensasi.

f. Menurut kondisi uap pada sisi masuk.

• Turbin tekanan rendah, tekanan uap 1,2 sampai 2 ata.
• Turbin takanan menengah, tekanan uap sampai 40 ata.
• Turbin tekanan tinggi, tekanan uap di atas 40 ata.
• Turbin tekanan sangat tinggi, tekanan uap 170 ata atau lebih dari temperatur diatas 550oC.

Lebih lanjut yang akan dibahas adalah turbin jenis aksi dan reaksi.

Turbin Impuls.

Gbr. 3 Grafik Tekanan dan Kecepatan Turbin Impuls

Pada turbin ini seluruh tekanan uap diubah menjadi kecepatan dalam satu pipa pancar, dengan kata lain uap hanya mengembang di dalam pipa pancar yang diam. Sedangkan selama melalui sudu-sudu gerak tekanan uap tetap, karena itulah maka disebut turbin tekanan rata atau tingkat kecepatan.

Keadaan aliran uap di dalam turbin tersebut di atas dapat diterangkan dengan menggunakan grafik tekanan dan kecepatan absolut seperti yang terlukis pada gambar 3 dan 4.

Dalam turbin impuls sederhana,uap diekspansikan di dalam satu nosel atau satu baris nosel yang masing-masing bekerja dengan tekanan yang sama. Dalam hal ini kecepatan uapnya naik. Setelah itu uap mengalir ke dalam baris sudu gerak dengan tekanan konstan. Tetapi kecepatan absolutnya turun karena energi kinetik uap diubah menjadi kerja memutar roda turbin.

Uap yang keluar dari turbin masih berkecepatan tinggi, oleh karena itu merupakan kerugian energi. Salah satu cara mencegah kerugian tersebut adalah dengan mengekspansikan uap secara bertahap di dalam turbin bertingkat ganda, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

Walaupun uap hanya diekspansikan di dalam nosel (baris sudu tetap pertama) dan selanjutnya tekanannya konstan, turbin tersebut masih termasuk dalam golongan turbin impuls karena di dalam baris sudu gerak tidak terjadi ekspansi (penurunan tekanan). Meskipun tekanan uap di dalam sudu geraknya konstan, kecepatan absolutnya turun karena sebagian dari energi uap diubah menjadi kerja memutar roda turbin. Kecepatan uap di dalam baris sudu tetap berikutnya tidak naik karena tekanannya konstan. Dalam hal tersebut terakhir sudu tetap dibentuk sedemikian rupa sehingga tidak terjadi ekspansi.

Gbr 4. Perbedaan Turbin Impuls dan Reaksi (wikipedia)

Turbin Reaksi.

Gbr. 5 Grafik Tekanan dan Kecepatan Turbin Reaksi

Pada turbin reaksi, proses ekspansi  (penurunan tekanan)  terjadi  baik di dalam baris sudu tetap maupun sudu geraknya. Turbin reaksi juga dinamai turbin Parsons sesuai dengan nama pembuatnya yang pertama, yaitu Sir Charles Parsons. Grafik tekanan dan kecepatan absolut dari uap di dalam turbin reaksi dapat dilihat pada gambar 4 dan 5.

Dalam hal ini baris sudu tetap maupun sudu geraknya berfungsi sebagai nosel, sehingga kecepatan relatif uap keluar setiap sudu lebih besar dari kecepatan relatif uap masuk sudu yang bersangkutan. Meskipun demikian, kecepatan absolut uap keluar sudu gerak lebih kecil dari pada  kecepatan absolut uap masuk sudu gerak yang bersangkutan, oleh karena sebagian energi kinetiknya diubah menjadi kerja memutar roda turbin.

Adapun sebagai pendukung pusat listrik tenaga uap ini digunakan beberapa alat bantu (auxiliary equipments) untuk membantu proses siklus turbin uap berjalan dengan baik, seperti :

• Sistem pelumas (lube oil system).
• Sistem bahan bakar (fuel system).
• Sistem pendingin (cooler system).
• Sistem udara kontrol (air control system).
• Sistem udara servis (air service system).
• Sistem hidrolik (hydraulic system).
• Sistem udara tekan (air pressure system).
• Sistem udara pengkabutan (atomizing air system).

Daftar Pustaka

1. Arismunandar Wiranto, Penggerak Mula Turbin, Penerbit ITB, Bandung 1988.
2. Shlyakin P., Steam Turbines, Theori And Design, Foreign Language House, Moscow.
3. Stodola A., Steam and Gas Turbines, Vol.I, Mc. Graw Hill Book Company Inc.,New Y

TURBIN UAP

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

                Turbin merupakan sebuah alat yang salah satunya digunakan untuk membangkitkan suatu energi. Di Indonesia telah tersebar berbagai macam turbin, mulai dari turbin gas, turbin air dan turbin uap. Turbin sangat membantu dalam kehidupan sehari-hari kita, salah satunya untuk memenuhi kebutuhan kita yang tidak lepas dari alat tersebut, yaitu listrik. Dengan turbin kita dapat melakukan kegiatan malam tanpa harus dalam kondisi gelap. Kegiatan malam akan berjalan lancar dengan adanya listrik yang tidak lepas dari turbin tersebut.

Semakin banyaknya turbin dan pesatnya perkembangan turbin tersebut, kini turbin tak asing lagi. Segala macam cara dilakukan untuk memodifikasi kembali turbin tersebut hanya untuk meningkatkan kenyamanan bagi pemakai, baik individu maupun kelompok. Terlebih lagi dengan adanya perkembangan teknologi saat ini, proses pemodifikasian turbin tersebut menjadi lebih mudah dilakukan.

Dengan adanya berbagi macam turbin tersebut yang telah tersebar hingga dipelosok Indonesia, maka kami berupaya untuk menulis sebuah makalah yang menyangkut permasalahan tersebut yaitu Turbin Uap.

B.  Rumusan Masalah

            Berdasarkan latar belakang masalah di atas, penulis merumuskan rumusan masalah sebagai berikut.

1.      Apa sajakah jenis-jenis uap yang ada?

2.      Apa itu turbin uap?

3.      Komponen apa saja yang terdapat pada turbin uap?

4.      Bagaimana prinsip kerja turbin uap?

5.      Apa sajakah jenis-jenis turbin uap itu?

C.  Tujuan Penulisan Makalah

                Tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Dapat menentukan macam-macam turbin yang biasa dipakai sehari-hari.

2.      Mengidentifikasikan definisi dari turbin uap.

3.      Menentukan komponen-komponen dari turbin uap.

4.      Menjelaskan cara kerja dari turbin uap.

D.  Manfaat Penulisan Makalah

            Dalam pelaksanaan penelitian ini, diharapkan dapat memperoleh beberapa manfaat. Adapun manfaat yang diperoleh adalah sebagai berikut:

1). Bagi Penulis

Menambah wawasan, pengalaman dalam melaksanakan pengalaman dalam penulisan makalah

2). Bagi Pembaca

Sebagai media informasi agar pembaca dapat mengenal turbin uap

E.  Metode Penulisan Makalah

            Makalah ini disusun dengan menggunakan metode, yaitu

·         Studi Pustaka

Informasi-informasi ini kami dapat dengan cara menggali informasi dari buku-buku dan media-media lain yang ada

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Jenis-jenis Uap

            Proses pembentukan uap terbagi atas dua jenis, yaitu :

1.   Uap air

yaitu uap yang terbentuk diatas permukaan air sebagai akibat dari penurunan tekanan di atas permukaan air sampai tekanan penguapan yang sesuai dengan temperatur permukaan air tersebut pada titik didih dan pada tekanan di bawah tekanan atmosfir bumi. Penurunan tekanan ini diantaranya disebabkan karena adanya tekanan uap jenuh yang sesuai dengan temperatur permukaan air maka akan terjadi penguapan.

2.   Uap panas

yaitu uap yang terbentuk akibat mendidihnya air , aliran mendidih bila tekanan dan temperatur berada pada kondisi didih. Misalnya bila air tekanan 1 bar maka air tersebut akan mendidih pada suhu didih (±99,63⁰ C).

Uap yang terbentuk pada tekanan dan temperatur didih disebut uap jenuh saturasi (saturated steam). Apabila uap jenuh dipanaskan pada tekanan tetap, maka uap akan mendapat pemanasan lanjut (temperatur naik). Uap yang demikian disebut uap panas lanjut (uap adi panas) atau superheated steam.

Menurut keadaannya uap ada tiga jenis, yaitu :

Ø  Uap jenuh

Uap jenuh merupakan uap yang tidak mengandung bagian-bagian air yang lepas dimana pada tekanan tertentu berlaku suhu tertentu.

Ø  Uap kering

Uap kering merupakan uap yang didapat dengan pemanas lanjut dari uap jenuh dimana pada tekanan terbentuk dan dapat diperoleh beberapa jenis uap kering dengan suhu yang berlainan.

Ø  Uap basah

Uap basah merupakan uap jenuh yang bercampur dengan bagian-bagian air yang halus yang temperaturnya sama.

B.  Pengertian Turbin Uap

            Istilah turbin berasal dari bahasa latin yaitu ”turbo” yang berarti putar. Karena energi yang digunakan untuk memutar poros turbin adalah energi potensial fluida maka turbin sendiri termasuk ke dalam golongan mesin-mesin fluida.

Mesin–mesin fluida adalah mesin yang berfungsi mengubah energi mekanis pada poros menjadi energi potensial fluida atau sebaliknya, yaitu mengubah energi potensial fluida menjadi energi mekanis pada poros.

Secara umum mesin fluida dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu:

1. Mesin kerja, adalah mesin fluida yang berfungsi mengubah energi mekanis pada poros menjadi energi potensial fluida, misalnya : pompa, kompresor, blower, dan lain-lain.

2. Mesin tenaga, adalah mesin fluida yang berfungsi mengubah energi potensial fluida menjadi energi mekanis pada poros, misalnya : kincir angin, turbin air, turbin gas, dan turbin uap.

                Turbin kukus (uap air) adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial kukus menjadi energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yan digerakkan, turbin kukus dapat dipergunakan pada berbagai bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi.

Ide turbin kukus ini sudah lama. Sudah umum diketahui bahwa kira-kira tahun 120 S.M. Hero Alexandera membuat prototipe turbin yang pertama yang bekerja berdasarkan prinsip reaksi. Alat ini yang menjelma menjadi instalasi tenaga kukus yang primitif

Turbin uap (kukus) secara umum diklasifikasikan kedalam tiga jenis impuls, dan gabungan (impuls-reaksi), yang tergantung pada cara perolehan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik semburan kukus.

C.  Komponen-komponen Turbin Uap

            Komponen-komponen utama pada turbin uap yaitu

-          Cassing

Adalah sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin.

-          Rotor

Adalah bagian turbin yang berputar terdiri dari:

1)      Poros

Berfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.

2)      Sudu turbin atau deretan sudu

Berfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.

3)      Cakram

Berfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.

-          Nosel

Berfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.

-          Bantalan (bearing)

Merupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.

-          Perapat (seal)

Berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapatan ini terpasang mengelilingi poros. Perapat yang digunakan adalah :

1.      Labyrinth packing

2.      Gland packing

-          Kopling

Berfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.

D.   Prinsip Kerja Turbin Uap

            Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun cakram yang disebut sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena tiupan dari uap bertekanan yang berasal dari ketel uap, yang telah dipanasi terdahulu dengan menggunakan bahan bakar padat, cair dan gas seperti yang digunakan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk.

Uap tersebut kemudian dibagi dengan menggunakan control valve yang akan dipakai untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan pompa dan juga sama halnya dikopel dengan sebuah generator singkron untuk menghasilkan energi listrik.

Setelah melewati turbin uap, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi muncul menjadi uap bertekanan rendah. Panas yang sudah diserap oleh kondensor menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju boiler. Sisa panas dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisisensi thermodhinamika  suatu turbin uap bernilai lebih kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler sekitar 500⁰C sampai 600⁰C dan temperatur kondensor 20⁰C sampai 30⁰C. 

( Shlyakhin,P: Turbin uap. Hal 12).

D.1  Asas Impuls dan Reaksi

Turbin adalah mesin rotari yang bekerja karena terjadi perubahan energi kinetik uap menjadi putaran poros turbin. Proses perubahan itu terjadi pada sudu-sudu turbin. Sebagai perbandingan dengan mesin torak yang bekerja karena ekpansi energi panas gas atau uap di dalam silinder yang mendorong torak untuk bergerak bolak-balik. Pada dasarnya, prinsip kerja mesin torak dengan turbin uap adalah sama. Fluida gas dengan energi potensial yang besar berekspansi sehingga mempunyai energi kinetik tinggi yang akan medorong torak atau sudu, karena dorongan atau tumbukan tersebut, torak atau sudu kemudian bergerak. Proses tumbukan inilah yang dinamakan dengan Impuls.

Azas impuls dapat dijelaskan dengan metode sebagai berikut. Adalah sebuah pelat yang ditumbuk dengan fluida gas berkecepatan Vs, dan laju massa m, karena pelat itu beroda sehingga bergerak dengan kecepatan Vb. Dari dua model di atas, dapat dilihat bahwa model sudu mempunyai daya yang lebih besar pada kecepatan dan laju massa fluida gas yang sama.

Maka dengan alasan tersebut, bentuk sudu dianggap yang paling efisien untuk diterapkan pada turbin uap atau jenis turbin lainnya seperi turbin gas dan air. Penerapan model sudu tersebut di atas pada turbin uap, yaitu menata sudu sudut tersebut sebaris mengelilingi roda jalan atau poros turbin uap, sehingga terjadi keseimbangan gaya.

Perbedaan turbin  dan reaksi dari segi aliran

Model turbin impuls dalam sejarahnya sudah pernah dibuat oleh Branca. Prinsip kerjanya adalah dengan menyemburkan uap berkecapatan tinggi melalui nosel ke sudu-sudu impuls pada roda jalan. Akibat adanya tumbukan antara semburan gas dengan sudu-sudu jalan turbin impuls, poros turbin menjadi berputar.

Berbeda dengan azas impuls, azas reaksi untuk sebagaian orang lebih sulit dipahami. Untuk menggambarkan azas reaksi bekerja pada gambar adalah model jet uap dari Newton.

Semburan uap dari tabung mempunyai energi kinetik yang besar sehingga sepeda akan bergerak ke kiri. Dari hal tersebut dapat dipahami bahwa mesin tersebut bekerja dengan azas reaksi, yaitu semburan uap melakukan aksi sehingga timbul reaksi pada sepeda untuk begerak melawan aksi.

E.  Klasifikasi Turbin Uap

            Untuk memudahkan identifikasi terhadap turbin uap, maka turbin uap diklasifikasikan sebagai berikut :

1.      Menurut jumlah tingkat tekanan

a)      Turbin satu tingkat yang memiliki kapasitas tenaga kecil, biasanya digunakan untuk menggerakkan kompresor, pompa, dan mesin-mesin lainnya yang kapasitas tenaganya kecil.

b)      Turbin bertingkat banyak (neka tingkat), yaitu turbin yang dibuat untuk kapasitas tenaga dari kecil kepada yang besar dan biasanya terdiri dari susunan beberapa nosel dan beberapa cakram yang ditempatkan berurutan dan berputar pada satu poros yang sama.

2.      Menurut arah aliran uap

a)      Turbin aksial, yang uapnya mengalir dengan arah yang sejajar terhadap poros turbin.

b)      Turbin radial, yang arah aliran uapnya tegak lurus terhadap poros turbin.

3.      Menurut jumlah silinder

a)      turbin silinder tunggal

b)      turbin silinder ganda

c)      turbin tiga silinder

d)     turbin empat silinder

4.      Menurut kondisi uap yang digunakan

a)      Turbin tekanan lawan, yaitu bila tekanan uap bekas sama dengan tekanan uap yang dibutuhkan untuk keperluan proses kegiatan pabrik. Turbin ini tidak mengalami kondensasi uap bekas.

b)      Turbin kondensasi langsung, yaitu turbin yang mengondensasikan uap bekasnya langsung ke dalam kondensor, guna mendapatkan air kondensat untuk pengisi air umpan ketel.

c)      Turbin ekstraksi dengan tekanan lawan, dimana uap bekas digunakan untuk keperluan proses.

d)     Turbin ekstraksi dengan kondensasi, dimana sebagian uapnya dipakai untuk proses dan sebagian lagi untuk penyediaan kondensat air pengisi ketel uap.

e)      Turbin kondensasi dengan ekstraksi ganda, uap bekas dari turbin dipakai untuk kebutuhan beberapa tingkat ekstraksi da sisanya dijadikan kondensasi dalam kondensor untuk kebutuhan air pengisi ketel uap.

f)       Turbin non kondensasi dengan aliran langsung dan tanpa ada ekstraksi serta kondensasi, uap bekas dibuang ke udara luar dengan tekanan lawan sama atau melebihi dari 1 atm.

g)      Turbin non kondensasi dengan ekstraksi, uap bekas tidak dikondensasikan, hanya digunakan untuk proses.

5.      Menurut kondisi uap yang masuk ke dalam turbin

a)      Turbin tekanan rendah dimana tekanan uapnya 2 kg/cm²

b)      Turbin tekanan menengah, tekanan uap sampai dengan 40 kg/cm²

c)      Turbin tekanan tinggi, tekanan uap sampai dengan 170 kg/cm²

d)     Tubin tekanan sangat tinggi, tekanan uap di atas 170 kg/cm²

e)      Turbin adikritis, turbin uap yang beroperasi dengan tekanan uap di atas 225 kg/cm².

6.      Menurut prinsip aksi uap

a)      Turbin impuls, yang energi potensial uapnya diubah menjadi energi kinetik di dalam nosel atau laluan yang dilewati oleh sudu-sudu gerak,lalu energi kinetik ini diubah menjadi energi mekanik pada poros turbin.

b)      Turbin reaksi aksial, yang ekspansi uap diantara laluan sudu, baik sudu pengarah maupun sudu gerak tiap-tiap tingkat langsung pada derajat yang sama.

7.      Menurut sistem pemanas ulang uap

a)      Turbin uap dengan pemanas ulang tunggal

b)      Turbin uap dengan pemanas ulang ganda

8.      Menurut lingkungan pengoperasiannya

a)      Turbin darat, biasa terdapat pada industri atau PLTU untuk    menggerakkan generator

b)      Turbin yang dioperasikan di kapal.

9.      Menurut arah aliran uap

a)      Turbin aksial, Fluida kerja mengalir dalam arah yang sejajar terhadap sumbu turbin

b)      Turbin radial, Fluida kerja mengalir dalam arah yang tegak lurus terhadap sumbu turbin.

10.  Menurut prinsip aksi uap

a)      Turbin impuls, Energi potensial uap diubah menjadi energi kinetik di dalam nosel.

            Adapun turbin impuls mengubah energi potensial uapnya menjadi energi kinetik didalam nosel (yang dibentuk oleh sudu-sudu diam yang berdekatan). Nosel diarahkan kepada sudu gerak. Didalam sudu-sudu gerak, energi kinetik diubah menjadi energi mekanis. Energi potensial uap berupa ekspansi uap, yang diperoleh dari perubahan tekanan awal hingga tekanan akhirnya di dalam sebuah nosel atau dalam satu grup nosel yang ditempatkan didepan sudu-sudu cakram yang berputar. Penurunan tekanan uap didalam nosel diikuti dengan penurunan kandungan kalornya yang terjadi didalam nosel.  Hal ini menyebabkan naiknya kecepatan uap yang keluar dari nosel (energi kinetik). Kemudian energi kecepatan semburan uap yang keluar dari nosel yang diarahkan kepada sudu gerak (sudu-sudu cakram yang berputar) memberikan gaya impuls pada-pada sudu gerak sehingga menyebabkan sudu-sudu gerak berputar (melakukan kerja mekanis).

Atau bisa dafahami secara sederhana pronsip kerja dari turbin impuls yaitu turbin yang proses ekspansi lengkap uapnya hanya terjadi pada kanal diam (nosel) saja, dan energi kecepatan diubah menjadi kerja mekanis pada sudu-sudu turbin. Kecepatan uap yang keluar dari turbin jenis ini bisa mencapai 1200/detik. Turbin jenis ini pertama kali dibuat oleh de Laval, yang mana turbin ini mampu beroperasi pada putaran 30.000rpm. Pada aplikasinya turbin impuls ini dilengkapi dengan roda gigi reduksi untuk memindahkan momen putar ke mekanisme yang akan digerakkan seperti generator listrik.

b)      Turbin reaksi, Ekspansi uap terjadi pada sudu pengarah dan sudu gerak.

            Turbin reaksi yaitu turbin yang ekspansi uapnya tidak hanya terjadi pada laluan-laluan sudu pengarah (nosel) yang tetap saja tetapi juga terjadi pada laluan sudu gerak (sudu-sudu cakram yang berputar), sehingga terjadi penurunan keseluruhan kandungan kalor pada semua tingkat sehingga terdistribusi secara seragam. Turbin yang jenis ini umumnyan digunakan untuk kepentingan industri. Kecepatan uap yang mengalir pada turbin (yang biasanyan nekatingkat)  lebih rendah yaitu sekitar 100 – 200 m/detik.

BAB III

PENUTUP

A.  Kesimpulan

            Turbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin dihubungkan dengan yang digerakkan, yaitu generator atau peralatan mesin lainnya, menggunakan mekanisme transmisi roda gigi.

B.  Saran

1)      Untuk Pendidik

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangatlah pesat, oleh karena itu, sebagai seorang pendidik diharapkan untuk selalu update dengan ilmu pengetahuan dan teknologi di masa kini. Sehingga dalam memberikan pelajaran akan lebih mengena terhadap duniamasa kini.

2)      Untuk Peserta Didik

Sumber bahan belajar tidaklah cukup di dalam kelas saja, harapannya makalah ini bisa dijadikan sebagai salah satu sumber belajar yang selanjutnya bnisa bermanfaat bagi kita semua.

3)      Untuk Khalayak Umum

Belajar tidaklah hanya monoton di dalam kelas saja. Makalah ini ditulis dengan salah satu tujuan agar bisa dipakai oleh semua manusia termasuk di dalamnya yang belum mendapatkan kesempatan untuk mengenyam pendidikan di dalam kelas. Sehingga harapannya makalah ini juga dapat dimanfaatkan untuk menambah pengetahuan bagi semua orang.

DAFTAR PUSTAKA

http://manung95.blogspot.com/2011/05/turbin-uap.html

http://fuadmje.files.wordpress.com/2011/12/