BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Latar Belaka Belakang ng
Isu kenaikan harga dan kelangkaan bahan bakar memaksa para ilmuwan memikirkan cara pembuatan mesin yang hemat bahan bakar. Sistem engine yang banyak digunakan sejumlah pabrik dalam menjalankan menj alankan mesin sekarang s ekarang ini dinilai d inilai banyak pihak kurang k urang efisien dan da n boros bahan bakar. Selain itu juga menyebabkan men yebabkan polusi udara yang memicu pemanasan global (Sinar Harapan, Har apan, 200!. "alam usaha meningkatkan kon#ersi yang bisa didapat dari perubahan energi energi panas panas menjadi menjadi kerja, kerja, mesin mesin stirlin stirling g memilik memilikii potensi potensi untuk untuk mencapa mencapaii efisiensi tertinggi dari semua mesin kalor, secara teori sampai efisiensi efisiensi maksimal maksimal mesin $arnot, $arnot, meskipun dalam prakteknya usaha ini masih dibatasi oleh berbagai sifat%sifat non%ideal baik itu dari fluida kerjanya maupun bahan dari mesin itu sendiri, seperti gesekan gesekan,, kondukti#itas termal dan termal dan titik lebur . &esin stirling dapat dioperasikan melalui berbagai sumber panas,seperti tenaga matahari, kimia maupun nuklir. "ibandingkan dengan mesinpembakaran internal, mesin Stirling memiliki potensi untuk lebih efisien, lebih tenang, dan lebih mudah perawatannya. &engingat mesin stirling ini sangat berpotensi untuk dikembangkan dikembangkan maka penulis merasa perlu p erlu untuk mengkaji lebih leb ih jauh tentang apa itu mesin stirling s tirling dan d an bagaimana prinsip kerjanya. ker janya.
1.2 Perumu Perumusa san n Masa Masalah lah
'erda erdasa sark rkan an lata latarr bela belaka kang ng atau atau urai uraian an ters terseb ebut ut di atas atas,, permasalahan bisa dirumuskan dir umuskan sebagai berikut ber ikut
maka aka
. 'agaima 'agaimanaka nakah h prinsip prinsip kerja kerja mesin mesin stirlin stirling. g. 2. 'agaima 'agaimana na merancang merancang dan membangu membangun n setiap kompone komponen n utama mesin mesin stirling. ). *ara *arame mete terr apa apa saja saja yang yang haru haruss dipe diperh rhat atik ikan an dala dalam m peng pengop oper eras asia ian n stirling engine. 1.3 Tujuan juan Penelit Penelitian ian
+dapun tujuan penulisan dari skripsi ini adalah . &embuat stirling engine secara mudah dan sederhana. 2. &enjelaskan prinsip kerja stirling engine. ). &endemonstrasikan stirling engine sebagai alat peraga.
1. Man!a Man!aat at Pene Penelit litian ian
&emberi &emberikan kan gambara gambaran n kepada kepada mahasi mahasiswa swa melalui melalui demonst demonstrasi rasi stirling engi engine ne dan sebagai tahap pembelajaran bagi mahasiswa untuk mengajukan
hipotesa tentang prinsip mesin stirling dengan mengingat konsep mekanika fluida dan hukum termodinamika.
1." Met#$ Met#$#l# #l#gi gi Penelit Penelitian ian
*enulisan *enulisan skripsi ini dilakukan berdasarkan fakta%fakta yang objektif agar keben kebenara aranny nnyaa dapat dapat diper diperta tangg nggung ungjaw jawab abkan kan baik baik secar secaraa teori teoriti tiss maupu maupun n pengujiannya.
2
1.2 Perumu Perumusa san n Masa Masalah lah
'erda erdasa sark rkan an lata latarr bela belaka kang ng atau atau urai uraian an ters terseb ebut ut di atas atas,, permasalahan bisa dirumuskan dir umuskan sebagai berikut ber ikut
maka aka
. 'agaima 'agaimanaka nakah h prinsip prinsip kerja kerja mesin mesin stirlin stirling. g. 2. 'agaima 'agaimana na merancang merancang dan membangu membangun n setiap kompone komponen n utama mesin mesin stirling. ). *ara *arame mete terr apa apa saja saja yang yang haru haruss dipe diperh rhat atik ikan an dala dalam m peng pengop oper eras asia ian n stirling engine. 1.3 Tujuan juan Penelit Penelitian ian
+dapun tujuan penulisan dari skripsi ini adalah . &embuat stirling engine secara mudah dan sederhana. 2. &enjelaskan prinsip kerja stirling engine. ). &endemonstrasikan stirling engine sebagai alat peraga.
1. Man!a Man!aat at Pene Penelit litian ian
&emberi &emberikan kan gambara gambaran n kepada kepada mahasi mahasiswa swa melalui melalui demonst demonstrasi rasi stirling engi engine ne dan sebagai tahap pembelajaran bagi mahasiswa untuk mengajukan
hipotesa tentang prinsip mesin stirling dengan mengingat konsep mekanika fluida dan hukum termodinamika.
1." Met#$ Met#$#l# #l#gi gi Penelit Penelitian ian
*enulisan *enulisan skripsi ini dilakukan berdasarkan fakta%fakta yang objektif agar keben kebenara aranny nnyaa dapat dapat diper diperta tangg nggung ungjaw jawab abkan kan baik baik secar secaraa teori teoriti tiss maupu maupun n pengujiannya.
2
1.". 1.".1 1
%eni %eniss Pene Peneli liti tian an
"alam penelitian penulis menggunakan metode%metode berikut
1.". 1.".2 2
a!
*enelitian epustakaan ( Library yaitu u deng dengan an cara cara Library Research! yait menghimpun bahan%bahan pengetahuan ilmiah yang bersumber dari buku%buku, dan tulisan%tulisan ilmiah yang erat kaitannya dengan materi penulisan ini.
b!
*enelitian -apangan ( Field Field Research! yaitu dengan mengadakan pengujian dan pengetesan melalui praktek.
cara
&i!a &i!att Pene Peneli liti tian an
"alam penelitian ini penulis menggunakan deskriptif yaitu suatu penelitian yang bertujuan untuk menggambarkan menggambarkan keadaan atau gejala dan objek yang diteliti dengan mengambil suatu kesimpulan yang bersifat umum. 1.". 1.".3 3
Peng Pengum um'u 'ula lan n Data Data
*ada penulisan ini pengumpulan data dikelompokkan atas dua jenis data yaitu
a! "ata *rimer "iperoleh melalui pengujian stirling engine dalam kegiatan operasionalnya dan juga melakukan pengamatan atas hasil peneltian untuk dapat diambil langkah apa yang harus dilakukan dalam penelitian tersebut. b! "ata Sekunder "engan "engan mempela mempelajari jari teori%t teori%teroi eroi yang yang didapat didapat dari literat literatur, ur, dokumen dokumen,, dan bahan pustaka lainnya lain nya yang berhubungan berhubun gan dengan objek penelitian. pen elitian. 1.". 1.".
Met#$ et#$ee Ana Anali lisa sa Dat Data a
"ata yang diperoleh dari penelitian, dilakukan analisis baik secara teori maupun melalui perhitungan.
)
1.( &iste &istemat matika ika Penulis Penulisan an
ntuk memudahkan penyusunan skripsi, maka dalam hal ini penyusun membagi dalam beberapa bab, serta memberikan gambaran secara garis besar isi dari tiap%tiap bab. BAB I PENDAHULUAN
'ab 'ab ini mener meneran angka gkan n latar latar belaka belakang ng masal masalah, ah, perum perumusa usan n masa masalah lah,, tujua tujuan n penulisan,
pembatasan
masalah,
metodologi
penelitian,
serta
sistematika
penulisan.
BAB II II LANDA&AN TE)*I
'ab ini menerangkan teori%teori tentang dasar%dasar teori yang didasarkan dari studi literatur dan jurnal. BAB III MET)D)L)+I PENELITIAN
'ab ini berisikan berisikan tentang data yang diperlukan diperlukan dalam penelitian penelitian seperti alat dan bahan serta prosedur penelitian yang digunakan dalam tahapan%tahapan pengolahan data. BAB I, PEMBAHA&AN
'ab ini berisikan data hasil penelitian beserta perhitungan perhitungan yang berkaitan berkaitan dengan objek setelah melaksanakan pengujian. BAB , -E&IMPULAN DAN &A*AN
'ab ini memuat kesimpulan serta saran%saran dari tulisan ini.
/
BAB II LANDA&AN TE)*I
2.1 Mesin &tirling
"alam keluarga mesin kalor , &esin Stirling didefinisikan sebagai mesin regenerasi udara panas siklus tertutup. "alam konteks ini, siklus tertutup berarti bahwa fluida kerjanya secara permanen terkurung di dalam sistem, di mana mesin siklus terbuka seperti mesin pembakaran internal dan beberapa mesin uap, menukarkan fluida kerjanya dengan lingkungan sekitar sebagai bagiaan darisiklus kerja. egenerasi berarti bahwa adanya penggunaan alat penukar panas internal, yang dapat meningkatkan efisiensi mesin. 'anyak sekali kemungkinan dari penggunaan mesin stirling ini, dengan mayoritas masuk ke kategori mesin dengan piston tolak balik. &esin stirling secara tradisional diklasifikasikan ke dalam mesin pembakaran eksternal, meskipun panas bisa didapatkan dari sumber selain pembakaran seperti tenaga matahari maupun nuklir . &esin stirling beroperasi melalui penggunaan sumber panas eksternal dan heat sink eksternal, masing% masing dijaga agar memiliki perbedaan temperatur yang cukup besar.
2.2 &ejarah Perkemangan Mesin &tirling
&esin stirling ditemukan tahun 1 oleh obert Stirling (340%131!. Saat itu disebut mesin udara dengan model mesin pembakaran luar siklus tertutup. "ia mematenkan temuan itu pada 23 September 1 dan berlaku efektif 20 5anuari 13 atau ketika dia baru berumur 2 tahun.
6
7ambar 2. obert Stirling penemu mesin stirling.
*rinsip kerja secara teoretis dikembangkan 7eorge $ayley dari Inggris 20 tahun lebih awal. Istilah mesin stirling dipopulerkan kali pertama kali oleh olf &eijer untuk menjelaskan semua tipe mesin gas regeneratif siklus tertutup. *erkembangan produksi mesin stirling dibawa 5 8ricsson, penemu dan insinyur berkewarganegaraan Swedia. "ia berhasil dalam fabrikasi mesin stirling dan menjual hingga 2.000 unit mesin ukuran 0.6%6 hp sekitar tahun 160 di Inggris dan +merika.
Sejak awalnya mesin Stirling memiliki reputasi kerja yang baik dan masa kerja yang lama (di atas 20 tahun!, antara lain digunakan sebagai mesin pompa air dengan kapasitas rendah, yaitu pada pertengahan abad ke Sembilan belas sampai sekitar tahun 420, yaitu ketika mesin pembakaran internal dan motor listrik mulai menggantikannya.
&esin dengan udara panas (hot-air machine) dikenal karena cara kerjanya yang mudah, kemampuannya menggunakan berbagai jenis bahan bakar9 selain itu operasinya aman, tidak berisik, efisiensinya memadai (moderate), stabil dan rendah biaya perawatannya. ekurangannya adalah ukurannya yang sangat besar namun daya keluarannya (output! kecil dan harganya in#estasinya tinggi : mahal (untuk ukuran saat itu!. -epas dari pada itu, karena biaya operasinya rendah, maka mesin Stirling dipilih aplikasinya untuk mesin dengan tenaga uap ; pilihan satu%satunya pada saat itu% yang boros bahan bakar untuk mesin dengan daya yang sama, dan memerlukan perhatian khusus untuk mencegah terjadinya bahaya ledakan atau kerusakan lainnya. ekurangan utama lainnya untuk jenis mesin udara panas adalah kecenderungannya gagal operasi apabila heater head terlalu panas, walaupun hal itu kemudian dapat diatasi setelah dilakukan rekayasa ulang heater head nya, yang dapat mencegah panas lebih, serta aman pada mesin dengan daya rendah.
3
&esin itu juga diteliti sebagai refrigerator dan sukses mendinginkan sampai suhu 3/ .
*enemuan baru baja tahan karat (stainless steel) dan berkembangnya pengetahuan pada proses mesin termodinamik yang kompleks, mengawali temuan mesin%mesin baru, menjelang dan sesudah perang "unia ke II. "esain mesin udara panas yang disempurnakan , dengan bobot dan harga yang lebih murah, konstruksi dan operasinya yang mudah, dan yang lebih penting lagi adalah #ariasi bahan bakarnya yang tetap tidak berubah (bisa dengan udara ataupun gas!. Ironisnya, beberapa negara maju justru tidak tertarik menggunakan sistem mesin yang =sangat sederhana> ini untuk umpamanya pada mesin otomotif yang canggih, sistem pembangkit daya (listrik,dll, bukan untuk daya dorong primer! pada pesawat ruang angkasa dll.
Situasi ini kemudian berubah tahun 410, setelah USAID (+gen +S untuk bantuan pengembangan internasional! mendanai pengembangan pembuatan mesin Stirling untuk negara%negara berkembang, dan itu dimulai dari 'angladesh. "ari sinilah berawal prospek pengembangan dan pemanfaatan mesin Stirling untuk negara%negara berkembang lainnya, di +frika, +sia dan +merika -atin, sebagai salah satu solusi mesin yang murah dan hemat energi dengan menggunakan udara atau gas (helium, hydrogen, nitrogen, methanol dsb! sebagai fluida kerjanya. &esin Stirling generasi baru ini jauh lebih kuat, lebih efisien, tidak berisik, mudah penggunaannya, dan memiliki daya tahan yang lebih tinggi, serta mudah
1
diproduksi secara massal. "igunakan antara lain untuk mesin pembangkit listrik, mesin pendingin, mesin pompa dll. Setelah itu mesin stirling diteliti secara luas di seluruh dunia. ebijakan penghematan energi pun meningkatkan pengembangannya. 'eberapa mesin dengan efisiensi tinggi dikembangkan. Saat ini, mesin stirling dengan berbagai sumber energi dikembangkan para peneliti di dunia. *ada masa datang, kita bisa melihat mesin stirling yang berkebisingan rendah, tahan lama, andal, operasi multibahan bakar, gas buang bersih, dan lain%lain. 'eberapa perusahaan juga mendesain mesin stirling dengan helium sebagai gas kerja (kondukti#itas lebih baik daripada udara!.
2.3 Prinsi' -erja
*rinsip erja &esin stirling adalah mesin kalor yang unik karena efisiensi teoretisnya mendekati efisiensi teoretis maksimum, yang lebih dikenal dengan efisiensi mesin carnot. &esin stirling digerakkan ekspansi gas ketika dipanaskan dan diikuti kompresi gas ketika didinginkan. &esin itu berisi sejumlah gas yang dipindahkan antara sisi dingin dan panas terus%menerus. *iston displacer memindahkan gas antara dua sisi dan piston power mengubah #olume internal karena ekspansi dan kontraksi gas.
obert Stirling menyebut piston yang berpindah sebagai regenerator. enegerator itu dapat membangkitkan kembali udara. 5ika piston bergerak ke atas, regenerator dialirkan melalui udara hangat dan mengambil sebagian energi dari udara dan menyimpannya. 5ika piston bergerak ke bawah, dialirkan melalui udara
4
dingin dan mengeluarkan energi yang disimpan. "engan regenerator, mesin stirling mencapai efisiensi sangat baik.
Sebuah regenerator memungkinkan panas yang dihasilkan disimpan di dalam, sebagian menggantikan energi panas karena sedikitnya alih panas yang dimungkinkan melalui dinding heat-exchanger . 8nergi panas disimpan di dalam regenerator sementara gas penggerak menyusup ke ruangan yang dingin, dan kemudian dilepaskan sewaktu kembali ke ruangan ekspansi panas. ?enaga terjadi pada temperatur yang tinggi dan konstan, sangat ideal untuk setiap mesin. ompresi terjadi pada temperatur rendah, dan hampir tidak ada energi panas yang hilang. ?enaga bersih yang dihasilkan adalah akibat perbedaan antara pengembangan gas bertemperatur tinggi dan mengkompresi gas bertemperatur rendah.
2. %enis / %enis Mesin &triling
&esin Stirling memiliki dua jenis yang dibedakan oleh cara mereka memindahkan udara antara sisi panas dan dingin dari silinder
.
"ua piston =al'ha0 desain jenis memiliki piston dalam silinder terpisah, dan gas didorong antara ruang panas dan dingin.
2.
5enis mesin Stirling yang dikenal sebagai tipe =eta $an gamma0 menggunakan displacer (pemindah panas! mekanis yang telah terisolasi untuk mendorong gas kerja antara sisi panas dan dingin dari silinder. "isplacer, cukup besar untuk mengisolasi sisi panas dan dingin dari silinder untuk
0
menggantikan sejumlah besar gas. 5enis Ini harus memiliki jarak yang cukup antara displacer dan dinding silinder, untuk memungkinkan gas mengalir di sekitar displacer dengan mudah.
2..1 Al'ha &tirling
&esin Stirling alfa berisi kekuatan dua piston dalam silinder yang terpisah, satu berada didingin dan satunya berada dipanas. Silinder panas terletak di dalam suhu tinggi penghantar panas (silinder yang dibakar! dan silinder dingin terletak di dalam displacer suhu rendah. 5enis mesin ini memiliki rasio power%to%#olume tinggi, namun memiliki masalah teknis karena apabila suhu piston tinggi biasanya panas akan merambat ke pipa pemisah silinder . "alam prakteknya, piston ini biasanya membawa isolasi yang cukup besar untuk bergerak jauh dari @ona panas dengan mengorbankan beberapa ruang mati tambahan.
#nt#h -erja Mesin &triling Al!a
. Sebagian besar gas berkerja dalam silinder panas, yang telah dipanaskan melalui diding silinder panas dan
mendorong piston panas ke bagian bawah
(menarik udara!. "engan menarik udara dari bagian piston dingin. *ada titik 40 A adalah titik balik dimana piston panas akan menjadi sebuah siklus mesin striling.
7ambar 2.2 Isotermal. 2. 7as sekarang pada #olume maksimal. *iston di dalam silinder panas mulai bergerak, dan sebagian besar gas panas masuk ke dalam silinder dingin, di mana mendingin dan terjadi penurunan tekanan.
7ambar 2.) Isokhorik. ). Hampir semua gas sekarang berada di silinder dingin dan pendinginan berlanjut. *iston dingin, didukung oleh momentum roda gila ( pasangan piston lain pada poros yang sama! kompresi bagian gas yang tersisa.
7ambar 2./ ompresi Isotermal /. 7as pada silinder dingin mencapai #olume minimum, dan sekarang akan masuk kedalam silinder panas di mana ia akan dipanaskan sekali lagi, dan memberikan lagi kekuatan pada piston untuk mendorong piston panas.
2
7ambar 2.6 ompresi Isokhorik.
2..2 Beta &tirling
&esin Stirling beta memiliki piston daya tunggal yang diatur dalam silinder yang sama pada poros yang sama sebagai displacer piston. Silinder *iston displacer yang cukup longgar hanya berfungsi untuk antar jemput gas panas dari silinder panas ke silinder dingin. etika silinder dipanaskan gas mendorong dan memberikan piston kekuatan. etika piston terdorong ke dingin (titik bawah! silinder mendapat momentum dari mesin, dan ditingkatkan dengan roda gila. ?idak seperti jenis alfa, jenis beta tidak akan menyebabkan isolator (pipa pemisah jika dalam bentuk alfa! menjadi panas.
)
7ambar 2. &esin Stirling tipe 'eta.
. *iston tenaga (abu%abu atas! telah mengkompresi gas, piston displacer ( abu% abu bawah! telah bergerak sehingga sebagian besar gas panas masuk kedalam silinder panas.
2. 7as yang dipanaskan meningkatkan tekanan dan mendorong *iston tenaga ke batas terjauh (titik bawah!. ). *iston displacer sekarang bergerak ke titik puncak, dan mengirim gas panas ke silinder dingin. /. 7as didinginkan dan sekarang dikompresi oleh pinton tenaga dengan momentum dari roda gila. -angkah Ini membutuhkan energi yang lebih sedikit, karena tekanannya turun ketika didinginkan. 2..3 +amma &tirling
&esin Stirling gamma hanyalah sebuah mesin Stirling beta, di mana piston tenaga sudah terpasang di dalam silinder yang terpisah samping silinder piston
/
displacer, tapi masih terhubung ke roda gila sama. 7as dalam dua silinder dapat mengalir bebas karena mereka berada dalam satu tubuh. onfigurasi ini menghasilkan rasio kompresi lebih rendah, tetapi mekanis ini cukup sederhana dan sering digunakan didalam mesin Stirling multi%silinder.
7ambar 2.3 &esin Stirling tipe 7amma.
2." -eleihan mesin &tirling a$alah
. Brekuensinya stabil: konstan
2. &esin Stirling dapat bekerja pada sembarang sumber energi panas, termasuk bahan kimia, sinar surya (solar!, limbah pertanian (sekam, tempurung kelapa dsb!, kayu bakar, berbagai produk minyak bakar (biomassa, biofuel dsb!, panas bumi dan nuklir.
). emungkinan implementasi mesin Stirling banyak sekali, namun sebagian besar masuk pada kategori mesin piston resiprokal.
6
/. *erbedaan yang menyolok dengan mesin pembakaran internal adalah potensi untuk menggunakan sumber panas terbarukan pada mesin Stirling lebih mudah, suara mesin lebih lembut (tenang!, tidak berisik : bising dan biaya perawatannya lebih rendah.
6. 'iaya kapital per unit daya (C:kD! dapat ditekan lebih rendah . "ibandingkan dengan mesin pembakaran internal untuk daya yang sama , maka biaya in#estasi mesin Stirling untuk saat ini umumya masih lebih besar dan lebih berat, namun perawatannya jauh lebih mudah dan ekonomis. Sehingga secara menyeluruh biaya energinya masih dapat bersaing ketat. 8fisiensi panasnya juga berimbang (untuk mesin%mesin yang kecil! berkisar antara 6E ; )0E. "engan basis biaya in#estasi per unit daya di atas, untuk unit generator dengan kapasitas s:d 00 kD., mesin Stirling masih kompetitif harganya.
2.( &iklus Mesin &tirling
Siklus ini terdiri dari dua proses isotermal dan dua proses #olume konstan. "ua proses terakhir terjadi dengan bantuan sebuah regenerator untuk membuat siklus ini re#ersibel. "iagram p%# dan ?%s siklus ini ditunjukkan oleh gambar 2.1.
7ambar 2.1 Siklus Stirling. Sekarang kita lihat empat tingkat siklus Stirling. &isalkan silinder mesin berisi m kg udara pada keadaan awal, yang ditunjukkan oleh titik .
•
?ingkat pertama dara berekspansi secara isotermal, pada temperatur konstan T1dari 1 ke !"alor yang diberikan sumber eksternal diserap selama proses. alor yang diberikan F kerja yang dilakukan selama proses isotermal
3
V ₂
#₁ F $₁₁ln
V ₁
F mRT ₁ ln
V ₂ V ₁
F mRT ₁ ln r
•
...(r F ₁ %₂ , rasio ekspansi!
?ingkat kedua
Sekarang udara lewat melalui regenerator dan didinginkan pada #olume konstan ke temperatur T&. *roses ini digambarkan oleh grafik 2%) pada diagram $- dan T-s. *ada proses ini kalor dibuang ke generator.
alor yang dilepaskan ke generator F m $# (?₂ ; ?₃!
•
?ingkat ketiga
dara dikompresi secara isotermal di dalam silinder mesin dari #) ke #/. *roses ini digambarkan oleh grafik )%/ pada diagram p%# dan ?%s. -agi kalor dibuang oleh udara. alor yang dilepaskan oleh udara #₁ ' $₃₃ln
V ₃ V ₄
1
F mRT ₃ ln
V ₃ V ₄
F mRT ₃ lnr
•
...(r ' ₃ %₄ rasio kompresi!
?ingkat keempat
?erakhir, udara dipanaskan pada #olume konstan ke temperatur ? dengan melewatkan udara ke regenerator dalam arah yang berlawanan dengan proses 2% ). *ada proses ini kalor diserap oleh udara dari regenerator selama proses ini, yaitu proses /%. alor yang diserap oleh udara F m.$# (?₁ ; ?₄! F m.$#(?₁ ; ?₃!
...(karena ?₃ F ?₄!
?erlihat bahwa kalor yang dilepaskan ke regenerator selama proses 2%) adalah sama dengan kalor yang diambil dari regenerator selama proses /%. jadi, tidak ada pertukaran kalor ke sistem selama proses%proses ini. *ertukaran kalor hanya terjadi selama dua proses isotermal. erja yang dilakukan F alor yang disuplai ; alor yang dibuang F mRT ₁ ln r ; mRT ₃ln r
F mR ln r (?₁ ; ?₃!
4
dan efisiensi
G F erja yang dilakukan F mR ln r ( T1 T&! alor yang disuplai
F
mRT ₁ ln r
T ₁−T ₃ T ₃ F % T ₁ T ₁
Material Untuk &ilin$er Panas $an Dingin
Syarat umum yang harus dipenuhi oleh elemen:komponen:peralatan mesin adalah fungsi utamanya harus dapat dipenuhi, kemudian harus cukup kuat atau cukup kaku terhadap pembebanan yang diberikan. Selain itu faktor ketahanan terhadap lingkungan harus disesuaikan. Baktor lain yang tidak kalah pentingnya adalah harga dari material yang akan digunakan, ongkos pengerjaan, dan pemeliharaan, serta ketersediaan bahan itu sendiri. &aterial untuk silinder pada motor stirling harus memenuhi beberapa kriteria agar kinerja sebuah motor stirling dapat optimal. 'erikut ini beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam memilih material untuk silinder panas dan silinder dingin pada sebuah motor stirling. Silinder *anas (Hot $ylinder! % uat. Stirling yang mempunyai high $erormance biasanya mempunyai tekanan sampai 20 &*a, sifat ini harus bisa dicapai juga pada temperatur tinggi (00o$% 400o$!. % ?ahan panas
20
% Thermal ex$ansion (tingkat muai bahan! kecil. % Thermal cond*ction besar. 'isa menjalarkan panas secara cepat. Slinder "ingin (+old cylinder ! % uat. Stirling yang mempunyai high $erormance biasanya mempunyai tekanan sampai 20 &*a. % Thermal ex$ansion yang kecil % ,eat +ond*ction sangat besar, agar panas cepat dibuang ke luar (ke udara atau ke cairan pendingin! % ?ahan panas. 2.4 -a'asitas Mesin apasitas mesin ditunjukkan oleh #olume yang terbentuk pada saat piston bergerak keatas dari ?&' ke ?&+, disebut juga sebagai #olume langkah. olume langkah dihitung dalam satuan cc (cm)!. umus untuk menghitungnya adalah olume langkah F luas lingkaran silinder J panjang langkah F π r ² J S F π (:2 "!² x S = π/4.D².S keterangan K ),/F22:3Fphi K S adalah langkah piston dari ?&' menuju ?&+ K r adalah jari % jari atau :2 diameter piston 2.5 ,#lume *uang Bakar
olume ruang bakar adalah #olume dari ruangan yang terbentuk antara kepala silinder dan kepala piston yang mencapai ?&+. "ilambangkan dengan c (olume compressi!.
2.6 ,#lume &ilin$er
olume silinder adalah jumlah total dari pertambahan antara #olume langkah dengan #olume ruang bakar. "an rumusnya s F l L c
2
eterangan sF olume silinder (cc! l F olume langkah (cc! cF olume ruang bakar (cc!
2.17 Peren8anaan &iri'
?emperatur di dalam silinder untuk sebuah motor stirling, dapat mencapai 100A$. Selain karena temperatur udara yang tinggi, permukaan silinder juga menjadi panas karena adanya gesekan antara piston dengan permukaan dalam dinding silinder. +palagi temperatur di dalam silinder dingin motor stirling, harus dijaga tetap dingin. arena itu bagian dinding luar silinder pada motor stirling perlu mendapat pendinginan yang cukup agar temperature pada silinder dingin tetap rendah. *roses pendinginan tersebut memerlukan fluida pendingin yang dialirkan kebagian mesin diluar silinder. 'erdasarkan fluida pendinginnya, motor bakar dapat dibedakan antara motor bakar dengan pendinginan air dan motor bakar dengan pendinginan udara. "alam perancangan motor stirling ini, fluida pendinginnya adalah udara yang mengalir melalui sirip%sirip yang berada di luar silinder. onstruksi dan jumlah sirip pendingin bergantung pada laju perpindahan kalor yang diinginkan, yaitu kecepatan perpindahan kalor dari dinding silinder kepada udara atmosfir sebagai udara pendingin. ntuk menghitung kalor yang dilepaskan oleh sirip, maka digunakan
22
persamaan M F +o J J (?₃ %?₄! dimana +o F -uas permukaan dinding luar silinder (m2! ?) F ?emperatur permukaan silinder rata%rata (o$! ?/ F ?emperatur udara pendingin (o$! N F oefisien *erpindahan alor ni#ersal (D:m2 ! ntuk menghitung koefisien perpindahan kalor uni#ersal, maka digunakan persamaan F
h2 J O s+ b
2
a
J (L
w ! tan h Pa (wL6b!QL s 2r
dimana b F ?ebal sirip (m! s F 5arak antar sirip (m! r F 5ari%jari luar silinder (m! w F -ebar sirip (m! h2 F koefisien film (D:m2 ! faktor a dapat dihitung dengan persamaan
aF
√
2h ₂
k xb
dimana
2)
k F konduktifitas termal bahan (D:m !
BAB III MET)D)L)+I PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian
S?+?
Studi *ustaka &esin Stirlin
*en adaan &aterial *embuatan mesin stirling TIDA-
9A
. &esin dapat bekerja
7ambar ). diagram alir penelitian BI
2/
"esain mesin Stirling tipe alpa akan diteliti dapat dilihat pada gambar ).2 di bawah di ambil dari grabcad dengan ukuran base panjang /0 mm, lebar 10 dan tebal 0 mm.
1 2 3 " ( 4 5 6 17
7ambar ).2 omponen ;komponen &esin stirling eterangan . Heat $ylinder
. Suport base
2. Heat piston
3. $ounter wiegth
). Standart 'ase
1. $ylinder Head
/. Blywheel
4. *iston
6. $ross Head
0. 'ase
*enjelasan dari komponen%komponen tersebut adalah sebagai berikut
26
. Heat $ylinder berfungsi sebagai tempat terjadinya pemuaian udara dari proses pembakaran.
2. Heat piston berfungsi menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutarkan poros engkol melalui batang torak ( $ross Head !. ). Standart 'ase berfungsi sebagai penopang heat $ylinder dan Suport base. /. Blywheel berfungsi output tenaga yang di hasilkan striling engine. 6. $ross Head berfungsi sebagai pendorong counter wiegth agar dapat melakukan putar. . Suport base berfungsi sebagai tempat penopang dudukan flywheel. 3. $ounter wiegth berfungsi sebagai penghubung antara cross head dengan shaft piston dingin. 1. $ylinder Head berfungsi sebagai tempat udara yang di salurkan dari heat cylinder. 4. *iston berfungsi sebagai menerima tekanan dai udara yang di salurkan dari heat cylinder. 0. 'ase berfungsi sebagai komponen utama yang menopang cylinder head dan standar base.
2
Setelah melakukan diskusi oleh dosen pembimbing dan kepala bengkel, dan akhirnya perancangan mesin stirling diperbesar dengan ukuran base menjadi panjang 210 mm, lebar 200 mm dan tebal 20. +gar mempermudah dalam peroses pembuatan. "an memindahkan saluaran udara yang sebelumnya ada didalam base di pindahkan keluar dengan selang antara heat cylinder dengan cylinder.
7ambar ).) desain Striling engine setelah di perbesar.
3.3 :aktu $an tem'at
*enelitian ini akan dilaksanakan pada bulan
23
3. Alat $an Bahan
'erikut ini adalah alat dan bahan yang digunakan dalam proses membuat mesin stirling engine sebagai berikut . *eralatan yang digunakan beng ?ang 5epit unci *as dan unci - Set 7erinda -as • • • • •
2. 'ahan%bahan yang digunakan +- (+luminium! Steel
3." Pr#ses Pemuatan Stirling Engine
ntuk pembuatan stirling engine ada beberapa hal yang perlu menggunakan proses &achining. 'erikut ini adalah mesin%mesin bantu yang digunakan dalam pembuatan stirling engine sebagai berikut &esin 'ubut $<$ &esin &illing &esin ?apping &esin 'or • • • •
3.".1 Pr#ses Parikasi
?ahap awal dalam pembuatan mesin stirling yaitu proses cutting atau pemotongan material yang terdiri dari material almunium nylon dan teflon. &aterial dipotong menggunakan hacsa. yang dibentuk sesuai gambar. Setelah material terpotong kemudian dilakukan proses pembubutan yaitu proses
21
pembentukan komponen. Setelah proses pembubutan dilakukan proses miling. "i proses miling ini di beri lubang dan ulir sesuai dengan gambar. Setelah komponen terbentuk kemudian cek dimensi untuk meyakinkan bahwa komponen sudah terbuat sesuai gambar. 5ika sudah sesuai kemudian dilanjutkan dengan proses perakitan. *roses perakitan adalah penggabungan komponen komponen striling engine. "i proses ini komponen di satukan dengan mengunakan bolt screw, screw tanam, dan nut. *ada perakitan heat piston bagian sisi piston harus di gerinda agar screw yang di tanam rata dengan permukaan piston. ?erdapat komponen yang di tambahkan seperti bearing, bearing linier dan gasket.
BAB I, PEN+U%IAN ME&IN &TI*LIN+
.1. Pr#se$ur Pengujian
Setelah komponen%komponen motor stirling selesai di produksi dan dirakit, maka dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah motor stirling dapat beroperasi atau tidak, jika sudah dapat beroperasi, maka selanjutnya
24
dilakukan pengujian untuk mengetahui performansi dari motor stirling yang telah dibuat tersebut. Sebelumnnya telah dilakukan pengujian pada parabolic mirror yang digunakan sebagai heat source untuk mesin stirling ini, tetapi setelah dilakukan percobaan beberapa kali, temperatur hasil pengkonsentrasian sinar matahari dengan parabolic mirror ini tidak mencapai temperatur perancangan. Sehingga akhirnya dipilih kembali burner dengan bahan bakar gas cair. .1.1 Pr#se$ur untuk melakukan 'engujian a; Sebelum melakukan pengujian terlebih dahulu burnerdipanaskan, karena
motor stirling bekerja dengan pembakaran luar, dalam hal ini burner yang digunakan adalah burnerdengan bahan bakar kerosenedan burner dengan bahan bakar -*7. b! Setelah burner sudah menyemburkan api, maka api disemburkan ke bagian eJtension cyilinder yang menempel pada headsilinder panas. c! *rosedur selanjutnya adalah memberi putaran awal pada flywheel. d! Setelah motor berputar, dilakukan pencatatan parameter yang dibutuhkan untuk analisis performasinya yaitu, temperatur udara dalam silinder panas (?e!, temperatur udara dalam silinder dingin (?c! dan tekanan motor stirling (*!. e; emudian dilakukan pengukuran putaran mesin dengan menggunakan tachometer. *embebanan pada motor dilakukan dengan menggunakan torsimeter agar dapat mengetahui torsi yang dihasilkan mesin pada #ariasi temperatur udara dalam silnder panas (?h! .1.2 Taha'an Pengujian 9ang Dilakukan
)0
'ab ini menggambarkan serangkaian pengujian yang dilakukan pada pertengahan bulan &aret 20 sampai pertengahan 5uni 20. 'erdasarkan hasil dari beberapa kali pengujian ini, diambil beberapa pokok permasalahan dan rencana pemecahannya dari masalah%masalah yang ditemui.
.2 Perakitan Mesin &tirling Engine
Setelah semua komponen ; komponen selesai di buat, tahap selanjutnya adalah menyatuhkan semua komponen ; komponen mesin stirling engine. &aka ditemukan beberapa masalah pada bagian ; bagian dari komponen mesin stirling. *ada bagian crossheat, shaft di bagian piston panas dan dingin tidak dapat menahan gerakan dari kedua sisi tersebut mengakibatkan crossheat goyang. ?indakan yang dapat dilakun adalah memodifikasi bagian crossheat. .2.1 M#$i!ikasi $i agian r#ssheat
*ada permasalahan perakitan mesin stirling engine dilakukan maka perbaikan rancangan dengan cara melakukan modifikasi pada bagian crossheat.
)
Seperti yang dipikirkan sebelumnya, *roses pengujian stirling ini memerlukan banyak iterasi agar dapat melihat perbaikan ke arah yang lebih baik pada setiap pengujiannya.
Setelah dilakukan modifikasi crossheat selanjutnya kita tinjau ulang kembali dalam perancangan mesin stirling. &aka dilakukan simulasi putaran dengan memutar dibagian fylwheel. ?ernyata ditemukan masalah kembali di bagian cylinder dingin. *ada saat piston naik dan turun mengalami tersendat ; sendat sehingga putaran pada fylwheel tidak lancar. .2.2 M#$i!ikasi $i agian r#ssheat
Setelah masalah pada bagian crossheat selesai muncul kembali masalah yang lain, yaitu di bagian cylinder dingin yang mengakibatkan piston tersendat ; sendat pada proses naik dan turun. &aka dilakukan modifikasi dengan memperbesar bagian cylinder, dengan cara menggunakan proses mesin bubut.
)2
*roses pembesaran dibagain diametr dalam cylinder dengan memakan sebesar 0.6 mm. Setelah melakukan moodifikasi di bagian cylinder terjadi perbedaan , sehingga di bagian cylinder dengan piston tidak mengalami tersendat % sendat atau serat lagi.
Setelah modifikasi dibagian cylinder selesai maka uji coba dapat dilakukan. .3 Taha'an Pengujian 9ang Dilakukan
Sejak dimulai pada tanggal )0 &aret 20, pengujian dilakukan secara terus % menerus. incian tanggal pengujian yang dilakukan dijelaskan sebagai berikut .3.1 Pengujian ke I
*ada pengujian ini, dilakukan percobaan untuk memfokuskan sinar matahari dengan menggunakan cermin atau parabolic mirror yang telah dibuat. +kan tetapi temperatur dari pemfokusan sinar matahari ini hanya 3 5 ℃ tidak mencapai temperatur yang diinginkan sesuai dalam perancangan termodinamika, sehingga
))
untuk mencapai temperatur yang diinginkan,diganti dengan menggunakan burner dengan bahan bakar 7as atau erosenem (minyak tanah!sesuai.
.3.2 Pengujian ke II
*engujian kedua dilakukan tanggal ) april 20 dengan cara membakar bagian head silinder pada silinder panas dengan menggunakan burner bahan bakar gas. *engujian pada tahap ini dilakukan pembakaran selama )0 menit. Setelah melakukan pembakaran selama sekitar )0 menit pada headsilinder panas, dengan temperatur yang diperkirakan mencapai 00 ℃ pada permukaan head silinder panas, motor stirling sama sekali tidak menunjukkan tanda%tanda akan bergerak. Setelah diamati lebih lanjut, ternyata pada bagian $ylinder piston mengalami kebocoran antara cylinder dengan base sehingga tekanan udara ke cylinder dingin berkurang. .3.2.1 Langkah Peme8ahan Pengujian II
*engujian kedua memberikan informasi yang sangat berguna mengenai kondisi yang tidak diinginkan pada motor stirling ini. Solusi dari permasalahan pada bab sebelumnya dijadikan dasar pemikiran pada modifikasi selanjutnya. &odifikasi yang dilakukan selanjutnya antara lain memberikan lem red yaitu lem
)/
silikon yang mampu menahan temeratur hingga (60
℉
ke L )/) ℃ ¿
diantara cylinder dengan base untuk mencegah terjadinya kebocoran.
.3.3 Pengujian III
*engujian ketiga motor Stirling dimulai pada tanggal )0 +pril 20, hasil dari pengujian sebelumnya mesin stirling masih belom dapat beroperasi, terus dilakukan pengujian hingga beberapa hari berikutnya untuk mengidentifikasi masalah untuk mengetahui mengapa motor tidak dapat beroperasi. "i percobaan ketiga ini bagian Sirip *iston panas tidak bisa menahan suhu panas sehingga suhu panas tersebut menyebar. +kan tetapi dipengujian ke III ini kami ingin mengetahui temperatur pada masing ; masing cylinder dengan menggunakan alat ukur termometer.
)6
Grafk Tempera!r "# $ak! 500 450 435 400 400 360 350 330 310 300 280 250 250 230 210 200 180 150 150 135 110 120 100 89 95 105 80 5065 36 36 36 36 36 36 38 38 38 38 38 38 39 39 39 39 39 39 39 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 T%
T&
?emperatur udara di dalam silinder panas meningkat sebanding dengan waktu, sampai menunjukkan temperatur maksimum pada /)6 ℃ setelah )1 menit pembakaran.Sedangkan temperatur udara pada silinder dingin mengalami reaksi pada kisaran ) ℃
% )4 ℃ hal ini ditunjukkan pada grafik /..
sehingga sesuai dengan perancangan termodinamika yang dilakukan, temperatur udara di dalam silinder panas Hampir mencapai temperatur yang diinginkan. .3.3.1 Langkah Peme8ahan Pengujian III
Setelah masalah pada pengujian ketiga diidentifikasi, maka dilakukan perbaikan rancangan dengan cara melakukan modifikasi seperti menambahkan pipa kuningan yang dialiri air sebagai media pendingin.
)
Setelah modifikasi seperti menambahkan pipa kuningan yang dialiri air sebagai media pendingin. &aka ujicoba dapat kita teruskan kembali. .3. Pengujian ke I,
*ada pengujian ini 4 juni 20, dilakukan percobaan yang sama dengan menggunakan burner dengan bahan bakar gas. ?ak lupa dengan penambahan pipa kuningan yang dialiri dengan air, hasil temperatur yang didapat dari penambahan media pendingin mencapai temperatur yang diinginkan sesuai dalam perancangan termodinamika, akan tetapi setelah pembakaran dalam jangkah waktu
±
2)
menit suhu dalam aliran air semakin lama semakin meningkat sehubung bergulirnya waktu. Sehingga kami berencana menambah media pendingin dengan menggunakan 8S sehingga penekan suhu dapat terwujud.
)3
.3." Pengujian ke ,
*ada pengujian ini 4 juni 20, dilakukan percobaan yang sama dengan menggunakan burner dengan bahan bakar gas. ?ak lupa dengan penambahan pipa kuningan yang dialiri air dengan penambahan 8s, hasil dari temperatur yang didapat pada media pendingin mencapai temperatur yang diinginkan sesuai dalam perancangan
termodinamika,sehingga
pengambilan
data
dapat
dilakukan
pengambilan data sebagai berikut.
Grafk Tempera!r "# $ak! 400 360 330 300 299 2'5 253 222 200 19' 185 165 150 136 115 100 65'381899'104 55333333333333333333333333333333333333 33 0 T%
T&
?emperatur udara di dalam silinder panas dapat di tekan sebanding dengan waktu, sampai menunjukkan temperatur maksimum pada )0 ℃ setelah )1
)1
menit pembakaran.Sedangkan temperatur udara pada silinder dingin relatif stabil kisaran )) ℃ hal ini ditunjukkan pada grafik /.2. sehingga dapat disimpulkan pedambahan media pendingin pada cylinder panas sagat bermanfaat untuk menundanya perambatan panas. "engan ini perambatan panas dengan media pendingin dapat diminimaliskan dengan media air atau pendingin.+kan tetapi dengan penamabahan media pendingin ini mesin stirling tidak dapat beroperasi, sehingga ujicoba yang kami lakukan berhenti sampai disini. . Pengukuran Parameter < Parameter Term#$inamika
Sampai dengan tanggal / &ei 20, serangkaian percobaan yang bertujuan menjalankan motor stirling yang telah dibuat telah dilakukan, tatapi motor stirling masih belum bisa beroperasi. -angkah selanjutnya yang diambil adalah menganalisis secara termodinamik fenomena yang terjadi di dalam silinder panas dan dingin pada motor stirling tersebut. +nalisis
termodinamik
ini
memerlukan
beberapa
alat
ukur
yang
dipergunakan untuk mengukur tekanan , suhu, dan kecepatan putaran yang terjadi di motor stirling ini.
A. Bar#meter air
'arometer air pertamakali dibuat oleh tto on 7enricke. *rinsip kerja barometer ini sama dengan barometer air raksa, perbedaannya terletak pada @at
)4
cair pengisi barometer, yaitu air.leh karena itu massa jenis air lebih ringan dibandingkan air raksa maka panjang tabung barometer air lebih panjang dibandingkan tabung barometer air raksa.
B. Term#meter Term#meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu(temperatur!,
ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa -atin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur.
/0
Gambar 4.$ *lat ukur Termometer
. Ta8h#meter Ta8h#meter adalah sebuah alat pengujian yang dirancang untuk mengukur
kecepatan rotasi dari sebuah objek, seperti alat pengukur dalam sebuah mobil yang mengukur putaran per menit (*&! dari poros engkol mesin. ata tachometer berasal dari kata Tunani tachos yang berarti kecepatan dan metron yang berarti untuk mengukur. *erangkat ini pada masa sebelumnya dibuat dengan dial, jarum yang menunjukkan pembacaan saat ini dan tanda%tanda yang menunjukkan tingkat yang aman dan berbahaya. *ada masa kini telah diproduksi tachometer digital yang memberikan pembacaan numerik tepat dan akurat dibandingkan menggunakan dial dan jarum.
/
Gambar 4.2 *lat ukur Techometer D. Multitester
&ultimeter adalah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik, arus listrik, dan tahanan (resistansi!. Itu adalah pengertian multimeter secara umum, sedangkan pada perkembangannya multimeter masih bisa digunakan untuk beberapa fungsi seperti mengukur temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. +da juga orang yang menyebut multimeter dengan sebutan + meter, mungkin maksudnya + (ampere!, (#olt!, dan (ohm!.
Gambar 4.3 *lat ukur Multitester
/2
BAB , PEN+)LAHAN DATA ".1 Data Hasil Pengujian
'erdasarkan bab sebelumnya, hasil pengujian menunjukkan bahwa parameter termodinamika hasil perancangan sudah tercapai. "ata hasil pengujian tersebut adalah
a; ?emperatur maksimum udara dalam silinder panas (?8!, yaitu ?8 F /)6 ℃
F 301 . ?emperatur tersebut dicapai dengan menggunakan b*rner
dengan bahan 7as -*7 (li/*ierd 0etrole*m as !" ?emperatur tersebut mencapai maksimum pada menit ke 0 (lihat grafik /.!. ; ?emperatur udara dalam silinder "ingin (?$!, yaitu ?$ F ) ℃ F )04.
?emperatur relatif konstan untuk pemanasan selama 0 menit. ".2Parameter Ber$asarkan -#n$isi Term#$inamika
'erdasarkan kondisi%kondisi termodinamika yang dituliskan di bab sebelumnya, dapat ditentukan parameter%parameter yang nantinya digunakan dalam proses perhitungan selanjutnya pada proses analisis termodinamika motor stirling ini.
"alam analisa siklus ini diperoleh besaran ; besaran
/)
• • • • •
*anas yang masuk:ditambah kedalam siklus ( Q¿ ! *anas yang dibuang dari siklus ( Qout ! erja yang dihasilkan ( W siklus ! 8fisiensi thermal siklus ( η ! &ean effecti#e pressure (&8*!
"alam penyelesaian percobaan ini akan dilakukan dengan menggunakn beberapa data ; data asumsi atau konstanta yang telah ditetapkan. +da beberapa hal dalam pengamsumsian sebagai berikut . 2. ). /.
dara dalam cylinder piston bekerja dalam siklus tertutup. *roses kompresi dan ekspansi adalah berlangsung secara adiabatik. Semua proses adalah berlangsung secara re#ersible. *engaruh dari energi kinetic dan energi potensial adalah diabaikan
+nalisa thermodinamika yang dilakukan
Gambar $.1 'iklus mesin 'tirling
eterangan pada gambar V S F olume sisa V L F olume hisap atau #olume langkah, dapat di tentukan
//
V L =
( ) πD
2
4
x L
π π 2 2 3 V L = x D L= ( 0,07 ) x 0,04 =0,00015385 m 4
4
asio kompresi dapat ditentukan dengan r=
r=
V S + V L V L V S + V L V L
=
162,7776 + 0,00015386 162,7776
=1
8fisiensi ?hermal Siklus Stirling dapat ditentukan dengan 1
1
= 1− =1,5=15 η=1 − K −1 1,4 −1 asio tekanan dapat ditentukan r p=
P3 P 4 P2
=
P1
&ean 8ffecti#e *ressure ( &8* ! dapat ditentukan dengan
MEP=
ntuk harga r p=
P 1 x r ( ( r
−1)( r p−1 )) ( k −1)( r −1 ) k −1
r p P 3 P 2
&aka nilai p2 dapat ditentukan dari proses %2 p 1 x v 1
k
= p 2 x v 2k
v 1 k k ¿ = p 1 x r v2 p 2= p 1 ¿
/6
1,4
p 2 =1 x¯ 1
=1 ¯ ¿
Sehingga harga rasio tekanannya r p=
P 3 25 = =25 P 2 1
5adi nilai &8* dapat ditentukan dengan
MEP=
P 1 x r ( ( r
−1)( r p−1 )) ( k −1)( r −1 )
¿
(
k −1
−1 )( 25−1 ) ) (1,4 −1 )( 1−1 ) 1,4− 1
1 x ¯1 (1
F 0 bar
BAB ,I ANALI&ADAN -E&IMPULAN *ada bab ini dikemukakan analisis hasil perancangan termodinamikamotor stirling, dan analisis hasil percobaan yang dilakukan. (.1. Analisis &e8ara Umum
Secara umum, motor stirling yang dirancang dan dibuat sudahmemenuhi teori%teori yang didapat pada saat tahap penyusunantugas akhir ini yaitu sudut fasa sebesar 40o sudah dicapai dan temperatur didalam silinder panas R dingin sudah mencapai hasil perancangan, tetapi teorisaja belum mencukupi untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenaimotor stirling ini, pengalaman dalam melakukan perancangan sebuah motorbakar juga dibutuhkan dalam melakukan penelitian ini.
/
