Teknik Mesin

Teknik Mesin

Visi : Jurusan Teknik mesin terdepan lulusan yang handal, siap bersaing di pasar global.
Misi : Keahlian mekanik, bahan, thermal, fluida dan mekatronika berbasis teknologi informasi, beretika, beriman dan bertaqwa, mampu bersaing di pasar lokal dan global.

Kompetensi

• Ilmu-ilmu dasar dan terapan
• Komunikasi
• Bahasa asing
• Perangkat lunak komputer
• Standar teknis dan standar manajemen

Ilmu Bahan/Material

Mata Kuliah:
Material Teknik
Teknik Pembentukan Material
Metalurgi Fisik,
Mekanika Kekuatan Material,
Pemilihan Bahan dan Proses.

Design

• Menggambar Teknik,
• Menggambar Mesin,
• Statika Struktur,
• Kinematika dan Dinamika Teknik,
• Elemen Mesin,
• Getaran Mekanik,
• Metode Elemen Hingga.

Manufaktur

• Proses Produksi,
• Perawatan Mesin-mesin,
• Pengukuran Teknik,
• CNC
• Mekatronika dan praktikum,
• Sistem Informasi Manufaktur

 Konversi Energi

• Termodinamika
• Perpindahan Kalor
• Mekanika fluida Dasar
• Mesin konversi energi
• Mesin Fluida
• Teknik Pendingin dan Tata Udara
• Energi Alternatif dan Terbaharukan

Mesin Konversi Energi

➯ Definisi Energi, Jenis Konversi Energi
➯ Mesin Konversi Energi dan Pengelompokannya
➯ Bahan bakar dan Pembakaran
➯ Turbin Uap, Siklus dan Unjuk kerja
➯ Motor Bakar siklus dan Unjuk kerja
➯ Pompa, karakteristik dan aplikasi
➯ Turbin Gas, siklus dan unjuk kerja
➯ Sistem Pendingin siklus dan unjuk kerja
➯ Sistem Propulsi dan aplikasi perangkat lunak

Energi

Definisi energi;
- tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu
- kemampuan untuk melakukan kerja

Satuan energi : Joule, BTU, therm, quad, kalori, eV, ton batubara, barrel minyak, dll.
Bentuk-bentuk energi : Energi Kinetik, Energi Potensial, Pegas, Gravitasi, Kimia, Energi Massa.

Bentuk-bentuk energi

6 Klasifikasi utama energi :

1. energi mekanik,
2. energi listrik,
3. energi elektromagnetik,
4. energi kimia,
5. energi nuklir
6. energi thermal.

Sumber Energi dan Konversi Dasarnya

◾  Kayu :  Kimia → Panas, listrik
◾  Angin : Kinetik → mekanika, listrik
◾  Air : Potensial → kinetik → mekanikal, listrik
◾  Batubara : Kimia → panas, listrik
◾  Minyak Bumi : Kimia → panas, listrik
◾  Gas Alam : Kimia → panas, listrik
◾  Panas bumi : Panas → panas, listrik
◾  Nuklir : Kimia → panas, listrik
◾  Hidrogen : Kimia → panas, listrik
◾  Pasang surut : Kinetik → listrik
◾  Panas Laut : Panas → listrik (OTEC)
◾  Ombak Laut : Kinetik → listrik
◾  Arus Pancar : Kinetik → listrik

Mesin Konversi Energi

• Mesin atau gabungan mesin untuk mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi yang lain yang dapat dimanfaatkan oleh manusia.
• Ruang lingkup : Motor pembakaran dalam, turbin, pompa dan kompresor, mesin pendingin dan mesin propulsi.
• Aplikasi → pembangkit tenaga listrik, membantu proses industri, transportasi, penerangan, dll.

Klasifikasi Mesin Konversi Energi

Berdasarkan fungsinya :

• Sebagai Penggerak : motor (motor listrik dan motor bakar, turbin (turbin air, turbin uap, turbin gas) dan mesin propulsi (turbo jet, turbo fan, turbo prop, ram jet, roket)
• Sebagai yang digerakkan : pompa (torak dan pompa kinetik) kompresor (aksial dan radial), mesin pendingin (kompresi uap, refrigerasi udara dan refrigerasi absorbsi) dll.

Bahan Bakar

Berdasarkan wujudnya :

• Padat : kayu, batubara, sekam, biomass lainnya
• Cair : minyak bumi dan turunanya
• Gas : gas alam, gas bumi, gas rawa

Kategori umum bahan bakar :
Bahan bakar fossil, bahan bakar nuklir dan energi surya.

Combustion

Motor Pembakaran Dalam

◾  Motor Bakar SI (Spark Ignition)
◾  Siklus Otto
◾  Bahan bakar : Bensin
⬗  Motor Bakar CI (Compression Ignition)
⬗  Siklus Diesel
⬗  Bahan bakar : Solar

Internal Combustion Engine (Ideal Otto Cycle)

Parts Of Engine

Sistem Turbin Gas

• Sistem turbin gas terbuka : bahan bakar bercampur dengan udara dan keluar sebagai gas hasil pembakaran. Bahan bakar harus bersih supaya tidak korosi.
• Sistem turbin gas tertutup : bahan bakar tidak ikut dalam fluida kerja. fluida kerja adalah udara murni atau gas murni yang sudah bersih. Fluida kerja didinginkan sebelum dipergunakan kembali.

Aplikasi Turbin Gas

◾  Penggerk sistem propulsi (pesawat terbang, kapal laut)
◾  Pembangkit tenaga listrik
◾  Penyedia panas di industri
Dibandingkan dengan motor bakar, turbin gas :
Penghasil daya yang lebih besar, konsumsi bahan bakar yang lebih boros, berat dan ukuran yang lebih kecil.

Gas Turbine Schematic

Siklus Turbin Gas : Ideal Brayton Cycle (T-s diagram)

Ideal Brayton Cycle p-V diagram

Compressors

Axial Compressor

Centrifugal Compressor

Compressor Thermodynamics

Burner Thermodynamics

Turbine Thermodynamics

Compressor-Turbine Matching

Fuel Mass Flow Rate (Fuel/Air Ratio)

Turbine Nozzle Performance

Pressure Variation - EPR

Temperature Variation - ETR

Sistem Propulsi (Definisi)

Propulsi dari bahasa Latin Pro → maju, Peller → menggerakkan.
Sistem Propulsi : Sistem yang menggerakkan benda ke depan, mempunyai gaya dorong atau Thrust ( Hukum Ⅲ Newton : aksi-reaksi).
Saat Menjelajah : Thrust = gaya hambat
Saat Dipercepat : Thrust > Gaya hambat → excess Thrust

 What is Thrust ?

Cruise-Balanced Forces

Simplified Aircraft Motion

Thrust Weight-Ratio

High F/W = High Acceleration = High Climb Rate
F/W > 1.0 can  accelerate vertically.

Excess Thrust (Thrust-Drag)

a = acceleration of aircraft
m = mass of aircraft

4 Prinsip Sistem Propulsi

1. Turbin atau Jet → turbojet, turboprop, turbofan.
2. Propeler → Thrust rendah, subsonic.
3. Ramjet → Thrust tinggi → hypersonic.
4. Roket → solid, cair → Thrust sangat tinggi → hypersonic → ruang angkasa. Turbo jet + afterburning → excess Thrust tinggi, Excess Thrust tinggi untuk mengatasi drag pada kecepatan tinggi.

Turbojet Thrust

Afterburning Jet Thrust

Turboprop Thrust

Turbofan Thrust

Propeller Analysis

Ramjet

Working fluida is the surrounding air

Ramjet Parts

Ramjet/Scramjet Thrust

Rocket

Working fluida is hot rocket exhaust.

Solid Rocket

Rocket Thrust

Sekian dari saya tentang artikel Teknik mesin, semoga bermanfaat bagi yang membacanya.