Macam Mesin Kalor
Salah satu jenis penggerak mula yang banyak dipakai saat ini adalah mesin kalor, yaitu mesin yang menggunakan energi thermal untuk melakukan kerja mekanik, atau yang mengubah energi thermal menjadi energi mekanik. Energi itu sendiri dapat diperoleh dengan proses pembakaran, proses fisi bahan bakar nuklir, atau proses lainnya.
Ditinjau dari cara memperoleh energi thermal ini, mesin kalor dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu:
1. Mesin pembakaran luar (external combustion engine)
Pada mesin pembakaran luar, proses pembakaran terjadi diluar mesin; energi thermal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin melalui beberapa dinding pemisah. Contohnya mesin uap. Semua energi yang diperlukan oleh mesin itu mula mula meninggalkan gas hasil pembakaran yang tinggi temperaturnya. Melalui dinding pemisah kalor, atau ketel uap, energi itu kemudian masuk kedalam fluida kerja yang kebanyakan terdiri dari air atau uap. Dalam proses ini temperatur uap dan dinding ketel harus jauh lebih rendah dari pada temperatur gas hasil pembakaran itu untuk mencegah kerusakan material ketel. Dengan sendirinya tinggi temperatur fluida kerja, jadi efisiensinya juga, sangat dibatasi oleh kekuatan material yang dipakai.
2. Mesin pembakaran dalam (internal combustion engine).
Mesin pembakaran dalam pada umumnya dikenal dengan nama motor bakar. Mesin pembakaran dalam dapat dikelompokan menjadi:
1. Motor bakar piston,
2. Sistem turbin gas dan
3. Propulsi pancar gas.
Proses pembakaran berlangsung didalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja.
Motor bakar piston mempergunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat piston yang bergerak translasi (bolak-balik). Didalam silinder itulah terjadi pembakaran antara bahan bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses tersebut mampu menggerakkan piston yang oleh batang penghubung (connecting rod) dihubungkan dengan poros engkol (crankshaft). Gerak translasi piston tadi menyebabkan gerak rotasi (berputar) pada poros engkol dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol menimbulkan gerak translasi pada piston.
Kekuatan Mesin Kalor
Mesin panas dapat dicirikan oleh mereka kekuatan tertentu, yang biasanya diberikan dalam kilowatt per liter dari kapasitas mesin (di AS juga tenaga kuda per inci kubik). Hasilnya menawarkan perkiraan output puncak-kekuatan mesin. Hal ini tidak menjadi bingung dengan efisiensi bahan bakar, karena efisiensi tinggi sering membutuhkan rasio udara-bahan bakar ramping, dan kepadatan daya sehingga lebih rendah. Sebuah mesin kinerja tinggi mobil modern membuat lebih dari 75 kW / l (1,65 hp / di ³).
Contoh dalam Kehidupan Sehari-hari
Contoh mesin kalor dalam kehidupan sehari-hari termasuk mesin uap, yang mesin diesel, dan bensin (bensin) mesin dalam mobil. Sebuah mainan umum yang juga merupakan mesin panas adalah burung minum. Juga mesin stirling adalah mesin panas. Semua mesin panas familiar yang didukung oleh ekspansi gas dipanaskan. Lingkungan umum adalah heat sink, menyediakan gas relatif dingin yang, ketika dipanaskan, berkembang cepat untuk mendorong gerakan mekanis mesin.
Penting untuk dicatat bahwa meskipun beberapa siklus memiliki lokasi pembakaran yang khas (internal atau eksternal), mereka sering dapat diimplementasikan dengan lainnya. Misalnya, John Ericsson mengembangkan mesin dipanaskan eksternal berjalan pada siklus sangat mirip dengan awal siklus Diesel. Selain itu, mesin eksternal dipanaskan sering dapat diimplementasikan dalam siklus terbuka atau tertutup. Apa ini intinya adalah bahwa ada siklus termodinamika dan sejumlah besar cara untuk menerapkannya.
Tahap Siklus Perubahan Mesin Kalor
Terdapat empat tahapan pada mesin Carnot :
1. Sebuah sistem pada awalnya berada pada kesetimbangan thermal dengan reservoar dingin pada
suhu TC. Sistem ini kemudian mengalami proses adiabatik reversibel yang menyebabkan suhunya meningkat menjadi suhu di reservoar panas pada suhu TH.
2. Sistem mempertahankan kontak dengan reservoar panas pada TH dan mengalami proses isotherma l reversibel. Selama panas (QH) di ambil dari reservoar panas.
3. Sistem mengalami proses adiabatik reversibel pada arah berlawanan dari tahap 1 yang membawa te mperaturnya kembali pada reservoar dingin (TC).
4. Sistem mempertahankan kontak dengan reservoar pada TC dan mengalami proses isothermal reversibel pada arah yang berlawanan dengan tahap 2 dan kembali pada keadaan awalnya melal
Salah satu jenis penggerak mula yang banyak dipakai saat ini adalah mesin kalor, yaitu mesin yang menggunakan energi thermal untuk melakukan kerja mekanik, atau yang mengubah energi thermal menjadi energi mekanik. Energi itu sendiri dapat diperoleh dengan proses pembakaran, proses fisi bahan bakar nuklir, atau proses lainnya.
Ditinjau dari cara memperoleh energi thermal ini, mesin kalor dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu:
1. Mesin pembakaran luar (external combustion engine)
Pada mesin pembakaran luar, proses pembakaran terjadi diluar mesin; energi thermal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin melalui beberapa dinding pemisah. Contohnya mesin uap. Semua energi yang diperlukan oleh mesin itu mula mula meninggalkan gas hasil pembakaran yang tinggi temperaturnya. Melalui dinding pemisah kalor, atau ketel uap, energi itu kemudian masuk kedalam fluida kerja yang kebanyakan terdiri dari air atau uap. Dalam proses ini temperatur uap dan dinding ketel harus jauh lebih rendah dari pada temperatur gas hasil pembakaran itu untuk mencegah kerusakan material ketel. Dengan sendirinya tinggi temperatur fluida kerja, jadi efisiensinya juga, sangat dibatasi oleh kekuatan material yang dipakai.
2. Mesin pembakaran dalam (internal combustion engine).
Mesin pembakaran dalam pada umumnya dikenal dengan nama motor bakar. Mesin pembakaran dalam dapat dikelompokan menjadi:
1. Motor bakar piston,
2. Sistem turbin gas dan
3. Propulsi pancar gas.
Proses pembakaran berlangsung didalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja.
Motor bakar piston mempergunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat piston yang bergerak translasi (bolak-balik). Didalam silinder itulah terjadi pembakaran antara bahan bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses tersebut mampu menggerakkan piston yang oleh batang penghubung (connecting rod) dihubungkan dengan poros engkol (crankshaft). Gerak translasi piston tadi menyebabkan gerak rotasi (berputar) pada poros engkol dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol menimbulkan gerak translasi pada piston.
Kekuatan Mesin Kalor
Mesin panas dapat dicirikan oleh mereka kekuatan tertentu, yang biasanya diberikan dalam kilowatt per liter dari kapasitas mesin (di AS juga tenaga kuda per inci kubik). Hasilnya menawarkan perkiraan output puncak-kekuatan mesin. Hal ini tidak menjadi bingung dengan efisiensi bahan bakar, karena efisiensi tinggi sering membutuhkan rasio udara-bahan bakar ramping, dan kepadatan daya sehingga lebih rendah. Sebuah mesin kinerja tinggi mobil modern membuat lebih dari 75 kW / l (1,65 hp / di ³).
Contoh dalam Kehidupan Sehari-hari
Contoh mesin kalor dalam kehidupan sehari-hari termasuk mesin uap, yang mesin diesel, dan bensin (bensin) mesin dalam mobil. Sebuah mainan umum yang juga merupakan mesin panas adalah burung minum. Juga mesin stirling adalah mesin panas. Semua mesin panas familiar yang didukung oleh ekspansi gas dipanaskan. Lingkungan umum adalah heat sink, menyediakan gas relatif dingin yang, ketika dipanaskan, berkembang cepat untuk mendorong gerakan mekanis mesin.
Penting untuk dicatat bahwa meskipun beberapa siklus memiliki lokasi pembakaran yang khas (internal atau eksternal), mereka sering dapat diimplementasikan dengan lainnya. Misalnya, John Ericsson mengembangkan mesin dipanaskan eksternal berjalan pada siklus sangat mirip dengan awal siklus Diesel. Selain itu, mesin eksternal dipanaskan sering dapat diimplementasikan dalam siklus terbuka atau tertutup. Apa ini intinya adalah bahwa ada siklus termodinamika dan sejumlah besar cara untuk menerapkannya.
Tahap Siklus Perubahan Mesin Kalor
Terdapat empat tahapan pada mesin Carnot :
1. Sebuah sistem pada awalnya berada pada kesetimbangan thermal dengan reservoar dingin pada
suhu TC. Sistem ini kemudian mengalami proses adiabatik reversibel yang menyebabkan suhunya meningkat menjadi suhu di reservoar panas pada suhu TH.
2. Sistem mempertahankan kontak dengan reservoar panas pada TH dan mengalami proses isotherma l reversibel. Selama panas (QH) di ambil dari reservoar panas.
3. Sistem mengalami proses adiabatik reversibel pada arah berlawanan dari tahap 1 yang membawa te mperaturnya kembali pada reservoar dingin (TC).
4. Sistem mempertahankan kontak dengan reservoar pada TC dan mengalami proses isothermal reversibel pada arah yang berlawanan dengan tahap 2 dan kembali pada keadaan awalnya melal
Tidak ada komentar:
Posting Komentar