Perpindahan Panas ( Heat and MassTransfer)..Konveksi

Perpindahan Panas Konveksi (Convection Heats Transfer)

Adalah transport energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan, energi dan gerakan mencampur. Proses terjadi pada permukaan padat (lebih panas atau dingin) terhadap cairan atau gas (lebih dingin atau panas).

q = h. A. Δt

Dimana :

q = Laju perpindahan panas konveksi

h = Koefisien perpindahan panas konveksi         (w/m^{2 0}C)

A = Luas penampang (m²)

∆T = Perubahan atau perbedaan suhu        (⁰C; ⁰F)

Contoh soal perpindahan panas konveksi

Udara pada suhu 20 ⁰Cbertiup diatas plat panas 50 x 75 cm. Suhu plat dijaga tetap 250 ⁰C. Koefisien perpindahan kalor konveksi adalah 25 W/m^{2 0}C. Hitunglah perpindahan kalor.

Penyelesain

q = h A (Tw - T∞)

   = (25)(0,50)(0,75)(250 – 20)

   = 2,156 kW

Cara Kerta Turbosteamer

Para insinyur mesin – khususnya motor bakar - memang telah  berusaha meningkatkan efisiensi. Antara lain memanfaatkan teknologi injeksi bahan bakar langsung, waktu buka-tutup katup yang bisa disesuaikan dengan kondisi kerja mesin, memasang turbocharger yang digerakkan gas buang, regenerasi energi dari rem  atau brake energy regeneratrion (BER) dan  menggunakan sistem Auto StartStop.

Ternyata, energi yang terbuang masih besar, 60 persen! Sebagian besar dari energi yang hilang itu justru menyebabkan knalpot atau sistem pembuangan mesin menjadi sangat panas. Separohnya lagi diserap oleh sistem pendinginan mesin.

Ternyata, energi yang terbuang masih besar, 60 persen! Sebagian besar dari energi yang hilang itu justru menyebabkan knalpot atau sistem pembuangan mesin menjadi sangat panas. Separohnya lagi diserap oleh sistem pendinginan mesin.

Para periset telah membuktikan, teknologi turbosteamer yang diperkenalkan ke publik pertama kalinya pada Desember 2005. Generasi pertama turbosteamer ini dikembangkan dengan pendekatan pendekatan maksimalis, yaitu sistem dua siklus.

Elemen primer adalah sirkuit suhu tinggi yang menggunakan “heat exchanger” atau penyerap panas dari knalpot. Lantas dihubungkan ke sirkuit kedua yang mengumpulkan panas dari sistem pendingin mesin yang dikombinasikan dengan panas suhu tinggi dari sirkuit primer.

Agar nantinya bisa diproduksi, pengembangan saat ini difokuskan untuk mengurangi ukuran dan membuat sistemnya makin sederhana. Dengan ini pula perbandingan antara biaya dan keuntungan menjadi optimal. Karena itu, periset kini fokus merancang komponen dengan hanya satu sirkuit temperatur tinggi.

“Pemulihan energi panas dilakukan pada knalpot. Energinya digunakan untuk memanaskan cairan di bawah suhu tekanan tinggi. Cairan yang dipanaskan akan memuai,mengalir ke  turbin, berputar dan menghasilkan energi,” jelas Jürgen Ringler, Team Leader untuk Thermal Energy Converter di pusat Riset dan Teknologi BMW Group.

Pada turbosteamer generasi terakhir, para insinyur mengembangkan turbin ekspansif yang inovatif berdasarkan prinsip turbin impuls (aksi) dengan berbagai kelebihannya (lebih murah, ringan dan kecil) dibandingkan dengan konsep sebelumnya.

(sumber ; kompas)

Busi Ini Mampu Menghemat Pemakain Bahan Bakar 10 % (ACIS)

Busi yang dikembangkan oleh Federal-Mogul ini – salah satu produsen komponen otomotif terbesar di dunia – sangat menarik. Lihat saja gambarnya, sangat berbeda dibandingkan dengan busi konvensional yang digunakan saat ini. Desain atau konstruksi elektrodanya seperti bintang. Hasilnya, percikan bunga api yang dihasilkan juga berbeda, menyebar ke segala arah.

Federal-Mogul sebagai penemu –  masih terus dikembangkan – menyebut busi ini dengan ACIS, singkatan dari Advanced Corona Ignition System. Ya, sistem pengapian cincin atau korona yang canggih.

Makin Irit
Busi yang sudah dipamerkan pada Frankfurt Motor Show 2011 ini, diklaim bisa mengubah kinerja mesin secara radikal, yaitu konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit 10 persen. “Peningkatkan sebesar itu tidak mungkin diperoleh oleh busi konvensional,” jelas Presiden dan CEO, Federal-Mogul, Jose Maria Alapont tentang kehebatan ACIS.

Dijelaskan, busi konvensional bekerja dengan memercikan bunga api (untuk membakar campuran udara dan bahan bakar yang telah dimampatkan) dari satu titik. Setelah itu, pembakaran merambat mendorong piston ke titik mati bawah (TMB) pada langkah usaha.

Pada ACIS, ciptratan bunga api yang dihasilkan lebih besar. Pasalnya, bunga api terjadi di sekeliling puncak elektroda busi dengan membentuk cincin. Hasilnya,  ionisasi atau pembakaran berlangsung lebih cepat dan efisien.

Hebatnya lagi, langsung terjadi pada lingkup yang lebih luas. Akibatnya selanjut, dengan “plasma” yang sangat tinggi, campuran udara dan bahan bakar akan lebih gampang dibakar. Bahkan, proses pembakaran dengan campuran miski dapat dilakukan lebih mudah, termasuk membakar kembali gas buang yang didaur ulang (EGR).

Cepat dan Mantap
Percikan bunga api bentuk korona atau cincin pada ACIS terjadi dalam waktu lebih cepat (singkat) namun mantap. Menurut Kristapher Mixell, Direktur  Powertrain Energy dari Federal-Mogul, busi konvensional butuh waktu dua atau tiga milidetik untuk menghasilkan percikan api sedangkan ACIS hanya sekitar 100-200 mikrodetik.

Cincin percikan bunga api bisa dirancang, misalnya ber diameter 30 atau 40 mm. Dengan ini pula, pembakaran bisa dimulai di seluruh ruang bakar. “Ini membuka kemungkinan baru, bentuk ruang bakar jadi lebih efisien,” lanjut Mixell.

Mencegah Detonasi
ACIS juga diklaim dapat mengurangi detonasi, yaitu gejala campuran terbakar sendiri akibat suhu campuran bahan bakar dan udara tinggi (naik) saat dimampatkan.

Detonasi terjadi sebelum pengapian. Gejala tersebut terjadi karena adanya gelombang tekanan dari dua sumber pembakaran terpisah, yaitu detonasi dan pembakran yang dipicu oleh busi. Saat kedua pembakaran “bertabrakan” muncul ledakan keras.

Pada ACIS, hal tersebut bisa dicegah karena percikan bunga api terjadi sangat cepat dan dalam lingkup ruang yang besar. Pembakran pun bisa dikontrol.  

Kompresi Tinggi
Dikatakan pula, ACIS memungkinkan perbandingan kompresi dibuat lebih tinggi. Misalnya 14:1 pada mesin tanpa turbocharger. Sedangkan untuk mesin dengan turbo, bisa 12:1 . Pasalnya, sistem mampu mencegah terjadinya detonasi. Dengan inipula, pengikisan terhadap elektroda bisa dikurangi Hasilnya, umur pakai busi ini juga lebih lama.

“Hasil pengiritan 10 pesen diperoleh melalui tes pada mesin bensin sistem injeksi langsung yang dilengkapi turbocharger,” terang Mixell. Ditambahkan, saat Ini Federal-Mogul terus mengembangkan ACIS untuk mesin dengan koill plug-in atau koil langsung di atas busi. 

(sumber ;kompas.com)

Cara Supaya Tagihan Listrik Tidak Membengkak

 Pemborosan listrik dalam kehidupan sehari-hari menyebabkan tagihan bulanan membengkak. Upaya penghematan yang efektif sebenarnya dapat dimulai dengan melakukan hal-hal sepele di rumah.
"Banyak orang tidak sadar menggunakan barang rumah tangga dengan tidak semestinya," kata Co-Team Leader Energy Efficiency in Industrial, Commercial and Public Sector (Eincops) Melany Tedja, Selasa (4/10/2011) di Denpasar, Bali.
Mesin pendingin ruangan (AC), misalnya, membutuhkan tambahan daya sebanyak 6 persen ketika suhu diturunkan setiap satu derajat. Oleh karena itu, penghematan dapat dilakukan dengan memasang suhu ideal 24-25 derajat Celcius.
Suhu ideal itu dapat optimal dirasakan jika ruangan tertutup rapat. AC juga tidak lagi boros energi apabila filter dan coil AC rutin dibersihkan.
Pemborosan energi juga sering terjadi pada penggunaan lemari es. Tanpa disadari, sebanyak 7 persen energi terbuang apabila pintu lemari es terlalu sering dibuka atau terlalu lama terbuka.
Lemari es tua yang berusia di atas 10 tahun juga semakin boros energi. Bahkan, peningkatan kebutuhan dayanya bisa mencapai 75 persen dan sebaiknya diganti.
Peralatan lainnya yang sering disarankan kepada masyarakat, kata Melany, adalah lampu hemat energi. Dibandingkan lampu pijar, lampu hemat energi ini mampu menghemat lebih dari 50 persen energi.
"Intinya pemborosan energi itu lebih disebabkan faktor perilaku manusianya dan ini harus segera diubah," kata Melany.
(sumber ; kompas.com)

Perancangan Roda Gigi Kerucut (Design of Bevel Gears )

Rodagigi kerucut (bevel gears) digunakan untuk mentransmisikan 2 buah poros yang saling berpotongan.

Sepasang roda gigi kerucut yang saling berkait dapat diwakili oleh dua bidang kerucut dengan titik puncak yang berimpit dan saling menggelinding tanpa slip. Roda gigi kerucut yang mempunyai alur gigi lurus dan menuju kepuncak kerucut dinamakan roda gigi kerucut lurus .

Berikut contoh perancangan roda gigi kerucut ( bevel gears) :

http://www.ziddu.com/download/16682560/Perancanganrodagigikerucut.pdf.html

 (Sumber ; Ismail Muchsin, ST.M.Sc ,PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB)

Mobil Tanpa Pengemudi (Auto Pilot)

Bukan tidak mungkin teknologi auto pilot akan terealisasi sebentar lagi, mobil tanpa pengemudi pun akan bersliweran di jalan-jalan. Uniknya, teknologi tersebut sepertinya sangat cocok untuk budaya mudik di Indonesia, yang membutuhkan jarak dan waktu tempuh sangat jauh dan menghabiskan kesabaran.
Walaupun masih jauh untuk mencapai tahap tersebut, namun sebuah pabrikan mobil Amerika Serikat, General Motors kini sedang bersiap untuk memperlihatkan mobil dengan kemudi otomatis yang akan mereka pamerkan di Orlando pada musim gugur tahun ini.
"Mobil yang bisa mengemudi diri mereka sendiri dan dengan demikian tidak ada lagi kecelakaan mobil," tutur Direktur Laboratorium Kontrol-Listrik Terintegrasi General Motors Co, Nady Boule seperti dikutip dari Detroit News, Rabu (7/9/2011).
Dengan teknologi tersebut diperkirakan dalam beberapa dekade mendatang mobil-mobil akan mampu pergi dari titik A ke titik B tanpa bantuan manusia sama sekali. GM sendiri sudah melakukan penelitian terkait teknologi ini sejak 2007 silam dimana Chevrolet Tahoe yang telah dimodifikasi berhasil menempuh jarak 55 mil dari California ke basis Angkatan Laut Amerika dengan tanpa menggunakan awak pengemudi.
Seakan mendukung, Departemen Perhubungan AS turut memprediksi jika setiap mobil bisa saling berkomunikasi maka angka kecelakaan yang terjadi karena berkurangnya konsentrasi pengemudi akan berkurang hingga 80 persen.
Di masa depan, mobil akan mampu mengenali medan jalan serta suasana sekitarya entah itu mobil lain, pejalan kaki, atau infrastruktur di jalan dan lampu lalu lintas serta marka jalan.
(sumber ;republika)

Inilah Motor Termurah Honda Hanya 5 Jutaan

Produsen sekaligus ATPM motor Honda, yakni Honda Manufacturing (Nigeria) Ltd, akhirnya meluncurkan 2 motor sport model klasik terbaru yang dikembangkan sebagai kendaraan murah bagi negara berkembang. Motor ini dinamakan All new Ace CB125 dan Ace CB125-D.

Kedua kuda besi tersebut mengusung mesin berkapasitas 125cc. Yang menarik dari motor tersebut yaitu mengenai harganya. Seirama dengan strategi Honda yang ingin memasarkan motor murah di negara-negara berkembang, kendaraan barunya ini hanya dijual seharga 100.000,- Naira atau setara dengan Rp 5,8 jutaan.

Honda mengklaim motornya ini menawarkan kemudahan berkendara, hemat BBM serta memiliki performa dan daya tahan yang baik. Selain harganya yang murah, motor tersebut juga di yakini desain motor barunya ini layak digunakan sebagai "bike taxi". Menjadi angkutan transportasi yang nyaman dan murah bagi warga Nigeria.

Untuk membedakan diantara kedua jenis motor barunya ini, Honda sengaja membuat varian Ace CB125 lebih fungsional dengan jok berukuran lebih tebal dan panjang. Sementara Ace CB125 D didesain lebih sporty dengan cover head lamp modern dan buntut yang lebih ramping.Honda menargetkan penjualan motor ini bisa mencapai 100 ribu unit.

Sumber (sportku.com)

Remote Kontrol Tanpa Tombol Dengan Energi Surya

Murata, perusahaan tekonologi Jepang, bekerjasama dengan Universitas Kansai dan Mitsui mengembangkan sebuah remote control yang tidak mengharuskan penggunanya memencet tombol.

Menggunakan perangkat yang diberi nama Leaf Grip, pesawat televisi ataupun perangkat elektronik lain dapat dikendalikan dengan membengkokkan dan menggerakkan remot dengan berbagai cara. Alat ini sendiri diklaim sebagai puncak hubungan manusia dengan mesin.

“Remote ini memiliki desain konseptual baru yang mampu beroperasi dengan membengkokkan dan membelokkan remote,” sebuat Murata, seperti dikutip dari TechCrunch, 26 September 2011.

Remote ini mempunyai spesifikasi lintasan sensor pada kedua ujung kutub yang dihubungkan dengan sebuah plat yang terbuat dari film Pizoelektrik. Film tersebut terbuat dari bahan Kristal yang mampu menghasilkan aliran listrik. Ia juga dapat mendeteksi seperti gerakan.

Selain itu, remote control juga menggunakan pigmen untuk mengosongkan elektron saat remot menerima cahaya dan dirakit dengan sebuah sel fotovoltaik yang mengubah cahaya ke listrilk untuk mengganti fungsi baterai.

Sel fotovoltaik terletak bagian paling dalam, dengan diapit oleh film Piezoelektrik. Fotovoltaik merupakan panel aplikasi tenaga surya yang mampu menghasilkan aliran listrik. Untuk mencari saluran TV, remote cukup dibelokkan. Untuk mengatur volume, cukup bengkokkan remote.

Menurut produsennya, remot ini menggunakan sebuah pengembangan baru dari film pizoelektrik yang sangat transparan, organik dan bebas dari pyroelektrik, tanpa betarai. Murata juga menjadwalkan ujicoba remote selama eksibisi CEATEC Japan 2011, bulan depan.

(Sumber ;VIVAnews)

Diktat Kuliah Perpindahan Panas

Berikut dilapirkan Diktat Kuliah Perpindahan Panas :
http://www.ziddu.com/download/16647532/DiktatKuliahPerpindahanPanas.pdf.html

Contoh Soal dan Pembahasan Mekanika Teknik

Berikut contoh soal dan pembahasan mata kuliah mekanika teknik untuk mahasiswa teknik mesin dan teknik industri, contoh soal ini membahas terkait dengan materi Kesetimbangan dalam pelajaran mekanika teknik. Silahkan download disini :
http://www.ziddu.com/download/16637247/SoaldanPembahasanMekanikaTeknik.pdf.html

Cara Meningkatkan Efisiensi Kerja Mesin Skuter 125cc

Honda meningkatkan efisiensi kerja mesin 125cc yang digunakan pada skuter yang dipasarkan secara global pada 2012. Caranya, menurunkan gesekan, antara lain dengan menggunakan teknologi silinder off-set dan piston off-set dari titik tengah poros engkol (crankshaft). Dengan metode ini, Honda mengklaim bisa membuat konsumsi bahan bakar makin irit 25 persen.
Selanjutnya, kinerja pembakaran ditingkatkan dengan merancang ulang penghubung saluran isap dengan ruang bakar plus mengoptimalkan kerja sistem pengapian. Selanjutnya, kinerja teknologi Idle-Stop (ACG Starter) makin halus dan mulus. Transmisi CVT yang menggunakan sabuk atau belt karet dibuat makin elastis. 
Komponen lain yang dipermak adalah roller rocker arm (lengan pelatuk katup) dikontrol dengan baik sehingga mengurangi gesekan selama mesin bekerja. Juga untuk pertama kali Honda menggunakan bantalan (bearing) jarum tipe shelluntuk as lengan pelatuk katup.

Radiator
Perubahan lain adalah memperbaiki kinerja inti radiator sehingga kemampuan kinerja 1,5 kali lebih baik dari yang digunakan sekarang. Hal tersebut diperoleh karena ukuran kipas makin kecil, bobotnya juga makin enteng. Kipas yang dipasang di belakang radiator menurunkan gesekan 30 persen dibandingkan pada mesin yang sama dan digunakan sekarang ini.  
Kapasitas oli juga dikurangi 20 persen dengan memodifikasi rumah transmisi. Kerugian oli juga bisa dikurangi. Bantalan untuk setiap poros transmisi dirancang sesuai dengan beban yang diterimanya sehingga mengurangi gesekan 20 persen saat melaju pada 50kpj.
(Sumber ; kompas.com)

Jenis- Jenis Tekanan Udara

Jika suatu gas atau udara menempati suatu bejana tertutup maka pada dinding bejana tersebut akan bekerja suatu gaya. Gaya ini per satuan luas dinding disebut tekanan.

Menurut teori ilmu fisika, gas terdiri dari molekul-molekul yang bergerak terus menerus secara sembarang. Karena gerakan ini, dinding bejana yang ditempati akan mendapat tumbukan terus-menerus pula dari banyak molekul. Tumbukan inilah yang dirasakan sebagai tekanan pada dinding.

Jika temperatur  gas dinaikkan, maka gerakan molekul-molekul akan menjadi semakin cepat. Dengan demikian tumbukan pada dinding akan menjadi semakin sering dan dengan implus yang semakin besar. Jadi meskipun volume bejana tetap, tekanan pada dinding akan menjadi lebih besar.

·      Tekanan atmosfir

Tekanan atmosfir yang bekerja di permukaan bumi dapat dipandang sebagai berat  kolom udara mulai dari permukanan  bumi sampai batas atmosfir yang paling atas. Untuk kondisi standar, gaya berat kolom udara ini pada setiap 1 cm²   luas permukaan bumi adalah 1,033 kgf. Dengan perkataan lain dapat dinyatakan bahwa tekanan

1 atmosfir (1atm) = 1,033 kgf/cm²= 0,1013 MPa

Tekanan atmosfir juga biasa dinyatakan dalam tinggi kolom air raksa (mm Hg), di mana 1 atm = 760 mm Hg

·      Tekanan  Mutlak dan  Tekanan  Lebih

Untuk menyatakan besarnya tekanan  gas (atau zat cair) dalam suatu ruangan atau  pipa biasanya dipakai satuan kgf/cm²atau  Pa (pascal). Dasar yang dipakai sebagai harga nol dalam mengukur atau menyatakan tekanan ada dua macam.

1.   Jika harga nol diambil sama dengan tekanan atmosfir, maka tekanan yang diukur disebut tekanan lebih (gage pressure)

2.  Jika harga nol diambil sama dengan tekanan vakum  mutlak maka tekanan disebut  tekanan mutlak.

Antara tekanan mutlak dan tekanan lebih terdapat hubungan sebagai berikut:

Tekanan mutlak = tekanan lebih + tekanan atmosfir                       

Dalam penulisan satuan tekanan biasanya perlu ditambahkan keterangan apakah harga yang dimaksud  merupakan tekanan mutlak atau tekanan absolut. Jika yang dimaksud adalah tekanan lebih, maka penulisan satuannya dapat dilakukan misalnya sebagai berikut: kgf/cm² (g) atau Pa (g), dimana g merupakan singkatan dari gage. Jika yang dimaksud adalah tekanan mutlak, dapat ditulis sebagai: kgf/cm² (abs) atau Pa (abs) dimana abs. merupakan singkatan dari absolut  atau mutlak.

Dalam praktek biasanya orang  memakai tekanan  lebih, sedang tekanan mutlak dipakai dalam teori.

 Tabel  konversi tekanan

Tekanan  dapat dinyatakan dalam berbagai satuan. Dalam prakteknya seringkali diperlukan untuk mengubah  harga tekanan dalam suatu satuan menjadi harga dalam satuan lainnya. Untuk memudahkan  perhitungan dapat dipergunakan

Tabel. Daftar Konversi Tekanan

Pa	Bar	kgf/cm2	atm	mm H2O	mm Hg (Torr)
1	1 x 10-5	1,019 72 x 10-5	9,869 23 x 10-6	1,019 72 x 10-1	7,500 62 x 10-3
1 x 105	1	1,019 72	9,869  23 x 10-4	1,019 72 x 104	7,500 62 x 102
9,806 65 x 104	9,806 65 x 10-1	1	9,678 41 x 10-1	1,000   0 x 104	7,355 59 x 102
1,013 25 x 105	1,013 25	1,033 23	1	1,033 23 x 104	7,600 00 x 102
9,806 65	9,806 63 x 10-5	1,000 0 x 10-4	9,678 41 x 10-5	1	7,355 59 x 10-2
1,333 22 x 102	1,333 22 x 10-3	1,359 51 x 10-3	1,315 79 x 10-3	1,359 51 x 10	1

(Sumber ;Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga)

Bahan Kuliah Mesin Konversi 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

Mesin Konversi Energi adalah 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.

Aplikasinya adalah pada pembangkit tenaga listrik, membantu proses industri, transportasi, penerangan, dll.

Bahan kuliah lengkap tentang Mesin Konversi Energi Dapat download disini :

http://www.ziddu.com/download/16605807/MesinKonversiEnergi.pdf.html

  

(Sumber ; http://staffsite.gunadarma.ac.id/