17
Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 1. Diketahui sebuah mesin 6 silinder 4 tak katup masuk membuka 5° sebelu TMA, katup masuk menutup 20° setelah TMB. Katup buang membuka 20° sebelum TMB,katup buang menutup 10° setelah TMA.Putaran motor = 100 rps. Dtanya : a. Gambarkan diagram engkol untuk selinder dan tunjukan dalamdiagram tersebut saat- saat katup masuk dan buang membuka dan menutup. b. Tentukan waktu-waktu yang diperlukan dalam detik untuk membuka hingga menutup. c. Tentukanlah lamanya waktu dalam detik kedua katup tersebut sama sama membuka. Penyelesaian : b. Waktu yang diperlukan katup masuk membuka hingga menutup dalam detik : α = 5° + 180° + 20° = 205° ; T = 205° 360° 60 = 205 6 .100 = 0,34 detik. α = 20° + 180° + 10° = 210° ; = 210° 360° 60 = 210 6 .100 = 0,35 . c. Lamanya kedua katup sama-sam trbuka : α = 5° + 10° = 15°; = 15° 360° 60 = 15 6 .100 = 0,025 . a. Gambar diagran engkol dan diagram katup :

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

  • Upload
    vodung

  • View
    345

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

1. Diketahui sebuah mesin 6 silinder 4 tak katup masuk membuka 5° sebelu𝑚 TMA, katup masuk menutup 20° setelah TMB. Katup buang membuka 20° sebelum TMB,katup buang menutup 10° setelah TMA.Putaran motor = 100 rps. Dtanya : a. Gambarkan diagram engkol untuk selinder dan tunjukan dalamdiagram tersebut saat-

saat katup masuk dan buang membuka dan menutup. b. Tentukan waktu-waktu yang diperlukan dalam detik untuk membuka hingga menutup. c. Tentukanlah lamanya waktu dalam detik kedua katup tersebut sama sama membuka. Penyelesaian : b. Waktu yang diperlukan katup masuk membuka hingga menutup dalam detik :

α = 5° + 180° + 20° = 205° ; T = 205°

360° 𝑛

60

= 205

6 .100 = 0,34 detik.

α = 20° + 180° + 10° = 210° ; 𝑇 = 210°

360°𝑛

60

=210

6 .100 = 0,35 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘.

c. Lamanya kedua katup sama-sam trbuka :

α = 5° + 10° = 15°; 𝑇 =15°

360° 𝑛

60

= 15

6 .100= 0,025 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘.

a. Gambar diagran engkol dan diagram katup :

Page 2: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

2. Sebuah turbin uap de Laval dengan jatuh kalor teoritis 350 kj/kg. Sudut uap masuk

mutlaknya 18° diameter roda jalan 600 mm. Turbin bekerja maximum.

a. Putaran turbin keadaan maximum.

b. Gambar segitiga kecepatan turbin tersebut dengan skala yang benar.

c. Prosentase panas terbuang terhadap panas tersedia.

d. Apabila lebar sudu 40 mm dan jarak tusuk 25 mm,buatlah 1 (satu) pasang bentuk sudu-

sudu jalan tersebut.

Jawab :

Ho = 350 kj/kg; D = 600 mm =0,6 m; < α = 18 ° ; Cos α = 0,95.

a. C1 = 44,7 √𝐻𝑜 = 44,7 √350 = 836,26𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

Umax = 1

2 C1 . Cos α =

1

2 836,26 .0,95 = 397,22

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘.

U = π . D . n → 397,22 = 3,14. 0.6 . D → n = 397,22

18,84 = 21,128 putaran/detik.

Jadi putaran turbin keadaan maximum = 21,18 Rps.

b. Gambar segitiga kecepatan dengan skala 100 m/detik = 1 cm.

C1 = 836,26 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

100 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 x 1 cm = 8,36 cm. Umax =

397.22 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

100 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 x 1 cm = 3,9722 cm.

Page 3: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

b. Prosentase panas terbuang( Hu ) tehadap panas tersedia :

C2 = 44,7√𝐻𝑈 ; C2 diukur dalam lukisan = 2,8 cm maka C2 = 2,8 𝑐𝑚

1 𝑐𝑚 𝑥 100

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘=

280𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘. 280 = 44, 7√𝐻𝑈 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝐻𝑈 = (

280

44,7)

2= 39,23 kj/kg.

Hu dalam % = 39,23

350 𝑥 100% = 11,20%.

e. Gambar 1 (satu ) pasang bentuk sudu-sudu jalan.

Page 4: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

3. Gambarkanlah sebuah pompa plunger bahan bakar Bosch.dalam posisi dengan cara kerjanya. Jawab : Gmbar sebuah pompa bahan bakar plunger Bosch pada posisi dan cara kerjanya :

Page 5: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

4. a. Apa perbedaan antara pembuangan gas buang dicerobong yang tarikan alam dan

tarikan buatan f. Sebutkan jenis-jenis bahan bakar yang anda ketahui. Jawab :

a. Perbedaannya adalah : tarikan alam tergantung daripada tinggi rendahnya

cerobong asap,semakin tinggi cerobong asapnya semakin lambat pula aliran gas

asapnya. Sedangkan tarikan alam untuk mengalirkan gas asap dengan menggunakan

bantuan alat ventilator sehingga aliran gas asapnya lebih cepat.

b. Jenis – jenis bahan bakar ialah : 1. Bahan bakar pada yaitu : - Batu bara - Kayu. 2. Bahan bakar cair yang lazim digunakan dikapal : - H.S.D - M.F.O - M.D.F/M.D.O

Page 6: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

1. Sebuah turbin de Laval dengan sudut uap 15°. Uap masuk mengalami jatuh kalor 340 kj/kg. Pemakaian uap setiap jam 1500 kg. Turbin bekerja pada putaran sebaik – baiknya. Ditanyakan :

a. Kecepatan keliling. b. Diameter roda jalan bila Rps 115 putaran. c. Segitiga kecepatan dan besar kecepatan masing – masing. d. Tenaga turbin Theoritis..

Penyelesaian :

a. Kecepatan keliling maximum ( Umax ) < 𝛼 = 15° ; 𝐶𝑜𝑠 𝛼 = 0,96.

C1 = 44,7√𝐻𝑜 = 44,7√340 = 824,2 m/detik

Umax = 1

2 C1 . 𝐶𝑜𝑠 𝛼 =

1

2 824,2 . 0,96. = 395,6

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘.

b. Uma = π . D . n → 395,6 = 3,14 . 115 . 𝐷 → 𝐷 = 395,6

361,1 = 1,01 𝑚.

Jadi diameter roda jalan = 1,01 m atau = 1010 mm.

c. Gambar segitiga kecepatan skala 100 m/detik = 1cm.

C1 = 824,2 m/detik

100 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 x 1 c m = 8,24 c m; U =

395,6 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

100 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 x 1 c m = 3,956 c m.

W1 = W2 diukur dalam gambar = 4,5 c m→ W1 = W2 = 4,5 𝑐 𝑚

1 𝑐𝑚 𝑥 100

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 = 450 m/detik.

C2 diukur dalam gambar = 2,3 c m → C2 = 2,3 𝑐 𝑚

1 𝑐𝑚 𝑥 100

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 = 230 m/detik.

d. Guap/jam = 1500 kg. → Guap/detik = 1500

3600 = 0,42 kg.

No = Guap/detik . Ho = 0,42 . 340 = 142,8 KW.

Jadi besarnya tenaga turbin theoritis = 142,8 KW.

Page 7: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

2. a. Apa yang dimaksud dengan pembilasan pada motor 2 tak?. b. Jelaskan prinsip motor dengan pengisian tekan dan apa bedanya dengan motor tanpa

pengisian tekan.

Jawab :

a. Pembilasan ialah : suatu proses masuknya udara bilas kedalam siliinder guna mendorong gas –gas bekas keluar dari dalam silinder dan sekaligus membersihkan silnder motor.

b. Pengisian tekan adalah proses masuk udara bersih kedalam silinder dengan menggunakan sebuah alat ( TURBO CHARGER ) dengan tekana lebih besar dari 1 atm.

Bedanya dengan motor tanpa pengisian tekan yaitu : pada motor tanpa pengisian tekan masuknya udara bilas kedalam silinder dengan menggunakan pompa bilas.

3. Sebuah motor 2 tak kerja tunggal diameter silinder 650 mm. Langkah torak 1200 mm. Putaran engkol 2 Rps. Jumlah silinder 6 buah. Ruang pembakaran 7% darpada langkahnya dan kompresi dimulai tepat pada saat torak telah melangkah 20% daripada langkahvolumenya. Tekanan rata – rata indikatur 7,26 bar.

Ditanyakan :

a. Perbandingan kompresi.

b. Kecepatan torak rata – rata dan piston displasement.

c. Tenaga hilang akibat gesekan mekanis jika randemen mekanis diketahui = 90%.

Jawab : D = 650mm = 0,65 m ; L = 1200mm = 1,2m

a. Vs = 𝜋

4 . 𝐷2

. S = 0,785 . 0,652 . 1,2 = 0,397995 m3.. Vc = 0,07 x Vs = 0,07x0,397995 =

0,027859bm3. Vs1 = 0,2 x Vs = 0,2 x 0,397995 = 0,079599 m3

Σ =Vs1− Vc

Vs1=

0,079599− 0,07899

0.079599 = 3,857.

b. Cm = S . n = 1,2 . 2 = 2,4 m/detik. PD = 𝜋

4 . 𝐷2

. S = 0,785 . 0,652 . 1,2 = 0,397995

c. Ni = 𝜋

4 . 𝐷2

. pi . 102. S . Z . n = 0,785 . 0,652. 7,28 .100 .1,2 .6 . 2 = 3476,8 KW = 3477 KW

dibulatkan.

ηm = 𝑁𝑒

𝑁𝑖 → 0,90 =

𝑁𝑒

3477 → 𝑁𝑒 = 3129,3 𝐾𝑊 → 3129 𝐾𝑊 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑙𝑎𝑡𝑘𝑎𝑛.

Tenaga yang hilang akibat gesekan mekanis = Ni – Ne = 3477 – 3129,= 348 KW.

Dalam % = 348

3478 x 100% = 10%.

Page 8: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

4. Sebuah ketel menggunakan air pengisian sebanyak 1500 kg/jam.Untuk pembentukan uapnya digunakan bahan bakar sebanyak 150 kg/jam.Dengan Nilai Opak = 41032,6 KJ/kg.Uap yang dihasilkan mempunyai isi panas sebanyak 2763,42 Kj/kg dan isi panas air pengisian 251,2 Kj/kg.

Ditanyakan :

a. Panas yang tersedia dalam bahan bakar setiap jamnya.

b. Panas yang diperlukan untuk pembentukan uap setiap jamnya.

c. Panas yang tidak dipergunakan untuk pembentukan uap setiap jamnya.

d. Randemen ketel.

Jawab :

a. Q yang tersedia dalam bahan bakar tiap jamnya = B/jam x NO = 150 x 41032,6 = 6154890 Kj.

b. ηketel = 𝐺𝑢𝑎𝑝(ℎ𝑢𝑗−𝑞𝑎𝑎𝑝)

𝐵 𝑥 𝑁𝑃 𝑥 100% =

1500(2763,42−251,2

150 𝑥 41032,6 𝑥 100% = 61.2%. 𝑎𝑡𝑎𝑢

KP = 𝐺𝑢𝑎𝑝

𝐵 =

1500

150 = 10.

ηketel = 𝐾𝑃(ℎ𝑢𝑎𝑝−𝑞𝑎𝑚𝑝)

𝑁𝑂 𝑥 100% =

10)276,42−251,2

41032,6 𝑥 100% = 61,2%.

c. Qbentuk/jam = ηketel x Q bahan bakar = 0,612 x 6154890 = 376679,68 Kj.

d. Qhilang/jam = Qtersedia/jam – Qbentuk/jam = 6154890 - 376679,68 = 2388097,32

Kj.

Bila diminta dalam % =2388097,32

6154890 𝑥 % = 3,7%.

Page 9: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

1. Sebuah ketel uap sebelum dioperasikan,setelah diover haul dilakukan pengujian uap dan pengujian tekan.

Diminta : a. Jelaskan maksudndan tujuan dari pengujian tersebut.

b. Uraikan prosedur pengujian uap dan pengujian tekan tersebut. Jawab : a. Maksud dan tujuan dari pengujian tersebut ialah :

- Pengujian uap adalah untuk menyakinkan bahwa katup keamanan bekerja dengan baik dan betul.

- Pengujian tekan yaitu untuk menguji kebaikan darpada konstruksi ketel,selama pengujian tidak boleh terjadi perubahan bentuk.

b. Prosedur pengujia uap dan pengujian tekan sbb : - Pengujian uap dipasang seperti waktu dioperasikan semua katup uap keluar

ditutup kecuali katup untuk pompa pengisian air ketel,bila kerja dengan baik maka katup – katup keamanan akan membuka .Setelah batas tekanan kerja ketel dilampaui dan tekanan tidak boleh melebihi 15% dari tekanan kerja dengan katup keamanan terbuka.

- Penujian Tekan : ketel diisi dengan air selanjutnya dengan pompa tangan dilakukan tekanan.Tekanan dinaikan secara perlahan oleh pejabat yang memeriksa ditentukan besarnya takanan kempa dilihat dari gambar konstruksi ketel. Prinsipnya adalah P kempa ≥ P kerja.P kempa = 1,3 x P kerja.

2. Sebuah kapal digerakan dengan motor diesel 2 takkerja tunggal 9 silinder menghasilkan daya -

6624 IKW diameter silinder 680 mm, langkah torak 1350 mm.Pemakaian bahan bakar spesefik

indikatur 204 gram/IKWjam.Putaran poros engkol 2 Rps,persediaan bahan bakar dalam tanki

420 ton dan 5% isi tanki tidak dapat dihisap Pertanyaan :

a. Berapa jam kapal dapat berlayar dengan persediaan bahan bakar yang dapatdigunakan.

b. Berapa tekanan rata – rata indikatur?. c. Berapa kecepatan torak rata – rata?. d. Berapa kostante silinder dan konstante motor?. Penyelesaian : Bahan bakar yang dapat digunakan = 420 – (5% x 420) = 399 ton atau 399000 kg. Z = 9 buah;D = 680 mm = 0,68 m; S = 1350 mm = 1,35 m bi = 204 gram/IKW jam

=0,204 kg/IKW jam Ni = 6624 IKW.

a. B/jam = Ni x bi = 6624 x 0,204 = 1351 kg dibulatkan.

Lamanya kapal berlayar = 399000

1351= 295,336 𝑗𝑎𝑚. atau

295,99

24 = 12,3 ℎ𝑎𝑟𝑖.

Page 10: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

b. Ni = 𝜋

4 . 𝐷2

. S . Z . n . pi . 102 → 6624 = 0,785.

𝜋

4 . 0,682

1,35 . 9 .2 .100 . pi.

pi = 6624

882,05 = 7,5 𝑏𝑎𝑟. 𝐽𝑎𝑑𝑖 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑘𝑎𝑡𝑢𝑟𝑛𝑦𝑎 = 7,5 𝑏𝑎𝑟.

c. Cm = 2 . S . n = 2 . 1.35 . 2 = 5,4 m. Jadi kecepatan torak rata – rata = 5,4 m.

e. Konstante silinder = 𝜋

4 . 𝐷2

. S = 0,785 . 0,682 1,35 = 0,47.

Konstante motor = 𝜋

4 . 𝐷2

. S . Z = 0,785 . 1,35 . 9 = 4,41.

3. a. Sebutkan alat – alat apendase ketel dan fungsinya masing – masing.

b . Sebutkan dan jelaskan proses pemindahan panas pada sebuak ketel uap.

Jawab :

a. Alat – alat apendase sebuah ketel dan fungsinya :

1. - Katup keamanan untuk agar tekanan didalam ketel tidak melebihi dari tekanan kerjanya.

- Untuk menghentikan kerja ketel dengan mengeluarkan uap atau air sewaktu ter-

jadi kerusakan pada ketel.

- Untk segera bisa mengosongkan ketel jikandikehendaki oleh petugas dikehendaki pemerik saan.

2. Katup utama dan katup uap bantu berfungsi :

- Katup uap utama untuk mengalirkan uap masuk kemesin Utama/Induk.

- Katup uap bantu untuk mengalirkan uap masuk kepesawat – pesawat bantu.

3. Manometer gunanya untuk mengetahui tinggi rendahnya tekanan uap didalam ketel.

4. Gelas penduga berfungsi untuk mengetahui tinggi rendahnya permukaan air didalam

ketel.

5. Katup pengisian untuk mengalirkan air pengisian ketel dan untuk menutup air pengisian

agar air pengisian tidak kembali kedalam tanki bila ketel sudah penuh.

6. Kran Spui untuk membuang kotoran yang mengapung diatas permuaan air ketel.

Page 11: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

7. Kran Brain untuk membuang lumpur/ kotoran yang menendap dari dalam ketel.

b. Proses pemindahan panas pada ketel uap :

- Perpindahan panas secara Radiasi adalah panas dar pembakaran bahan bakar yang terjadi ditengah –tengah dapau dipancarkan kesekeliling pipa – pipa air yang ada disekeliling dapur.

- Perpindahan panas secara Konveksi ,panas dari pembakaran bahan bakar yang terjadi dari ditengah – tengah dapur gas – gas panas harus mengalir keluar cerobong agar pembakaran selanjutnya dapat terus menerus berlangsung.

- Perpindahan panas secara Konduksi ini hanya terjadi pada benda – benda panat sepeti logam.

4. Sebuah turbin Curtis 3 tingkat kecepatan kerja maximum,panas terbuang (Hu) meninggalkan turbin dalam keadaan maximum 148 kj/kg.Cosinus sudut uapnya 0,96.

Diminta :

a. Randemen sudu maximum.

b. Gambar ∆ kecepatandengan skala yang benar.

c. Besarnya jatuh kalor teoritis.

d. Bila diameter roda jalan 690 mm,hitunglah putaran turbinkeadaan maximum.

Jawab :

mc = 3 tingkat;D = 690 mm = 0,69 m; Hu = 148 kj/kg; Cosα = 0,96 → α = 16°

a. ηmax = Cos2α . 100% = 0,962 . 100% = 92,6%’

c. C2 = 44,7√𝐻𝑢 = 44,7√148 = 543,7𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 = 544

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘𝑑𝑖𝑏𝑢𝑙𝑎𝑡𝑘𝑎𝑛.

𝐶2

𝐶1= 𝑠𝑖𝑛 α →

544

𝐶1= 0,27 → C1 =

544

0,27= 2015

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘𝑑𝑖𝑏𝑢𝑙𝑎𝑡𝑘𝑎𝑛.

C1 = 44,7√𝐻𝑜 → 2015 = 44,7√𝐻𝑜 → 𝐻𝑜 = (2015

44,7)

2 = 2032 kj/kg.

Jadi jatuh kalor teoritisnya (Ho) = 2032 kj/kg. Atau

ηmax = 𝐻𝑜−𝐻𝑈

𝐻𝑜 → 0,926 =

𝐻𝑜−148

𝐻𝑜 → 𝐻𝑂 − 0,926 𝐻𝑂 = 148

Ho = 148

0,074 = 2000

𝑘𝑗

𝑘𝑔.

Page 12: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

d. Umax = 1

2 𝑚𝑐 . C1. α =

1

2 .3 𝑥 2015 .0,96 = 322,4

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘.

Umax = π . D . n → 311 = 3,14 . 0,69 . n → 𝑛 = 311

2,1666 = 143,5 𝑅𝑝𝑠.

Jadi putaran turbin dalam keadaan maximum = 144 Rps dibulatkan.

c. Gambar ∆ skala 200m/detik = 1 cm. C1 = 2015 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

200 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑘 𝑥 1 𝑐𝑚 = 10 𝑐𝑚.

U = 311 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

200 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖 x 1 cm = 1,5 cm.

Page 13: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

1. Sebuah motor diesel 4 tak kerja tunggal 4 silinder menhasilkan daya 736 IKW,pada putaran

8,33 rps,randemen total = 35%,randemen mekanis = 90% dan tekanan rata – rata indikatur =

6,5 bar.Perbandingan langkah torak terhadap silinder = 1,5. Panas hilang bersama air

pendingin 30%.Sistim pendinginan adalah sistim tertutup dengan suhu masuk motor 40°C

dan suhu keluar motor 60°C. Nilai pembakaran 41870 kj/kg bahan bakar dan berat jenis

bahan bakar 0,8 kg/dm3.

Ditanyakan :

a. Kapasitas pompa pendingin air tawar,bila panas jenis air = 4,2 kj/kg°C dan berat jenisnya

= 1 kg/dm..

b. Pemakaian bahan bakar tip jam.

c. Diameter dan langkah torak.

Jawab :

c. Ni = 𝜋

4 . D2. Pi.102.S.Z.n.0,5 → 736 = 0,785.D2.6,5. 100.1,5D.4.8,33.0,5

12751,1475D3 = 736 → D = √736

12751,1475

3 = 0,386 𝑚 →

𝑆

𝐷= 1,5

𝑆

0,386 = 1,5 → 𝑆 = 0,579 𝑚.

Jadi besarnya diameter silinder = 0,386 m dan panjang langkah toraknya = 0,579 m.

a. ηth = ηtotal

ηm =

0,35

0,90 𝑥 100% = 39% → ηth =

3600

𝑏𝑖.𝑁𝑃 → 0,39 =

3600

𝑏𝑖.41870

bi = 3600

0,39.41870 = 0,220 kg/IKW jam..

Qbb/jam = 30%xNi x bi xNP = 0,30 736 x 0,220 x 41870 = 2033877,12 Kj.

Qbb = Q ap → 2033877,12 = 𝐺𝑎𝑖𝑟. 𝐵𝑗𝑎𝑖𝑟. 𝑝𝑗 𝑎𝑝. ∆𝑡.

2033877,12 = Gap. 1.4,2.23 → 𝐺𝑎𝑝 = 2033877,12

96.6 = 21054,6 liter.

Page 14: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

Jadi kapasitas pompa pendingin = 21054,6 litr.

b. B/jam = Ni x bi = 736 x 0,220 =161.9 kg. Jadi B/jam = 162 kg dibulatkn.

2. Kecepatan keliling sebuak turbin uap = 160 m/detik dengan jatuh kalor theoritis = 640 kj/kg

dan sudut uap = 18°,jika turbin bekerja sebaik – baiknya.Berapa jumlah tingkat dan panas

hilang keluar turbin,untuk :

a. Turbin Zoelley

b. Turbin Curtis.

c. Turbin Parson.

Jawab :

Umax = 160 m/detik; Ho = 640 kj/kg; α = 18°; Cos α = 0,95.

a. Turbin Zoelley → Umax = 1

2 . C1 . Cos α → 160 =

1

2 .44.7√

𝐻𝑜𝑧

𝑚𝑧 .0,95 .

160 = 1

2 .44.7 √

640

𝑚𝑧 .0,95 → 160 = 1,23 √

640

𝑚𝑧 →

640

𝑚𝑧 = (

160

21,23)

2 →

640

𝑚𝑧= 56,7mz =

11,28 tingkat. Jadi jumlah tingkat Turbin Zoelley = 11 tingkat dibulatkan.

ηmax = Cos2 α .100% = 0952 . 100% = 90,25%

ηmax = 𝐻𝑜𝑧−𝐻𝑢𝑧

𝐻𝑜𝑧 𝑥 100% → 0,90,25 =

640−𝐻𝑢𝑧

640 → 𝐻𝑢𝑧 = 640 – 577,6

Huz = 62,4 kj/kg. → Jadi panas terbuang pada Turbin Zoelly/tingkat = 𝐻𝑢𝑧

𝑚𝑧 =

62,4

11 =

5,67𝑘𝑗

𝑘𝑔

b. Uc = 1

2𝑚𝑐 . C1 . Cos α → 160 =

1

2𝑚𝑐 44.7 √640 .0,95 → 𝑚𝑐 =

1074,28

320 = 3,35

Jadi Turbin Curtis terdiri dari = 3 tingkat kecepatan dibulatkan .

Page 15: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

ηmax = Cos 2. α. 100 = 0,95 2 . 100% = 90,25%. → ηmax =

𝐻𝑜𝑐−𝐻𝑈𝐶

𝐻𝑂𝑐 𝑥 100%

0,9025 =640−𝐻𝑈𝐶

640 → 𝐻𝑢𝑐 = 640 − 577,6 = 62,4

𝑘𝑗

𝑘𝑔.

Jadi panas terbuang panas terbuang pada turbin Curtis = 62,4kj/kg.

c. Turbin Parson Up = C1 . Cos α → 160 = 44,7√𝐻𝑜𝑝

2𝑚𝑝 .0,95 → 160 = 42,465 √

640

2𝑚𝑝

(160

42,465)

2 =

640

2𝑚𝑝 →

640

2𝑚𝑝 = 14 → 𝑚𝑝 =

640

28= 22,8 tingkat. Jadi turbin Parson dileng-

kapi dengn 23 tingkat dibulatkan.

Up = C1 . Cos α → 160 = C1 . 0,95 → C1 = 160

0,95 = 168 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 dibulatkan.

C2

𝐶1 = sin α → 𝐶𝑜𝑠 18 ° = 0,30 →

C2

168 = 0,30 → 𝐶2 = 50,4

𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘.

C2 = 44,7√𝐻𝑢𝑝

2𝑚𝑝 → 50,4 = 44,7 √

𝐻𝑢𝑝

2.23 → 𝐻𝑢𝑝 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (

504

44,7)

2. 46 = 58.42 kj/kg.

Jadi panas terbuang turbin Parson pertingkat( Hup/tinkat) = 58,42

23 = 2,54 𝑘𝑗/ kg.

3. a. Sebutkan tujuan pelumasan dari ebuah motor diesel ( 5 macam )

b. Sebutkan penyebab kerusakan pelumas sehingga tidak dapat digunakan lagi!.

c. Mengapa bobot pada bearing tidak rusak bila pelumasannya baik. Jelaskan.

d. Jelaskan apa yang terjadi bila injeksi bahan bakar tidak tepat dan bagaimana

mengatasinya!.

Jawab :

3. b. Penyebab terjadinya kerusakan pada minyak pelumas antara lain :

- Sebab bercampur dengan air.

- Karena brcampur dengn bahan kimia yang dapat merusak logam.

Page 16: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

- Karena adanya kotoran yang larut didalam minyak pelumas.

- Karena sifat melekatny sudah hilang/tipis.

- Karena sudah encer/kental atau membeku.

3. c. Sebabnya bobot pada minya kpelumas pad bearing tidak rusak bila pelumasan baik :

- Ada cukup minyak pelumas,bila minyak pelumas kurang maka minyak pelumas akan

Lebih cepat menghitam.

- Kecepatan poros cukup tinggi

- Adesi antara minyak dsn poros tetap tinggi

- Minyak pelumas tetap cair/encer dan tipis

3. a. Tujuan pelumasan pada sebuah motor diesel ialah :

- Mencegah keausan pada motor

- Meredam tumbukan atau bunyi – bunyian.

- Mengurangi tekana gesek.

- Mencegah panas dari motor.

3. d. Bila injeksi bahan bakar tidak tepat dalah : Motor susah hidup bila dianzet/distart dan

Cara mengatasinya lakukan penyetelan kembali,sesuaikan dengan feering ordernya.4

4. Pada motor 4 tak terdapat katup masuk dan katup buang yang berbeda karakteristik dan

penangannya. Jelaskan :

a. Bagaimana anda membedakan kedua jenis katup tesebut saat keduanya dilepas dari

rumahnya ( selinder head )

Page 17: Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) … fileSoal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU) Oleh : SUGIRI, ATT-III Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan 2

Soal dan Penyelesaian UKP Mesin Penggerak Utama (MPU)

Oleh : SUGIRI, ATT-III

Guru SMK Pelayaran Buana Bahari Medan

b. Mengapa kelonggaran (clearance) penyetelan keduanya berbeda dan mana yang lebih

longgar?

Jawab :

4. a. Cara membedakan kedua katup adalah : katup buang secara fisik lebih kotor dari katub

hisap dikarenakan berhubungan langsung dengan gas bekas/gas buang sedangkan

katup isap lebih bersih, Karena katup hisap menghisap udara murni/udara bersih.

b. Tujuannya adalah agar pada saat akhir langkah kompressi kedua katup benar-benar tertutup

rapat sehingga tidak terjadi kebocoran kompressi. Yang lebih longgar pada umumnya

katup buang karena katup buang dilalui oleh gas panas,sehingga terjadi pemuaian bahan pada

ujung katup buang maupun pada penumbuk/rocker arm.Karena bila terjadi pemuaian

dikhawatirkan celah katup akan hilang/menjadi rapat dan penumbuk akan

menempel/menekan katup sehingga terjadi kebocoran udara kompressi.