Senin, 21 September 2015

20140308-091922 AM.jpg
Mobil konsep jaguar yang menggunakan turbin
Bagi sebagian orang, mungkin turbin gas sudah tidak asing lagi bagi mereka. Namun tentu tidak bagi sebagian yang lain, mereka mungkin tidak menyadari bahwa pada saat mereka naik pesawat terbang, mesin yang digunakan kendaraan ini adalah turbin gas. Atau mungkin listrik yang mereka nikmati, tidak disadari bahwa salah satu pemasoknya adalah generator berpenggerak turbin gas. Bahkan bisa jadi kendaraan masa depan akan menggunakan turbin gas berbahan bakar ramah lingkungan (baca: WAVE: truk trailer masa depan)

20140309-114628 AM.jpgTurbin adalah suatu mesin rotari yang berfungsi untuk mengubah energi potensial aliran fluida menjadi energi gerak yang bermanfaat. Fluida yang digunakan untuk menggerakkan turbin antara lain adalah gas, air, uap air, dan angin. Perbedaan jenis fluida inilah yang membedakan tipe-tipe dari turbin, dimana salah satunya adalah turbin gas.

Rotor Turbin Gas

Prinsip kerja dari turbin gas tidak jauh berbeda dengan turbin-turbin yang lain. Putaran dari rotor turbin, diakibatkan oleh adanya gas bertekanan yang melewati sudu-sudu turbin. Gas dengan tekanan tinggi didapatkan dari pembakaran bahan bakar dengan udara, sesaat sebelum masuk turbin. Ekspansi udara hasil proses pembakaran inilah yang digunakan untuk menggerakkan sudu-sudu turbin.
20140310-113831 AM.jpg
Aliran Fluida Kerja Turbin Gas
Turbin gas menggunakan udara atmosfer sebagai media kerjanya. Udara masuk melalui sisi inlet akibat terhisap oleh kompresor. Kompresor ini berfungsi untuk memampatkan udara hingga mencapai tekanan tertentu. Biasanya, tekanan di akhir sudu kompresor mencapai 30 kali tekanan inlet kompresor. Pada sisi akhir kompresor udara bertekanan akan melewati difuser. Difuser ini berfungsi untuk mendukung kompresor meningkatkan tekanan udara.
20140310-115746 AM.jpg
Area Pembakaran Turbin Gas
(Udara bertekanan mengalir dari kanan ke kiri)

Proses selanjutnya adalah masuknya udara bertekanan yang keluar dari kompresor untuk menuju area pembakaran (biasa disebut combustion chamber). Di area ini, dilakukan injeksi bahan bakar diikuti dengan proses pembakaran bahan bakar tersebut di dalam udara. Pembakaran ini mengakibatkan terjadinya ekspansi dari udara sehingga volume udara hasil pembakaran meningkat, dan tentu saja temperaturnya yang juga meningkat. Proses pembakaran di dalam chamber tidak akan meningkatkan tekanan udara, karena peningkatan volume udara akibat pemanasan cepat mengakibatkan udara berekspansi ke sisi turbin. Sedangkan kenaikan suhu udara hasil pembakaran, mengindikasikan kandungan energi dalam udara (entalpi) yang naik pula. Energi inilah yang akan dikonversikan menjadi tenaga putaran poros oleh turbin gas.
Udara hasil pembakaran selanjutnya masuk ke sisi turbin. Turbin gas terdiri atas beberapa stage sudu.Stage pertama yang dilewati oleh udara pembakaran disebut sisi high pressure stage (tekanan tinggi), sedangkan sudu yang paling akhir disebut dengan sisi low pressure stage (tekanan rendah). Sudu-sudu dari tiap stage turbin uap berfungsi sebagai nozzle, yang akan mengubah energi panas yang terkandung di dalam udara hasil pembakaran untuk menjadi energi gerak. Selain sisi rotor, sudu turbin juga terdapat pada sisi stator. Untuk lebih memahami bagaimana proses perubahan energi panas menjadi energi gerak putaran pada poros turbin, baca artikel berikut.
20140310-020410 PM.jpg
Kompresor dan Turbin Gas Berada Pada Satu Shaft
Kompresor pada sistem turbin gas, berada pada satu poros (shaft) dengan turbin. Sebagian energi mekanis berupa rotasi poros yang dihasilkan oleh turbin, digunakan untuk memutar rotor kompresor. Pada pembangkit listrik, sebagian energi mekanis digunakan untuk memutar generator yang juga berada satu poros dengan turbin dan kompresor.

Animasi Mesin Turbojet Pesawat Terbang
Berbeda dengan mesin turbojet pesawat terbang, sebagian kecil energi panas udara hasil pembakaran digunakan untuk memutar turbin, yang selanjutnya energi putaran tersebut digunakan untuk memutar kompresor. Sebagian besar energi panas pada udara hasil pembakaran mesin jet digunakan untuk mendorong pesawat, dimana pada sisi keluaran turbin berbentuk nozzle. Nozzle ini berfungsi untuk meningkatkan kecepatan dorong gas buang, sehingga mendapatkan gaya dorong yang lebih besar bagi pesawat.
20140310-030923 PM.jpg
Mesin Turbojet Pesawat Terbang

Minggu, 20 September 2015

Turbin air merupakan turbin nan berputar serta menghasilkan energi nan diambil dari genre air. Turbin nan digerakan oleh air dikembangkan pada abad ke-19 dan digunakan secara luas buat tenaga industri. Saat ini turbin kebanyakan digunakan buat pembangkit tenaga listrik.


Kata turbin diperkenalkan pertama kali oleh insinyur Perancis Claude Burdin pada awal abad ke-19 dan berasal dari kata Latin yaitu berputar atau vortex. Turbin saat ini banyak memanfaatkan sumber energi nan higienis dan terbarukan, tetapi memiliki kekurangan yaitu bisa menyebabkan kerusakan lingkungan walau secara tak langsung terkait dengan cara penyimpanan air dan konstruksinya.
Roda air telah digunakan selama ribuan tahun buat industri penghasil listrik. Kelemahan primer roda air ialah dalam hal ukuran, nan membatasi laju genre dan pemanfaatan putaran kepala roda. Migrasi dari roda air buat turbin ke waktu modern sekitar seratus tahun.
Pengembangan terjadi selama Revolusi Industri dengan menggunakan prinsip ilmiah dan metode dalam pembuatannya. Turbin modern menggunakan banyak bahan baru dan metode manufaktur nan dikembangkan pada saat itu.

Perbedaan primer antara turbin air awal dan roda air ialah komponen pusaran air nan melewati rotor buat perputaran energi. Komponen tambahan buat mobilitas pada turbin lebih kecil daripada roda air namun memiliki kekuatan nan sama.
Turbin air dan roda air dapat memproses lebih banyak air dengan perputaran nan lebih cepat dan dapat memanfaatkan head turbin jauh lebih besar (kemudian, turbin impuls dikembangkan nan tak menggunakan swirl).

Sejarah Turbin


Pabrik turbin pertama dibangun di Romawi, Chemtou, Tunisia, dengan bentuk pemasukan air turbin secara tangensial Millrace sehingga membuat roda horisontal terendam dalam setiap perputaran atau pergantian poros seperti turbin sesungguhnya. Sebuah turbin Francis lebih cepat, bisa menghasilkan tenaga hampir satu juta hp (750 MW), sedang dipasang di Bendungan Grand Coulee, Amerika Serikat.
Sebuah propeller atau baling-baling tipe runner bisa menghasilkan tenaga atau power samapai 28.000 hp (21 MW). Diatas merupakan contoh-contoh kecil turbin airpertama nan menghasilkan daya atau power sangat besar nan dibangun pada zaman modern. Untuk pertama kalinya turbin nan digerakan oleh air dikenal pada zaman kekaisaran Romawi.

Dua situs yaitu pabrik turbin heliks ditemukan hampir sama dengan nan ditemukan di Chemtou dan Testour, Tunisia modern, akhir abad ke ke-3 atau awal abad ke-4. Roda air horizontal dengan gagang miring dipasang di bagian bawah poros air, secara melingkar. Air akan masuk ke pit tangensial poros, akan menghasilkan kolom air nan berputar-putar sehingga membuat roda sepenuhnya terendam seperti turbin.
Ján Andrej Segner mengembangkan turbin nan digerakan oleh air reaktif pada pertengahan abad ke-18. Turbin buatannya memiliki sumbu horisontal dan merupakan pelopor buat turbin air modern. Ini ialah mesin nan sangat sederhana nan masih diproduksi sampai saat ini nan digunakan dalam situs hidro kecil atau penghasil power atau daya nan kecil.
Segner bekerja dengan Euler dengan pelaksanaan beberapa teori matematika dalam desain awal turbin. Pada 1820, Jean-Victor Poncelet mengembangkan turbin genre dalam. Pada tahun 1826, Benoit Fourneyron mengembangkan turbin genre luar. Ini ialah mesin nan 80% lebih efisien dimana mengirim air melalui runner dengan roda melengkung terpasang dalam satu dimensi. Stop kontak stasionernya juga memiliki tatakan melengkung.

Pada tahun 1844, Uria A. Boyden mengembangkan turbin genre luar nan ditingkatkan kinerjanya oleh turbin Fourneyron. Bentuk runner sama dengan turbin Francis. Pada tahun 1849, James B. Francis meningkatkan genre turbin reaksi dalam jauh lebih efisiensi lagi sampai 90%. Dia juga melakukan tes canggih dan metode rekayasa nan dikembangkan buat desain turbin airnya.
Turbin Francis ialah turbin air modern pertama. Saat ini turbin jenis ini banyak digunakan di seluruh dunia. Turbin Francis juga disebut turbin genre radial, sebab air mengalir dari lingkar luar menuju pusat runner.Turbin genre dalam, memiliki susunan mekanik dan desain nan lebih baik dari semua turbin reaksi. Ketika air berputar ke dalam, akan dipercepat, dan transfer energi buat runner lebih besar.
Tekanan air menurun hingga satu tekanan atmosfer, atau dalam beberapa kasus subatmospheric, sebab air melewati bilah turbin dan kehilangan energi. Sekitar tahun 1890, bantalan fluida modern ditemukan, secara generik saat ini digunakan buat mendukung berat turbin air spindle. Pada tahun 2002, bantalan fluida tampaknya memiliki kegagalan lebih dari 1300 tahun, namun ada perbaikan-perbaikan atau penyempurnaan pada desain selanjutnya.
Sekitar tahun 1913, Viktor Kaplan menciptakan turbin Kaplan, mesin tipe baling-baling. Itu ialah evolusi dari turbin Francis tetapi merevolusi kemampuan buat mengembangkan head situs hidro nan rendah. Sebuah konsep baru Roda 



Pelton, merupakan salah satu jenid roda pada mesin turbin, dimana semua mesin air umumnya sampai akhir abad 19 (termasuk roda air) merupakan mesin reaksi.

Dan head mesin memiliki tekanan nan berpengaruh pada mesin dan menghasilkan daya. Sebuah turbin reaksi sepenuhnya menghasilkan air selama transfer energi. Pada 1866, California millwright Samuel Knight menemukan sebuah mesin yaitu dengan sistem impuls ke taraf nan baru. Terinspirasi oleh sistem jet tekanan tinggi nan digunakan dalam pertambangan hidrolik di bidang emas, Knight mengembangkan roda bucketed nan menangkap (penghasil) energi dari jet bebas.
Dalam sebuah galian dalam (ratusan meter vertikal dalam pipa atau penstock) sehingga air menjadi energi kinetik. Ini disebut dorongan atau turbin tangensial. Kecepatan air menjadi sekitar dua kali kecepatan dari semula, melakukan perputaran dalam penampung air dan menghasilkan tetes-tetes air pada runner (pemutar) dengan kecepatan rendah.
Pada 1879, Lester Pelton (1829-1908), bereksperimen dengan roda Knight, mengembangkan desain penampung ganda, ketika air habis akan tersimpan ke samping wadah dekat mesin, kehilangan energi dari roda Knight ketika air habis akan kembali ke pusat roda .
Pada sekitar tahun 1895, William Doble meningkat desain wadah (penampung) air berbentuk silinder, Pelton mendesain dengan wadah elips akan mencakup seluruh proses genre guna memungkinkan jet entri penampung bersih. Ini ialah bentuk modern dari turbin Pelton nan saat ini mencapai efisiensi sampai 92%.
Pelton merupakan penganjur desain nan paling efektif meskipun Doble mengambil alih perusahaan Pelton dia tak mengubah namanya menjadi Doble sebab memiliki hak paten terhadap merek mesinnya. Turgo dan turbin crossflow nan kemudian disebut sebagai desain impuls (turbin modern).
Turbin sangat bermanfaat dalam kehidupan, penghasil daya atau power listrik nan sangat besar, dengan desain-desain nan semakin modern, dengan menghasilkan daya nan lebih besar lagi dan efisiensi mesin nan lebih. Bisa mempermudah dalam menghasilkan energi listrik nan sangat dibutuhkan dalam kehidupan kita.
Energi listrik nan dihasilkan oleh sirkulasi air dari mesin turbin memang telah memudahkan kita, nmaun kita juga harus ingat, air pun merupakan salah satu energy nan tak bisa diperbarukan saat ini. Perlunya kita berhemat dalam pemakaian dan memanfaatkannya sinkron dengan kebutuhan.


Karl Benz 25 November 1844 - 4 April 1929

Karl Friedrich Benz adalah sarjana dari Jerman yang dikenal sebagai penemu dari mobil dengan bahan bakar bensin (gazoline). Walaupun pada saat yang bersamaan Gottlieb Daimler yang berpasangan dengan Wilhelm Maybach juga bekerja meneliti mesin dengan bahan bakar bensin juga, Benz terlebih dahulu menyelesaikan penemuan itu dan mempatenkan penemuan tersebut pada tahun 1879.
Tahun 1885, Karl Benz membangun Motorwagen, mobil pertama yang dijual secara komersil. Mobil tersebut adalah mobil dengan mesin empat langkah dengan bahan bakar bensin hasil rancangannya. Benz juga merupakan penemu dari komponen mobil seperti pengapian mobil, busi, sistem transmisi mobil, radiator air dan karburator. 
Karl Benz lahir dengan nama Karl Friedrich Michael Vaillant, di Karlsruhe Jerman. Saat Benz berusia 2 tahun, ayahnya (Johann George Benz) meninggal karena kecelakaan dan untuk itu nama Karl Friedrich Michael Vaillant diganti menjadi Karl Friedrich Benz untuk mengingatkannya pada ayahnya. Walaupun saat itu keluarganya hidup dalam kemiskinan, ibunya bersikeras untuk memberikan pendidikan yang baik untuk Benz. Pada umur 9 tahun, benz menunjukkan rasa tertarik pada ilmu sains. Benz melanjutkan pelajarannya di universitas politeknik Karlsruhe dibawah bimbingan Ferdinand Redtenbacher yang dikenal sebagai orang yang merintis jurusan mesin (mechanical engineering) di universitas. Pada umur 15 tahun, Benz berhasil lulus ujian masuk untuk sarjana mesin di University of Karlsruhe, dimana Benz lulus dari universitas itu pada usia 19 tahun. Pada masa-masa itu, sambil mengendarai sepedanya, Benz selalu memikirkan konsep tentang sebuah mobil, sebuah kereta kuda tanpa kuda.
Pada tahun 1871, di usia 27, Benz bergabung dengan temannya membuka satu bengkel (workshop) di Mannheim, yang juga menjual peralatan konstruksi. Tetapi bengkel dan workshop tersebut mengalami kerugian karena temannya terbukti tidak dapat dipercaya dan pemerintah terpaksa menyita aset bisnis Benz.

Benz terus berusaha mengembangkan mesin baru, untuk mendapatkan penghasilan, di tahun 1878, Benz mulai mengerjakan penemuan-penemuannya dan berusaha untuk mempatenkannya. Penemuan yang dipatenkan pertama kali adalah mesin dua langkah, selanjutnya berturut-turut dia juga mempatenkan system pengapian, busi, karburator, clutch, gigi transmisi dan radiator air.

Motorwagen
Motorwagen, mobil pertama dengan bahan bakar bensin
Tahun 1883, Benz membuka perusahaan baru yang memproduksi mesin-mesin industri. Dengan cepat perusahaan itu berkembang menjadi besar dan mulai memproduksi mesin berbahan bakar bensin. Kesuksesan perusahaannya memberikan kesempatan kepada Benz untuk mulai mewujudkan mimpinya, yaitu kereta tanpa kuda. Saat Motorwagen di buat dan di uji, banyak orang yang tertawa mengejek karena mobil pertama tersebut sering menabrak tembok karena sangat sulit untuk dikendalikan. Tetapi setelah Motorwagen disempurnakan dan mulai di ujikan di jalan raya, perhatian orang menjadi tertuju pada kereta tanpa kuda itu. Motorwagen menjadi cikal-bakal dari mobil modern yang kita kendarai sekarang.


Source : http://www.ceritakecil.com/tokoh-ilmuwan-dan-penemu/Karl-Benz-9


Rudolf Diesel 18 Maret 1858 - 29 September 1913
Mesin Diesel

Rudolf Christian Karl Diesel adalah sarjana mesin dari Jerman dan merupakan penemu dari Mesin Diesel.
Diesel lahir di Paris, Perancis pada tahun 1858 dari orangtua yang berkebangsaan Jerman dan berimigrasi ke Perancis. Sebagian masa kecil Diesel dihabiskan di Perancis sampai meletusnya perang Franco-Prussian di tahun 1870. Keluarganya terpaksa mengungsi pindah ke London, Inggris. Dan menjelang perang berakhir, ibunya mengirim Rudolf Diesel yang masih berusia 12 tahun untuk tinggal di Augsburg bersama paman dan bibinya agar dapat berbicara dalam bahasa Jerman dan bersekolah di Royal County Trade School, dimana pamannya menjadi mengajarkan matematika disana.
Pada usia 14 tahun, Rudolf Diesel mengirimkan surat kepada orangtuanya yang berisikan cita-citanya untuk menjadi seorang insinyur, dan setelah menyelesaikan pendidikan dasar dan menjadi murid terbaik di kelasnya pada tahun 1873, dia melanjutkan sekolahnya di School of Augsburg. Selanjutnya pada tahun 1875, dia menerima beasiswa dari Royal Bavarian Polytechnic di Munich, dimana saat itu Rudolf Diesel terpaksa menentang keinginan orangtuanya yang kesulitan keuangan dan mengharapkan agar Rudolf mulai bekerja untuk mencari penghasilan.
Sambil kuliah, Rudolf Diesel bekerja di sebuah pabrik dan mendapatkan banyak pengalaman dari tempatnya bekerja. Pada tahun 1880, Diesel lulus dari universitasnya dan mendapatkan kehormatan sebagai murid dengan nilai akademik terbaik.
Rudolf Diesel mengadakan penelitian, bagaimana agar penggunaan bahan bakar pada suatu mesin menjadi lebih efisien. Dia tahu bahwa mesin-mesin uap yang ada pada jamannya, hanya memiliki tingkat efisiensi sebesar 10-15%. Dia kemudian merancang sebuah mesin dengan bahan bakar yang disemprotkan kedalam ruang kompresi dimana bahan bakar tersebut akan terbakar akibat panas yang timbul akibat kompresi. Mesin inilah yang kita kenal sekarang denganMesin Diesel. Impian Diesel untuk menciptakan mesin dengan efisiensi tinggi menjadi tercapai, karena sumber bahan bakar untuk mesin diesel yang dipakai sekarang dan kita kenal dengan nama 'diesel' adalah minyak sisa dari hasil penyaringan bensin.
Setelah kematian Rudolf Diesel, mesin diesel menjadi pengganti mesin uap. Mesin Diesel adalah mesin yang berat dan memiliki bentuk yang lebih kaku dan kokoh dari mesin bensin sehingga mesin diesel tidak digunakan untuk mesin pesawat terbang, tetapi mesin diesel berkembang luas sehingga banyak dipakai oleh pabrik, kapal laut, kapal selam, lokomotif dan mobil modern. Mesin diesel mempunyai keuntungan karena lebih irit bahan bakar daripada mesin dengan bahan bakar bensin. Rudolf Diesel khususnya tertarik untuk menggunakan abu batu bara ataupun minyak sayur sebagai bahan bakar, dan kenyataannya, mesin yang dirancangnya memang dapat berjalan dengan menggunakan minyak sayur.