m xn
C cm
n F
A +
+ +
= 12
1 25
, 6
, 137
d. Proses pembakaran 2-2
Proses pembakaran berlangsung pada volume konstan 2-2 dan pada tekanan konstan 2-3, karena jumlah persen bahan bakar yang terbakar pada
masing-masing proses merupakan tafsiran, maka kondisi 2 sukar ditentukan. 19
- 18
hal lit.14
6 .
4 .........
.......... ..........
2 3
2 3
3
J V
P Ubb
U J
V P
U
s
+ +
= +
J V
P Ubb
U H
s s
2 3
+ +
= Bahan bakar yang di rencanakan adalah C
16
H
30
Hexadecadiene atau dikenal dengan nama Solar dengan karakteristik sebagai berikut:
- Cetana Number : 50
untuk high speed diesel -
Spesifik gravity : 0,85 grcm
3
- Viskositas
: 1,8 cts -
Boiling point : 500
F = 260 C
- HHV
: 19500 Btulb = 10842 kkalkg -
LHV : 18225 Btulb = 10331,1 kkalkg
Perbandingan bahan bakar dengan udara FA
Untuk motor diesel FA berkisar antara 0,02 – 0,05. Perbandingan udara dan bahan bakar AF pada pembakaran hidrokarbon C
n
H
m
dengan kelebihan udara adalah :
................................................4.7 lit. 8 hal 13
Untuk bahan bakar solar C
16
H
30
dengan rumus kimia C
n
H
m
dimana n = 16 dan m = 30. Pada pembakaran dengan 100 udara teoritis tanpa udara berlebihan
C = 0 maka diperoleh :
Beratudara bakar
Beratbahan A
F =
30 25
, 16
6 ,
37 30
16 12
x A
F +
+ =
17070 ,
6 ,
3233 552 =
= A
F
Universitas Sumatera Utara
Ternyata apabila udara yang dimasukan ke silinder tidak berlebihan maka, harga FA yang diperoleh tidak sesuai dengan harga yang ditetapkan. Untuk motor
diesel atau dengan 100 udara, maka udara yang dimasukkan diambil 200 jadi harga FA adalah :
08535 ,
2 17070
, =
= A
F
Dari persamaan energi di atas diperoleh kondisi titik 3 dengan menggunakan fuel air ratio FA = 0,08535, yang artinya untuk membakar
0,08535 lb bahan bakar dibutuhkan 1 lb udara, sehingga untuk bahan bakar motor gas hasil pembakaran produk terdapat :
Berat udara, Ma
bm 9213
, 8535
, 1
1 =
+ =
Berat bahan bakar, Mf
Ibm Ibm
9213 ,
1 −
=
= 0,0787 Maka diperoleh :
U
s
= Ma x U
2
U
s
= 0,9213x 317,8 btulb U
s
= 292,78 Btulb product Dimana 1 lbm product = 0,9213lbm udara
Jadi : Ub.b. = Mf x LHV
= 0,787 x 18225 Btulb = 1434,3 Btulb product
Tekanan maksimum pembakaran pada motor diesel antara 60 – 70 kgcm
2
absolut. Dalam perecanaan diambil tekanan maksimum pembakaran 70 kgcm
2
, maka pada titik 3 adalah :
J V
P Ubb
U h
2 3
3 3
+ +
=
778 964
, 4
, 995
3 ,
1434 78
, 292
x +
+ =
= 1728,3 Btulb product
Universitas Sumatera Utara
Untuk mengetahui kondisi pada titik 3 digunakan persamaan energy aliran stasioner NFR.
3 3
3 3
3 2
2 2
2 2
Ep Ek
J V
U U
J W
Q Ep
Ek J
V P
U +
+ +
= +
+ +
+ +
..4.9 lit.8 hal22 Dimana :
U = Energi dalam Btulb
PVJ = Kerja aliran Btulb
Ek = Energi kinetic Btulb
Ep = Energi potensial Btulb
WJ = Kerja yang dilakukan system Btulb
Q = Panas yang diberikan system Btulb
J = Konversi satuan 778 ft lb Btu
Idealisasi yang digunakan dalam persamaan ini : -
Proses pembakaran berlangsung adiabatic Q = 0 -
Energi kinetik dianggap konstan, Ek
2
= Ek
3
- Energi potensial dianggap konstan, Ep
2
= Ep
3
Proses pembakaran dianggap tanpa aliran
2 2
3 3
= =
J V
P J
V P
, sehingga persamaan
4.9 menjadi :
3 2
U J
W U
= +
Dimana : U
2
= U
2
+ Ubb U
s
= Sensible internal energy dari udara Ubb
= Internal energy bahan bakar J
V V
P J
W J
W
2 3
3 3
2
− =
=
−
Dan persamaan 4.4. menjadi : J
V V
P Ubb
U U
s 2
3 3
2
− −
+ =
Berat molekul udara = 29, maka : h
3
= 995,4 x 29 = 28866,6 Btulb mol product.
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya dengan harga hs = 28866,6 btulb mol product, diperoleh dari table gas untuk 100 udara teoritis.
T
3
= 3402,61 R
U
3
= 22114,70 btulb product 762,57 btulb product Pr
3
= 3089,39 Psi Vr
3
= 11,97 ft
3
lb Dari besaran thermodinamika di atas diperoleh :
12 .
4
3 3
3
P
RT V
= Dimana :
R = 53,34 ft.lbm.0R Maka ,
V3 =
2
4 ,
995 144
61 ,
3402 34
, 53
ft lb
x R
R lbm
ftlb
V3 = 1,266 ft3 lb product V3 =1,224 ft3lb udara
e. Proses ekspansi isentropis 3-4
Kategori