Mohon tunggu...
M Miftahul Firdaus
M Miftahul Firdaus Mohon Tunggu... Insinyur - Pengagum Soekiman Wirjosandjojo

Pembelajar, Engineer, pengagum Soekiman Wirjosandjojo

Selanjutnya

Tutup

Inovasi

Persamaan Gaya Dorong Mesin Turbin Gas

27 Januari 2017   03:40 Diperbarui: 27 Januari 2017   03:54 419
+
Laporkan Konten
Laporkan Akun
Kompasiana adalah platform blog. Konten ini menjadi tanggung jawab bloger dan tidak mewakili pandangan redaksi Kompas.
Lihat foto
Inovasi. Sumber ilustrasi: PEXELS/Jcomp

Kita bayangkan terdapat sebuah mesin pesawat yang bekerja dengan prinsip turbin gas. Artinya mesin tersebut memerlukan udara untuk dihisap dan kemudian dikompresi untuk menaikkan tekanannya. Udara tersebut kemudian dialirkan ke ruang bakar dan dicampurkan dengan bahan bakar untuk melakukan ignisi.

Pembakaran terjadi dan gas terbentuk mengalami ekspansi sehingga power dihasilkan.  Sebagian power digunakan untuk memutar turbin dan kompresor, sebagian lain hilang sebagai panas, dan sebagian lagi disemburkan untuk menghasilkan momentum pendorong ke belakang sehingga mesin menghasilkan gaya dorong sebagai reaksi ke arah depan.

Kita asumsikan sebuah mesin pesawat tersebut sedang beroperasi. Kita definisikan di sekitar mesin tersebut terdapat sebuah ruang area kita bekerja dalam menganalisis si mesin. Ruang tersebut kita namai ruang kontrol dengan ukuran volume V. Permukaan yang menyelimutinya kita namai bidang kontrol dengan luas permukaan A.

Aliran udara datang masuk ke dalam ruang ini lewat salah satu permukaan sebelum kemudian masuk ke dalam mesin, diproses, dan keluar lewat permukaan yang berseberangan dengan jalan masuknya. Aliran udara yang demikian kita namai aliran udara bebas dan kita anggap memiliki densitas sebesar rho, kecepatan sebesar u,dan tekanan sebesar Pa.

Pada kondisi tidak ada mesin yang bekerja di dalam ruang kontrol tersebut, setiap udara yang mengalir masuk akan keluar dengan karakteristik yang sama ketika ia masuk. Ini berlaku untuk kecepatan maupun tekanannya. Sama halnya jika berbaris-baris orang masuk ke lapangan kosong, tanpa ada hambatan ataupun dorongan, rombongan orang tersebut akan keluar dengan kecepatan dan susunan yang sama dengan saat masuknya.

Namun saat ini, sebuah mesin bekerja dalam ruang kontrol tersebut. Misalkan mesin ini memiliki permukaan hisap udara seluas Ai. Awalnya udara masuk ruang kontrol dan mengalir tanpa perubahan hingga memasuki mesin sebanyak garis-garis aliran yang mampu dimuat luas permukaan hisap mesin tersebut. Bagian inilah yang mengalami proses dan mengalami perubahan.

Bagian gas tersebut mengalami kompresi dan ekspansi sehingga mengalami perubahan kecepatan (seharusnya bertambah) dan tekanan ketika keluar mesin. Kita umpamakan Luas permukaan semburan keluar mesin sebesar Ae.

Aliran udara yang keluar mesin tersebut lalu keluar ruang kontrol sebesar luasan ini berubah dari karakteristik ketika masuk ruang kontrol. Kita umpamakan aliran bagian ini memiliki densitas rho e, kecepatan ue, dan tekanan sebesar Pe.

Aliran udara pada permukaan ruang kontrol keluaran sisanya, tetap memiliki karakteristik yang sama dengan saat masuk ruang kontrol karena tidak dihisap oleh mesin. Hal ini seperti diilustrasikan dalam gambar.

Karena massa sama dengan densitas dikalikan volume sementara volume sama dengan kecepatan aliran dikalikan luas permukaan yang ditembus aliran, massa udara yang masuk ruang kontrol dapat kita tulis sebagai perkalian densitas udara dengan kecepatan alir dengan luas permukaan masuk. Kita tulis massa udara masuk tersebut sama dengan rho x u  x A.

Kita misalkan massa bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar mesin setiap detiknya sebesar mdot f. Dengan demikian, massa total yang masuk ke dalam sistem ruang kontrol kita adalah massa bahan bakar ditambah massa aliran udara yang masuk melalui permukaan seluas A. Massa total yang masuk ruang kontrol

HALAMAN :
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
Mohon tunggu...

Lihat Konten Inovasi Selengkapnya
Lihat Inovasi Selengkapnya
Beri Komentar
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE

Belum ada komentar. Jadilah yang pertama untuk memberikan komentar!
LAPORKAN KONTEN
Alasan
Laporkan Konten
Laporkan Akun