1

DIESEL CYCLE

2

Proses Siklus DieselProses Siklus Diesel

1-2 - KOMPRESI ADIABATIK (ISENTROPIC)

2-3 - PEMASUKAN PANAS PADA TEKANAN KONSTAN

3-4 - KOMPRESI ADIABATIK (ISENTROPIC)

4-1 - PENGELUARAN PANAS PADA VOLUME KONSTAN

3

Efisiensi SiklusEfisiensi Siklus

in

net

q

w

Thermal Efficiency:

Berarti harus tahu qin dan Wnet

Bagaimana menerapkan hukum pertama, dalam sistem tertutup?

q - w = u

4

Langkah kompresi 1 ke 2 (second law) Isentropic s1 = s2 (adiabatic and reversible) Langkah kompresi isentropis dari 1 ke 2

0q12 121212 uuwq 0uuw 2112

1212in uuww

5

Pemasukan panas pd tekanan konstan, 2 ke3232323 uuwq

2323 hhqqin )()( 2323223 uuvvPq

6

Langkah ekspansi isentropik, S3 = S4, 3 ke 4

q34 = 0 (adiabatic and reversible)

343434 uuwq

4334out uuww

7

Pengeluaran panas pada volume konstan

414141 uuwq

1441out uuqq so,0Pdvwbut 41

8

Cycle PerformanceCycle Performanceoutinnet qqw Get net work from energy balance of cycle:

Efficiency is then:

Substituting for qin and qout: netw )uu()hh( 1423

in

net

q

w

23

1423

hh

)u(u)h(h

23

14, hh

uu1

Dieselth

subtitusikan kerja dan pamasukan panas:

9

KarenaKarena Constant volume: V1 = V4 ,

2

1

r

r

s2

1

2

1

v

v

V

Vr

V

V

efisiensi dengan asumsi udara dalam keadaan dingin (cold efisiensi dengan asumsi udara dalam keadaan dingin (cold air cycle assumptions)air cycle assumptions)

Jika kita mengasumsikan nilai kapasitas panas konstan:

)T(TC

)T(TC1

hh

uu1

23p

14v

23

14

10

Cycle performance with Cycle performance with cold air cycle assumptionscold air cycle assumptionsBecause we’ve got two isentropic (adiabatic and reversible) processes in the cycle, T1 can be related to T2, and T3 can be related to T4 with our ideal gas isentropic relationships….

1

1

2

1

1

2

1

1

2

k

kk

k

rV

V

P

P

T

T

1k

4

3

1

4

3

3

4

V

V

P

P

T

T

k

k

11

Cycle performance with Cycle performance with cold air cycle assumptionscold air cycle assumptionsPada tekanan konstan (isobaris) berlaku hubungan :

3

33

2

22

T

VP

T

VP

2

3

2

3

T

T

V

V

Proses isobaris P2 = P3 :

12

)1/(

)1/(1

232

141

TTkT

TTT)Tk(T

)T(T1

)T(TC

)T(TC1

23

14

23p

14v

Cycle PerformanceCycle Performance Jika : k

C

C

v

P

)1(

111

1

1,c

kc

kDieselth rk

r

r

Kita sekarang mendefinisikan nilai baru, cutoff ratio rc

What are the limitations for this expression?

2

3

V

Vrc

13

Contoh soalContoh soalSebuah mesin dengan siklus diesel ideal bekerja pada ratio tekanan 18 dan cutoff ratio 2. Pada awal langkah kompresi tekanan udara adalah 14,7 psi, 80oF dan 117 in3. Dengan asumsi keadaan udara dingin standar {R=0,3704 Psi.ft3/(lbm.R); Cp=0,240 Btu/(lbm.R); Cv=0,171 Btu/(lbm.R) }hitung :(a) temperature pada setiap proses(b) Efesiensi thermal siklus

14

Penyelesaian :a) temperature setiap proses

Proses 1-2 isentropis

Proses 2-3 isobaris

Proses 3-4 isentropis

314

3323

33

12

117

135.62

5.618

117

inVV

ininVrV

inin

r

VV

c

Rin

inR

V

VTT

K

1425117

133432

14.1

3

31

4

334

RRV

VTT 343221716

2

323

RRV

VTT

K

171618540 14.1

1

2

112

15

b) efesiensi Massa udara

Pemasukan panas pada tekanan konstan

Pengeluaran panas pada volume konstan

Sehingga : Maka efisiensi :

lbm

in

ft

RRlbmftpsi

inpsi

RT

VPm 00498.0

1728

1

540./.3707.0

1177.143

3

3

3

1

11

BtuTTmCq pin 051.2)17163432(240,0.004980,0)( 23

BtuTTmCq vin 758,0)5401425(171,0.004980,0)( 14

Wnet = qin-qout = 2,051-0,171=1,293 btu

63,0051,2

293,1

in

net

q

W

16

Dual cycle

p

v

1

2

x 3

4

qin

qout

17

PRINSIP KERJAMOTOR DUAL FUELED

Bahan Bakar Gas disemprotkan ke dalam intake manifold, bercampur dengan udara masuk ke dalam silinder dan dikompresikan

Bahan bakar solar disemprotkan sesaat sebelum TMA, untuk memulai pembakaran (solar hanya untuk memulai pembakaran)

Pembakaran selanjutnya terjadi pada campuran udara dan bahan bakar gas

Sisa pembakaran dibuang melalui saluran buang oleh dorongan langkah buang torak

18

)T(TC)T(TC

)T(TC1

x3p2xv

14v

Performance dual cyclePerformance dual cycle Jika : k

C

C

v

P

)()(

)(1

32

14,

xxDualth TTkTT

TT