Mesin Penggerak Utama Kapal

Kisi-kisi UKP Mesin Penggerak Utama Kapal

1. Turbin Uap 1 tingkat dengan uap bertekanan 50 bar,dengan temp.uap 350°C dan keluar dari turbin dengan tekanan 5 bar,dan pemakaian uap 2270 kg/jam. Hitunglah : Daya yang dibangkitkan turbin jika enthalpy uap dari diagram Mollier h₁₌
3130,7 KJ/kg uap dan h₂₌ 2640 KJ/kg uap. Gambarkan berupa sket prosesini dalam diagram h-s.
Penyelesaian:
Tekanan uap masuk = 50 bar, 350°C, pemakaian uap=2270 kg/menit,
entropis tingkat = 0,82,
Tekanan keluar=5 bar
dari diagram mollier h₁= 3130,7 KJ/kg uap,h₂= 2640 KJ/kg uap.
Jatuh kalor Insentropik = h₁-h₂
=3130,7-2640= 490,7 KJ/kg.
Jatuh kalor sesungguhnya h₁-h₂.
tingkat = h1 - h2^I
h₁ - h₂
0.82 = h1-h2^I
490,7
h_{1 -}h₂ = 0,82 x 490,7 = 420,4 KJ/kg.
Gambar diagram h-s.

diagram h-s

2. Kapal kargo berlayar dengan kecepatan 12 knot memakai bahan bakar setiap kali jaga 20 ton.Berapa pemakaian bahan bakar apabila kecepatan terpaksa diturunkan menjadi 11 knot.
Pada kapal yang sama kembali dengan kecepatan 12 knot, ternyata sisa bahan bakar dikapal 231 ton,sedangkan jarak yang masih harus ditempuh 660 mil. Hitunglah berapa kecepatan kapal setinggi-tingginya sehingga kapal dapat tiba dipelabuhan tujuan dengan selamat !
Jawab : 2.
Diketahui : V1= 12 knot, V2 = 660 mil , B1= 231 ton.
Ditanyakan : BB2.
Dijawab : BB1 : BB2 = V1²: V2²
231 : BB2 = 12 : V2².
Jarak yang ditempuh adalah tetap,waktu berlayar dengan kecepatan 12 knot adalah 660/12 = 55 jam
Kapal harus berlayar dengan waktu
55-5 =50 jam.
Berarti kecepatan sekarang 660/50 = 13,2 knot
Pemakaian BB dengan kecepatan 12 knot untuk sisa jarak 660 mil 660 x 20 ton =
12      4
55 x 5 = 275 ton.
Jadi pemakaian BB dengan kecepatan kapal 13,2 knot adalah B2 maka B1 : B2 =
V1²– V2² = 275 : B2 = 12² x 13,2²
= 12² x B2 = 275 x 13,2²
B2= 275 x 174,24
              144
332,75 ton ------ 333 ton.

3. Kapal kargo dengan motor induk MAN 2 tak kerja tunggal dengan putaran poros engkol 2 putaran /detik,tenaga efektif motor 2650 KW.pemakaian bb rata2 12 ton dalam 24 jam dengan pembakaran 42 MJ/kg bb
Apabila rendemen mekanisnya 85% hitunglah :
a. Rendemen Thermis.
b. Rendemen Total.
c. Buatlah neraca panas motor.
Penyelesaian
m = Pe    Pi = Pe = 2650    KW.
          Pi             m 0,85
= 3118 Kw.
Pemakaian bahan bakar 12.000
                                                24
= 500 Kg/jam.
Pemakaian bahan bakar spesifik=
    bi = B   = 500 kg/jam =
            Pi        3118 Kw
0, 160 kg/ kw jam.
a). thermis =   3600
                             bi x Np
3600 detik   x 4200 KJ/Kg
0,160/Kw jam.
= 3600 detik
     0,160/kw jam x 42000 x 1 kw
x detik.
thermis = 0,53 ------->53 %.
b). tot = mek x thermis =
     0,85 x 0,535 = 0,45 ---> 45 %.
     total = 45 %.
c)Rendemen total motor – kerugian baling baling merupakan hasil terakhir dapat sebuah instalasi.
Rendemen Instalasi Inst= 45%-10 %.
inst = 35 %.
Diagram panas

Neraca Panas

4.Motor Diesel dengan rendemen mekanis 85%,pemakaian spesifik bahan bakar berdasarkan tenaga indicator motor adalah 0,23 kg/kw jam.panas yang keluar bersama pendingin 25%,panas yang keluar bersama
gas bekas kecerobong 33% dan panas yg hilang karena radiasi 4% hitunglah :
a. Nilai bakar perkg bhn.bakar
b. Rendemen thermis.
Jawab:
a. i     =     3600
                        C1 x Cv
i = 100% - 33% - 25% - 4%
    = 38 %.
       0,38 =     3600
                    0,23 x Cv
       Cv =      3600
                   0,23x0,38
= 41,19 MJ/kg BB.
b. tot = ui x mek.
            = 0,38 x 0,85
            = 0,329 ----> 32,3 %.

5. Tekanan uap suatu ketel 20 bar dengan temperature uap 260C serta memproduksi uap 37500 kg/jam.air pengisi ketel masuk economizer dengan temperature 15C dan keluar dari economizer dengan temperature 90°.pemakaian bahan bakar ketel 4400 kg/
jam dengan nilai bakar 30000
kj/kg,bila Cp=21 kj/kg,maka
hitunglah :
a. Kelipatan penguapan.
b. Rendemen ketel.
c. Persentase energi panas yang diserap oleh economizer
dari daftar uap,enthalpy air suhu 15°C adalah hf1=62,9 kj/kg,tekanan uap 20 bar hg=2797,2 Kj/kg,temp=212,4°C,temp.air keluar dari ekonomiser 90°hf2 = 376,9
Kj/kg.
Jawab :
Persamaan penguapan per kg/bb,air yang diuapkan :
a. Kp   =    ms ₌   37500
                  mf       4400
    = 8,52 Kg/kg bahan bakar.
Dari daftar uap hf1=62,5 kj/kg,
Pada tekanan 20 bar hg=2757,2 kj/kg dan t1= 212,4°C, diketahui bahwa enthalpy atau total panas 1kg Super heater steam h sup=
hg + Cp ( t_sup – t ) = 2757,2 +
2,1 (260- 212,4)=2897 KJ/kg.
b. Rendemen rumus ketel =
     th = ms ( h_sup- hf₁ ) =
8,52 (285 – 62,9) =
            30.000
0,805 --------> 80,5%.
c. Persentasi energy panas dari energy bahan bakar yang dipakai oleh economizer dari enthalpy uap,air bertemperatur 50°C keluar dari ekonomiser t=90°C, hf₂=376,9Kj/kg panas yang digunakan Ekonomiser per kg b,bakar=Kp=(hf₂ – hf₁)
= 8,52(376,9–62,9)=2675 KJ.
Jadi prosentase panas yang Digunakan economizer :
2675 = 0,089 -----> 8,9 %
30000

Ukp MPU ATT-III