Internal Combustion Engine

The internal combustion engine is an engine in which the combustion of fuel and an oxidizer (typically air) occurs in a confined space called a combustion chamber. This exothermic reaction creates gases at high temperature and pressure which are permitted to expand. The defining feature of an internal combustion engine is that useful work is performed by the expanding hot gases acting directly to cause movement of solid parts of the engine, by acting on pistons, rotors, or even by pressing on and moving the entire engine itself.

This contrasts with external combustion engines, such as steam engines and Steirling enginers, which use an external combustion chamber to heat a separate working fluid, which then in turn does work, for example by moving a piston or a turbine.

The term Internal Combustion Engine (ICE) is almost always used to refer specifically to reciprocating piston engines, Wankel Engines and similar designs in which combustion is intermittent. However, continuous combustion engines, such as jet engines, most rockets and many gas turbines are also internal combustion engines.

Applications

Internal combustion engines are most commonly used for mobile propulsion in automobiles, equipment, and other portable machinery. In mobile equipment, internal combustion is advantageous, since it can provide high power-to-weight ratios together with excellent fuel energy-density. These engines have appeared in transport in almost all automobiles, trucks, motorcycles, boats, and in a wide variety of aircraft and locomotive, generally using petroleum (called All-Petroleum Internal Combustion Engine Vehicles or APICEVs). Where very high power is required, such as jet aircraft, helicopters and large ships, they appear mostly in the form of turbines.

Operation

All internal combustion engines depend on the exothermic chemical

process of combustion : the reaction of a fuel, typically with the oxygen from the air, although other oxidizers such as nitrous oxide may be employed.

The most common modern fuels are made up of hydrocarbons and are deri

ved mostly from petroleum. These include the fuels known as dieselfuel, gasoline and petroleum gas, and the rarer use of propane gas. Most internal combustion engines designed for gasoline can ru

n on natural gas or liquefied petroleum gases without major modifications except for the fuel delivery components. Liquid and gaseous biofuels, such as ethanol and biodiesel (a form of diesel fuel that is produced from crops that yield triglycerides such as soybean oil), can also be used. Some can also run on hydrogen gas.

All internal combustion engines must achieve ignition in their cylinders to create combustion. Typically engines use either a spark ignition (SI) method or a compresion ignition (CI) system. In the past, other methods using hot tubes or flames have been used.

Heat Transfer

Basics of Heat Transfer

In the simplest of terms, the discipline of heat transfer is concerned with only two things: temperature, and the flow of heat. Temperature represents the amount of thermal energy available, whereas heat flow represents the movement of thermal energy from place to place. On a microscopic scale, thermal energy is related to the kinetic energy of molecules. The greater a material's temperature, the greater the thermal agitation of its constituent molecules (manifested both in linear motion and vibrational modes). It is natural for regions containing greater molecular kinetic energy to pass this energy to regions with less kinetic energy. Several material properties serve to modulate the heat tranfered between two regions at differing temperatures. Examples include thermal conductivities, specific heats, material densities, fluid velocities, fluid viscosities, surface emissivities, and more. Taken together, these properties serve to make the solution of many heat transfer problems an involved process.

Heat Transfer Mechanisms

Conduction :

Regions with greater molecular kinetic energy will pass their thermal energy to regions with less molecular energy through direct molecular collisions, a process known as conduction. In metals, a significant portion of the transported thermal energy is also carried by conduction-band electrons.

Convection :

When heat conducts into a static fluid it leads to a local volumetric expansion. As a result of gravity-induced pressure gradients, the expanded fluid parcel becomes buoyant and displaces, thereby transporting heat by fluid motion (i.e. convection) in addition to conduction. Such heat-induced fluid motion in initially static fluids is known as free convection.

For cases where the fluid is already in motion, heat conducted into the fluid will be transported away chiefly by fluid convection. These cases, known as forced convection, require a pressure gradient to drive the fluid motion, as opposed to a gravity gradient to induce motion through buoyancy. Radiation :

All materials radiate thermal energy in amounts determined by their temperature, where the energy is carried by photons of light in the infrared and visible portions of the electromagnetic spectrum. When temperatures are uniform, the radiative flux between objects is in equilibrium and no net thermal energy is exchanged. The balance is upset when temperatures are not uniform, and thermal energy is transported from surfaces of higher to surfaces of lower temperature.

Combustion Engine

Bilangan Oktan

Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar secara spontan. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.

Nama oktan berasal dari oktana (C8), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus. Oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.

Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti bensin tersebut terdiri dari 87% oktana dan 13% heptana (atau campuran molekul lainnya). Bensin ini akan terbakar secara spontan pada angka tingkat kompresi tertentu yang diberikan, sehingga hanya diperuntukkan untuk mesin kendaraan yang memiliki ratio kompresi yang tidak melebihi angka tersebut. Umumnya skala oktan di dunia adalah Research Octane Number (RON). RON ditentukan dengan mengisi bahan bakar ke dalam mesin uji dengan rasio kompresi variabel dengan kondisi yang teratur.

Beberapa angka oktan untuk bahan bakar: 87 → Bensin standar di Amerika Serikat 88 → Bensin tanpa timbal Premium-TT 91 → Bensin standar di Eropa 94 → Premix-TT 95 → Super-TT

Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb(C2H5)4) pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin "murah" dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan timbal ini. Untuk mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang mengandung TEL dibutuhkan etilen bromida (C2H5Br). Celakanya, lapisan tipis timbal terbentuk pada atmosfer dan membahayakan makhluk hidup, termasuk manusia. Di negara-negara maju, timbal sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran bensin.

Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether, C5H11O), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE murni berbilangan setara oktan 118. Selain dapat meningkatkan bilangan oktan, MTBE juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa bensin) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air minum lainnya.

Etanol yang berbilangan oktan 123 juga digunakan sebagai campuran. Etanol lebih unggul dari TEL dan MTBE karena tidak mencemari udara dengan timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh dari fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya cukup melimpah. Etanol semakin sering dipergunakan sebagai komponen bahan bakar setelah harga minyak bumi semakin meningkat.

Bilangan Reynolds

Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen. Namanya diambil dari Osborne Reynolds (1842–1912) yang mengusulkannya pada tahun 1883. Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.

Rumusan Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

dengan:

vs - kecepatan fluida, L - panjang karakteristik, μ - viskositas absolut fluida dinamis, ν - viskositas kinematik fluida: ν = μ / ρ, ρ - kerapatan (densitas) fluida. Misalnya pada aliran dalam pipa, panjang karakteristik adalah diameter pipa, jika penampang pipa bulat, atau diameter hidraulik, untuk penampang tak bulat.

Pustaka

1. Fouz, Infaz (2001), Fluid Mechanics, Mechanical Engineering Dept., University of Oxford

2. Hughes, Roger (1997), Civil Engineering Hydraulics, Civil and Environmental Dept., University of Melbourne

3. Jermy, M. (2005), Fluid Mechanics A Course Reader, hlm.d5.10: Mechanical Engineering Dept., University of Canterbury

4. Rott, N. (1990), "Note on the history of the Reynolds number", Annual Review of Fluid Mechanics 22: hlm. 1–11

5. Zagarola, M.V. & A.J. Smits (1996), "Experiments in High Reynolds Number Turbulent Pipe Flow", AIAApaper #96-0654, 34th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, January 15 - 18, 1996

Biodiesel VS Minyak Goreng

Tidak semata2 PERMINTAAN secara langsung mempengaruhi harga?? Ketersediaan barang (kapasitas produksi) kan berpengaruh juga?? harga beras naik, bukan (hanya) karena permintaan terhadap beras naik.Tapi (mungkin) juga karena produksi turun. Kembali ke Biodisel VS Minyak Goreng... Produksi CPO Nasional (yang sebelumnya diperuntukkan bagi bahan baku minyak goreng dan produk turunannya) masih konstan,namun pabrik2 pengolahan Biodisel sudah didirikan. Sebagian bahan baku yang tadinya untuk minyak goreng, diolah di pabrik ini menjadi Biodiesel. Otomatis produksi minyak goreng turun. Inilah yang disebut PMII, (Pergerakan Mahasiswa Islam Indonesia) di situsnya sebagai kebijakan SBY-JK serampangan. Produksi CPO yang sehausnya untuk minyak goreng dialihkan ke Biodisel tanpa kontrol. Otomatis, kebutuhan minyak goreng di pasar domestik, tidak terpenuhi. Hubungannya dengan kebutuhan bahan bakar di Eropa? Saat ini sedang gencar2nya kawasan Eropah melakukan konversi BB Fosil (yang tidak terbarukan) ke Biodiesel (terbarukan). Mereka mendirikan pabrik Biodiesel, yang bahan bakunya didatangkan dari Negara-negara penghasil CPO seperti Indonesia... Saya berasumsi, (Masih asumsi belum ada data dan analisis). harga CPO di pasaran internasional yang terus melambung belakangan ini adalah permainan Eropa dan Amerika untuk "MERANGSANG" Negara2 pernghasil CPO meningkatkan produksi CPO nya (baca : menambah luasan kebun Kelapa Sawit). Tujuannya adalah, jika Amerika dan Eropa sudah sempurna melakukan konversi BB fosil ke Biodisel (termasuk fasilitas pendukungnya), sudah ada jaminan ketersediaan bahan baku. Sedikit melebar.. Hal ini berbahaya bagi lingkungan hidup. Akan terjadi konversi Hutan menjadi Kebun Kelapa Sawit. Saat ini saja, konversi Hutan menjadi Kebun Kelapa Sawit Kalimantan Tengah, Kalimantan Barat dan beberapa wilayah di Sumatera masih terus terjadi (di Brazil saya tidak ada informasi). Jika ini terus berlangsung, es di kutup akan lebih cepat mencair akibat pemanasan global...daerah pinggiran pantai akan terendam.

AC Buatan Sendiri

Teman tema yang membaca blog ini, boleh mencobanya di rumah... ada email dari teman, terus saya tanggapi. Semoga bermanfaat bagi pengunjuk blog ini. Tadinya saya merasa tidak sanggup membalas email ini, karena saya tidak merasa pakar seperti yang anda sebut di email anda.. Saya juga bukan "fisikawan" sama seperti anda. Bedanya, kalau anda suka eksperimental, saya suka design-nya...Beti ajah alias Beda Tipis.hehehe. Lebih enak rasanya menaggapi eksperimen anda, jika diserta sket. Tanpa sket sistemnya, kita jadi menghayal...syukur2 ga salah ngayal.. . Kemudian, anda tidak menyebut anda percobaan di daerah mana, sehingga saya tidak bisa membayangkan seberapa "dingin" air yang disediakan jika dibandingkan dengan suhu di kamar anda. Misalnya, jika anda menyediakan air "dingin" dengan suhu 24 C, lalu anda buat percobaan di Kampung saya (Berastagi Tanah Karo, Sumut ) yang suhu rata-rata hariannya sekitar 15C, yang terjadi bukan "PENDINGINAN, malah alat anda jadi "PEMANAS RUANGAN". . Sebaliknya, jika anda menyediakan air "dingin" dengan suhu 24C, lalu anda melakukan eksperimen di Kampung Kakek saya (Sibolga, Sumut - Daerah pesisir) yang suhu rata2 hariannya sekitar 30C, maka alat anda (masih) berfungsi sebagai pendingin ruangan. Mengapa saya pakai kata "masih"? Coba hitung, laju perpindahan panasnya tidak akan cukup membuat anda mersakan "dingin"nya. Tapi kalo untuk percobaan di Sibolga, anda menggunakan air dengan suhu sekitar 15C, anda akan merasa coooooool..... Kenapa bisa begitu??? Saya menghayalkan (tidak ada sketnya) alat anda bekerja nya begini... Asumsikan (pertama) : anda melakukan percobaan di Sibolga, menggunakan air dengan suhu 15C. Tanpa kipas pun, akan terjadi perpindahan panas (radiasi) dari pipa ke ruangan, nilainya negatif (pendiginan). Suhu "dingin" ini terjadi akibat adanya perpindahan panas dari air (dalam pipa) ke "bahan" pipa (konduksi). Saya ajak anda menghayalkan, besarnya laju perpindahan panas dari air ke ruangan, dipengaruhi oleh : 1. Suhu air 2. Aliran air. 3. Bahan pipa. 4. Suhu ruangan. 5. Dimensi pipa Rumusnya ada di buku "Perpindahan Panas" J.P Holman. atau " Heat Transfer" H. Incropera. (kali ini anda harus suka dengan rumus dan buku ini!nhehehe). Yang ini, ga perlu dihayalkan...dibuka aja bukunya. Lalu dengan kipas bagaimana??? Fan akan mempercepat laju perpindahan panas dari pipa ke seluruh ruangan... lajunya berapa?? tergantung daya listrik, diamerter sudu fan, dll... (STOP!! Pembahasan jangan sampai melebar ke sana. Yang ini beda topik) Asumsi kedua, saya tidak salah menghayalkan desain percobaan anda. hahahahahah. Semoga khayalan saya membantu anda. Maju terus Fisika Indonesia. Salam Kenal Arnold Lbn Gaol www.arnold1102.blogspot.com www.friendster.com/arnold1102 Yuda wrote: Halo, Salam kenal, nama saya yuda. Saya mahasiswa TI tapi suka dengan Fisika (nyambung gak ya?wkwkw). Terlepas nyambung enggaknya,yang jelas saya sangat tertarik dengan fisika eksperimen (kalo yg rumus2 gitu kurang suka). Jadi mohon bimbingannya... Begini lo para pakar, saya rencananya mau bereksperimen membuat Pendingin Ruangan buatan tangan sendiri. (soalnya AC mahal, listrik boros,dst..dst..old song..wkwk) Saya cari referensinya di internet, ternyata pembuatannya sangat sangat sangat..10000X sederhana. Bahan2 tersebut adalah: Kipas angin Copper Tube (pipa tembaga) panjangnya secukupnya kotak untuk menyimpan air dingin selang pompa akuarium Cara kerjanya, pipa tembaga ini, dililitkan memutar di bagian depan kipas angin, ujung satu disambungin ke selang yang terhubung dengan popa akuarium, ujung satu lagi terhubung ke pembuangan. . Lalu pompa akuarium yg dipendem di kotak air itu mengalirkan air dingin dari melalui selang, masuk ke pipa tembaga dan air yang masuk tadi keluar lewat ujung pipa tembaga yang satu lagi setelah berputar-putar mengikuti rute pipa tembaga. Nah, mungkin pertanyaan saya cukup bego,tapi maklum lah, namanya juga newbie... gini lo, kok bisa suhu ruangan menjadi dingin saat kipas angin itu dinyalakan? bagaimana pertukaran panas yang terjadi dari air yang ada di dalam pipa tembaga dengan udara itu berlangusng? Mohon pencerahannya..bener gelap.. best regards Yuda

Matahari

Matahari adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata Surya. Matahari tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat.

Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya merupakan bintang generasi kedua.Jarak matahari dengan Bumi Jarak matahari ke bumi adalah 93.000.000 mil. Jarak ini dipakai sebagai satuan astronomi. Satu satuan astronomi (Astronomical Unit = AU) adalah 93 juta mil = 148 juta km. Dibandingkan dengan bumi, diameter matahari kira-kira 112 kali diameter Bumi. Gaya tarik matahari kira-kira 30 kali gaya tarik bumi. Cahaya matahari menempuh masa 8 menit untuk sampai ke Bumi dan cahaya matahari yang terang ini dapat mengakibatkan siapapun yang memandang terus kepada matahari menjadi buta.

Menurut perhitungan para ahli, temperatur di permukaan matahari sekitar 6000 derajat Celsius namun ada juga yang menyebutkan suhu permukaan sebesar 5500 derajat Celsius.

Matahari berputar 25,04 hari bumi setiap putaran dan mempunyai gravitasi 27,9 kali gravitasi Bumi. Terdapat julangan gas teramat panas yang dapat mencapai hingga 100.000 kilometer ke angkasa. Semburan matahari 'sun flare' ini dapat mengganggu gelombang komunikasi seperti radio, TV dan radar di Bumi dan mampu merusak satelit atau stasiun angkasa yang tidak terlindungi. Matahari juga menghasilkan gelombang radio, gelombang ultra-violet, sinar infra-merah, sinar-X, dan angin matahari yang merebak ke seluruh tata surya.

Matahari mempunyai fungsi yang sangat penting bagi bumi. Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat bagi kehidupan, membuat udara dan air di bumi bersilkurasi, tumbuhan bisa berfotosintesis, dan banyak hal lainnya. Merupakan sumber energi (sinar panas). Energi yang terkandung dalam batu bara dan minyak bumi sebenarnya juga berasal dari matahari. [wikipedia]

Ketel Uap 14 ton/jam

Biasanya kapasitas ketel uap pipa api tidak lebih besar dari 10 ton uap /jam [Ketel Uap, Arismunandar]Namun ada ketel uap pipa api di yang digunakan sebuah perusahaan tekstil di Surabaya Jawa Timur, kapasitasnya 14 ton uap per jam.

Pendidikan

I. Pendidikan Formal 1. Jurusan Teknik Mesin FT USU (1999-2005) 2. SMU RK St. Maria Pakkat (1996-1999) 3. SMP Negeri 1 Pakkat (1993-1996) 4. SD Negeri No.173468 Pulogodang (1987-1993) Informal 1. Latihan Kepemimpinan Transformasional, Yayasan Binadarma Salemba, tahun 2000 2. Training of Trainers Pola Dasar Sistem Pendidikan Kader GMKI, Yayasan Binadarma Salemba, tahun 2002. 3. Pelatihan Auto Cad, GMKI Komisariat FT USU, tahun 2004. 4. Workshop Jurnalistik Dasar, Harian Kompas, tahun 2005. 5. Pelatihan Perencanaan Strategis, GMKI Medan, tahun 2005.