Taufiqur Rokhman posted: " Sebuah forklift memiliki berat 3500 lb dan membawa kontainer berbobot 800 lb. Ada dua roda depan dan dua roda belakang pada forklift. (a) Tentukan gaya kontak antara roda dan tanah. (b) Seberapa berat beban dapat diangkut sebelum forklift akan menyebabka"
Sebuah forklift memiliki berat 3500 lb dan membawa kontainer berbobot 800 lb. Ada dua roda depan dan dua roda belakang pada forklift. (a) Tentukan gaya kontak antara roda dan tanah. (b) Seberapa berat beban dapat diangkut sebelum forklift akan menyebabkan nungging? atau dengan kata lain berapa beban maksimum yang dapat diangkut forklif hingga tidak menyebabkan nungging, karena roda belakang terangkat (karena ini berbahaya)?
Gambar 1. Forklift dengan dimensinya
Penyelesaian:
Pendekatan:
Kita akan mencari gaya kontak roda dan beban maksimum forklift yang dapat dibawa sebelum forklif mengalami fenomena nungging. Kita berasumsi bahwa forklift adalah tidak bergerak. Kemudian kita gambarkan diagram benda bebas dengan kesepakatan tanda positif untuk gaya (ke atas) dan momen (berlawanan jarum jam). Telah diketahui massa forklift 3500-lb dan massa beban kontainer 800-lb yang masing-masing bekerja melalui pusat massa forklift dan kontainer.
Gaya (tidak diketahui) antara roda depan dan tanah dilambangkan dengan F, dan gaya (tidak diketahui) antara roda belakang dan tanah adalah R. Berikut adalah diagram benda bebas, dengan gaya-gaya aksi dan gaya-gaya reaksi pada roda pasangannya yakni 2F dan 2R.
Diketahui:
Massa Forklift (M) = 3500 lb
Massa Kontainer/ bebab (m) = 800 lb
Gambar 2. Diagram Benda Bebas
(a) Ada dua hal yang tidak diketahui (F dan R). Oleh karena itu, dua persamaan keseimbangan bebas diperlukan untuk menyelesaikan problem ini. Pertama kita menjumlahkan gaya ke arah vertikal,
Σ Fy = 0
- 800 lb - 3500 lb + 2F + 2R = 0 atau
F + R = 2150 lb
Persamaan kedua diperlukan untuk menentukan dua variabel yang tidak diketahui. Penjumlahan gaya dalam arah horizontal tidak akan memberikan informasi yang berguna; sehingga kita menggunakan persamaan keseimbangan momen. Lokasi manapun dapat dipilih sebagai titik pivot. Dengan memilih titik yang bertepatan dengan titik kontak roda depan, gaya F akan dengan mudah dihilangkan dari perhitungan.
Momen di titik A adalah
Σ Ma = 0
800 lb (24 in) - 3500 lb (42 in) + 2R (72 in) = 0
menghasilkan, R = 888 lb.
Di sini, gaya 800-lb dan gaya reaksi di roda belakang (2R) menghasilkan momen yang berlawanan arah jarum jam (positif) terhadap A, adapun bobot (gaya) forklift 3500-lb menghasilkan momen negatif. Dengan mensubstitusi harga R = 888 lb diatas ke dalam persamaan keseimbangan gaya vertikal, menghasilkan: F + 888 lb = 2150 lb
F = 1262 lb
(b) Ketika forklift berada di ambang tumpuan roda depan, roda belakang baru saja kehilangan kontak dengan tanah, sehingga R = 0.
Kita nyatakan bobot (gaya berat) baru kontainer yang menyebabkan forklift nungging (roda belakang terangkat atau nungging) sebagai w. Persamaan keseimbangan momen roda depan adalah
(24 in) - 3500 lb (42 in) = 0
w = 6125 lb
Jadi, forklift akan berada di ambang nungging (nyaris nungging, susah bahasanya) saat operator mencoba untuk mengangkat kontainer dengan bobot w = 6125 lb.
Diskusi Sangat logis jika gaya roda depan lebih besar dari roda belakang, karena beban ada di depan. Jumlah gaya roda juga sama dengan berat gabungan forklift dan beban. Bobot yang besar dapat menyebabkan forklift nungging sehingga sudah seharusnya menjadi bagian dari desain forklift. Mari periksa kembali solusi bagian (a), kita dapat menentukan gaya roda depan tanpa harus mencari dan menemukan gaya yang dibawa oleh roda belakang. Kuncinya adalah menjumlahkan momen pada roda belakang di titik B. Gaya yang tidak diketahui, R melewati titik itu, yang tegak lurus dengan lengan tuas dengan panjang nol akan menyebabkan dieliminasi dalam perhitungan momen (karena perkalian antara R dengan 0 menghasilkan 0).
Hanya dengan satu persamaan tanpa langkah yang melibatkan R. Pendek kata, dengan kecermatan memilih titik pivot momen, kita dapat mereduksi sejumlah perhitungan aljabar dengan secara langsung mengeliminasi gaya-gaya yang tak diketahui.
Kesimpulan: Nilai-nilai yang diperoleh adalah
Gaya-gaya (reaksi) pada roda, F = 1262 lb dan R = 888 lb
Gaya beban maksimum sebelum nungging: w = 6125 lb
Referensi: An Introduction of Mechanical Engineering, Jonathan Wickert & Kemper Lewis
Taufiqur Rokhman posted: " Di beberapa pasar untuk pembangkit listrik, mesin turbin gas bersaing dengan sukses dengan pembangkit uap dan turbin uap. Aplikasi lainnya adalah termasuk mesin untuk penggerak kapal dan yang paling sukses, adalah dalam propulsi (mesin penggerak atau pen"
Di beberapa pasar untuk pembangkit listrik, mesin turbin gas bersaing dengan sukses dengan pembangkit uap dan turbin uap. Aplikasi lainnya adalah termasuk mesin untuk penggerak kapal dan yang paling sukses, adalah dalam propulsi (mesin penggerak atau pendorong) pesawat terbang. Komponen utama dari mesin turbin gas adalah ditunjukkan secara skematis pada Gambar 1.
Gambar 1. (a) Skema komponen mesin turbin gas, (b) Operasional Siklus Tertutup Pada Turbin Gas Ideal
Tidak seperti pembangkit uap dan mesin Stirling yang menggunakan sumber panas dari luar yang dipindahkan melintasi batas sistem, mesin turbin gas adalah mesin pembakaran internal yang memanfaatkan panas yang dilepaskan secara internal melalui pembakaran bahan bakar. Dalam mesin turbin gas, kompresor mengalirkan udara tekan ke ruang bakar dimana bahan bakar dibakar untuk menghasilkan produk gas bersuhu tinggi. Gas ini selanjutnya diekspansi melalui turbin menghasilkan keluaran kerja poros.
Kompresor dan turbin didesain dengan aliran aksial dan digabungkan bersama-sama sehingga sebagian pekerjaan poros yang dihasilkan oleh turbin digunakan untuk menggerakkan kompresor; bagian yang tersisa adalah hasil kerja bersih yang dihasilkan oleh mesin. Tidak ada resirkulasi fluida kerja di mesin turbin gas; bagian hilir turbin gas, alirannya diarahkan ke atmosfer. Artinya mesin tidak beroperasi pada siklus tertutup, namun demikian sifat fluida kerja tetap konstan; bagian hulu dari ruang pembakaran fluida kerja adalah udara, adapun bagian hilir menjadi produk yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar dan udara. Kendati demikian, mesin turbin gas ideal yang beroperasi pada siklus tertutup dapat disulap sebagaimana analog dengan performa serupa. Ini diilustrasikan pada Gambar 1 (b). Ruang bakar diganti dengan heat exchanger dimana panas ditransfer ke fluida kerja, dan saat keluar dari turbin fluida kerja didinginkan saat melalui penukar panas kedua sebelum masuk kembali ke kompresor. Jika proses pertukaran panas berlangsung pada tekanan konstan dan proses di turbin dan kompresor adalah isentropik, inilah yang disebut siklus Brayton. Siklusnya ditampilkan diplot pada diagram T-s dan p-v di Gambar 2.
Ketika fluida kerja adalah gas yang sempurna, efisiensi siklus Brayton hanya bergantung pada rasio tekanan
P2/P1 atau P3/P4
dan rasio kalor tertentu. Ini ditunjukkan pada analisis berikut ini, dimulai dari penerapan SFEE ke penukar panas tempat panas dipindahkan ke dan dari fluida kerja. Istilah energi potensial dan kinetik dalam SFEE lebih kecil dibandingkan dengan entalpi sehingga panas jenis yang disuplai adalah
qs = (h3 - h2) = Cp (T3 - T2)
Panas yang dilepas adalah qr = (h4 - h1) = Cp (T4 - T1)
Gambar 2. Siklus Brayton
Oleh karena itu, Efisiensinya adalah
Referensi: an Introduction to Mechanical Engineering, Michael Clifford dkk
Hi Wendi, You recently added adeppranata@gmail.com to your Facebook account. Please confirm this email address so that we can update your contact information. You may be asked to enter this confirmation code: 47016. Confirm Thanks, The Facebook Team
Hi Wendi, You recently added adeppranata@gmail.com to your Facebook account. Please confirm this email address so that we can update your contact information. You may be asked to enter this confirmation code: 47016. Confirm Thanks, The Facebook Team
Taufiqur Rokhman posted: " Pembangkit listrik tenaga uap ditunjukkan secara skematis pada Gambar 1; ini adalah sebuah sistem tertutup di mana uap bersirkulasi dalam aliran steady (konstan) melalui boiler, turbin, kondensor dan pompa secara bergantian. Pembangkit ini dirancang untu"
Pembangkit listrik tenaga uap ditunjukkan secara skematis pada Gambar 1; ini adalah sebuah sistem tertutup di mana uap bersirkulasi dalam aliran steady (konstan) melalui boiler, turbin, kondensor dan pompa secara bergantian. Pembangkit ini dirancang untuk mengambil keuntungan termodinamika dari uap yang dapat dikondensasi untuk mencapai efisiensi siklus tinggi.
Gambar 1. Komponen utama dari PLTU
Pada prinsipnya, PLTU bisa beroperasi pada siklus Carnot dan mencapai efisiensi Carnot. Siklusnya ditampilkan pada diagram entropi spesifik suhu (T-s), biasanya digunakan untuk menyajikan informasi siklus daya, pada Gambar 2. Untuk steam, tampilan diagramnya mirip dengan diagram volume spesifik dan suhu .
Gambar 2. Siklus Carnot diplot di wilayah campuran jenuh suhu-spesifik diagram entropi dan volume spesifik tekanan. Perhatikan perbedaan antara diagram p – v ini dan diagram untuk gas sempurna
Dalam boiler, uap jenuh dihasilkan dari cairan jenuh yang dipanaskan dalam pemanasan tekanan tetap. Uap jenuh mengembang secara bolak-balik dan secara adiabatis melalui turbin uap ke tekanan rendah; uap menggerakkan turbin dalam proses yang mengubah beberapa entalpi, energi kinetik dan energi potensial steam menjadi ouput tenaga dari turbin.
Campuran jenuh (air + uap) mengalir ke kondensor di mana beberapa uap terkondensasi pada tekanan konstan, menurunkan fraksi kekeringan. Akhirnya, campuran jenuh mengalir dari kondensor ke dalam pompa yang tekanannya dinaikkan ke tekanan boiler.
Siklus Carnot mewakili proses ideal yang dalam tataran praktisnya adalah sulit: sulit untuk menghentikan proses kondensasi di dalam kondensor sebelum semua uap dikondensasikan ke keadaan cairan jenuh, atau sulit untuk memompa campuran cairan dan uap dari kondensor ke tekanan boiler tanpa fase pemisahan.
Dalam ekspansi turbin, jika fraksi kekeringan uap turun terlalu rendah, tetesan cair dapat menyebabkan erosi yang parah pada bilah turbin. Masalah ini dapat diredakan dengan mengizinkan uap untuk mengembun ke kondisi cairan jenuh di kondensor dan memanaskan uap di ketel. Siklus yang dimodifikasi ini, sering disebut siklus Rankine dengan superheat, ditampilkan pada diagram T-s pada Gambar 3.
Gambar 3. Siklus Rankine dengan superheat diplot pada diagram entropi suhu tertentu
Dalam siklus ideal, ekspansi turbin dan kompresi pompa masih merupakan proses isentropis dan pelepasan panas masih terjadi pada temperatur konstan. Meskipun demikian, walaupun penambahan panas di boiler terjadi pada tekanan konstan sebagaimana sebelumnya, prosesnya bukan merupakan proses isotermal dalam ciklus rankine dan efisiensinya lebih rendah dari pada siklus carnot yang beroperasi antara temperatur atas dan bawah.
Semua proses pada ciklus Rankine adalah proses aliran steady dan perubahan energi potensial dan kinetik melewati tiap-tiap komponen pada sirkuit yang kecil dibandingkan dengan perubahan entalpi.
(24 in) - 3500 lb (42 in) = 0
WordPress.com
