Jenis-Jenis Gas Turbine

         Gas Turbin Engine

  Turbin gas dipergunakan dalam bidang-bidang Yang memerlukan daya poros dan Panas,kedua-duanya atau hanya satu saja.

Turbin gas ini dipergunakan dalam Motor-motor pesawat terbang seperti Turbo propller dan turbo jet

   Pada kendaraan bermotor,pada kapal-kapal, lokomotif-lokomotif dan lain-lain.sebagai penggerak utama,turbin gas juga dipergunakan untuk menggerakkan konpressor, pompa-pompa, fan-fan dan generator listrik.

   Prinsip Motor Turbine Gas

 Dalam unit ini Energi kimia dari bahan bakar diubah menjadi energi panas,dan energi panas diubah lagi menjadi energi mekanis.

 Udara atmosfir masuk ke dalam konpressor yang berfungsi menghisap dan menaikkan tekanan dan temperatur Udara tersebut.hingga diperoleh perbandingan tekanan yang berkisar 2,5 sampai dengan 15,5 tetapi sangat tergantung kepada perencanaan unit turbin gas tersebut.
 Perbandingan tekanan (pressure ratio) adalah perbandingan tekanan absolut dari udara yang masuk ke kompressor.
 Udara bertekanan dari kompressor Ini kemudian masuk ke dalam ruang bakar(Combuster).
 Dalam ruang bakar,bahan bakar disemprotkan ke dalam udara bertekanan Dan kemudian dinyalakan dengan suatu alat penyala ( Igniter) hingga menyala.

    JENIS-JENIS MOTOR TURBIN GAS

Dalam motor turbin gas dibagi menjadi 5 ,yaitu

1.)Motor Piston

2.)Motor Turboprop(Turbo propeller)

3.)Motor TurboFan

4.)Motor TurboJet

5.)Motor TurboShaft

   Motor piston

Motor piston/Torak:mesin yang menggunakan piston (torak) sebagai tenaga penggerak. 

Piston yang bergerak naik turun di hubungkan dengan crankshaft melalui connecting rod untuk memutar propeller atau baling-baling. Piston dapat bergerak naik turun karena adanya pembakaran antara campuran udara dengan bahan bakar (fuel) di dalam ruang bakar (combustion chamber). Pembakaran di dalam combustion chamber menghasilkan expansion gas panas yang dapat menggerakkan piston bergerak naik turun.

   Cara kerja motor piston terbagi menjadi 2,yaitu:

1.) 2 tak (Two Stroke)

2.)4  tak (Four Stroke)

    Cara kerja Mesin 2 Tak

1. Crank case, merupakan ruang engkol yang digunakan untuk menampung campuran udara dan bahan bakar sementara sebelum masuk ke ruang bakar.
2. Combustion chamber, ruang bakar berfungsi sebagai tempat terjadinya pembakaran mesin.
3. Intake port, berfungsi sebagai saluran masuk campuran udara dan bahan bakar dari karburator ke crank case.
4. Exhaust port, berfungsi sebagai saluran keluar gas sisa pembakaran dari ruang bakar ke knalpot.
5. Transfer port, berfungsi sebagai saluran penghubung antara crankcase dan ruang bakar untuk mengirimkan campuran udara dan bahan bakar.

    Cara kerja Mesin 4 Tak

1. Langkah Hisap untuk menghisap campuran bensin /solar dan udara ke dalam silinder ketika piston bergerak turun.
2. Langkah Kompresi di dalam ruang bakar ketika piston bergerak naik. Di akhir kompresi ini dilakukan penyalaan oleh busi, agar gas terbakar.
3. Langkah Kerja atau ekspansi yaitu bergeraknya piston ke bawah karena terdesak oleh gas hasil pembakaran yang bersuhu dan bertekanan tinggi.
4. Langkah Pembuangan, yaitu membuang gas sisa pembakaran ke luar silinder melalui exhaus valve

    Motor Turboprop

       

Pada motor turboprop daya yang dihasilkan Pada poros Turbin dipakai Untuk memutarkan baling-baling, dan supaya putaran baling-baling tidak terlalu tinggi Dipergunakan roda-roda gigi reduksi.

    Prinsip Kerja Motor Turboprop

Prinsip kerja dari motor turbo prop ini sama saja dengan motor turbo jet yaitu bahwa udara yang dimampatkan didalam komprkompres masuk kedlam ruang bajar dan kemudian daibakar bersama bahan bakar yang disemprotkan sehingga menghasilkan gas hasil pembakaran dan selanjutnya melakukan ekspansi pada turbin. Untuk motor turbo prop ini pada umumnya diperlukan beberapa tingkat turbin agar energy dari gas panas yang melalui turbin ini dapat diserap lebih banyak untuk menggerakkn baling – baling. Dimana baling – baling diharapkan dapat menghasilkan kurang lebih 90% dari gaya dorong total, dan meninggalkan gas buang yang hanya akan menghasilkan 10% gaya dorong netto

Dari segi Tipe Kompressor yang dipergunakan,maka motor turboprop dibagi menjadi dua macam,yaitu

1.)Motor Turboprop Dengan Kompressor Sentrifugal

2.)Motor Turboprop Dengan Kompressor Aksial

 Motor Turboprop Dengan Kompressor sentrifugal.

Pada umumnya Pemakaian dari Kompressor sentrifugal dibatasi pada Motor Turboprop yang dayanya kecil.

  Motor Turboprop Dengan Kompressor Aksial.

 Prinsip dari kerja motor Turboprop,dengan Kompressor aksial ini sama saja dengan motor turbojet dengan Kompressor aksial.Bilamana perbandingan Tekanan(Pressure ratio) yang lebih tinggi diperlukan misalnya 15:1 maka Kompressor dengan dua spool diperlukan,karena dengan satu spool sudah tidak effisien lagi.motor Turboprop dengan Kompressor Aksial dua spool,Kompressor semacam ini dapat memberikan perbandingan yang lebih tinggi sedangkan effisiensi dari Kompressor tetap tinggi.kenyataan menunjukan bahwa untuk aliran massa udara dan perbandingan tekanan yang sama Kompressor Aksial dengan dua spool lebih ringan dari Kompressor dengan satu spool.

 Motor TurboFan

 Motor TurboFan Merupakan perpaduan sifat-sifat yang baik dari Motor TurboJet dari Motor Turboprop.pada Motor TurboFan walaupun Kecepatan pancaran Gas yang keluar dari saluran buang lebih rendah dari Motor Turbojet,tetapi bisa diperoleh Gaya dorong yang sama karena jumlah aliran udara/Gas lebih melalui motor TurboFan tersebut.Dengan aliran massa Udara yang lebih besar tetapi dengan kecepatan yang lebih rendah,maka TurboFan akan memperoleh randemen gaya dorong yang lebih tinggi dari motor TurboJet.

   Kontruksi dari Motor TurboFan dibagi menjadi dua macam,yaitu:

1.)Motor dengan Fan didepan

2.)Motor dengan Fan dibelakang

  Motor dengan Fan didepan

 Pada konstruksi motor Fan ini ditaruh di depan sebagian udara yang dipercepat oleh fan masuk kedalam Kompressor yang dengan sendirinya akan menaikkan perbandingan tekanan(Pressure Ratio).Kemudian udara tersebut masuk kedalam bakar dan dibakar bersama-sama bahan bakar.
 Sebagian udara yang dipercepat oleh Fan tadi melewati bagian luar dari Ruang bakar,dimana akhirnya disaluran buang(nozel buang) bergabung dengan gas panas hasil pembakaran dan pencampuran ini.
 Akan mengakibatkan kecepatan pancaran gas menjadi berkurang dan sebagai akibatnya akan memperbesar randemen gaya dorong.

 Motor dengan Fan dibelakang

  Pada kontruksi motor Fan ini ditaruh setelah Ruang bahan bakar udara yang dipercepat oleh Fan bergabung pada saluran buang(Nosel pembuangan) dengan gas hasil pembakaran dimana dengan demikian dapat mengurangi kecepatan pancaran gas dan sebagai akibatnya juga akan memperbesar randemen gaya dorong.

    Motor Turbojet

Bentuk Motor TurboJet sering disebut juga dengan Pure-Jet Adalah suatu motor dengan luas penampang Pemasukan udara Yang kecil sehingga aliran massa udara yang masuk kedalam motor relatif kecil,agar diperoleh gaya dorong yang besar maka aliran gas yang keluar dari Motor harus berkecepatan tinggi

   Dari Segi Kompressor TurboJet dibagi menjadi 2,yaitu:

-Motor TurboJet dengan Kompressor sentrifugal

-Motor TurboJet dengan Kompressor Aksial

  Motor Turbojet dengan Kompressor sentrifugal

 Pemasukan udara (air intake) adalah merupakan saluran udara menuju ke kompresor. Yang direncanakan sedemikian rupa sehingga udara yang diperlukan untuk motor dapat terpenuhi dalam semua kondisi penerbangan yang diinginkan. Setiap penyumbatan atau kerusakan pada saluran ini akan sangat mempengaruhi preatasi / kemampuan motor tersebut. Udara masuk dekat titik tengah impeller dari kompresor, kemudianudara tadi dilemparkan keluar menuju alat difusi (diffuser) begitu kompresor mulai berputar. Kompresor direncanakan dan dibuat secara tepat dan dengan kesetimbangan yang sangat baik (balanced).

Alat difusi (diffuser) merubah energy kinetis udara yang meninggalkan kompresor menjadi energy potensial (tekanan) dengan cara merubah kecepatan menjadi tekanan.udara yang telah mempunyai energy potensial tadi dimasukkan kedalam ruang pembakaran, dimana didalam ruang bakar juga disemprotkan bahan bakar melalui nosel bahan bakar, sehingga terjadilah penyalaan yang terus – menerus. Kecepatan yang tinggi dari gas hasil pembakaran memasuki suatu nosel yang mengarahkan aliran gas itu sedemikian rupa sehingga roda turbin berputar dengan cepat sekali dank arena roda turbin mempunya posos yang sama dengan kompresor maka kompresor juga turut berputar bilamana roda turbin berputar. Secara singkat cara kerjanya adalah, mula – mula motor starter menggerakkan kompresor dengan sendirinya turbin juga ikut berputar.

Setelah kompresor mempunyai kecepatan yang cukup untuk memberikan voleme udara yang memadai ke dalam ruang bakar maka bahan bakar disemprotkan melalui nosel bahan bakar dan kemudian dinyalakan oleh alat penyala (igniter plug). Alat penyala ini hanya dipergunakan pada waktu penyalaan mula saja, selanjutnya bahan bakar dan udara didalam ruang bakar akan menyala secara terus – menerus.

Motor jet pada kenyataannya hanya membakar sebagian kecil saja dari udara yang diberikan oleh kompresor. Aliran udara dengan volume yang cukup besar mengalir sekitar dan diluar nyala api dan berfungsi untuk menyempurnakan proses pembakaran dalam waktu yang sesingkat – singkatnya, mendinginkan bagian – bagian ruang bakar serta mengusahakan distribusi temperature gas pembakaran keluar ruang bakar yang homogeny, sehingga sudu - sudu turbin tidak dikenai oleh tegangan thermal yang cukup.

 Motor Turbojet dengan Kompressor Aksial.

 Pada motor Turbojet yang menggunakan Kompressor aksial,udara mengalir secara aksial,yaitu kira-kira lurus atau sejajar dengan sumbu Dari motor tersebut.

   Prinsip kerja motor Turbojet dengan Kompressor aksial ini sama saja dengan Motor TurboJet dengan Kompressor Senteifugal,Namun Motor turbo jet dengan Kompressor Aksial memiliki keuntungan dari Kompressor sentrifugal yaitu;

1.)Udara mengalir dengan jalan yang hampir lurus Melalui motor,sehingga energi yang hilang untuk merubah arah aliran akan berkurang.

2.)Perbandingan Tekanan udara sesudah Keluar Kompressor dengan sebelum kompressor(peressure ratio)akan lebih besar karena Kompressor dapat dibuat bertingkat banyak sesuai dengan kehendak para perencana.

3.)Penampang dari motor dapat dibuat lebih kecil,untuk kebutuhan volume udara yang sama.Disini starter dihubungkan dengan tekanan tinggi,tujuannya adalah untuk memperoleh beban yang lebih ringan pada waktu start.

Motor Turboshaft

bentuk turbin gas yang dioptimalkan untuk menghasilkan daya poros, daripada dorong jet. Pada prinsipnya, mesin turboshaft mirip dengan turbojet, dengan ekspansi turbin tambahan untuk mengekstrak energi panas dari knalpot dan mengubahnya menjadi daya keluaran poros.Mesin turboshaft biasanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan output daya yang tinggi, kehandalan tinggi, ukuran kecil, dan ringan. Ini termasuk helikopter, unit daya tambahan, perahu dan kapal, tank, hovercraft, dan peralatan stasioner,

Perbedaan terbesar antara motor turbo jet dan motor turbo shaft adalah bahwa pada mesin turbo shaft, sebagian besar dari energy yang dihasilkan oleh ekspansi gas digunakan untuk menggerakkan turbin daripada menghasilkan daya dorong. Banyak  helicopter menggunakan mesin turbo ahaft. Selain itu, mesin turbo shaft banyak digunakan sebagai daya tambahan pada pesawat besar.