Balon Udara

Pernahkah kamu berpikir bagaimana balon udara yang tidak memiliki sayap bisa terbang tinggi ke angkasa? Bagaimana balon udara dikendalikan dan peralatan apa saja yang membuat balon udara bekerja?
Yuk, kita cari tahu bersama-sama.

Sebelum kita mengetahui bagaimana cara kerja balon udara, ada baiknya kita ketahui terlebih dahulu bagian-bagian dari balon udara. Balon udara secara garis besarnya mempunyai tiga bagian utama yaitu envelope, burner, dan basket.

Envelope merupakan kantong yang terbuat dari bahan nilon berbentuk balon tempat udara dipanaskan. Karena nilon ini tidak tahan api, maka bagian bawah envelope dilapisi dengan bahan anti api (skirt). Envelope ini berisi udara/gas ringan (seperti gas hidrogen) yang berfungsi mengangkat balon udara dari landasannya.

Burner merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara di dalam envelope. Burner di letakan di atas kepala penumpang dekat ke mulut envelope. Burner ini mengatur tekanan dalam kantung udara agar balon dapat terbang dengan ketinggian yang diharapkan.

Basket atau keranjang merupakan tempat penumpang mengendalikan balon udara atau penumpang yang menikmati penerbangan balon udara. Basket dibuat dari bahan yang ringan dan lentur dan terletak di bawah kantung udara.

Cara kerja balon udara sangat sederhana yaitu dengan cara memanaskan udara di dalam balon agar lebih panas dari udara di luarnya sehingga balon udara mengembang dan dapat naik (terbang). Udara yang lebih panas akan lebih ringan karena masa per unit volumenya lebih sedikit.

Untuk dapat terbang, udara di dalam envelope dipanaskan menggunakan burner dengan temperatur sekitar 100 derajat Celcius. Udara panas ini akan terperangkap di dalam envelope sehingga balon udara pun akan mengembang dan bergerak naik di dorong oleh udara yang bertekanan lebih kuat. Jika ingin mendarat, udara didinginkan dengan cara mengecilkan burner. Udara yang mulai mendingin di dalam envelope membuat balon bergerak turun.

Bagaimana caranya balon udara berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain? Jawabanya adalah dengan cara memanfaatkan hembusan angin untuk bergerak secara horizontal. Arah tiupan angin berbeda pada setiap ketinggian tertentu. Perbedaan arah tiupan angin inilah yang dimanfaatkan oleh pengemudi balon udara untuk mengendalikan balon udara dari satu lokasi ke lokasi yang diinginkan.

Balon udara mempunyai dua tipe yaitu:

1. Balon udara yang diisi dengan udara panas, yaitu balon udara yang mempunyai pembakar yang berfungsi untuk memanaskan udara dalam balon sehingga udara dalam balon menjadi lebih ringan dari udara luar sekitarnya.
2. Balon udara yang diisi dengan gas yang memang ringan, yaitu balon udara yang diisi gas yang ringan seperti contohnya gas hydrogen. Namun kelemahan gas hidrogen ini adalah mudah terbakar. Jika ingin aman bisa menggunakan gas helium, namun sangat mahal.

Bagaimana Mesin Mobil 4 Silinder Bekerja?

Mesin 4 silinder segaris adalah mesin pembakaran dalam dengan keempat silindernya terpasang mendatar satu arah di dalam bak mesin. Silindernya bisa diletakkan mendatar atau miring terhadap poros mesin. Mesin ini sangat umum dipakai pada mobil dengan kapasitas mesin kecil karena konstruksinya mudah.

Meskipun demikian, tipe mesin seperti ini juga menimbulkan getaran, dan getarannya semakin parah ketika kapasitas dan kekuatan mesinnya bertambah.Oleh karena itu, mobil bertenaga tinggi menggunakan mesin yang lebih kompleks dan menggunakan lebih dari 4 silinder.

Komponen pada Kulkas

Kompresor

 

Kompresor merupakan bagian terpenting di dalam kulkas . Apabila di analogikan dengan tubuh manusia, kompresor sama dengan jantung yang berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Begitu juga dengan kompresor, berfungsi memompa bahan pendingin keseluruh bagian kulkas. 

Kompresor Hermetik

• a. rotor
• b. stator
• c. silinder
• d. poros engkol
• e. saluran isap
• f. saluran pengeluaran refrigerant
• g. sambungan
• h. terminal

 Kondensor

Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair. Jenis kondensor yang banyak digunakan pada teknologi kulkas saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara. Yang digunakan pada sistem refrigrasi kulkas kecil maupun sedang. Kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat lemari es bekerja kondensor akan terasa hangat bila dipegang.

Filter

Filter ( saringan ) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran bahan pendingin setelah melakukan sirkulasi. Sehingga tidak masuk kedalam kompresor dan pipa kapiler. Selain itu , bahan pendingan yang akan disalurkan pada proses berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor lebih maksimal.

Evaporator

Evaporator berfungsi menyerap panas dari benda yang di masukkan kedalam kulkas. Kemudian evaporator menguapkan bahan pendingin untuk melawan panas dan mendinginkannya. Sesuai fungsinya evaporator adalah alat penguap bahan pendingin agar efektif dalam menyerap panas dan menguapkan bahan pendingin, evaporator di buat dari bahan logam anti karat, yaitu tembaga dan almunium.

Thermostat

Thermostat memiliki banyak sebutan antara lain temperatur kontrol dan cool control. Apapun sebutannya, thermostat berfungsi mengatur kerja kompresor secara otomatis bedasarkan batasan suhu pada setiap bagian kulkas. Thermostat biasanya disebut saklar otomatis yang bekerja berdasarkan pengaturan suhu. Jika suhu evaperator sesuai dengan pengatur suhu thermostat, secara otomatis thermostat akan memutuskan listrik ke kompresor. 

Heater

Hampir keseluruan kulkas nofrost dan sebagian kecil kulkas defrost dilengkapi dengan pemanas (heater). Pemanas berfungsi mencairkan bunga es yang terdapat di evapurator . Selain itu pemanas dapat mencegah terjadinya penimbunan bunga es pada bagian rak es dan rak penyimpan buah di bawah rak es. 

Fan motor

Fan motor atau kipas angin berguna untuk menghembuskan angin . pada kulkas ada dua jenis fan

1. fan motor evaporator
   Berfungsi menghembuskan udara dingin dari evaporator keseluruh bagian rak ( rak es , sayur ,dan buah ).
   
   
2. fan motor kondensor
   Kipas angin ini diletakkan pada bagian bawah kulkas yang memiliki kondensor yang berukuran kecil. Kipas angin ini berfungsi mengisap atau mendorong udara melalui kondensor dan kompresor. Selain itu berfungsi juga untuk mendinginkan kompresor.

 Overload motor protector

Adalah komponen pengaman yang letaknya menyatu dengan terminal kompresor. Cara kerjanya serupa dengan sekering yang dapat menyambung dan memutus arus listrik. Alat ini dapat melindungi komponen kelistrikan dari kerusakan, akibat arus yang dihasilkan kompresor melebihi arus acuan normal. 

Bahan Pendingin (Refrigerant)

Refrigerant adalah zat yang mudah diubah wujudnya dari gas menjadi cair, ataupun sebaliknya. Jenis bahan pendingin sangat beragam. Setiap jenis bahan pendingin memiliki karakteristik yang berbeda.

Persyaratan Bahan Pendingin (Refrigerant)

1. Tidak beracun, berwarna dan berbau
2. Bukan termasuk bahan yang mudah terbakar.
3. Bukan penyebab korosif
4. Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor
5. Memiliki struktur kimia yang stabil
6. Memiliki titik didih yang rendah
7. Memiliki tekanan kondensasi yang rendah
8. Memiliki tingkat penguapan yang rendah
9. Memiliki kalor laten yang rendah
10. Memiliki harga yang relatif murah.

Kulkas

Gambar 1. Kulkas

Tahukah anda mengapa pada saat tangan tersentuh alkohol, maka alcohol akan segera menguap dan tangan anda terasa dingin? Menguapnya alkohol disebabkan titik uap alkohol lebih rendah dari air, sehingga alkohol lebih mudah menguap. Pada saat alkohol menguap, maka alkohol membutuhkan sejumlah kalor yang diambil dari tangan anda, akibatnya suhu di sekitar kulit tangan anda akan mengalami penurunan. Hal inilah yang menghasilkan sensasi dingin di tangan anda. 

Kita perhatikan kasus lain:

Di siang bolong anda berada di tengah lapang di bawah terik matahari, tiba-tiba anda mendapatkan tetes-tetes air dari selang yang disemprotkan teman anda ke arah udara. Maka anda pun akan merasa dingin yang menyegarkan, walaupun suhu di sekitar anda tetap tinggi. Hal tersebut diakibatkan oleh menguapnya tetes-tetes air tersebut yang sempat mengenai kulit Anda. Sekali lagi menguapnya air-air tersebut di kulit anda akan mengambil panas di kulit anda yang pada akhirnya menghasilkan sensasi dingin di kulit anda. Jika hal tersebut dilakukan terus menerus dalam waktu satu jam lebih, Anda tidak lagi sekedar  merasa dingin, tapi suhu tubuh anda akan turun dan anda dapat sakit.

Prinsip di atas menjadi dasar cara kerja kulkas

Uap cairan tertentu yang disebut refrigerant disemprotkan terus menerus ke dalam ruangan kulkas yang akan mengambil kalor dari makanan-makanan di kulkas. Namun berbeda dengan alkohol atau tetes-tetes air, titik uap refrigerant jauh lebih rendah, yaitu sekitar -27° F, sehingga kalor yang diambil tidak digunakan untuk mengubahnya menjadi uap, tetapi sekedar menaikkan suhu refrigerant.

Jenis-jenis Kulkas 

Jenis Non Frezer

Gambar 2. Jenis kulkas Non Freezer

Lemari Es (kulkas) di rumah kita digolongkan nonfrezer apabila bagian di dalam lemari Es tidak hanya evaporator (bagian pembeku). Pada kulkas satu pintu evaporatornya terletak di bagian atas dan ukurannya tidak lebih 1/3 ukuran total kulkasnya. Pada kulkas dua pintu dan seterusnya evaporator tersendiri dan ukurannya lebih besar dibandingkan evaporator kulkas satu pintu.

Temperatur dingin pada rak-rak dibawah evaporator, sebenarnya berasal dari hembusan udara dingin dari evaporator. Bagian rak ini biasa digunakan untuk menyimpan makanan dan minuman. 

Jenis Frezer

Gambar 3. Kulkas jenis Freezer

Lemari es freezer dapat membekukan atau menjadikan sesuatu menjadi Es di setiap bagiannya. Biasanya , lemari es jenis ini digunakan untuk kegiatan wirausaha , seperti penjual es batu atau es lilin. Tidak seperti kulkas biasanya kulkas freezer memiliki evaporator di setiap raknya. Jadi kulkas freezer mampu membekukan lebih banyak dibandingkan lemari es nonfreezer. 

Jenis Door Glass Refrigerator

Gambar 4. Kulkas jenis Door Glass Refrigerator

Kulkas pintu kaca termasuk jenis kulkas nonfreezer. Kulkas jenis ini digunakan khusus untuk menyimpan aneka minuman kaleng dan botol. Dengan pintu terbuat dari kaca, memungkinkan minuman yang berada di dalam terlihat dari luar. Temperatur yang dihasilkan oleh kulkas pintu kaca berkisar antara 10°-16° celcius. Kulkas ini tidak membekukan minuman yang ada di dalamnya, tetapi hanya mendinginkannya atau menyegarkannya.

Panel Surya Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Membangkitkan listrik sendiri di rumah? Itu dimungkinkan dengan pemasangan panel surya/solar cell, panel surya - solar cell mengubah sinar matahari menjadi listrik. Listrik tersebut disimpan di dalam aki, aki menghidupkan lampu.  

Dalam penggunaan panel surya/solar cell untuk membangkitkan listrik di rumah, ada beberapa hal yang perlu kita pertimbangkan karena karakteristik dari panel surya/solar cell:

• Panel surya/solar cell memerlukan sinar matahari. Tempatkan panel surya/solar cell pada posisi dimana tidak terhalangi oleh objek sepanjang pagi sampai sore.
• Panel surya - solar cell menghasilkan listrik arus searah DC.
• Untuk efisiensi yang lebih tinggi, gunakan lampu DC seperti lampu LED.
• Instalasi kabel baru khusus untuk arus searah DC untuk perangkat berikut ini misalnya: lampu penerangan berbasis LED (Light Emiting Diode), kamera CCTV, wifi (wireless fideliity), dll.

Kalau kita membuat rumah baru, disarankan untuk  menggunakan PLN dan panel surya /solar cell. Panel surya/solar cell digunakan untuk sebagian penerangan (dalam hal ini menggunakan arus searah DC) dan PLN untuk perangkat arus bolak balik AC seperti: Air Conditioning, Lemari Es, sebagian penerangan dll.

Bila listrik DC yang tersimpan dalam aki ingin digunakan menyalakan perangkat AC: pompa air, kulkas, dsbnya maka diperlukan inverter yang dapat mengubah listrik DC menjadi AC. Sesuaikan kebutuhan daya yang dibutuhkan dengan panel sel surya, inverter, aki.

 

 

 Lampu LED sebagai Penerangan Rumah

Saat ini sudah ada lampu hemat energi yang menggunakan DC seperti lampu LED. Bandingkan lampu LED 3 Watt setara dengan Lampu AC 15 Watt.

 Kekurangannya adalah:
* Instalasi kabel baru untuk lampu LED.
* Biaya pengadaan lampu yang lebih mahal.

Keuntungannya adalah:
* Penggunaan energi yang kecil
* Keandalan lampu LED 10 x lampu standard biasa
* Penggunaan kabel listrik 2 inti.

Cara Kerja PLTU Batubara

 

Seperti kita ketahui bahwa PLTU batu bara merupakan jenis pembangkit terbesar yang dikembangkan oleh pemerintah Indonesia (PLN) untuk mengatasi kekurangan pasokan listrik dan untuk mengurangi ketergantungan BBM pada PLTD (Diesel). Ini tercermin pada program percepatan listrik nasional tahap pertama dan kedua, walaupun porsinya dikurangi di tahap kedua.

Untuk itu, saya ingin menulis secara singkat sistem kerja PLTU batubara yang saya ketahui dan berdasar pada referensi. Prinsip kerja PLTU batubara secara umum dapat dilihat pada gambar diatas, silahkan klik gambar untuk memperjelas atau memperbesarnya.

Keterangan gambar:
1. Cooling tower
2. Cooling water pump

3. Transimission line 3 phase
4. Transformer 3-phase

5. Generator Listrik 3-phase
6. Low pressure turbine
7. Boiler feed pump
8. Condenser
9. Intermediate pressure turbine
10. Steam governor valve
11. High pressure turbine
12. Deaerator
13. Feed heater
14. Conveyor batubara
15. Penampung batubara
16. Pemecah batubara
17. Tabung Boiler

18. Penampung abu batubara
19. Pemanas
20. Forced draught fan
21. Preheater
22. combustion air intake
23. Economizer
24. Air preheater
25. Precipitator
26. Induced air fan
27. Cerobong

Prinsip kerja PLTU batubara secara singkat adalah sebagai berikut:

1. Batubara dari luar dialirkan ke penampung batubara dengan conveyor (14) kemudian dihancurkan dengan the pulverized fuel mill (16) sehingga menjadi tepung batubara.

2. Kemudian batubara halus tersebut dicampur dengan udara panas (24) oleh forced draught fan (20) sehingga menjadi campuran udara panas dan bahan bakar (batu bara).

3. Dengan tekanan yang tinggi, campuran udara panas dan batu bara disemprotkan kedalam Boiler sehingga akan terbakar dengan cepat seperti semburan api.

4. Kemudian air dialirkan keatas melalui pipa yang ada dinding Boiler, air tersebut akan dimasak dan menjadi uap, dan uap tersebut dialirkan ke tabung boiler (17) untuk memisahkan uap dari air yang terbawa.

5. Selanjutnya uap dialirkan ke superheater(19) untuk melipatgandakan suhu dan tekanan uap hingga mencapai suhu 570°C dan tekanan sekitar 200 bar yang meyebabkan pipa ikut berpijar merah.

6. Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi inilah yang menjadi sumber tenaga turbin tekanan tinggi (11) yang merupakan turbin tingkat pertama dari 3 tingkatan.

7. Untuk mengatur turbin agar mencapai set point, kita dapat menyeting steam governor valve (10) secara manual maupun otomatis.

8. Suhu dan tekanan uap yang keluar dari Turbin tekanan tinggi (11) akan sangat berkurang drastis, untuk itu uap ini dialirkan kembali ke boiler re-heater (21) untuk meningkatkan suhu dan tekanannya kembali.

9. Uap yang sudah dipanaskan kembali tersebut digunakan sebagai penggerak turbin tingkat kedua atau disebut turbin tekanan sedang (9), dan keluarannya langsung digunakan untuk menggerakkan turbin tingkat 3 atau turbin tekanan rendah (6).

10. Uap keluaran dari turbin tingkat 3 mempunyai suhu sedikit diatas titik didih, sehingga perlu di alirkan ke condensor (8) agar menjadi air untuk dimasak ulang.

11. Air tersebut kemudian dialirkan melalui deaerator (12) oleh feed pump (7) untuk dimasak ulang. awalnya dipanaskan di feed heater (13) yang panasnya bersumber dari high pressure set, kemudian ke economiser (23) sebelum di kembalikan ke tabung boiler(17).

12. Sedangkan Air pendingin dari condensor akan di semprotkan kedalam cooling tower (1) , dan inilah yang meyebabkan timbulnya asap air pada cooling tower. kemudian air yang sudah agak dingin dipompa balik ke condensor sebagai air pendingin ulang.

13. Ketiga turbin di gabung dengan shaft yang sama dengan generator 3 phase (5), Generator ini kemudian membangkitkan listrik tegangan menengah ( 20-25 kV).

14. Dengan menggunakan transformer 3 phase (4) , tegangan dinaikkan menjadi tegangan tinggi berkisar 250-500 kV yang kemudian dialirkan ke sistem transmisi 3 phase.

15. Sedangkan gas buang dari boiler di isap oleh kipas pengisap(26) agar melewati electrostatic precipitator (25) untuk mengurangi polusi dan kemudian gas yg sudah disaring akan dibuang melalui cerobong (27)

Begitulah cerita singkat prinsip kerja PLTU batubara. Semoga bermanfaat.

Pengertian Termokopel (Thermocouple) dan Prinsip Kerjanya

Pengertian Termokopel (Thermocouple)

Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”.

Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature). Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C. Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya.  Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini:

 

Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.

Jenis-jenis Termokopel (Thermocouple)

Termokopel tersedia dalam berbagai ragam rentang suhu dan jenis bahan. Pada dasarnya, gabungan jenis-jenis logam konduktor yang berbeda akan menghasilkan rentang suhu operasional yang berbeda pula. Berikut ini adalah Jenis-jenis atau tipe Termokopel yang umum digunakan berdasarkan Standar Internasional. 

Termokopel Tipe E

Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : -200˚C – 900˚C

Termokopel Tipe J

Bahan Logam Konduktor Positif : Iron (Besi)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : 0˚C – 750˚C

Termokopel Tipe K

Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
Bahan Logam Konduktor Negatif : Nickel-Aluminium
Rentang Suhu : -200˚C – 1250˚C

Termokopel Tipe N

Bahan Logam Konduktor Positif : Nicrosil
Bahan Logam Konduktor Negatif : Nisil
Rentang Suhu : 0˚C – 1250˚C

Termokopel Tipe T

Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : -200˚C – 350˚C

Termokopel Tipe U (kompensasi Tipe S dan Tipe R)

Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Copper-Nickel
Rentang Suhu : 0˚C – 1450˚C