PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
TUGAS CONTOH SOAL BAB 5
MOVING SHOCK
1. Hitunglah tekanan dan suhu dari suatu gas yang mengalami kejut dimana kejut itu
bergerak pada kecepatan tertentu jika di ketahui bilangan mach pada sisi hilir
adalah 0,8 dan tekanan stagnasinya 3 Bar dengan suhu 27°C. Jika di Asumsikan
panas spesifik atau Rasio panas 1.3.
Diketahui : k = 1,3
My’ = 0,8
Tx = 27°C = 300 K
Px = 3 Bar
Ditanya: Ty dan Py ….. ?
Jawab : dari table Berdasarkan table 5.4 dengan k = 1,3
Dari table diatas dengan My’ = 0,8 diperoleh :
Mx= 1,663
My = 0,64073
1
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
Mx’ = 0
Ty/Tx = 1,333
Py/Px = 2,997
P0y/P0x = 0,86274
Jadi suhu dan tekanan dari gas dapat di tentukan :
Ty = 1,333 x 300 K
Ty = 399,9 K
Py = 2,997 x 3 Bar
Py = 8,991 Bar
2. Suatu gas dialairkan dalam pipa dari hulu ke hilir dan mengalami kejut . kejut ini
bergerak dengan pada kecepatan 250 m / detik dimana gas pada keadaan
stagnasi pada tekanan 1 Bar dan suhu 37 C. Hitunglah berapa besar bilangan
mach number di hilir jika di Asumsikan panas spesifik 1,3 dan tunjukkan dalam
tabel ?
Diketahui : U = 250 m/detik
Pstagnasi = 1 Bar
T = 37 °C = 310 K
Dtanyakan : My’ ….?
2
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
Penyelesaian : U = M.c
c = √K .R .T
U = M . √K .R .T
M = U
√K . R .T
My’ = U
√K . R .T
My’ = 250
√1,3 .287 .310
My’ = 250
√115661
My’ = 250
340,1
My’ = 0,74
Berdasarkan table 5.4
Dalam table berada diantara 0,700 dan 0,800
3
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
3. Suatu Gas di alirkan ngalir dalam tabung pada kecepatan 500 m / detik.
Tekanan statis di tabung adalah 2 Bar dan suhu (statis) 200 K. Gas berhenti saat
katub menutup secara sempurna dan tiba-tiba. Hitung bilangan mach nya
diasumsikan k = 1,4 !
Diketahui : U = 500 m/detik
Pstagnasi = 2 Bar
T = 200 K
k = 1,4
Ditanya : Mx ….?
Penyelesaian :
U = M.c
c = √K .R .T
U = M . √K .R .T
M = U
√K . R .T
Mx’ = 600
√1,4 .287.200
Mx’ = 2,11
Pada table 5.2 dibawah ini dengan Mx’ = 2,11 maka Mx dapat di tentukan
4
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
Dengan interpolasi diperoleh Mx = 3,11
5
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
4. Gas pada tekanan stagnasi 2 Bar dialirkan pada kecepatan 550 m/detik dimana
suhu stagnasinya 27°C . Jika gas berhenti secara sempurna akibat katub yang
dibuka secara tiba-tiba , maka tentukan besarnya bilangan Mach nya dengan
metode algoritma , jika di asumsikan k = 1,4!
Diketahui : U = 550 m/detik
Pstagnasi = 2 Bar
T = 27 °C = 300 K
k = 1,4
Ditanya : Mx dan My dengan metode algoritma ?
Penyelesaian :
Mx’ = U
√K . R .T
Mx’ = 550
√1,4.287 .300
Mx’ = 1,58
metode algoritma yaitu :
6
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
Berdasarkan metode diatas maka :
a. Mx = Mx’ + 1
= 1,58 + 1
= 2,58
b. Dari tabel 5.2 dengan interpolasi diperoleh ( Mx = 2,58 )
7
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
My = 0,505712
Ty/Tx = 2,218
My’ = 0,0
c. Dengan menggunakan rumus
Msy = My – My’
Msy = 0,505712 – 0,0
Msy = 0,505712
8
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
d. Menghitung nilai Mx
Mx = √2,218 (0,505712) + (1,58)
Mx = 2,33
Perhitungan diatas diulang secara terus menerus sampai didapatkan nilai Mx dan My yang tidak berubah lagi . Hasil hitungan berulang itu dapat di lihat pada table di bawah ini
i Mx My Ty/Tx My'1 2,58
0,50571
2,218 0,0
2 2,330,5231
61,975 0,0
3 2,310,5281
41,956 0,0
4 2,310,5281
41,956 0,0
5 2,310,5281
41,956 0,0
Jadi nilai dari Mx = 2,31 dan My = 0,52814
9
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
5. Hitung berapa kecepatan suhu dan tekanan balik dari suaru Gas yang mengalir
dalam sebuah tabung . Jika Tekanan statis di tabung adalah 1,5 Bar dan suhu
statis adalah 300 K. Gas berhenti saat katub menutup secara sempurna dan tiba-
tiba sehingga menghasilkan kejut. Rasio spesifik panas dapat diasumsikan k = 1,4
dan kecepatan gas saat mengalir adalah 500 m/s.
Diketahui : Tx= 300 K
Px = 1,5 Bar
k = 1,4
U = 500 m/s
Ditanyakan : Uy’…...?
Ty…….?
Py…….?
Penyelesaian :
Mx’ = U
√K . R .T
Mx’ = 500
√1,4.287 .300
Mx’ = 1,44
Dengan menggunakan tabel 5.2 dimana k = 1,4 dapat di tentukan Ty/x , Py/Px , Mx , My ,
My’ , Ty/Tx , Py/Px , P0y/P0x
10
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
11
PERI PITRIADIP2201214009TEKNIK KONVERSI ENRGI
Dengan interpolasi dimana Mx’ = 1,44 maka dapat diperoleh nilai berikut :
Mx = 2,185
My = 0,549174
My’ = 0
Ty/Tx = 1,844
Py/Px = 5,4096
P0y/P0x = 0,634
Jadi kecepatan, suhu dan tekanan balik dapat di hitung sebagai berikut :
Untuk kecepatan
Uy’ = Mx’ . √k .R .T
= 1,44 . √1,4 .287 .300
= 499,9 m/s
Untuk suhu
Ty = Ty/Tx . Tx
Ty = 1,844. 300 K
= 553,2 K
Untuk tekanan
Py = Py/Px . Px
Py = 5,4096. 1,5 (Bar)
= 8,114 Bar
12