EBB309-2 - KUASA BENDALIR DAN MESIN TURBO - OKT-NOV 1992.

(1)

Sidang Akademik 199293 Oktober/November 1992

EBB 309/2

-

Kuasa Bendalir dan Mesin Turbo Masa

i (2

^jam)

ARAHAN KEPADA CALON

Sila pastikan bahawa kertas soalan ini

mengandungi

SEMBILAN (9) mukasurat

bercetak sebelum anda memulakan peperiksaan ini.

Sila

jawab

_mana-mana_{EMPAT (4)}

soalan,

_pilih_{DUA (2)}

dari

Bahagian

A

dan DUA (2) dari Bahagian B.

Kertas soalan ini mengandungi ENAM

(6)

soalan

semuanya.

_.

Semua soalan WAJIB dijawab dalam Bahasa

Malaysia.

^I

Semua jawapan mesti dimulakan pada mukasurat baru.

f tl

{o

...4-

(2)

lal

^Beri^komponen ^utama^bagi^sistem ^hidraulik^dan^pneumatik.

(10

markah)

(10

markah)

(1

0

^markah)

iil

Senaraikan

liga

i i

il Apakah

^ciri-ciri

ivl

Apakah anjakan positif

pam.

Jelaskan pekerjaan satu pam gear.

(10

markah)

tbl Satu sistem hidraulik rajah S.1b (i) mempunyai takungan 750

liter

dicagakkan di atas pam untuk

menghasilkan

puncak positif

('positive

head,) pada salur masuk. Ini akan

^mencegah

pam dari

percangaan, khusuSnya Semasa memulakan

"start-up". Tekanan statik pada

salur

ialah 65 KPa dan graviti spesifik bagi bendalir ialah 0.87. Pam

^perlu mengangkat

beban 450 kg

menggunakan

selindel bergarispusat 5

cm

raiah S.1b (ii). Kadar alir melalui salur keluar pam ialah r.S {s

dengan satu keluasan 6.25

cm2.

Rujuk raiah S.1b(iii)'

Tentukan;

il

Ketinggian aras bendalir

di

atas salur masuk pam'

iil

Tenaga keupayaan disebabkan kenaikan bendalir dalam takungan.

iiil

Tekanan pada _Pam

ivl

Halaju dan tenaga kinetik bagi ^bendalir

pida

pintu keluar "exit".

vl

Kuasa diperlukan untuk memandu pam jika kecekapan bagi pam 90%.

(60

markah) fungsi injap.

utama bendalir

hidraulik.

...31-

(3)

Paras cecair

Talfl.uag;an

Ke1ltatarr

Pam

(iii)

Rajah S.1b

P=65KPa

P:tarart

Pam .-r+

...41-

(4)

lal

2.

il

^Berikanfungsi injap sehala "check valve", injap ^pelega

"relief valve", dan injap

penurun "reducing valve".

(10

markah)

iil

Apakah selinder tindakan tunggal dan tindakan

dua. (10

^markah)

iiil

^Lakarkan

injap

kawalan berarah 2-hala

dan

3-hala.

(10

markah)

iv]

^Apakahfungsi-fungsi' penumpuk

'accumulator". (10

markah)

tbl

^Satu

litar

pengangkat hidraulik mudah ditarik menggunakan komponen- komponen berikut:

-

^Pam^anjakan^tetaP

- lnjap

kawalan berarah 3-hala

-

^lnjapsehala

-

Penapis pelega tekanan

- Injap

tutup

-

Takungan minyak dan garis-garis penghubung

- selinder hidraulik balikan graviti, "Gravity return

hydraulic cylinder"

dalam rajah

S.2b.

Selinder hidraulik balikan graviti

3,2b

q9

...51-

(5)

Litar seharusnya aliran bebas melalui injap sehala semasa pemanjangan

selinder dengan injap 3-hala dan penarik balikan secara operasi

injap tutup

manual.

Tunjukkan penapis untuk membersih bendalir.

Teniukan;

il garispusat selinder hidraulik untuk

mengangkat

10 tan pada

satu

tekanan

135 bar.

muatan

pam

untuk memanjangkan selinder

60 cms

dalam

30

saat.

rpm =

^1200.

berikan simbol grafik piawai untuk komponen

di

atas.

ivl lukiskan litar

hidraulik.

(60

markah)

il

Apakah perbezaan antara satu pam hidraulik dan motor hidraulik.

(10

markah)

ii]

Bagaimana kelikatan memberi kesan pad3 kemampuan pam.

(10

markah)

iiil

Takrifl<an kecekapan isipadu dan kecekapan mekanikal pam-

(10

markah) iil

iiil

3.

lal

iv] Berikan nama tigA jenis pam

^hidraulik^yang

dalam litar

hidraulik.

umumnya digunakan

(1

0

^markah)

8:3

...6/-

(6)

I b

]

Satu pam hidraulik dengan satu anjakan 12 sm3/kitaran digunakan ^untuk

memandu motor hidraulik dengan satu anjakan 8.8 cm3/kitaran.

Jika

pam

berputar

pada 1200

rpm

dan

bocoran dalaman melalui

pam,

motor dan injap kawalan ialah

1.89 l/min.

Tenlukan;

il laju

^molor

iil

kecekapan isiPadu sistem

Jika

^kecekapan

isipadu tetap, tentukan halaju rod piston bagi

selinder hidraulik

yang

mempunyai garispusat 6.25 cm.

(60 markah)

Bahagian B

lal

il

4. Jelaskan kerja setesen kuasa stim ^{mudah dan} mesin turbo yang digunakan dalamnya.

senaraikan beberapa

(20

markah)

iil Tulis persamaan Euler's untuk mesin turbo dan jelaskan

kepentingan

setiap

sebutan

bagi

persamaan dengan rujukan ^pada

segitiga bagi

halaju'halaju.

(20

markah)

Ibl Satu

^setesen

kuasa

hidroelektrik bawah

tanah

menggunakan

satu

turbin

Peton.

Muncung turbin diletakkan

400 m di

bawah permukaan

air

bagi

satu tasek.

Garispusat

jet 80 mm

pesongan timba-timba melalui

jet

1650. Timba-timba bergerak pada 0.48 kelaiuan masa jet.

Pekali

halaju relatif timba-timba ialah

0.85.

Tentukan;

il kadar alir

^melalui^muncung

iil

^kecekapan^hidraulik

iiil

^kuasa^keluaran

jika

kecekapan mekanikal ialah 90%

ivl

kecekapan keseluruhan

(60

rnarkah)

...71-

(7)

lal

5.

il

Jelaskan cara kerja satu selesen kuasa

hidraulik. (20

markah)

iil

Jelaskan secara ringkas perbezaan antara denyutan dan tindakbalas

paksi dan aliran turbin jejarian. Berikan

nama-nama beberapa

turbin yang

bekerja mengikut prinsip

di

atas.

(20

markah)

Ib1 Satu turbin tindakbalas aliran ke dalam (Francis)

mempunyai

perincian-perincian berikut:

Puncak bersih (net head

H) =

⁶⁵^m.

Laju 750

_fpm

Kecekapan

hidraulik

94%

Kecekapan keseluruhan 85%

Halaju

aliran C1 =

^{0.15 J}t-²^gH

Garispusat

luaran 600

^mm Garispusat

dalaman

300 mm

Nisbah kelebaran dengan garispusat, 0.1

Halaju

pada pintu keluar

ialah ^jejarian.

Tentukan;

i]

Halaju persisian pada saldur masuk dan keluar

iil Halaju

^aliran

iiil

Buangan maksima

ivl

Komponen pusat pada salur masuk

v]

Sudut ram panduan (guide vane ram) pada pintu keluar

vil

Kecekapan mekanikal v i

il

Kuasa keluaran bersih

(60

rnarkah)

25

...81-

(8)

6. untuk mengepam

air

daripada satu telaga ke seperti berikut:

Satu

^pamdigunakan

ternaik.

^Dataadalah

Sisi sedutan:

satu

tangki

Angkatan

=

³^m

Jumlah panjang

paip =

¹²^m

Garispusat

paip =

¹⁰⁰^mm

Faktor

geseran =

^0.0045

Kehilangan dalam pemasangan-pemasangsn

=

¹⁰⁰⁰

92

Sisi

terima:

Angkatan =

¹⁵^m

Jumlah

paip =

²⁸^mm

Garispusat

paip =

⁸⁰^mm

Faktor

geseran =

^0.0045

Kehilangan dalam pemasangan

= 1200 q2

Dua pam adalah sesuai di dalam stor.

Ciri-ciri pam

ditunjukkan

dalam

appendiks ^7.1^-

Lukiskan lengkuk puncak sistem (system head curve) atas appendiks ^7.1 dan hantarkan bersama penyelesaian.

(40

markah)

lbl pitih

pam yang sesuai

jika kadar alir tidak

^kurang

dari

0.055 m3/s.

(10

markah)

tc

I

Tentukan kuasa masukan pam yang dipilih.

(20

markah)

ldl

^Jika^suhu^{air 40o C}dengan tekanan wap 0.07375 bar tentukan sama ada ronggaan

akan terjadi atau tidak jika

diperlukan NPSH

ialah 3 m

bagi kedua-dua _Pam.

lal

(30

markah)

...9

(9)

KECEKAPA}I 80_I 80

I I I I iI

--*1-- - '-

-- u \*.

,n'

''rA _-.\,','

:-:'l;\

A

^''..

/\- /\

\ t'\l\

ti

1""

I I I

-{I iI i I I

-l ?0

I I

!I I II

I50

I I

! t , --1 I

'

I

J tE^.:q t

i--

iI

; I I I I 'lrrl J'JU

I

! I I

i -l

I t i

1_r!Jl?n

I I

i i -.t )I

/

I ,

t

./

,//

t

,/

.ry ,a,l\

jr.-i

I

/

t

I

.r7 '/'-J

,!

/

,/

-t

I

7

K5

E C

H'n

;

'l.-{

^avdt

A }I

i 'rl i

tt

,4.

a/

! -'l r--J

,a,..

p_41,1 3

. 010 ..,L\Jn2n

.030

^.

040

"

050

.050 ^a'Jtvⁿ⁷ⁿ .080

Q(m3/=)

r_1iF.I P_llf

!i-'l l\. _*-..(¹

tt.

\, FA},!

A

^\.\\_t\

\\, \."/\

\

+'\ \h

\ L_i

., \]

i/'\

000 20

rru.

.{3 |

50 120 110

100 90 L2

11

10 9

I

7

5

4

3 0

-{i1

-_ "l ^__-___-.; ._.-

.010

IL

t iI

F: I It.- I

! It- I I I ii

I

L

I a I

F

I I I

IL

t

! I

F

iL

J

I

t-

I

f-

It

t- i*

I

r

i i i

i

r

t

l-

I

i-___

000

0

f'tU

n

0

n

0

r-.!i.}---. _{\-\___,__}

PAI,I

A

^L-I---

\--

._--Y

70

5,1

.\-:

40

i0

.340

^.

t50 t(;rF'r'

-7

. ,]e,c ,1l?0 ^.c80

(10)