Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Ilustrasi Konsumsi Bahan Bakar

Specific Fuel Consumption (Konsumsi Bahan Bakar Spesifik)

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (sering disingkat SFC) menyatakan laju konsumsi bahan bakar pada suatu motor bakar torak, pada umumnya dinyatakan dalam jumlah massa bahan bakar per satuan keluaran daya.

SFC adalah indicator keefektifan suatu motor bakar torak dalam menggunakan bahan bakar yang tersedia untuk menghasilkan daya. Dengan demikian, semakin kecil SFC maka dapat dikatakan motor semakin hemat bahan bakar.

Pada motor bakar dengan intake manifold yang dihaluskan, aliran masuk dengan tekanan lebih tinggi karena rugi gesekan yang lebih kecil. Keadaan ini membuat bahan bakar dari tanki ke luar ke karburator dengan laju lebih rendah atau konsumsi bahan bakar lebih rendah. Hal ini berdasar prinsip dari karburator di mana bahan bakar ke luar dari tanki karena adanya beda tekanan antara tekanan bahan bakar di saluran keluaran dengan tekanan udara di karburator yang berupa nozzle. Semakin rendah beda tekanan maka semakin sedikit bahan bakar yang keluar.

Specific Fuel Consumption, disingkat SFC, membandingkan rasio bahan bakar yang digunakan oleh mesin dengan kekuatan tertentu seperti jumlah tenaga yang dihasilkan mesin. SFC memungkinkan setiap mesin dari beberapa ukuran yang berbeda untuk dibandingkan guna melihat mana yang paling efisien bahan bakarnya. Itu memungkinkan perusahaan untuk melihat mana mesin yang akan menggunakan sedikit bahan bakar disamping tetap menghasilkan jumlah tenaga yang tinggi.

Ada beberapa tipe dari konsumsi bahan bakar spesifik. TSFC, thrust specific fuel consumption dan BSFC, brake specific fuel consumption, yang paling banyak dikenal. TSFC terlihat pada konsumsi bahan bakar dari sebuah mesin sehubungan dengan tenaga dorongan, atau tenaga dari mesin. Sebagai contoh, teknisi pesawat terbang dapat membandingkan untuk melihat mana yang akan menghasilkan paling banyak dorongan ketika menggunakan sedikit bahan bakar.

TSFC mengekspresikan jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk memberikan dorongan tertentu selama periode waktu. Formula ini ditulis sebagai pon bahan bakar per jam dari dorongan. Ada kelemahan dari formula ini namun, mesin paling hemat bahan bakar mungkin tidak selalu menjadi pilihan yang terbaik. Sebuah mesin yang lebih ringan dapat mengurangi kebutuhan bahan bakar untuk menjalankannya. Dan dengan demikian dapat menjadi pilihan yang lebih baik jika mesin yang lebih berat memiliki TSFC yang rendah.

BSFC digunakan untuk menghitung dan membandingkan seberapa efisienkah mesin resiprokasi itu. Mesin resiprokasi itu adalah tipe mesin yang menggunakan piston untuk menghasilkan gerak yang menghidupkan mesin. Tipe yang paling umum adalah mesin pembakaran dalam, ditemukan pada kebanyakan kendaraan harian. Rumus untuk mengukur BSFC adalah tingat bahan bakar setiap tenaga. Tingkat bahan bakar dinyatakan sebagai konsumsi bahan bakar dari mesin dalam gram per detik dan daya dinyatakan sebagai jumlah daya yang dihasilkan mesin ditulis dalam watt. Jawaban akhir untuk menghitung BSFC biasanya dinyatakan dalam gram per kilowatt-jam.

Sedangkan specific fuel consumption memiliki beberapa keuntungan, tapi juga memiliki kekurangan, sementara itu memungkinkan mesin dari ukuran berbeda untuk dibandingkan, menghasilkan grafik yang menunjukkan mesin yang paling efisien. Itu juga dapat meninggalkan faktor penting lainnya. Pada desain mesin, untuk apa akan digunakan, dan dimana itu akan digunakan mempengaruhi semua performa mesin dan konsumsi bahan bakar dan hanya bias membuat sebuah tebakan dimana mesin akan berperforma terbaik.

Thrust Specific Fuel Consumption

Dorongan specific fuel consumption (TSFC) atau terkadang cukup specific fuel consumption. SFC, adalah istilah teknik yang digunakan untuk mendeskripsikan efisiensi bahan bakar dari desain mesin dengan memperhatikan dorongan keluar. Itu memungkinkan efisiensi dari mesin berukuran beda untuk langsung dibandingkan.

TSFC mungkin juga dapat dianggap sebagai konsumsi bahan bakar (gram / detik) per unit dorong (kilonewtons, atau kN). Dengan demikian dorongan spesifik, yang berarti bahwa konsumsi bahan bakar itu dibagi dengan dorongan.

TSFC atau SFC untuk dorongan mesin (contoh turbojet, kipas turbo, ramjets, mesin roket, dll) adalah massa dari bahan bakar yang dibutuhkan untuk memberikan jaringan dorongan untuk periode yang diberikan, contoh lb/(h-lbf) (pon bahan bakar tiap jam-pon dorongan) atau g/(s-kN) (gram bahan bakar tiap sekon-kilonewton). Massa dari bahan bakar yang digunakan daripada volume (gallon atau liter) untuk campuran bahan bakar sejak itu tidak tergantung pada suhu.

Konsumsi bahan bakar spesifik udara-masuk mesin jet pada efisiensi maksimum mereka bervariasi kurang lebih berbanding terbalik dengan kecepatan, yang pada gilirannya berarti bahwa konsumsi bahan bakar per mil atau km dapat menjadi perbandingan yang lebih tepat dibanding metrik untuk pesawat yang melakukan perjalanan pada kecepatan yang sangat berbeda. Angka ini berbanding terbalik dengan impuls spesifik.

Signifikansi dari SFC

SFC tergantung pada desain mesin, namun perbedaan SFC antara mesin yang berbeda menggunakan teknologi dasar yang sama cenderung cukup kecil. Peningkatan rasio tekanan keseluruhan pada mesin jet cenderung menurun SFC.

Dalam aplikasi praktis, faktor-faktor lain yang biasanya sangat signifikan dalam menentukan efisiensi bahan bakar dari desain mesin tertentu dalam aplikasi tertentu. Misalnya, di dalam pesawat, turbin (jet dan turboprop) mesin biasanya jauh lebih kecil dan lebih ringan dibandingkan desain mesin piston yang kekuatannya ekiuvalen, baik sifat mengurangi tingkat hambatan pada pesawat dan mengurangi jumlah daya yang dibutuhkan untuk memindahkan pesawat. Oleh karena itu, turbin lebih efisien untuk propulsi pesawat.

SFC bervariasi dengan throttle, ketinggian pengaturan dan iklim. Untuk mesin jet, kecepatan penerbangan juga memiliki efek signifikan terhadap SFC, SFC kira-kira sebanding dengan kecepatan udara (kecepatan sebenarnya gas buang), namun kecepatan di sepanjang tanah juga sebanding dengan kecepatan udara. Karena kerja yang dilakukan adalah gaya kali jarak, tenaga mesin adalah gaya kali kecepatan. Dengan demikian, meskipun nominal SFC adalah ukuran yang berguna efisiensi bahan bakar, itu harus dibagi dengan kecepatan untuk mendapatkan cara untuk membandingkan mesin yang terbang pada kecepatan yang berbeda.

Misalnya, Concorde melaju dengan kecepatan Mach 2,05 dengan mesin yang memberi SFC dari £ 1,195 (lbf • h) / (lihat di bawah), ini setara dengan SFC 0,51 lb (lbf • h) / untuk pesawat terbang dengan kecepatan Mach 0,85 , yang akan lebih baik daripada mesin bahkan modern, itu mesin jet yang paling efisien di dunia. Namun, pada akhirnya Concorde memiliki badan pesawat-jatuh tempo kurang aerodinamis efisien dan lebih berat untuk menjadi supersonik lift untuk menyeret rasio jauh lebih rendah.. Secara umum bahan bakar total pesawat lengkap adalah penting jauh lebih kepada pelanggan.

Satuan

	Specific Impulse (by weight)	Specific Impulse (by mass)	Effective exhaust velocity	Specific Fuel Consumption
SI	=X seconds	=9.8066 X N·s/kg	=9.8066 X m/s	=(101972/X) g/kN·s
Imperial units	=X seconds	=X lbf·s/lb	=32.16 X ft/s	=(3600/X) lb/lbf·h

Nilai Khas dari SFC untuk Dorongan Mesin

Specific fuel consumption (SFC), specific impulse, and effective exhaust velocity numbers for various rocket and jet engines.
Engine type	Scenario	SFC in lb/(lbf·h)	SFC in g/(kN·s)	Specific impulse (s)	Effective exhaust velocity (m/s)
NK-33 rocket engine	Vacuum	10.9	309	331	3,240
SSME rocket engine	Space shuttle vacuum	7.95	225	453	4,423
Ramjet	Mach 1	4.5	127	800	7,877
J-58 turbojet	SR-71 at Mach 3.2 (Wet)	1.9	53.8	1,900	18,587
Rolls-Royce/Snecma Olympus 593	Concorde Mach 2 cruise (Dry)	1.195	33.8	3,012	29,553
CF6-80C2B1F turbofan	Boeing 747-400 cruise	0.605	17.1	5,950	58,400
General Electric CF6 turbofan	Sea level	0.307	8.696	11,700	115,000

Break Spesific Fuel Consumption

Konsumsi bahan bakar spesifik pengereman adalah campuran dari efisiensi bahan bakar dalam poros mesin repciprocating. Ini rata-rata dari konsumsi bahan bakar terbagi oleh tenaga yang dihasilkan. Ini mungkin juga ide dari tenaga konsumsi bahan bakar spesifik, untuk alasan ini. BSFC memungkinkan efisiensi bahan bakar dari mesin reciprokasi menjadi langsung terbandingkan.

Satuan hasil dari BSFC adalah gram per joule (g/J)

Umumnya BSFC dijelaskan dalam satuan gram per kilowatt-jam. Faktor konversi meliputi:

BSFC [g/(kW·h)] = BSFC [g/J]×(3.6×106)

Konversi antara metris dan imperial:

BSFC [g/(kW·h)] = BSFC [lb/(hp·h)]×608.277

BSFC [lb/(hp·h)] = BSFC [g/(kW·h)]×0.001644

Hubungan Antara Angka dan Efisiensi BSFC

Untuk menghitung efisiensi nyata dari mesin membutuhkan kepadatan energi dari bahan bakar yang digunakan. Bahan bakar yang berbeda memiliki perbedaan kepadatan energi yang didefinisikan dengan nilai pemanasan bahan bakar. Nilai bakar yang rendah digunakan untuk perhitungan efisiensi mesin pembakaran dalam karena suhu pemanasan dibawah 150 C (300 F) tidak dapat digunakan.

Beberapa contoh dari nilai pembakaran rendah untuk bahan bakar kendaraan, yaitu:

Bensin bersertifikasi = 18,640 BTU/lb (0.01204 kW·h/g)

Bahan bakar biasa = 18,917 BTU/lb (0.0122225 kW·h/g)

Bahan bakar diesel = 18,500 BTU/lb (0.0119531 kW·h/g)

Jadi efisiensi mesin diesel dan efisiensi bahan bakar mesin = 1/(BSFC*0.0119531)

Penggunaan dari angka BSFC dalam nilai penggunaan dan sebagai data putaran rata-rata:

Penggunaan dari Angka BSFC

Setiap mesin akan memiliki nilai BSFC yang berbeda pada kecepatan dan beban yang berbeda. Misalnya, mesin reciprocating mencapai efisiensi maksimum ketika udara masuk dan mesin sedang berjalan mendekati puncak torsi. Namun, angka-angka yang sering dilaporkan untuk mesin tertentu adalah ekonomi bahan bakar siklus statistik rata-rata. Sebagai contoh, rata-rata siklus nilai BSFC untuk mesin bensin adalah 322 g / (kW • h), menerjemahkan ke efisiensi 25%. Namun, efisiensi untuk mesin yang bisa lebih rendah atau lebih tinggi dari ini statistik rata-rata tergantung pada kondisi operasi. Dalam kasus mesin bensin produksi, BSFC yang paling efisien adalah sekitar 225 g / (kW • h), yang setara dengan efisiensi termodinamika dari 36%.

Sebuah peta BSFC (BBM petak pulau AKA) dari mesin diesel BSFC ditampilkan. Sweet spot di 206 BSFC memiliki efisiensi 40,6%. Sumbu X adalah rpm, sumbu y adalah BMEP di bar

Pentingnya Angka BSFC untuk Desain Mesin dan Kelas

Angka BSFC berubah banyak untuk desain mesin yang berbeda dan rasio kompresi dan ranking power. Mesin kelas berbeda seperti mesin diesel dan mesin bensin akan memiliki nomor BSFC yang sangat berbeda, mulai dari kurang dari 200 g / (kW • h) (diesel pada kecepatan rendah dan torsi tinggi) untuk lebih dari 1000 g / (kW • h) (turboprop pada tingkat daya rendah).

Diperbarui pada 24 Januari 2017.