8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
1/62
Proses - Proses
Siklis
Adinda D
(14Cut Shafra
(15Ghassan Tsa
(14
#a$usandi %ul$a
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
2/62
❶ SIKLUS RANKINE
Anda baru bekerja di perusahaan konsultan Pekerjaan pdilakukan adalah men!elidiki kela!akan pen""unaan tena"a$i suatu daerah pe"unun"an tersedia sumber uap panarendah !an" san"at berlimpah sehin""a berpotensi men"halistrik beberapa ratus %& bila dapat dibuat alat !an" tepuntuk men""unakan siklus po'er plant den"an men""una
(uid berupa tetra(uroethane )*+,-./a0 den"an rute seperti di ba'ah ini $i sekitar lokasi ju"a tersedia air din"in dberlimpah )in"at ini di pe"unun"an0 *+,-./a 1air jenuh kepada suhu 23, dipompa hin""a men1apai tekanan /44 psiake boiler dan keluar seba"ai superheated 5apor Uap *+,-.diekspansikan pada turbin Seba"ai pilot-plant akan dibuat s
plant den"an kapasitas 2 %& )output bersih6 dikuran"i
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
3/62
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
4/62
Problem a
a#erapakah tekanan keluturbin !an" saudara
rekomendasikan;
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
5/62
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
6/62
$iketahui bah'a pada titik satu6 'orkin" (uid kondisi berupa> saturated li?uid den"an temperatUntuk men"etahui tekanan pada kondisi terseb
dapat melihat tabel saturated dari *+,-./terdapat pada lampiran tabel A-4 darFundamentals of Engineering Thermodynamics%oran-Saphiro $ari tabel A-4 kita dapatkan>
T&+&ratur('C)
T&*anan(bar)
24 6@
2 P
2/ 6/
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
7/62
Sehin""a didapatkan tekanan pada titik adalahbar dimana tekanan di titik sama den"an tektitik / sehin""a
P/ B P B 6:42 bar
P/ B 6:42 bar B ,
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
8/62
Asumsi >
• Stead! state sehin""a massa masuk B massa ke
• Ener"i potensial dan ener"i kinetik diabaikan sehEK dan EP B 4
CDC&)m2Fu20G mFu mout hEpEk Gmin h2Ep2
Problem bb =entukanlah jumlah working uid !a
disirkulasikan per jam
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
9/62
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
10/62
%aka nera1a ener"i dari sistem !an" kita miliki akmenjadi>
CD C& )m2Fu20G mFu mout hEpEk Gmin h2
B4
CD C& mH)Ch0 B 4
DoutGDin )&outG&in0mF houtGhin B4DoutGDin &outG&in BmF hinGhout 0(
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
11/62
• Tinau aliran +ada turbin
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
12/62
$iketahui bah'a e7siensi turbin adalah sebesar 8Pada turbin6 !aitu proses .J/ merupakan prosesisentropis sehin""a dapat kita katakan bah'a S.
sama den"an S/ Pada titik .6 *+,-./a berada pa
superheated steam karena pada saat /44 psia6
temperatur jenuh li?uid sebesar @:6:o+
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
13/62
Pada tekanan /44 psia dan temperatur 224o
+
)http>'''pea1esot'aredeeini"e'erte1al1Mr./aphp0
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
14/62
Pada titik keempat6 tekanan di titik / sama den"tekanan di titik sehin""a pada titik / metekanan sebesar 868: psia dan entropi sebeskk"K Kemudian6 untuk menentukan raksi dpada keadaan tersebut6 men""unakan data dari
untuk melihat entropi jenuh uap pada tekananpsia
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
15/62
%en1ari nilai raksi uap dari reri"erant pada saatpsia>
S/B 6@@8 kk"K S5 B 6@ kk"K
SL B 64 kk"K
s/sOs5apGsaturated
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
16/62
Karena entropi isentropis !an" kita miliki untuk titik / lebesar dari entropi uap jenuh6 maka dapat kita simpulka
ase *+,-./a pada titik / masih pada ase superheate
Selanjutn!a diketahui bah'a entalpi pada titik . ) /44 2243+0 !aitu sebesar /.68// kk" dari entalpi dititik kkita dapat men1ari entalpi isentropi1 pada titik / )h/s0 S/ B S. B 6@@8 kk"K Sehin""a kita dapat men1ari pada tekanan 868: psia den"an men1ari suhun!a tedahulu
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
17/62
B
$idapatkanbah'asuhun!a!aitu 446/ o+
Sehin""a entalpi spesi7k )*/s0 pada 868:psia dan 446/ o+ !aitu ,4s - 42".5!
*#/*
•
T&+&ratur (') ntr'+i (*#/*
44 6@@
4 6@:
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
18/62
• Tinau aian P'+a
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
19/62
Selanjutn!adiketahuientalpispesi7kpadatitik !ai2286: kk"darientalpidititikketi"akitadapatmen1arientalpi isepadatitik 2 )h2s0 $en"anmen""unakanpersamaa
5-P2G P- B h2sG h-
H 2@@:426:G ::@6: PaB h2sG2286: kk"
B 1.""3 *#/* 228.! *#/* - 230.6" *
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
20/62
Untukmen"hitun"lajualirmassadapatdi"unakanrum B &siklus h.Gh/ G hGh2
$imana
h. J h/ B Qturbin H ) h. J h/s0 dan h J h2 B H ) h J h
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
21/62
Sehin""a persamaan menjadi6
Sehin""a working uid !an" disirkulasikan !aitu21!628.!2 */hr
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
22/62
1 =entukanlah kebutuhan da!untuk pemompaan•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
23/62
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
24/62
%en1ari *
•
=- B 24
, B :684
+• Kondisi saturated li?uid
• %en1ari *-den"aninterpolasi
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
25/62
,ont
•
%en1arikerjan!ata >
• Sehin""a$a!aPompaN!ata
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
26/62
d ,ukup la!akkah ide ini untuk dilaksanadan ju"a rekomendasi untuk perbaikan sist
•
Ide !an" ditunjukkan pada pemi1u 1ukup la!ak6 jika kualitas 1ampuran !an" melalui turbin san"rendah maka akan berpen"aruh pada butir 1airasudut turbin !an" akan men"akibatkan pen"ikispenurunan e7siensi turbin
• *al ini dikarenakan sumber 1airan berasal daripe"unun"an
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
27/62
Rekomendasi
•
$ilakukan penin"katan e7siensi a"ar produk !andihasilkan lebih maksimal
• #a"aimana 1aran!a;
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
28/62
Pemanasan Lanjut
• Pemanasan dilhin""a superh
• %en"hilan"kanmasalah kualitrendah
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
29/62
Pemanasan Ulan"
• $ua turbin bekber"antian
• %en1e"ah uapberkondensasiekspansi
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
30/62
Sistem Re"enerasi
• %en!erupapemanasan
• Uap !an" teturbin keduakan ber1aseba"ian uamele'ati tu
• %en"e7sienpemanasan
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
31/62
*i"h pressure steam )stream 0 at a rate o 444 k"h initial
and .4, is eHpanded in a turbine to obtain 'ork ='o lea5e turbine EHitin" stream 2 is a 6 %Pa and 22, and
k"hEHitin" stream . is at 46@: %Pa and is kno'n to 1ontain
saturated 5apor and li?uid A )ne"li"ible0 ra1tion o strea
throu"h a throttle 5alue to 464 %Pa and is ound to be 2
/0 =he measured output o the turbine is 44 k& $et
temperature and ?uallit! at stream .6 and determine the
heat transer )D0 into or out o the turbines durin" its operat
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
32/62
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
33/62
a'aban
Asumsi > Stead!-state> =hrottle al5e dian""ap Adiabatik )DB40
> Vpen s!stem
> Ener"i kinetik dan Ener"i potensial diabaika
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
34/62
a0 =emperaturdankualitaspada stream
Kita lihatpada steam table )saturated li?uid-5apo
P B 46@: %Pa 6 sehin""akitalakukaninterpolasi
Sehin""adidapatkan6
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
35/62
Kualitas )H0
Karenakitaharusmen1arinilai
sebelummen"etahuikualitas )H06 nilai
tidakdapatdidapatkanden"aninormasi stream
%aka stream / kitaan""apadiabatik DB4 6 mak
W* B 46 sehin""a *.-*/ B 4 N
dapatdi1ariden"anmelalui steam table
Superheated >
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
36/62
• Nilaikualitas )H0 dapatdi1ariden"anrumus >
6 makaterbuktiasen!aadalah saturated li?u
)diba'ahkur5a0 tetapimendekati saturated 5apor
•
b0 %en1ari nilai D )heat transer
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
37/62
b0 %en1ari nilai D )heat transer•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
38/62
%en1arinilai !an" belumdiketahui >
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
39/62
• Substitusi >
%aka D )*eat transer0 dialirkankeluar s!stem
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
40/62
Anda diminta meran1an" sistem reri"erasi den"an sikuap den"an reri"erant air $itar"etkan suhu pen"uapann
suhu kondensasin!a 4, Ekspansi den"an men""unaka5al5e Kompresor mempun!ai e7siensi @9 dibanisentropi1 Kapasitas reri"erasi 244k& =entukan>
)a0 P626.6/
)b0 &in
)10 X
)d0 ,VP
)e0 Penjelasan alat pemanas
dan pendin"in )siklus kompresi uap0
$iketahui =L B
=* B
DL B
Y B
Z SIS=E% RE+RI
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
41/62
SIS=E% RE+RI
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
42/62
- Pada proses -26 terjadi proses kompresi isentropik dimana s - *'nstan6
superheated 5apor )kompresor0- Pada proses 2-.6 terjadi proses pelepasan kalor dimana + - *'nstan6 susaturated li?uid )kondensor0
- Pada proses .-/ terjadi proses ekspansi isentropik dimana h - *'nstan6 miHture li?uid- 5apor )eHpansion 5al5e0
- Pada proses /- Proses pen!erapan kalor dimana + - *'nstan6 miHtsaturated 5apor )e5aporator0
Sehin""a didapS B S
P2 B P
h. B hP/ B P
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
43/62
)A0P626.6/ ;
• P6 P/
= B 43+
P B 46@8 psia B P/
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
44/62
P26 P.
[interpolasi\
P. B 6@8: psia B P2
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
45/62
)#0 &in
h B 48. #tulbm
h2 ;Proses -2 S B S2
S B S2 B 262 #=Ulbm ] P2 B 6@8 psia
h5
$en"an men""unakan
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
46/62
" "")$ia"ram Entalpi-entropi untuk airdalam satuan In""ris0 pada buku%oran6 didapat nilai entalpi
h2 B 2/46. #tulb
,ARI X tinjau e5aporator
h- B 48. #tulbm
h. B h/
$en"an =. B 223+
h/ B 8:6: #tulbm
S B S2P2 B P.h. B h/
P/ B P
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
47/62
Nilai !an" sudah didapatkan6 di substitusi ke rumus a'al
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
48/62
),0X
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
49/62
)$0,VP
) 0 l di i
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
50/62
)E0 Alat Pemanas-Pendin"in
^ SIS=E% RE+RI
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
51/62
^ SIS=E% RE+RI
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
52/62
a0 In !our blue book6 dra' the pro1ess and numbestreams
b0 Vn the in1luded P J * dia"ram6 dra' th
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
53/62
assumin" that t'o-third o the heat is absorbed in t
se1tion and the remainder in the reri"erator se1tio
the 5arious streams usin" the same numberin" as i
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
54/62
2.
/
T7T7 1
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
55/62
• Pada titik 6 1airan reri"erant merupakan kel
e5aporator 2 )freezer section0 dan akan
1ompressor !an" memiliki suhu
• $i1ari nilai tekanan jenuh melalui table appendix
Siat Reri"eran enuh ./a )uap-1air0 > =abel =e
$idapatkan nilai >
•
T7T7 2
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
56/62
• =itik 2 ditentukan den"an &ni*uti radi&
&ntr'+i (S) dari titi* 1 kompresi )isentroptetap06 sehin""a
• =itik 2 ini berhenti pada tekanan kondensor !aitu
• $en"an a1uan S dan P6 dari tabel appendiH didapa
dan
•
T7T7 2 (cont’d)
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
57/62
Pada kasus diketahui bah'a kompresor !an" di"unakan memilik
atau 49 $en"an data e7siensi tersebut maka kondisi akhir s
dari proses kompresi dapat ditemukan
Pada kondisi tekanan dan entalpi aktuak kondisi 2 adalah 6 men""unakan tabl& a++&ndi untuk panas lanjut (didapatkan suhu pada titik 2 aktual adalah
•
T7T7 3
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
58/62
• Pada titik .6 isobarik
•Suhu kondensasi
• $en"an men""unakan table appendix 6 didapat nilai tekdan nilai entalpi !aitu sebesar >
Proses kondensasi bermula dari superheated vdihasilkan oleh kompresor !an" kemudian didin"iditurunkan0 hin""a terbentuk saturated vapor Saasaturated vapor proses kondensasi tetap dilanjutkan hinreri"eran uap berubah menjadi r&9ri&rant :air seh
r's&s ini t&r adi &rubahan 9asa ua &n adi :a
•
T7T7 4
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
59/62
• Pada titik /6 saturated liquid !an" dihasilkan dari k
akan mele'ati throttle valve dan men"alami ekspaproses ekspansi nilai entalpin!a adalah tetap )∆* B 40
• +un"si throttle valve !aitu men"atur kondisi )s
tekanan0 reri"erant !an" akan memasuki e5aporato
&*s+ansi b&rh&nti di titi* 4 saat r&9ri&ra
&n:a+ai suhu refrigerator section (&a+'
$aitu
•
T7T7 5
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
60/62
• Pada titik 6 e5aporasi )isobarik dan isotermal0
• $en"an men""unakan table appendix 6 didap
tekanan jenuh !aitu >• =erjadi . terjadi pada refrigerator section )e5ap
dan 2. pendin"inan pada freezer section )e5apo
• Entalpi pada titik men""unakan rumus kualitas>
$en"an be"itu titik berada pada titimen"hubun"kan suhu 6 tekanan 6 dan entalpi
•
T7T7 6
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
61/62
• =itik merupakan keluaran dari throttle valve kedua
ekspansi )∆* B 40
• Ekspansi kedua berhenti pada saat reri"erant telah
suhu freezer section )e5aporator 20 !aitu
• Reri"erant dari titik ini adalah keluaran e5aporas
prosesn!a isobari1 dan isothermal )P dan = tetap
e5aporasi ini merupakan saturated vapor !an" selanj
dikompresi #adi. titi* 6 disabun*an *&bali d&
1 s&hina si*lus r&9ri&rasi a*an b&rulan
•
8/18/2019 PPT TERMO - Pemicu 3
62/62
10 &hat are the hi"hest and lo'est temperatures in the p
• Th& l';&st t&+&ratur& is in a+'rat'r 2 ( 9
at T - =20'
• Th& hih&st t&+&ratur& is in itin C'+r&s
- 220'