Contoh 1Perhatikan sebuah steam power plant yang beroperasi menurut Rankine cycle. Uap masuk ke turbin pada tekanan 3 MPa dan 350oC dan diembunkan dalam kondenser pada tekanan 75 kPa.Tentukan: Efisiensi termal dari siklusAkan diselesaikan menggunakan T-s diagram.Karena power plant beroperasi menurut Rankine cycle, diasumsikan bahwa proses pada turbin dan pompa adalah isentropis,tidak ada pressure drop dalam boiler & kondenser,uap meninggalkan kondenser dan masuk pompa pada kondisi saturated liquid (cair jenuh) pada tekanan kondenser.

Penyelesaian:

75 kPa3 MPa3 MPa, 350oC75 kPa75 kPa75 kPa3 MPa 350oCs1 = s2s3 = s4

P1 = 75 kPasaturated liquid Kondisi 1:

75 kPav1

h1

h1 = hf@75kPa = 384.39 kJ/kg v1 = vf@75kPa = 0.001037 m3/kg

P2 = 3 MPa(s2 = s1) Kondisi 2:

P3 = 3 MPaT3 = 350oC Kondisi 3:

h3 = 3115.3 kJ/kg s3 = 6.7428 kJ/kg.K350oC

3 MPavuhs

P4 = 75 kPas3 = s4 (sat. mixture) Kondisi 4:

Atau:

Contoh 2Sebuah power plant, beroperasi menurut reheat Rankine cycle. Uap masuk pada HPT pada 15 MPa dan 600oC dan dikondensasikan pada kondenser pada tekanan 10 kPa. Jika moisture content dari uap pada outlet dari LPT tidak boleh melebihi 10.4 %Tentukan: a). Tekanan di mana uap seharusnya dipanaskan kembali b). Efisiensi termal dari siklus Asumsikan uap dipanaskan kembali sama dengan kondisi masuk pada HPT.Penyelesaian:Asumsibaik HPT maupun LPT dan pompa proses isentropis,tidak ada pressure drop dalam boiler & kondenser,uap meninggalkan kondenser dan masuk pompa pada kondisi saturated liquid (cair jenuh) pada tekanan kondenser.

Reheat pressure ditentukan dari persyaratan bahwa entropi pada kondisi 5 dan 6 sama.

10 kPax = 0.89615 MPa, 600oC

P6 = 10 kPax6 = 0.896 (sat mixture 1 moisture content) Kondisi 6:

T5 = 600oCs5 = s6 Kondisi 5:

P5 = 4 MPah5 = 3674.4 kJ/kg

Uap harus dipanaskan pada tekanan 4 MPa atau lebih rendah agar moisture content di atas 10.4%

Untuk menentukan thermal efficiency kita harus tahu entalpi pada semua kondisi.

P1 = 10 kPasaturated liquid Kondisi 1:

h1 = hf@10kPa = 191.83 kJ/kg v1 = vf@10kPa = 0.001010 m3/kgP2 = 15 MPa, (s2 = s1) Kondisi 2:

P3 = 15 kPaT3=600oC Kondisi 3:

h3 = 3582.3 kJ/kg s3 = 6.6776 kJ/kg.KP4 = 4 MPas4 = s3 Kondisi 4:

h4 = 3154.3 kJ/kg T4 = 375.5oC