kuliah thermo 1

THERMOTHERMODINAMIKADINAMIKA

THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA Thermodinamika adalah ilmu yang mem

pelajari hubungan antara panas dan kerja.

SISTEM THERMODINAMIKASISTEM THERMODINAMIKA

• System adalah merupakan suatu kumpulan zat yang memiliki massa yang tetap dan berada didalam suatu batasan tertentu.

• Semua yang berada diluar system disebut lingkungan.• System dipisahkan dari lingkungannya oleh batas system.• Batas system bisa berbentuk nyata atau khayal

SISTEM THERMODINAMIKASISTEM THERMODINAMIKA

BENTUK BENTUK ENERGIBENTUK BENTUK ENERGI

• Energi mekanik potensial, adalah energi tersimpan didalam suatu Energi mekanik potensial, adalah energi tersimpan didalam suatu benda yang berada diatas garis referensi horisontal.benda yang berada diatas garis referensi horisontal.

• Energi mekanik kinetis adalah energi yang dimiliki oleh suatu Energi mekanik kinetis adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda yang memiliki kecepatan.benda yang memiliki kecepatan.

• Energi dalam adalah energi yang tersimpan didalam suatu ben-da Energi dalam adalah energi yang tersimpan didalam suatu ben-da karena gerakan atom atomnya. Misalnya pada gas bertekan-an. karena gerakan atom atomnya. Misalnya pada gas bertekan-an.

• Panas adalah bentuk energi yang dapat berpindah/bergerak da-ri Panas adalah bentuk energi yang dapat berpindah/bergerak da-ri satu bagian kebagian yang lain oleh karena adanya perbeda-an satu bagian kebagian yang lain oleh karena adanya perbeda-an suhu. suhu.

• Kerja adalah bentuk perubahan dari energi mekanik, didefini-sikan Kerja adalah bentuk perubahan dari energi mekanik, didefini-sikan sebagai hasil kali gaya ( force ) dengansebagai hasil kali gaya ( force ) dengan lintasannyalintasannya..

Energi: potensial Energi: potensial → kinetik→ kinetik

Energi mekanik →panas

KESETIMBANGAN

HUKUM THERMODINAMIKA I

• Energi tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan, hanya bisa berubah bentuk saja.Contoh: energi panas energi mekanik.

energi mekanik energi panas.

• Panas yang diberikan kepada suatu benda akan digunakan untuk menambah energi dalam dan melakukan kerja.

)lA(l)u(uq 1212

PARAMETER PARAMETERPARAMETER PARAMETER

Tekanan.Tekanan. Temperature.Temperature. Volume Spesifik.Volume Spesifik. Faktor KonversiFaktor Konversi EntalphyEntalphy EntropyEntropy

TEKANAN ( PRESSURE )

vacbarabs

bargabs

ppp

ppp

hp

a) Pengukuran tekanan b) Pengukuran vakuum

Tekanan diberi satuan: atm, bar, kg/cm2, psi, Pa ( Pascal ), mm Hg, mmH2 O

1 atm = 76 cm Hg

=1,0336kg/cm2

= 14,7 psi

1 bar = 10 N/cm2 = 100 000 Pa

CONTOH SOAL

1 . Manometer suatu boiler menunjuk 32 bar gauge dan vacuum meter pada condensor menunjuk 708,2 mm Hg. Tentukan tekanan absolut pada boiler dan di kondensor jika barometer menunjuk pbar menunjuk 745 mmHg dan dan jelaskan penunjukan

tersebut dalam kg/m2.- Tekanan absolut di boiler = pg + pbar = bar 32,902

760

74532

- Tekanan absolut dikondensor = pbar – p vac= 745 – 708,2 mm Hg

= 36,8 mmHg.

- pabs di kondensor = 36,8 / 760x13,6 = 0,05 kg / cm2 = 500 kg/m2.

2. Differential pressure Inlet Air Filter menunjuk 6 inch H2O, berapa tekanan absolutnya.

TEMPERATURE• Adalah sekala keadaan suatu benda yang dengannya suatu benda dapat

diketahui apakah ia akan menerima atau memberikan panas kepada benda lain.

• Fahrenheit membagi sekala temperature menjadi 180 sekala dimulai pada angka 32 pada es yang sedang mencair dan 212 pada air yang mendidih pada tekanan 1 atmosfir absolut.

• Celicius membagi sekala temperature menjadi 100 sekala, dimulai pada angka 0 pada es yang sedang mencair dan 100 pada air mendidih pada tekanan 1 atmosfir absolut.

• Suhu absolut dihitung mulai 0 derajat absolut yaitu – 460 derajat Fahrenheit ( - 2730 Celicius ). Dikenal dengan sebutan derajat Rankine untuk sekal Fahrenheit dan Kelvin untuk sekala Celicius.

DASAR PENENTUAN TEMPERATUR

HUKUM THERMODINAMIKA I

Untuk gas didalam bejana tertutup, panas yang diberikan kepada gas akan menambah besarnya energi dalam dan kerja.

Kerja gas adalah = tekanan x luas penampang x jarak tempuh l.

= tekanan x perubahan volume.

Panas yang diberikan q = Δu + p x A ΔV → dq = du + Apdv

ENTHALPY• Penambahan kalor pada tekanan tetap disebut juga

sebagai penambahan enthalpy.

Gh = pfh = pv.

Total energi e = entalpi i

i = u+Apv

di = du+Adpv

= du+A(pdv+vdp)

ENTROPHY

Perubahan kecil dari panas yang diberikan dibagi dengan suhu absolutnya adalah sama dengan perubahan entrophy

Tdsq

:diberikan yang panasjumlah

Tdsdq dsT

dq

2

1

ss

FAKTOR KONVERSIFAKTOR KONVERSI

Energi panas mempunyai satuan Btu, kkal.Energi panas mempunyai satuan Btu, kkal. Energi mekanik mempunyai satuan ft lb, Energi mekanik mempunyai satuan ft lb,

Nm,kgmNm,kgm Energi listrik mempunyai satuan kwh.Energi listrik mempunyai satuan kwh. Faktor konversi:Faktor konversi:

1Btu = 778 ft lb. 1Kkal = 427 kgm1Btu = 778 ft lb. 1Kkal = 427 kgm 1kwh = 3413 Btu. 1 Kwh = 860 Kkal1kwh = 3413 Btu. 1 Kwh = 860 Kkal 1kwh = 2 655 000 ftlb. 1Kwh =367100kgm1kwh = 2 655 000 ftlb. 1Kwh =367100kgm

FAKTOR KONVERSIFAKTOR KONVERSI

HUKUM HUKUM GAS IDEAL

• Gas ideal adalah gas yang dapat mengikuti hukum hukum/rumus rumus thermodinamika.

• Hukum Boyle Gay Lusac: Hasil kali tekanan dengan volume dibagi temperarure absolutnya adalah konstan / tidak berubah.

konstanT

pv

T

vp

T

vp

2

22

1

11

GRTpVRTGVp ;RTGVp

RTpvRTvp;RTvp

22221111

222111

• Hukum Persamaan Keadaan:

CONTOH SOAL

Berat jenis udara pada kondisi standard ( pst = 760 mmHg dan tst = 00C) adalah

1,293kg/m3. Tentukan berat jenis udara pada tekanan 650 mmHg dan suhu 170C.

pstvst=RTst

p1v1 = RT1

sehingga

3

1st

st1st1

11

1

stst

st

kg/m 1,08290

273

760

6501,293

Tp

Tpγγ

Tγ

p

Tγ

p

PROSES• Proses adalah perubahan sebuah system dari

keadaan kesetimbangan tertentu kekeadaan kesetimbangan yang lain

PROSES PROSES IDEALPROSES PROSES IDEAL

Proses volume tetap ( iso volume )Proses volume tetap ( iso volume ) Proses tekanan tetap ( iso bar )Proses tekanan tetap ( iso bar ) Proses temperature tetap (isotherm)Proses temperature tetap (isotherm) Proses kalor tetapProses kalor tetap ( ( adiabat/isentrop)adiabat/isentrop) Proses polytrop.Proses polytrop.

PROSES VOLUME TETAP (ISOCHOR )

Panas yang diberikan hanya akan menambah energi dalam.

0)vp(vl

T

T

p

p

);T(Tcq

12

1

2

1

2

12v

p

v

1

2

PROSES VOLUME TETAP (ISOCHORIS )

Contoh soalSepuluh kg udara didinginkan dari 1000C menjadi 100C didalam sebuah bejana tertutup. Carilah tekanan akhir p2 dari udara yang didinginkan tersebut dan berapa jumlah panas yang dibuang jika tekanan awal 1,5 bar

abs. Panas jenis udara diasumsikan konstan pada 0,17 kkal/kg0C.

kkal 15415,410GqQ10kgGUntuk

kkal/kg 15,4100100,17)t(tcq

abs1,14bar 1,50,759p759,0373

283

273100

27310

T

T

p

p

v

12vv

21

2

1

2

PROSES TEKANAN TETAP ( ISOBARIS )

)TR(T)vp(vl

T

T

v

v);T(Tcq

Al)T(Tcq

1212

2

1

1

212p

12v

Panas yang diberikan akan menambah besarnya energi dalam dan melakukan kerja.

p

v

1 2

BEBERAPA PARAMETER GAS

PROSES TEKANAN TETAP ( ISOBARIS )

Soal:Berapa kali lipat volume udara bertambah untuk proses didalam ruang bakar yang suhunya naik dari 3500C menjadi 10000 C, dan berapa panas yang diperlukan.

PROSES TEMPERATURE TETAP (ISOTHERMIS )

Panas yang diberikan hanya semata mata untuk melakukan kerja.

p

v

2

1

1

2

1

211

v

1

2

2

12211

v

vARTln

v

vlnvAp0Alq

dvv

pvdtcApdvduAdl dq

v

v

p

pRTvpvp

PROSES SUHU TETAP (ISOTHERMIS) Contoh soalDua kg udara dikompressi pada suhu tetap ( isothermis ). Pada ketiga proses ini volume udara berkurang

menjadi 1/5 nya. Tentukan parameter2 akhir, perubahan energi dalam, dan entropy, jika suhu awal adalah 170C dan p1 =2kg/cm2 abs. Gambarkan proses tersebut dalam diagram T-S dan p-v.

PROSES KALOR (PANAS) TETAP

Perubahan energi dalam = Perubahan kerja

p

v2

1 konstanpv:didapatikan diintegras jika

0p

dp

v

dvkvdpkpdv

pdv

vdp-k

Cv

Cp

Avdp-CpdT 0 Avdp-didq

Avdpdq AvdpApdvdu di

ApdvCvdT Apdvdu0Apdvdudq

k

PROSES KALOR (PANAS) TETAP (ADIABATIS )

k

2

1

1

2

k22

k11

k

p

p

vpvp

konstanpv

v

v

PROSES KALOR TETAP (adiabatis)

k

1k

1

212211

2121v

12

1k

2

1k

1k

1

2

1

2

2

22

1

11

k22

k11

p

p1

1k

RTvpvp

1k

1l

TT1k

RTT

A

cuu

A

1l

v

v

p

p

T

T

T

vp

T

vp

vpvp

PROSES KALOR TETAP(adiabatis)Contoh soalJika soal pada proses isothermis tsb diatas dikompressi dengan kalor tetap maka:

0adalah Sentropy dan Q panasJumlah

.kkal 91,238900427

1ALΔU

:dalam energiPerubahan

kgm. 3890019,45-2lGL

:kg 2G udaraberat Untuk

kgm/kg. 1945055029011,4

29,27TT

1-k

Rl

:proses dari Kerja

K5505290v

vTT

persamaan darididapat kompressiakhir padaSuhu

kg/cm 1952p

1,4k;m 0,849vv

v

p

p

21

00,4

1-k

2

112

21,42

31

k

1

21

2

PROSES POLYTROOPAdalah semua proses yang memenuhi persamaan

konstanpvn

PROSES POLYTROOP

12v1212v12

n

1n

1

21212211

TT1n

kncTT

1n

ARTTcAluuq

p

p1

1n

RTTT

1n

Rvpvp

1n

1l

PROSES POLYTROOP Jika proses kompressi pada contoh soal diatas berjalan secara politropis dengan n=1,3 maka:

UAP & GAS YANG MENGALIR Jika tekanan dititik I lebih tinggi dari tekanan dititik II maka gas akan

mengalir.Jika gas tersebut mengalir secara kontinue ( berat gas sama besar disetiap titik saluran ), dan jika proses berlangsung tanpa hambatan dan kebocoran panas, maka proses tersebut dianggap sebagai proses adiabatis.

Kerja gas perdetik pada titik I: , Kerja gas pada titik II → f1C1 = v1, f2C2 = v2 , maka

p1v1 = p2v2

1111 Cfpl 2222 Cfpl

UAP & GAS YANG MENGALIR

Kerja aliran :

Sesuai dengan Hukum kekekalan energi,

total energi pada titik I = total energi pada titik II

1122 vpvpl f

dhg

CAdhh

g

C

g

CA

g

CAh

g

CAh

g

CAvApu

g

CAvApu

222

22

22

2

21

21

22

22

2

21

1

22

222

21

111

UAP & GAS YANG MENGALIR h1 – h2 disebut sebgai heat drop

disebut sebagai kerja tersedia

Jika kecepatan awal diasumsikan =0, maka besarnya

g

C

g

C

22

21

22

2121212 5,9181,924272

hhhhhhA

gC

Dari persamaan , maka untuk proses adiabatis

Persamaan adiabatis

Dari kedua persamaan diatas untuk C1= 0, maka :

Avdpdidq

vdpg

C dAvdp didq

2itu karenadan 0

2

1

2

2

12g

C

2g

C:diperolehakan kan diintegral Jika

21

22

p

p

p

p

vdpvdp

kkkk

p

pvvvpvppv

1

2

1122211

HUKUM KEDUA THERMODINAMIKA

PROSES KELILINGPROSES KELILING

• Proses keliling adalah proses dimana titik awal proses selalu dapat dijumpai kembali

• Proses keliling yang dapat dibalik adalah apabila titik awal proses dapat dijumpai kembali dengan melalui lintasan dan cara yang sama ( ds = 0 )

• Proses keliling yang tidak dapat dibalik adalah apabila titik awal proses dapat dijumpai kembali dengan melalui lintasan dan cara yang berbeda.

( ds≠0 )

PROSES KELILING

dapat dibalik tidak dapat dibalik

p

v

p

v

1

2

1

2

PROSES KELILING CARNOT

• Terdiri dari proses pemberian kalor / expansi isothermis 1-2, expansi adiabatis 2-3,pelepasan kalor / kompressi isothermis 3-4 dan kompressi adiabatis 4 -1.• Kalor diberikan q1= T1 ( S1 – S2 ), Kalor dilepas q2= T=2 ( S3 – S4 )

PROSES KELILING CARNOT Effisiensi η

1

2

121

122

1

2

1

21

T

T1

)S(ST

SST1

q

q1

q

qq

Effisiensi dari sebuah proses keliling hanya tergantung pada tingginya suhu absolut pada saat pemberian panas dan

rendahnya suhu pada saat pelepasan panas.

PROSES KELILING CARNOT YANG DIBALIK

1

1

Al

q

2

121

2

21

2

0

2

TTTT

T

qq

q

Dimulai dari kompressi adiabatis 3-4, pelepasan kalor q1 isothermis,, expansi adiabatis 1-2 dengan penurunan suhu dari T1 ke T2, dan penyerapan kalor isothermis 2-3.

Perbandingan antara kerja yang diberikan terhadap kalor yang bisa diserap disebut dengan coeffisien of performance

ε

HUKUM KEDUA THERMODINAMIKA

• Kalor / panas tidak dapat mengalir dari suhu rendah kesuhu tinggi. Jika diinginkan maka diperlukan tenaga dari luar.

• Perubahan panas / kalor menjadi kerja memerlukan penurunan suhu.

• Panas yang dimiliki benda dengan suhu yang lebih rendah tidak dapat digunakan unrtuk melakukan kerja.

• Didalam proses siklus / keliling tidak semua panas yang diberikan dapat dirubah menjadi kerja

PROSES KELILING TURBIN GAS

- Kompressi pada kalor tetap /adiabatis (1-2) - Pemberian kalor pada tekanan tetap isobaris (2-3 - Expansi pada kalor tetap / adiabatis (3-4). - Pembuangan kalor pada tekanan tetap / isobaris (4-1)

PROSES KELILING TURBIN GAS (SIKLUS BRYTON)

1

TT

1TT

T

T1

TTc

TTc1

q

q1η Effisiensi

2

3

1

4

2

1

23p

14p

1

2

k

2

1

2

1

2

3

1

4

4

3

1

21432

k

4

3

4

3k

1

2

1

2

1k

1k1k

p

p1

T

T1η

T

T

T

Tatau

T

T

T

T maka ppdan pp karenadan

p

p

T

T,

p

p

T

Tditulisdapat 43dan 21 adiabatis proses Dari

Effisiensi turbin gas tergantung dari perbandingan tekanan masuk dan keluar kompressor.

PROSES KELILING TURBIN GAS• Berapa turun effisiensi thermis Turbin Gas akibat naiknya delta pressure pada inlet filter dari 2” wg

menjadi 8” wg, jika sebelumnya tekanan keluar kompressor = 180 psig.

• 1 atmosfir = 407”wg = 14,7 psia. Tekanan masuk kompressor semula adalah (407-2)/407x14,7=14,63psia, menghasilkan tekanan keluar kompressor sebesar 180+14,7 =194,7psia.Perbandingan tekanan = 194,7/14,63=13,31

Effisiensi thermis Turbin Gas

• Naiknya delta pressure pada Inlet Filter, menjadikan tekanan masuk kompressor =407- 8 = 399” wg = 399/407x14,7=14,41. Tekanan keluar kompressor menjadi = 14,41x13,31=191,80psia.

Effisiensi thermis Turbin Gas

Penurunan effisiensi = 0,5224 – 0,5203 = 0,0021 =0,21%.

5203,08,191

7,141

4,1

14,1

t

5224,07,194

7,141

4,1

14,1

t

PROSES KELILING OTTO

1-2 Kompressi adiabatis 2-3 Pemberian kalor isochoris 3-4 Expansi adiabatis4-1 Pembuangan kalor isochoris


1-k2

3

1

4

4

3

1

2

1-k

1k

1

2

4

31-k

1k

1

2

1

2

2

3

1

4

2

1

ε

11η

T

T

T

Tatau

T

T

T

T

εv

v

T

T,ε

v

v

T

T,

1TT

1TT

T

T1

23v

14v

1

2

TTc

TTc1

q

q1η Effisiensi

ε dikenal sebagai perbandingan kompressi.

PROSES KELILING DIESEL

1-2 Kompressi adiabatis2-3 Pemberian kalor isobaris3-4 Expansi adiabatis4-1 Pembuangan kalor isochoris

4-1 Pembuangan kalor isochoris


• Panas diberikan pada proses 2-3 q1 =cp (T3 –T2 )

• Panas dibuang pada proses 4-1 q2 = cv (T3 –T2 )

1k3

1k2

11k

1k

2

1

1

2

1k3

41k

1k

3

1

2

3

32

2

3

2

3

23

14

23p

14v

1

2

ε

T

ρε

TTration compressio adiabaticdisebut ε,ε

v

v

T

T

δ

TTratioexpantion adiabaticdisebut δ,δ

v

v

T

T

ρ

TTratioexpansion isobaricdisebut ρ ρ

v

v

T

T

TT

TT

k

11

TTc

TTc1

q

q1η Effisiensi


1-ρ

1ρ

ε

1

k

11η effisiensi sehingga

1-ρ

1ρ

ε

1

ρ1-ρρε

1ερ

TT

TT

ρ

ε

v

v

v

v

v

vδ,

ρ1

1

ρε1

δ1

ρ

TT

ρε

T

δ

T

TT

TT

k

1k

k

1k

1k1k

1k

23

14

3

2

2

1

3

11k1k

33

1k3

1k3

23

14

PROSES KELILING KOMPRESSOR

• a - 1 piston bergerak kekanan/ pemasukan udara.

• 1 – 2 (2’/2”) piston bergerak kekiri / kompressi isothermis (adiabatis/ politropis).

• 2 (2’/2”) – b pemasukan udara kedalam tangki penampung.

• b – a kembali proses awal.

KOMPRESSOR

PROSES KELILING KOMPRESSORKerja yang diperlukan untuk kompressor:

l=luas 12cd1+luas2b0c2-luas a1d0a

1122

2

1

1122

2

1

2

12

1

1

2

1

1122

vpvp1n

1pdv:politropis kompressiUntuk

vpvp1k

1pdv:adiabatis kompressiUntuk

v

vlnRTpdv:isothermis kompressiUntuk

vppdvvpl

PROSES KELILING KOMPRESSOR

)i(iA

1l ditulis bisa juga adiabatis kompressi Kerja

1p

pvp

1n

nvpvp

1n

nl politropis kompressiUntuk

1p

pvp

1k

kvpvp

1k

kl adiabatis kompressiUntuk

v

vlnRTpdvl maka vp vp isothermis kompressiUntuk

:menjadi kompressoruntuk kerjaitu Karena

12

n

1n

1

2111122

k

1k

1

2111122

2

12

1

11122

KOMPRESSOR BERTINGKAT

Untuk memperkecil kerja yang diperlukan untuk kompres-sor, kompressor dibuat bertingkat dengan memberikan pendinginan pada sisi keluar masing masing tingkat.

AIR DAN UAP

• Jika air dipanaskan pada tekanan tetap maka akan terjadi proses sbb: - pemuaian sampai mencapai titik perpindahan fasa ( a-b ), - perpindahan fasa ( b-c ) dengan suhu tetap konstan sampai seluruh air menjadi uap. - Pemanasan lebih lanjut menjadikan uap memliki suhu diatas suhu

perpindahan fasa ( c-d ) atau dikenal dengan sebutan uap panas

lanjut ( superheated steam ). Jika tekanan dinaikkan maka suhu perpindahan fasa juga akan naik, dan jika

tekanannya dinaikkan terus maka akan dicapai titik kritis ( 225,65 kg/cm2 / 374,1500 C ) dimana proses perpindahan fasa menjadi tidak nampak jelas lagi.

DIAGRAM ENTALPY ENTROPY

Untuk proses pemanasn air juga biasa digambarkan dida-lam diagram enthalpy entropy ( gb a ), namun diagram ini biasa dijumpai dalam bentuk diagram uapnya saja yang dikenal dengan sebutan diagram Mollier ( gb b )

TABEL UAP• Tabel uap adalah sebuah tabel yang memuat nilai enthalpy entropy, tekanan ,suhu,

volume spesifik dari air sampai menjadi uap panas lanjut.

AIR DAN UAP Contoh soal

AIR DAN UAPContoh soal.Uap panas lanjuat dengan suhu 3500C berexpansi adiabatis dari tekanan 20 kg/cm2 abske tekanan 2 kg/cm2 absolut. Tentukan volume spesifik v1, intalphy i1, suhu t2, v2, faktor kekeringan x2 dan entalpi akhir expansi.Dari tabel uap terdapat

kkal/kg. 629,83,75626,1,940,9687)119(1646,30,9687iEntalphy

kg/m 0,8746870,9687)0,9-1 ( 0190,9687x0,9 spesifik v Volume

.9687,03399,1

2980,1

0,3640-1,7039

0,3640-1,6620x

sbb. dihitungdapat expansiakhir pada x uap kualitas sehingga

C.kkal/kg3640,0S saturatedair diatas berada tetapi,dibawahnya berada S nilai

dimana C,kkal/kg 1,7039S saturated uapentrophy besarnya kg/cm 2 tekanan Pada

SS sehinggakonstan entrophy dengan identik adiabatis Expansi

Ckkal/kg 1,66202

1,67071,6534

2

ssss

/kgm 0,14122

0,14380,1386

2

vvvv

kkal/kg 748,752

754,1743,4

2

iiii

2

32

0"22

0'2

2

12

03603403501

33603403501

3603403501

AIR DAN UAP

Pencarian dengan i-s diagram.

PROSES KELILING PLTU( Rankine cycle )

PROSES KELILING PLTU

1-2 Expansi adiabatis uap didalam turbin.2-3 Pengembunan uap pada p dan T konstan didalam kondensor.3-4 Penaikan tekanan adiabatis didalam pompa 6-1 4-5 Pemanasan menuju titik didih pada p konstan5-6 Pendidihan / perubahan fasa pada p dan T konstan6-1 Pemanasan lanjut uap pada p kostan

Titik K = 225,65 kg/cm2 374,150C

EFFISIENSI SIKLUS

1

2

1

21

Q

Q1

Q

QQ η

Q1=Jumlah panas yang diberikan pada boiler = G ( i1 –i4)

Q2= Jumlah panas yang dilepas dikondensor.=G(i2 –i3).

PROSES PEMBERIAN PANAS

Proses pemeberian panas terjadi didalam boiler yaitu pada bagian bagian boiler yang terdiri dari: economiser, eveporator, superheater dan reheater ). Untuk jelasnya lihat soal berikut:

SOAL SOAL

1. Berapa panas diperlukan masing masing untuk memproduksi uap dengan suhu 5300C pada tekanan 90 bar asolut dan 70 bar absolut, jika suhu air masuk boiler 2000 C

2. Berapa besar selisih kalor terjadi untuk jangka waktu 24 jam dengan produksi 300 ton uap / jam,

3. Jika uap tsb dlm soal no1 kemudian mengalir kedalam turbin dengan vacuum kondensor 700 mmHg, berapa besarnya masing masing heat drop untuk kedua tekanan tersebut.

4. Berapa perbedaan effisiensi / heat rate dari masing masing tekanan tsb,pada soal no1,dan berapa besarnya kerugian panas / kalor tejadi jika beroperasi pada tekanan 70 bar?

HR/STT/AUG 2006

SIKLUS RANKINE REHEAT

1a-1b = proses reheat ( pemanasan ulang )

Dengan siklus reheat diperoleh tenaga yang lebih besar dan effi-siensi yang lebih baik.

HR/STT/AUG 2006

PROSES EXPANSI

Uap dari boiler kemudian berexpansi didalam turbin dan diambil tenaganya untuk memutar generator dan menghasilkan listrik.

Untuk siklus reheat uap tekanan tinggi berexpansi didalam turbin tekanan tinggi dan uap reheat berexpansi didalam turbin tekanan menengah dan tekanan rendah

SOAL1. Sebuah PLTU dengan tekanan 170 bar dan suhu uap 5400C.

Berapa heat drop berkurang jika vacuum kondensor turun dari 720 mmHg menjadi 670 mm Hg?

Berapa MW turunnya beban generator, jika aliran uap 300 ton / jam?

Berapa besarnya perubahan heat rate dan berapa rupiah kerugian yang terjadi untuk 24 jam jika suhu air masuk boiler 2000C ( harga bahan bakar Rp 400 /kg, nilai kalor = 5000 kkal /kg )

2. Jika siklusnya siklus reheat dan vacuum kondensor 720 mm Hg dengan tekanan dan suhu reheat 25 bar / 5400C: berapa panas diperlukan? berapa heat drop total diperoleh? berapa effisiensi siklusnya? berapa daya tambahan diperoleh untuk aliran 300 ton

/jam?

HR/STT/AUG 2006 HR/STT/AUG 2006

PROSES PENGEMBUNAN UAP

Pengembunan adalah proses merubah uap menjadi air kembali.

Proses ini memerlukan air pendingin dengan jumlah yang besar.

Untuk jelasnya perhatikan soal berikut.

HR/STT/AUG 2006

SOAL

Berapa jumlah air pendingin diperlukan un-tuk mengembunkan uap bekas tersebut dalam soal 2 ( vacuum kondensor 700 mmHg ), jika suhu air pendingin masuk kondensor 280C dan keluar 340C

Jika jumlah air pendingin tersebut disuplay oleh dua buah pompa CWP, kemudian salah satu CWP trip, berapa suhu keluar air pendi-ngin keluar kondensor, dan berapa vakuum kondensor kemudian terjadi.


HEAT BALANS

PANAS MASUK PANAS MASUK KkaKkal l

PANAS KELUARPANAS KELUAR K kalK kal

1.1. Bahan bakarBahan bakar

2.2. UdaraUdara

3.3. Air pengisiAir pengisi

1.1. Gas keluar cerobong.Gas keluar cerobong.

2.2. Air pendingin.Air pendingin.

3.3. Blow downBlow down

4.4. Termanfaatkan Termanfaatkan

Total panas masukTotal panas masuk Total panas keluarTotal panas keluar

1. Panas Bahan bakar : Gbb x Hbb 1. Panas gas : Gg x cpgas x tgas

2. Panas Udara: Gud x cpud x tud. 2. Panas air pend: Gap x cap x ( tout-tin)

3. Panas air pengisi: Gap cap x tap 3. Panas blow down : Gb x cab x tab

4. Panas termanfaatkan: Kerj x Fak konvr.

HEAT BALANS


HEAT BALANS PLTU NON REHEAT


HEAT BALANS PLTU DGN REHEAT


HEAT BALANS HEATER

SOAL

Gambarkan heat balans unit sdr saat ini dan bandingkan dengan kondisi waktu komissioning.

Cari bagian mana yang telah mengalami degradasi, dan berapa kerugian perharinya?


HR/STT/AUG 2006

kuliah thermo 1

Documents