KELOMPOK 2 ( KELAS B)

WAHYU NATRISA SALLA M. RIFALDI S. JODY SETIAWAN P. RESKI ZULQADRI RICKY

TUGAS 2 MESIN KONVERSI ENERGI 3

1. Jelaskan dengan gambar bagaimana proses temperature konstan, entalpi konstan, tekanan konstan, dan entropi konstan.Jawab :

Contoh temperature konstan pada gambar di atas yaitu pada titik 4-1 dimana pada proses tersebut tidak terjadi perubahan temperature (temperature konstan) namun hanya terjadi kenaikan entropi.

T

s

4

3

1

2

T

s

4

3

1

2

Contoh entropi konstan pada gambar di atas yaitu pada titik 1-2 dimana pada proses tersebut tidak terjadi perubahan entropi (entropi konstan) namun hanya terjadi kenaikan temperature.

Contoh tekanan konstan pada gambar di atas yaitu pada titik 2-3 dan 4-1, dimana pada proses tersebut tidak terjadi perubahan tekanan (tekanan konstan) namun hanya terjadi kenaikan dan penurunan entalpi.

Contoh entalpi konstan pada gambar di atas yaitu pada titik 3-4, dimana pada proses tersebut tidak terjadi perubahan entalpi (entalpi konstan) namun hanya terjadi penurunan tekanan.

2. Tuliskan rumus untuk menghitung kalor pendingin (qev), kerja kompresor (Wk), dan kalor kondensasi (qcon).Jawab :Kalor yang dilepas refrigeran di dalam kondensor

q kond = h2 – h3 (kj/kg) ……… (1)

P

h

P

2

P

1

P-h Diagram

QL

QH3

Win

1

2

4

P

h

P

2

P

1

P-h Diagram

QL

QH3

Win

1

2

4

dimana:qkon : kalor yang dilepaskan di dalam kondensor (kj/kg)h2 : entalpi masuk kondensor (kj/kg)h3 : entalpi keluar kondensor (kj/kg)

Kalor yang diserap evaporator (efek refrigerasi)

q evp = h1- h4 (kj/kg) ……..(2)dimana:qevp : efek refrigerasi (kj/kg)h1 : entalpi masuk evaporator (kj/kg)h4 : entalpi keluar evaporator (kj/kg)

Kerja kompresor (Wk)

W kompresor = h2 – h1 (kj/kg) ….. (3)dimana:Wk : kerja kompresor (kj/kg)h1 : entalpi masuk kompresor (kj/kg)h2 : entalpi keluar kompresor (kj/kg)

COP (Coefficient Of Performance) 𝐶𝑂𝑃 = ℎ1 − ℎ4 ℎ2 − ℎ1 …….(4)atau, 𝐶𝑂𝑃 = q evap

W kompressordimana:COP : coefficient Of Performanceqevp : efek refrigerasi (kj/kg)Wk : kerja kompresor (kj/kg)

3. Jelaskan perbedaan dan hubungan antara Wk, qcon, dan qev .Jawab : qev (kalor pendinginan) yaitu besarnya kalor yang diambil oleh refrigerant pada evaporator dari lingkungannya dimana akan sebanding dengan selisih entalpi antara keluaran dan masukan evaporator. Sedangkan Wk (kerja kompresor) yaitu proses dimana terjadinya kenaikan entalpi refrigerant pada proses kompresi akibat energi yang ditambahkan oleh kompresor kepada refrigerant. Besarnya kenaikan energi refrigerant tersebut akan sebanding dengan kerja kompresor. Sedangkan qcon (kalor kondensasi) yaitu besarnya kalor yang dilepaskan di dalam kondensor dimana akan sebanding dengan selisih antara entalpi masuk dan entalpi keluar kondensor.

Hubungan antara Wk, qcon, dan qev dapat dilihat dengan perbandingan antara besarnya kalor dari lingkungan yang dapat diambil oleh evaporator dengan kerja kompresor yang harus diberikan disebut sebagai koefisien kinerja (coeffisient of performance, COP)

COP = qΕ/W   atau COP =  (h1 – h4) / (h2 – h1)

Dengan rumus di atas, maka besar COP selalu lebih besar dari satu. Pembuangan kalor (heat rejection) pada kondenser sebanding dengan panjang garis proses pada kondenser, yakni garis mendatar bagian atas pada plot siklus pada diagram tekanan entalpi. Pembuangan kalor pada kondenser dinyatakan dengan:

qC = h2 – h3

Karena

h2 – h3 = (h2 – h1) + (h1 – h4)

Maka:

qC = W + qE

Atau dengan kata lain Pembuangan panas kondenser = kerja kompresor + efek refrigerasi.

4. Contoh SoalSuatu siklus ideal refrigerasi yang menggunakan Freon-12 sebagai fluida kerjanya dimana temperature refrigerant pada evaporator yaitu -20°C sedangkan temperature pada kondensor 40°C. Laju sirkulasi refrigerasi 0,03 kg/s. Tentukan Coefficient Of Performance (COP) dan kapasitas pendinginan dari siklus ini.Jawab :

Pada titik 1 (uap jenuh)Untuk evaporator T1 = -20°CDari table Freon 12 diperoleh :

h1 = 178,6 kJ/kg dan s1 = 0,7082Pada titik 2 (uap dipanaskan lanjut)Untuk temperature 40°CDiperoleh dari table P2 = 0,9607 MPa (diambil yg terdekat = 1 MPa)Untuk kompresor

Wk = h2 – h1 ; s2 = s1

Pada tekanan P2 = 0,9607 kita mengambil pada tekanan P2 = 1,00 MPa sehingga pada s1 = 0,7082Diperoleh T2 = 50,8 °C dan h2 = 211,38 kJ/kg (kemudian diinterpolasi)Maka Wk = h2 – h1

= 211,38 – 178,61= 32,77 kJ/kg

Pada Katup ekspansih4 = h3 = 74,527 kJ/kg

Pada evaporatorqev = h1 – h4

= 178,61 – 74,527= 104,08 kJ/kg

Maka COP = qev / Wk

= (104,08 / 32,77) kJ/kg= 3,18

Kapasitas pendingin = qev x G= 104,08 kJ/kg x 0,03 kg/s= 3,12 kW