tugas 5 ketel uap

5/26/2018 Tugas 5 Ketel Uap

1/9

TUGAS 5

SOAL DAN PEMBAHASAN

JENIS UAP PADA KETEL UAP

1. Jelaskan pengertian dari uap basah?Pembahasan :

Uap basah merupakan uap yang masih mengandung butir-butir air. Uap

basah bisa disebut juga uap jenuh yang bercampur dengan bagian-bagian

air yang halus yang temperaturnya sama.

2. Jelaskan pengertian dari uap jenuh?Pembahasan :

Uap kenyang ialah uap yang mempuntai tekanan tertinggi pada suhu

tertentu. Atau Uap jenuh merupakan uap yang tidak mengandung bagian-

bagian air yang lepas dimana pada tekanan tertentu berlaku suhu tertentu.

3. Jelaskan pengertian dari uap kering?Pembahasan :

Uap kering merupakan uap yang tidak mengandung butir-butir air. Uap

kering adalah uap yang didapat dengan pemanas lanjut dari uap jenuh

dimana pada tekanan terbentuk dan dapat diperoleh beberapa jenis uap

kering dengan suhu yang berlainan.

Uap kering dapat dibagi 2 lagi yaitu :a. Uap jenuh/kenyang

b. Uap panas lanjut.

4. Aliran udara sebanyak 20 m3/menit mempunyai suhu bola kering 50o Cdan RH 10%. Udara panas tersebut digunakan untuk mengeringkan bahan

pangan seberat 400 kg dengan kadar air 25% (wb) sampai mencapai kadar

air 10% (wb). Suhu bola kering keluar 35

o

C.


2/9

a. Berapa kg berat kering bahan pangan tersebut ?b. Berapa kg berat air bahan yang diuapkan ?c. Berapa jam waktu yang dibutuhkan untuk proses pengeringan

tersebut?

d. Apabila nilai bahan bakar 10.000 kJ/kg dan tidak ada kehilanganenergi,berapa kg berat bahan bakar yang dibutuhkan ?

Pembahasan :

a. Berat air bahan yang diuapkanw = 400 kg

ka = 25% --> w air = 25% x 400 kg = 100 kg

bk = 400 kg100 kg = 300 kg

Jadi berat bahan kering adalah 300 kg

b. ka = 10% --> m/(m+300) = 0,1m = w air = 33,33 kg

w uap = 10033,33 = 66,67 kg

Jadi berat air bahan yang diuapkan adalah 66,67 kg

c. Kebutuhan udara pengeringt 50oC, RH = 10% --> H1 = 0,008 kg uap/kg ud kering (udara masuk)

t 35oC --> H2 = 0,0036 kg uap/kg ud kering (udara keluar)

Selisih rasio kelembaban (H)

= H1-H2(0,008-0,0036)

= 0,0044 berat uap air/ kg ud kering

Volume spesifik = 0,927 m3/kg

Jadi setiap 0,927 m3 udara pengering akan memindahkan 0,0044 kg

udara kering m = q/v = 20 m3/menit / 0,927 m3/kg= 21,57 kg/menit

Kemampuan udara untuk menguapkan

= m.H

= 21,57 kg ud/menit x 0,0044 kg uap/kg ud kering

= 0,095 kg uap air/menit


3/9

Waktu pengeringan = Berat air yang diuapkan / kemampuan udara

= 66,67 kg uap/ 0,095 kg uap air/menit

= 701,789 menit = 11,69 jam

Jadi waktu pengeringan adalah 11,69 jam

d. Kebutuhan bahan bakart 50oC --> h1 = 52 kJ/kg (psikrometrik)

t 35oC --> h2 = 36 kJ/kg (psikrometrik)

Kebutuhan energi per waktu = selisih entalpi x m

= 16 kJ/kg x 21,57 kg/menit

= 345,12 kJ/menit

Kebutuhan energi pengeringan = kebutuhan energi per waktu x waktu

= 345,12 kJ/menit x 701,789 menit

= 242201,42 kJ

Jumlah bahan bakar = kebutuhan energi pengeringan/nilai bahan bakar

= 242201,42 kJ/ 10.000 kJ/kg

= 24,220142 kg

Jadi kebutuhan bahan bakarnya adalah 24,22 kg

5. Aliran udara dengan debit 20 m3/menit mempunyai suhu bola kering 25oC, entalpi 60 kJ/kg dipanaskan sampai suhu 70oC. Udara panas tersebut

digunakan untuk mengeringkan bahan pangan seberat 200 kg dengan

kadar air 25% (wb) sampai mencapai kadar air 12% (wb).

a. Berapa kg berat kering bahan pangan tersebut ?b. Berapa kg berat air bahan yang diuapkan ?c. Berapa menit waktu yang dibutuhkan untuk proses pengeringan

tersebut?

d. Apabila nilai bahan bakar 10.000 kJ/kg dan tidak ada kehilanganenergi, berapa kg berat bahan bakar yang dibutuhkan ?


4/9

Pembahasan :

a. Berat air bahan yang diuapkan w = 200 kgka = 25% --> w air = 25% x 200 kg = 50 kg

bk = 200 kg50 kg = 150 kg

Jadi berat bahan kering adalah 150 kg

b. ka = 12% --> m/(m+150) = 0,12m = w air = 20,45 kg

w uap = 5020,45 = 29,55 kg

Jadi berat air bahan yang diuapkan adalah 29,55 kg

c. Kebutuhan udara pengeringt 25oC --> H1 = 0,0137 kg uap/kg ud kering (psikrometrik)

t 70oC --> H2 = 0,029 kg uap/kg ud kering (psikrometrik) RH 5%

Selisih rasio kelembaban (H) = berat uap air/ kg ud kering

m = q/v = 20 m3/menit / 0,86 m3/kg

= 23,25 kg/menit

Waktu pengeringan = Berat air yang diuapkan / kemampuan udara

tp = w uap/ (m.H)

= 29,55 kg uap/(23,25 kg ud/menit x 0,0153 kg

uap/kg ud kering) = 83,2 menit

Jadi waktu pengeringan adalah 83,2 menit

d. Kebutuhan energit 25oC --> h1 = 60 kJ/kg (psikrometrik)

t 70oC --> h2 = 109 kJ/kg (psikrometrik)

Kebutuhan energi = selisih entalpi x m x tp

Jumlah bahan bakar = kebutuhan energi/nilai bahan bakar

bb = m.h tp / nbb

= 29,55 kg x 49 kJ/kg x 83,3 menit/ 10.000 kJ/kg


5/9

= 9,46 kg

Jadi kebutuhan bahan bakarnya adalah 9,46 kg

6. Sebuah pembangkit tenaga uap yang mengikuti siklus Rankine Idealmampu menghasilkan uap jenuh di outlet Boiler pada 3 MPa dan

membuang panas ke lingkungan di sebuah kondendor yang beroperasi

pada 10 kPa. Hitunglah daya turbin dan pompa, beban panas di boiler dan

kondensor, serta efisiensi siklus.


6/9

Pembahasan:

7. Sebuah modifikasi dari pembangkit tenaga uap pada soal (6) dilakukandengan menambah superheater untuk memanaskan uap jenuh keluaran

boiler menjadi 400 C. Berapakah kenaikan efisiensi yang diperoleh?

Bandingkan pula moisture content di keluaran turbin, antara sebelum dan

sesudah modifikasi.

Pembahasan:


7/9

8. Bila diketahui turbin dan pompa pada soal (6) memiliki efisiensiisentropis masing-masing sebesar 85% dan 80%. Hitung ulang daya

turbin; daya pompa; beban panas di boiler; beban panas di kondensor;

efisiensi siklus.Pembahasan:


8/9

9. Sebuah gas turbine bekerja mengikuti siklus Brayton dengan rasiokompresi 15:1. Temperature setelah ruang pembakaran adalah 1600 K

dengan kondisi udara inlet kompresor pada 290 K, 100 kPa. Bila

diasumsikan prinsip cold air standard berlaku, hitunglah efisiensi siklus

dan daya net yang mampu dihasilkan.

Pembahasan:


9/9

tugas 5 ketel uap

Documents