175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

download 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

of 10

Transcript of 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    1/10

    siklus brayton pada turbin gas

    Sesuai dengan teori, bahwa turbin gas mengikuti siklus Brayton. Pada siklus yang

    sederhana, proses pembakaran atau proses pembuangan gas bekas terjadi pada tekanan

    konstan sedangkan proses kompresi dan expansi terjadi secara kontinyu. Gambar di bawah

    ini menunjukkan proses secara sistematis dan berlangsung kontinyu.

    Sik lus Brayton Terbuka

    Pada siklus terbuka fluida kerja adalah udara atmosfer. Udara yang masuk ke

    kompressor pada titik 1, di kompressi pada titik 2 kemudian masuk ke dalam ruang bakar danmenerima kalor pada tekanan ideal dan keluar dalam keadaan panas pada titik 3, kemudian

    gas berekspansi melalui turbin pada titik 4 dan pelepasan gas panas hasil pembakaran

    dilakukan di atmosfer.

    Gambar . Siklus terbuka

    Udara luar dihisap masuk kompresor dan dimampatkan hingga tekanan dan

    temperaturnya naik. Dalam ruang bakar terjadi proses pencampuran bahan bakar dengan

    udara yang bertemperatur dan bertekanan tinggi yang berasal dari kompresor dan terjadi

    proses pembakaran. Gas hasil pembakaran diekspansikan untuk memutar turbin dan

    kemudian dikeluarkan ke udara atau di manfaatkan kembali untuk memanaskan ketel pada

    combine cycle.

    http://1.bp.blogspot.com/-HwrnL3i6rpY/UTJMXtrf_KI/AAAAAAAAAU0/ThomL6wAHFQ/s1600/1.png
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    2/10

    Gambar .Siklus Ideal Brayton

    Turbin gas bekerja berdasarkan siklus brayton, dimana terdapat hubungan antara P V

    dan T S. Skema instalasi dari turbin gas tersebut dapat digambarkan dengan siklus brayton

    ideal.

    Siklus ideal dari sistem turbin gas sederhana dengan siklus terbuka menggunakan

    ruang bakar, sedangkan sistem turbin gas sederhana dengan siklus tertutup menggunakan alat

    penukar kalor.

    http://4.bp.blogspot.com/-nDRzPBF1CXQ/UTJMqS5wtvI/AAAAAAAAAU8/fEI9bmGpvbw/s1600/2.png
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    3/10

    Gambar . Diagram PV dan HS pada Siklus Brayton Udara Standar

    Proses yang terjadi pada siklus tersebut adalah :

    1 2 : Proses kompresi isentropik di dalam kompresor.

    2 3 : Proses pemasukan kalor pada tekanan konstan di dalam ruang bakar.

    3 4 : Proses ekspansi adiabatis pada turbin.

    4 1 : Proses pelepasan kalor pada tekanan konstan.

    http://3.bp.blogspot.com/-PgGEo9M-rF4/UTJM5S78p5I/AAAAAAAAAVE/uQDRYG1vVxc/s1600/3.png
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    4/10

    Gambar .Siklus Turbin Gas

    Dari siklus Brayton dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut :

    Pada titik 1 udara dihisap masuk kedalam kompressor (C) terjadi pemanfaatan udara

    sehingga udara tersebut bertekanan tinggi. Udara bertekanan tinggi tersebut dialirkan ke titik

    2 dan dicampur dengan bahan bakar di dalam ruang bakar B (Combustion chamber). Dari

    pembakaran tersebut menghasilkan gas panas yang bertekanan tinggi yang kemudian

    dialirkan ke titik 3, untuk selanjutnya menuju turbin (T) dan memutar rotor turbin

    dikeluarkan ke titik 4 (Exhaust). Gambar 3 memperlihatkan bagian - bagian utama suatu

    turbine gas beserta masing-masing komponennya .

    http://3.bp.blogspot.com/-MqjaHpRx4es/UTJNKU3xUFI/AAAAAAAAAVM/i5vH1f1vAiE/s1600/4.png
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    5/10

    Gambar .Proses pengoperasian PLTG

    Data-data ini adalah untuk mempermudah pada saat dilakukan inspection, baik

    itu combustion inspection (CI), hot gas path inspection (HGPI), maupun mayor

    inspection (MI) yang harus dilakukan pada periode tertentu. Sebagaimana dalam

    memperhitungkan bagian-bagian tersebut agar diperoleh efesiensi yang maksimum

    dalam melakukan inspection.

    http://2.bp.blogspot.com/-CnoLgPUkGXA/UTJNah_ePtI/AAAAAAAAAVU/qgjtHm3Nzx8/s1600/5.png
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    6/10

    SIKLUS BRAYTON

    SIKLUS BRAYTON

    Siklus Brayton udara standar merupakan siklus ideal dari sebuah siklusdaya turbin gas.

    Komponen suatu siklus brayton terdiri dari kompresor, Penukar panas,

    turbin dan kondensor untuk siklus brayton tertutup.

    Analisa pada siklus brayton

    Asumsi-asumsi yang digunakan

    Fluida udara dianggap sebagai gas ideal

    Kenaikan temperatur pada pembakaran diperoleh dari luar (tidaklangsung)

    Proses-proses pada siklus brayton udara standar :

    Proses 1-2 : Kompresi Isentropik

    Proses 2-3 : Pemasukan panas pada tekanan konstan (isobarik)

    Proses 3-4 : Ekspansi isentropik

    Proses 4-1 : Pengeluaran panas pada tekanan konstan

    http://1.bp.blogspot.com/-4E03Q_WGVmY/UJMzvtciIaI/AAAAAAAAAEA/t_lAusyWTMc/s1600/braytoncycle.jpg
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    7/10

    http://3.bp.blogspot.com/-s8kuRDMJMgo/UJM0j2BUYxI/AAAAAAAAAEI/CVY_CZG84bU/s1600/Brayton-Cycle1.jpg
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    8/10

    Siklus BraytonIdeal

    Posted onMarch 31, 2009by noerpamoengkas

    Mendapatkan persamaan efisiensi dan daya efektif

    Atau dengan kata lain, siklus Brayton udara standar ideal. Siklus ini sering dikembangkan pada aplikasi turbin

    gas. Dan prosesnya yang paling sederhana dan ideal menggunakan udara ideal, dimodelkan oleh seorangilmuwan bernama Brayton pada tahun 1873.

    Dengan melibatkan kompresi dan ekspansi pada entropi konstan, disertai penambahan dan pembuangan kalor

    pada tekanan konstan. Berbeda dengan siklus bolak-balik lain, seperti siklus diesel, otto, stirling atau siklus lain

    yang mengkombinasikan isentropi, isobarik, isotermal dan/atau isokorik.

    Open Cycle Gas Turbine Engine

    Closed Cycle Gas Turbine Engine

    Seperti siklus lain, siklus ini digambarkan dengan diagram T-s dan diagram p-v, sebagai berikut.

    Diagram p-v

    http://noerpamoengkas.wordpress.com/2009/03/31/siklus-brayton-ideal/http://noerpamoengkas.wordpress.com/2009/03/31/siklus-brayton-ideal/http://noerpamoengkas.wordpress.com/2009/03/31/siklus-brayton-ideal/http://noerpamoengkas.wordpress.com/2009/03/31/siklus-brayton-ideal/http://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/diagram-p-v-siklus-brayton.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/closed-cycle-gas-turbine-engine.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/open-cycle-gas-turbine-engine.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/diagram-p-v-siklus-brayton.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/closed-cycle-gas-turbine-engine.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/open-cycle-gas-turbine-engine.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/diagram-p-v-siklus-brayton.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/closed-cycle-gas-turbine-engine.jpghttp://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/open-cycle-gas-turbine-engine.jpghttp://noerpamoengkas.wordpress.com/2009/03/31/siklus-brayton-ideal/
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    9/10

    Diagram T-s

    Dengan batasan, siklus pada loop tertutup fluida kerja, penambahan dan pengurangan kalor terjadi saat tekanan

    konstan dan fluida kerja adalah gas ideal dengan specific heat propertykonstan.

    Keempat proses yang terjadi pada siklus ini berada dalam aliran fluida berkeadaan tunak sehingga kita

    menganalisanya dengan batasan keadaan tunak. Disertai pengabaian energi kinetik dan potensial sistem.Karena udara mengalir melalui penukar panas pada siklus ideal saat tekanan konstan, maka berlaku

    P4/ P3= P1/ P2

    Hubungan antara perbandingan tekanan dan perbandingan temperatur dalam kompresi atau ekspansi isentropik,

    sebagai berikut.

    rp= P2/ P1= (T2/ T1)k/(k-1)

    Kita tinjau kembali skema closed cycle gas turbine engine. Dari sana, dapat kita peroleh efisiensi termal dari

    siklus, sebagai berikut.

    = (Wturbin/ mWcompressor/ m) / (Qin/ m) = {(h3h4)(h2h1)} / (h3h2)

    dengan

    (h3h4) = cp(T3T4)

    (h2h1) = cp(T2T1)(h3h2) = cp(T3T2)

    = {cp(T3T4)cp(T2T1)} / {cp(T3T2)}

    = 1 (T4T1)/(T3T2)

    = 1 T1/ T2* {(T4/T11)/(T3/T21)

    Karena T4/T1= T3/T2, maka

    = 1 T1/ T2

    lalu T1/ T2= (P1/ P2)(k-1)/k

    = 1 (P1/ P2)(k-1)/k

    = 11/(P2/ P1)(k-1)/k

    sedang kita ketahui bahwa P2/ P1= rpmaka efisiensi teoritis siklus Brayton

    = 1 1 / rp(k-1)/k

    dengan k = cp/ cv= konstan.Usaha netto satu siklus dideskripsikan awal sebagai berikut

    Wcycle= (h3h4)(h2h1)

    Wcycle= cp{(T3T4)(T2T1)}

    Wcycle= cpT1(T3/T1T4/T3* T3/T1T2/T1+ 1)

    Dari persamaan sebelumnya kita ketahui bahwa

    T4/T3= (P1/ P2)(k-1)/k

    T2/T1= (P2/ P1)(k-1)/k

    rp= P2/ P1= (T2/ T1)k/(k-1)

    Sehingga persamaan daya efektif siklus menjadi

    Wcycle= cpT1(T3/T11/(rp)(k-1)/k

    * T3/T1(rp)(k-1)/k

    + 1)

    Wcycle/ cpT1= T3/T1(11/(rp)

    (k-1)/k

    )(rp(k-1)/k

    1)(Setelah ngerjain tugas Mesin Konversi Energi, sumber: beberapa file pdf dan buku termo Moran n Shaparo)

    http://noerpamoengkas.files.wordpress.com/2009/03/diagram-t-s-siklus-brayton.jpg
  • 7/22/2019 175832484 Siklus Brayton Pada Turbin Gas

    10/10