PERHITUNGAN

Pada sistem pembangkit tenaga gas, diketahui :

aliran udara memasuki kompresor pada tekanan 1 atm dan temperatur 30 oC

laju aliran massanya 16 kg/s.

perbandingan tekanan di kompresor = 4

efisiensi isentropik kompresor = 82%

Perhitungan Proses kompresi gas secara isentropik, dari tingkat keadaan (1) ke tingkat

keadaan (2s)

Diketahui :

temperatur gas masuk kompresor T1 = 30 oC = 303 K

Perbandingan tekanan di kompresor = p2 / p1 = p2s / p1 = 4

ϒ = 1,4

Besarnya T2s dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

T2s / T1 = ( P2s / P1 ) ϒ-1/ϒ

Yaitu,

T2s / ( 303 K ) = ( 4 ) 0,286

Sehingga,

T2s = ( 303 K ) ( 4 ) 0,286

T2s = 450,435 K

Kemudian, besarnya kerja yang dibutuhkan oleh kompresor secara isentropik (teoritis)

dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :

Wks = cp ( T2s – T1 )

Atau,

Wks = (1005 J/kgK) (450,435 K – 303 K ) = 148172,175 J/kg

Sedangkan besarnya kerja yang dibutuhkan oleh kompresor secara aktual atau sebenarnya

adalah :

Wk = Wks / ηk

Dengan, ηk = 0,82

Maka :

Wk = Wks / ηk

Wk = (148172,175 J/kg) / 0,82 = 121501,1835 J/kg

Akhirnya, besarnya T2 aktual atau sebenarnya dapat dihitung melalui persamaan :

Wk = cp ( T2 – T1 )

Atau,

T2 = Wk / cp + T1

T2 = (121501,1835 J/kg) / (1005 J/kgK) + 303 K

T2 = 120,8967 + 303 K

T2 = 423,8967 K

Daya (kerja per satuan waktu) yang dibutuhkan oleh kompresor secara aktual, Nk atau

sebenarnya adalah :

Nk = Wk . mudara

Dengan,

mudara : laju aliran massa udara = 16 kg/s

sehingga,

Nk = (121501,1835 J/kg) ( 16 kg/s )

Nk = 1944018,936 J/s

Nk = 1944018,936 W

PERHITUNGAN

PERHITUNGAN TRY 1

Pada sistem pembangkit tenaga gas, diketahui :

o gas panas dialirkan masuk kedalam alat regenerator pada dan temperatur 420 oC, panas jenis 1008 J/kgK dengan laju aliran massa 1200 kg/min

o aliran udara memasuki alat tersebut dari sisi lain pada temperatur 180 oC, panas jenis 1005 J/kgK dengan laju aliran massa 1080 kg/min 

o efektivitas perpindahan panas = 75% 

Perhitungan kompresi gas

o diasumsikan proses secara isentropik dan isokhoriko temperatur gas panas masuk regenerator Thi = 420 oC = 693 Ko temperatur udara masuk regenerator Tci = 180 oC = 453 Ko laju aliran massa gas panas mh 1200 kg/min = 20 kg/so laju aliran massa udara mc 1080 kg/min = 18 kg/so panas jenis gas panas Cph 1008 J/kgKo panas jenis udara Cpc1005 J/kgK

Qh = Cph mh (ΔTh)Qh = (1008 J/kgK) ( 20 kg/s) (693 K - Tho)Qh = (20160 J/sK) (693K - Tho)

Qc = Cpc mc (ΔTc)Qc = (1005 J/kgK) (18 kg/s) (Tco - 453 K)Qc = (18090 J/sK) (Tco - 453 K)

Qh = Qc(20160 J/sK) (693K - Tho) = (18090 J/sK) (Tco - 453 K)(Tco - 453 K) = (20160 J/sK) (693 K - Tho) / (18090 J/sK)Tco = 453 K + [ (20160 J/sK) (693 K - Tho) / (18090 J/sK) ]Tco = 453 K + [ 1,1144 (693 K - Tho) ]Tco = 453 K + 772,2792 K - (1,1144 Tho)

Tco = 1225,2792 K - (1,1144 Tho)

Qc = (18090 J/sK) (Tco - 453 K)Qc = (18090 J/sK) [(1225,2792 K) - (1,1144 Tho) - (453 K)]Qc = (18090 J/sK) [ (772,2792 K) - (1,1144 Tho) ]Qc = (13970530,728 J/s) - [ (20159,496 J/sK) (Tho) ]

Qh = (20160 J/sK) (693K - Tho)Qh = (13970880 J/s) - [ (20160 J/sK) (Tho) ]

Qh = Qc(13970880 J/s) - [ (20160 J/sK) (Tho) ] = (13970530,728 J/s) - [ (20159,496 J/sK) (Tho) ](13970880 J/s) - (13970530,728 J/s) = [ (20160 J/sK) (Tho) ] - [ (20159,496 J/sK) (Tho) ]

(20160 J/sK) (693K - Tho) = (18090 J/sK) (Tco - 453 K)(20160 J/sK) (693K - Tho) = (18090 J/sK) [ (1225,2792 K) - (1,1144 Tho) - (453 K) ](20160 J/sK) (693K - Tho) = (18090 J/sK) [ (772,2792 K) - (1,1144 Tho) ](20160 J/sK) - (18090 J/sK) = [ (772,2792 K) - (1,1144 Tho) ] - (693K - Tho)2070 J/sK = (772,2792 K) - (1,1144 Tho) - (693K) + (Tho)2070 J/sK = 79,2792 K -

TRY 2

PERHITUNGAN

Pada sistem pembangkit tenaga gas, diketahui :

o gas panas dialirkan masuk kedalam alat regenerator pada dan temperatur 420 oC, panas jenis 1008 J/kgK dengan laju aliran massa 1200 kg/min

o aliran udara memasuki alat tersebut dari sisi lain pada temperatur 180 oC, panas jenis 1005 J/kgK dengan laju aliran massa 1080 kg/min 

o efektivitas perpindahan panas = 75% 

Perhitungan Laju perpindahan panas maksimal, dimana telah diketahui :

o diasumsikan proses secara isentropik dan isokhoriko temperatur gas panas masuk regenerator Tgas i = 420 oC = 693 Ko temperatur udara masuk regenerator Tudara i = 180 oC = 453 Ko laju aliran massa gas panas mgas = 1200 kg/min = 20 kg/so laju aliran massa udara mudara = 1080 kg/min = 18 kg/so panas jenis gas panas Cgas = 1008 J/kgK

o panas jenis udara Cudara = 1005 J/kgKo efektivitas perpindahan panas = 75 %

a). Laju aliran energy panas maksimum yang dapat dipertukarkan di dalam alat tersebut 

o Qmak = ( Cgas . mgas . Tgas i ) - ( Cudara . mudara . Tudara i )o Qmak = [ (1008 J/kgK) (20 kg/s) (693 K) ] - [ (1005 J/kgK) (18 kg/s) (453 K) ]o Qmak = (13970880 J/s) - (8194770 J/s)o Qmak = 5776110 J/s

b). Laju aliran energy panas actual atau sebenarnya yang dipertukarkan di dalam alat tersebut

o Qact = Qmak . 75%o Qact = (5776110 J/s) (75%)o Qact = 4332082,5 J/s

c). Temperature aliran udara saat meninggalkan alat regenerator (Tudara o)

o Qact =  Cudara . mudara . (Tudara o - Tudara i )o 4332082,5 J/s = (1005 J/kgK) (18 kg/s) (Tudara o - 453 K)o 4332082,5 J/s = (18090 J/sK) (Tudara o - 453 K)o Tudara o  = 453 K + [ (4332082,5 J/s) / (18090 J/sK) ]o Tudara o  = 453 K + 239,474 Ko Tudara o  = 692,474 K

d). Temperature aliran gas saat meninggalkan alat regenerator (Tgas o)

o Qact =  Cgas . mgas . (Tgas i - Tgas o )o 4332082,5 J/s = (1008 J/kgK) (20 kg/s) (693 K - Tgas o )o 4332082,5 J/s = (20160 J/sK) (693 K - Tgas o )o Tgas o  = 693 K - [ (4332082,5 J/s) / (20160 J/sK) ]o Tgas o  = 693 K - 214,885 Ko Tgas o  = 478,115 K