SIKLUS TURBIN GAS

Siklus Brayton

Siklus terbuka Turbin Gas Siklus tertutup Turbin Gas (Siklus Brayton)

Siklus Brayton1-2 Proses Kompresi Isentropik2-3 Proses Penambahan Panas pada tekanan

konstan3-4 Proses Ekspansi Isentropik4-1 Proses Pembuangan Panas pada tekanan

konstanSeluruh proses pada siklus Brayton terjadi

pada peralatan2 aliran steady analisa steady-flow processes.

Keseimbangan energi steady-flow process :

Siklus BraytonPanas yang ditransfer :

Efisiensi termal siklus ideal Brayton (cold air standard assumption) :

Dimana proses 1-2 dan 3-4 isentropik; P2= P3 dan P4= P1 :

Sehingga efisiensi termal menjadi :

Dimana : (pressure ratio) dan k : specific heat ratio

Siklus BraytonDari persamaan efisiensi termal (cold

air standard assumptions), siklus Brayton ideal tergantung pada :

1. Rasio tekanan turbin gas (rp)2. Rasio panas spesifik fluida kerja (k)

Pengembangan Turbin Gas (menaikkan efisiensi siklus) :

1. Menaikkan inlet temperatur turbin2. Menaikkan efisiensi komponen2

turbin3. Modifikasi pada siklus dasar

Grafik termal efisiensi vs rasio tekanan untuk k = 1,4

Deviasi Siklus Aktual Turbin Gas dari Siklus Idealnya

Deviasi disebabkan :1. Terjadi penurunan tekanan pada

penambahan dan pembuangan kalor.

2. Wkompresor aktual > Wkompresor ideal

3. Wturbin aktual < Wturbin ideal

Besarnya deviasi kompresor dan turbin aktual dengan idealnya dapat ditentukan :

Siklus Brayton dengan Regenerasi

Besarnya kalor aktual dan maksimum yang ditransfer dari gas buang ke udara :

Dengan menggunakan asumsi cold air standard :

Efisiensi termal (asumsi cold air standard) :

Siklus Brayton dengan Intercooling, Reheating & Regenerasi

Contoh soal :

Sebuah siklus ideal turbin gas dengan dua tingkat kompresi dan ekspansi memiliki rasio tekanan 8. Udara masuk pada tiap tingkat kompresor pada temperatur 300 K dan masuk pada tiap tingkat turbin pada 1300 K.Tentukan :a. Rasio kerja balik dan efisiensi termal

siklus turbin gas ini jika tanpa regenerator.b. Rasio kerja balik dan efisiensi termal

siklus turbin gas ini jika dengan regenerator.

Siklus Jet Propulsi Ideal

Gaya dorong yang dihasilkan pada mesin turbojet merupakan gaya tak seimbang yang diakibatkan oleh perbedaan momentum udara yang masuk dengan kecepatan rendah dan gas yang dibuang dengan kecepatan tinggi.

Siklus Jet Propulsi Ideal

Tekanan masuk dan keluar dari mesin turbojet = identik, sehingga besarnya gaya dorong yang dihasilkan mesin :

Siklus Jet Propulsi IdealBesar Propulsive Power (energi yang dihasilkan dari gaya dorong mesin)

yang dihasilkan :

Wnet turbojet engine = 0

Sehingga efisiensi (propulsive efficiency) ditentukan dengan cara perbandingan energi yang dihasilkan (propulsive power) dengan nilai panas bahan bakar (energi input rate).

Propulsive efficiency merupakan ukuran seberapa efisien energi termal yang dilepaskan selama proses pembakaran yang dikonversikan menjadi energi propulsi.