Pemicu 3 Termodinamika

8/18/2019 Pemicu 3 Termodinamika

1/36

Pemicu 3 TermodinamKelompok 12


2/36

Nomor 1

Anda baru bekerja di perusahaan konsultan. Pekerjaan pertamadilakukan adalah menyelidiki kelayakan penggunaan tenaga pasuatu daerah pegunungan tersedia sumber uap panas bertekayang sangat berlimpah sehingga berpotensi menghasilkan enebeberapa ratus !" bila dapat dibuat alat yang tepat. iusulkamenggunakan siklus power plant dengan menggunakan workintetrafuroethane #$%&'13(a) dengan rute seperti pada gambari sekitar lokasi juga tersedia air dingin dalam jumlah berlimpapegunungan). $%&'13(a cair jenuh keluar kondesor pada suhu hingga mencapai tekanan (++ psia lalu dialirkan ke boiler dan superheated vapor . ,ap $%&'13(a kemudian diekspansikan pa-ebagai pilot-plant akan dibuat sebuah power plant dengan ka#output bersih dikurangi daya untuk pompa). /0siensi turbin a dibanding proses isentropis dan e0siensi pompa adalah 4+


3/36


4/36

a. Berapakah tekanan keluar turbin yang saudara rekomendasika

b. Tentukanlah jumlah working fuid yang disirkulasikan per jam.

c. Tentukanlah kebutuhan daya untuk pemompaan.

d. &ukup layakkah ide ini untuk dilaksanakan dan juga rekomendperbaikan sistem ini.

,ntuk Penyederhanaan abaikan pressure drop di boiler da

kondenser


5/36

a

6ra0k temperatur 7s entropi #gra0k T's) dari siklus rankineyang kita miliki


6/36

ari gra0k T's di atas dapat kita lihat bah*a dalam siklus miliki terdapat dua buah garis isobarik dan dua buah garisyaitu8

6aris 192 merupakan proses isentropis pada pompa.

6aris 293 merupakan proses isobarik pada boiler.

6aris 39( merupakan proses isentropis pada turbin.

6aris (91 merupakan proses isobarik pada kondensor.


7/36

iketahui 8

P1 : P( '; proses isobarik

P2 : P3 '; proses isobarik

-1 : -2 '; proses isentropik

-3 : -( '; proses isentropik

T1 : 21o & -aturated


8/36

Working fuid memiliki kondisi berupa8 saturated liquid dentemperatur 21 o&

,ntuk mengetahui tekanan pada kondisi tersebut kita daptabel saturated dari $%&'13(a yang terdapat pada lampiradari buku Fundamentals o Engineering Thermodynamics /-aphiro


9/36

Karena P1 : P( maka tekanan pada turbin #P() : 4+12 ba

psia


10/36

b

Neraca energi sistem 8

@ @" #m2 C u2) D #m1 C u1) mout #h1 /p1 /k1)D m

/k2) : +

Asumsi 8

-teady state sehingga massa masuk : massa keluar

/nergi potensial dan energi kinetik diabaikan sehingga /K dan /P :

Neraca energi sistem menjadi 8

@ @" m C @h : +

outD in#"outD "in)m C houtD hin: +

outDin "out D "in : m C hinD hout


11/36

Proses 39 ( merupakan proses isentropis '; -3 adalah sam

Pada titik 3 $%&'13(a berada pada Ease superheated steasaat (++ psia temperature jenuh li=uid sebesar 1>44o% #dtekanan (++ psia dan temperatur 22+o %)

Tabel superheated steam $%&'13(a8


12/36

ari tabel -3 : -( : 1>> kFGkg.K

ari nilai P( : 4 psia dan -( : 1>> kFGkg.K dapat di

dan Ease pada keadaan tersebut berdasarkan data 8

-( : 1>> kFGkg.K

-1 kFGkg.K

: : 11 '; Ease masih dalam uap

%ase $%&'13(a pada titik ( masih pada Ease superheated '

-7apDsaturated


13/36

> kFGkg.K

apat diperoleh nilai $(s pada 4 psia dan 1++I(o % y

kFGkg


14/36

apat dicari $2s berdasarkan perhitungan 8

H1 #P2 ' P1) : h2s 9 h1

h2s : 1>>3 kFGkg 224 kFGkg : 23+I> kFGkg

,ntuk menghitung laju alir massa digunakan rumus

h3 9 h( : J turbin #h3 9 h(s) dan h1'h2 : #h1 9 h


15/36

m : 214.I242 kgGhr


16/36

&.

Tentukanlah kebutuhan daya untuk pemompaan


17/36

iketahui dari perhitungan sebelumnya bah*a h2s atau h2 isentropik adalah 23

h1 adalah 22.> KjGKg

$2: 23+.I KjGkg


18/36

!encari kerja nyata

"pompaGm: h2'h1 :23+IkjGkg'224kjGkg :kjGkg

!encari daya pompa nyata

P:14IkjGkg 214I242 kg 8 3I++s :114K": +.114 !"


19/36

d.

&ukup layakkah ide ini untuk dilaksanakan dan juga rekomperbaikan sistem ini5


20/36

&ukup layak karena jika kualitas cam

yang melalui turbin sangat rendah akaberpengaruh pada butir cairan pada sturbin yang akan mengakibatkan pengdan penurunan eLsiensi turbin. engadanya pemanasan lanjut memungki

kondisi pada keluaran turbin dapat meuap panas lanjut sehingga menghilangtendesi masalah kualitas uap yang renpada bagian keluar turbin.


21/36

Nomor 2


22/36


23/36

a) etermine the temperature=uality oE stream 3.


24/36

b) etermine the rate oE heat transEeout oE the turbine during its operatio


25/36


26/36

d) Berapakah COP sistem refrigeras


27/36

e) Pada mesin refregerasi siklus kompresiuap, fungsi kondensor dan evaporator bisadibalik dengan mengubah arah aliranrefrigerant. Dengan demikian, mesin ini bisa

berfungsi sebagai pendingin di musim panasdan pemanas di musim dingin . Menurut andbagaimana hal ini dapat terjadi?Perbedaan dari kedua sistem tersebut adalah pemanEaatkalornya.

mesin pemanas #heat pump kalor pada lingkungyang dingin diserap oleh reErigerant lalu dibuang pa

ruangan yang ingin dihangatkan. mesin pendingin #rerigerator kalor pada ruangan ya

ingin didinginkan diserap oleh reErigerant dan dibuang lingkungan.

Mntinya untuk pompa kalor kalor diambil dari lingkunga,ntuk mesin pendingin kalor dibuang ke lingkungan.


28/36


29/36

No (A household reErigeration unit using tetrauoroethane as reErigerincludes t*o compartments8 the EreeOer section #colder) and reErigerator section #less cold). To generate regions oE t

temperatures the unit incorporates t*o throttle 7al7es. &onsidereErigeration unit *here the EreeOer temperature is 92+ % reErigerator temperature is (+ % and the condensation temperatEor echanging heat into the room is 1++ %. The compressor opera*ith an eLciency oE +..

Mn your blue book dra* the process and number all streams.

Qn the included P'$ diagram dra* the process assuming that t*o't

oE the heat is absorbed in the EreeOer section and the remainder in treErigerator section. Number the 7arious streams using the samenumbering as in a).

"hat are the highest and lo*est temperatures in the process5


30/36

iketahui8

-uhu reErigerator : Tre : (+ %

-uhu EreeOer : TEr : 92+ %

-uhu kondensasi : Tcon : 1++ %

J kompresor : +

2G3 kalor diserap oleh EreeOer dan sisanya oleh reErigerator.

itanya8

a) 6ambar prosesGsistem5

b) Penggambaran proses pada diagram5

c) T tertinggi dan terendah5


31/36

a) 6ambar proses


32/36

i! "enentukan tekanan dimana kondisi liquid-vapor ditentukan berdasarkan tabel $%&' (iat rerigeran )enuh %

pada buku "oran!

TEr : 92+ % R P


33/36

ii! Entalpi pada uap )enuh dan uap cair

$7 : 1++ BT,Glbm #saat P


34/36

iv! ilai . pada )alur * dan +

1G3 pendinginan pada reErigerator sehingga nilai $3 dan $( menjad

$3 : $


35/36

v! ilai . pada )alur 1

Pada kompresor dengan asumsi bah*a kompresor ideal8

P


36/36

Pemicu 3 Termodinamika

Documents

Transcript of Pemicu 3 Termodinamika