Siklus Daya Gas (Brief)
-
Upload
erlanggaaa23 -
Category
Documents
-
view
861 -
download
142
Transcript of Siklus Daya Gas (Brief)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
1/87
1. Bab 9 : Siklus Daya Gas
9-1 Pertimbangan Dasar dalam Analisis Siklus Gas
9-2 Siklus Carnot & Maknanya dalam Bidang Rekayasa
9-3 Asumsi Udara Standar
9-4 Tinjau Ulang Mesin Reciprocating
9-5 Siklus Otto : Siklus Ideal untuk Mesin Bensin(Spark-Ignition Engines)
9-6 Siklus Diesel : Siklus Ideal untuk Mesin Diesel
(Compression-Ignition Engines)
9-7 Siklus Brayton : Siklus Ideal untuk Turbin Gas
- Pengembangan Turbin Gas- Deviasi Siklus Turbin Gas Aktual & Ideal
9-8 Siklus Brayton dengan Regeneration
9-9 Siklus Brayton dengan Intercooling, Reheating, dan Regeneration
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
2/87
Pendahuluan
Siklus Daya Gas
Siklus Termodinamika dapat dibagi menjadi 2 golongan
siklus, yaitu :
1. Siklus Daya(Power Cycles) dan
2. Siklus Refrigerasi(Refrigeration Cycles)
Berdasarkan Fasa dari Fluida Kerja, siklus
Termodinamika juga dapat digolongkan sebagai :1. Siklus Daya Gas(Gas Cycles) dan
2. Siklus Daya Uap(Vapor Cycles)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
3/87
Efisiensi Termal
Mesin Kalor (Heat Engine)didesain untuk
mengkonversi energi termal menjadi kerja
berguna.
Ukuran unjuk kerjasuatu mesin kalor
dinyatakan sebagai
Efisiensi Termal(hth),yang dapat dirumuskan sebagai :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
4/87
Diagram P-v & T-s
Pada diagram P-v dan T-s
luas daerahyang dilingkupi kurva proses suatu siklus
menggambarkan kerja nettoyang diproduksi selama siklus.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
5/87
9-2 Siklus Carnot & Maknanya
dalam Bidang Rekayasa
Siklus Carnot terdiri dari 4 proses yaitu :
1. Proses pemasukan kalorsecara isothermal
2. Proses ekspansi isentropic
3. Proses pembuangan kalor secara isothermal4. Proses kompresi isentropik
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
6/87
Efisiensi Carnot
Peningkatan Efisiensi Carnotdapat dilakukan
dengan :
1. Menurunkan TL
2. Menaikkan TH
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
7/87
EXAMPLE 91
Penurunan Efisiensi Siklus Carnot
Tunjukkan bahwa efisiensi siklus carnot
beroperasi antara batas suhu TH dan TL
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
8/87
Pemasukan Kalor (qin) :
Pengeluaran Kalor (qout) :
Efisiensi Carnot (hth) :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
9/87
Asumsi Udara Standar Siklus daya gas aktual relatif komplekssehingga untuk
mempermudah analisisditerapkan asumsi udara standard (air-standard assumptions)sebagai berikut :
1. Fluida kerja adalah udara & diperlakukan sebagai
gas ideal
2. Seluruh proses diidealisasi sebagai proses reversible
(proses ideal)
3. Proses pembakaran diganti dengan proses
penambahan kalor dari sumber kalor luar
4. Proses pengeluaran diganti dengan proses
pembuangan kalor yang mengalirkan fluida kerja
ke kondisi awal siklus.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
10/87
Asumsi Udara Standar
Asumsi Lain:
Coldair-standardassumptions
Jika kalor jenisdianggap konstan &diterapkan pada suhukamar 25 oC
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
11/87
9-4 Tinjau Ulang Mesin Reciprocating
Top dead center (TDC)
posisi piston saat terbentuk volumeterkecil dalam silinder
Bottom dead center (BDC)
posisi piston saat terbentuk volumeterbesar dalam silinder
Stroke (Displacement)dari Engine
jarak terbesar dari pergerakan pistonantara TDC dan BDC
Borediameter piston
Intake ValveKatup Hisap
Exhaust ValveKatup Buang
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
12/87
9-4 Tinjau Ulang Mesin Reciprocating
Clearance Volume
volume minimum yangterbentuk saat piston berada padaTDC
Displacement Volume
volume antara TDC dan BDC
Compression Ratio (r)rasio
volume maksimum & volumeminimum yang terbentuk
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
13/87
MEP
(Mean Effective Pressure)
Tekanan rata-rata fiktifyang menghasilkan kerja netto
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
14/87
Mesin Bensin & Mesin Diesel
Berdasarkan bagaimana proses pembakaran terjadi dalam silinder,
Mesin Reciprocatingdapat digolongkan sebagai :
1. Spark - Ignition (SI) engines
2. Compression - Ignition (CI) engines
Pada Mesin Bensin (SI engine)pembakaran campuran bahan bakarudara dibantu dengan penyalaan
busi (spark plug)
Pada Mesin Diesel (CI engine)
campuran bahan bakar
udara terbakar sendiri akibat kompresi udara diatas suhu penyalaan campuran bahan bakar udara (self ignitiontemperature)
Siklus OttoSiklus Ideal Mesin Bensin
Siklus DieselSiklus Ideal Mesin Diesel
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
15/87
9-5 Siklus Otto
Siklus Ideal untuk Mesin Bensin 4 Langkah
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
16/87
Proses-Proses pada Siklus Otto
Siklus Otto ideal terdiri dari 4 proses, yaitu :
1-2 Isentropic compression
2-3 Constant-volume heat addition
3-4 Isentropic expansion
4-1 Constant-volume heat rejection
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
17/87
Analisis Termal Siklus Otto
Kesetimbangan Energi:
Perpindahan Kalor masuk & keluar dari
fluida kerja :
Efisiensi Termal Siklus Otto Ideal
(dgn asumsi cold air standard) :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
18/87
Analisis Termal Siklus Otto
Proses 1-2 dan 3-4 adalah isentropik,
Dan v2 = v3 dan v4 = v1
Sehingga :
Substitusi persamaan-persamaan ini ke
hubungan efisiensi termal menghasilkan :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
19/87
Hubungan
Rasio Kompresi (r) vs Efisiensi Termal (th)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
20/87
EXAMPLE 92
Siklus Otto IdealSuatu siklus Otto ideal mempunyai rasio kompresi r =
8.Pada awal proses kompresi, udara pada 100 kPadan 17C, dan kalor sebesar 800 kJ/kg ditransferselama proses penambahan kalor pada volume
konstan. Dengan mempertimbangkan variasi kalorjenis udara terhadap suhu, tentukan :
(a) Suhu & Tekanan maksimum
(b) Kerja Keluaran Netto(c) Efisiensi Termal, dan
(d) MEP (Mean Effective Pressure)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
21/87
EXAMPLE 92
Siklus Otto IdealSuatu siklus Otto ideal mempunyai rasio kompresi r =
8.Pada awal proses kompresi, udara pada 100 kPadan 17C, dan kalor sebesar 800 kJ/kg ditransferselama proses penambahan kalor pada volume
konstan. Dengan mempertimbangkan variasi kalorjenis udara terhadap suhu, tentukan :
(a) T3= 1575,17 K, P3= 4345,3 kPa
(b) wnet= 418,25 kJ/kg(c) Otto= 52,28 %
(d) MEP = 574,31 MPa
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
22/87
EXAMPLE 92
Siklus Otto Ideal
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
23/87
(a) Suhu & Tekanan maksimum pada siklus Otto terjadi pada
Kondisi 3 (proses penambahan kalor pada V = konstan).
Namun, mula-mula perlu ditentukan Suhu & Tekanan udara pada akhir
proses kompresi (Kondisi 2) & informasi pada kondisi awal (Kondisi 1).
Dengan Tabel A-17 (Tabel Udara), didapatkan :
Proses 1-2(Kompresi Isentropik Gas Ideal) :
Pers. Gas
Ideal
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
24/87
Proses 2-3 (Proses Penambahan Kalor pada V = konstan) :
Dengan T3:
Pers. Gas
Ideal
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
25/87
(b) Kerja Keluaran Nettodidapat dengan Kesetimbangan Energi.
Mula-mula ditentukan dahulu energi dalam udara pada Kondisi 4.
Proses (Proses Pembuangan Kalor pada V = konstan) :
Sehingga :
Proses 3-4 (Proses Ekspansi Isentropik Gas Ideal) :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
26/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
27/87
(d ) MEP (Mean Effective Pressure):
Sehingga :
dengan :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
28/87
9-6 Siklus Diesel
Siklus Ideal untuk Mesin Diesel
(Compression-Ignition Engines)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
29/87
Kesetimbangan energi untuk Proses 2 3 :
Kesetimbangan energi untuk Proses 4 1 :
Sehingga, efisiensi termal mesin Diesel sbb :Cut-Off ratio (rc) :
Atau :Untuk rc= 1
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
30/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
31/87
EXAMPLE 93
Siklus Diesel Ideal
Suatu siklus Diesel ideal dengan udara sebagai fluida
kerja mempunyai rasio kompresi 18 dan rasio cut-off
sebesar 2. Pada awal proses kompresi, fluida kerja pada
kondisi 14.7 psia, 80F, dan 117 in3.Dengan menggunakan asumsi cold-air standard,
tentukan:
(a) Suhu & Tekanan udara pada akhir tiap proses,
(b) Kerja keluaran netto & efisiensi termal, dan
(c) MEP (Mean Effective Pressure).
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
32/87
EXAMPLE 93
Siklus Diesel Ideal
Suatu siklus Diesel ideal dengan udara sebagai fluida
kerja mempunyai rasio kompresi 18 dan rasio cut-off
sebesar 2. Pada awal proses kompresi, fluida kerja pada
kondisi 100 kPa, 27C, dan 1920 cm
3
.Dengan menggunakan asumsi cold-air standard,
tentukan:
(a) Suhu & Tekananudara pada akhir tiap proses,
(b) Kerja keluaran netto
(c) Efisiensi termal
(c) MEP (Mean Effective Pressure)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
33/87
Jawab :
Asumsi :
1. Cold
air - standard assumption sehingga
udara dapat diasumsikan mempunyai kalor
jenis konstan pada suhu kamar.
2. Perubahan Energi Kinetik & Potensial
diabaikan
Sifat-Sifat Table A2E.a
Konstanta spesifik udara,R = 0.3704 psia ft3/lbm R dan
sifat-sifat lain pada suhu kamar :cp = 0.240 Btu/lbm R,
cv = 0.171 Btu/lbm R, dan
k = 1.4
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
34/87
Analisis
DiagramP-V dari siklus Diesel ideal dapat dilihat pada gambar dibawah.
Catat bahwa udara berada dalam silinder sehingga membentuksistem tertutup.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
35/87
(a) Nilai Suhu & Tekanan pada akhir tiap proses dapatditentukan dengan hubungan isentropik gas idealuntuk proses 1-2 dan 3-4.
Namun, mula-mula ditentukan Volume pada akhirtiap prosesdari definisi rasio kompresi (r) dan
rasio cut-off (rc) :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
36/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
37/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
38/87
Proses 4-1 adalah proses pembuangan kalor pada V = konstan (tidak ada iteraksi
kerja).
Jumlah kalor yang dibuang sebesar :
Sehingga,
Efisiensi termal menjadi :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
39/87
(c) MEP (Mean Effective Pressure) ditentukan dari :
Diskusi
Catat bahwa suatu tekanan konstan 110 psia selama siklus akan menghasilkan kerja
keluaran netto yang sama.
Efisiensi termal siklus Diesel ideal dengan asumsi cold-air-standard dapat juga
ditentukan dari persamaan :
9 8 Sikl B t
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
40/87
9-8 Siklus Brayton
Siklus Ideal untuk Turbin Gas
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
41/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
42/87
Sehingga, efisiensi siklus Brayton :
Rasio Tekanan :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
43/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
44/87
BWR (Back Work Ratio)
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
45/87
EXAMPLE 95
Siklus Brayton I deal Sederhana
Suatu PLTGyang beroperasi pada siklus Brayton ideal
mempunyai rasio tekanan 8. Suhu gas masuk
kompresor 300 K dan suhu masuk turbin 1300 K.Dengan asumsi udara standar, tentukan :
(a) Suhu gaspada sisi keluar kompresor & turbin,
(b) BWR (Back Work Ratio)dan(c) Efisiensi Termal
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
46/87
Jawab :
Asumsi :
1. Kondisi operasi tunak (steady)
2. Asumsi udara standard
3. Perubahan energi kinetik &
energi potensial diabaikan
4 Variasi kalor jenis terhadap suhu
dipertimbangkan
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
47/87
Analisis
Diagram T-s siklus Brayton ideal dapat dilihat pada gambar dibawah.
Catat bahwa komponen yang terlibat dalam siklus Brayton adalahjenis peralatan dengan kondisi aliran tunak.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
48/87
(a) Suhu udara pada sisi keluar kompresor & turbin ditentukan dari hubungan
isentropik :
Proses 1-2 (Kompresi Isentropik gas ideal):
Proses 3-4 (Ekspansi Isentropik gas ideal):
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
49/87
(b) BWR (Back Work Ratio) dapat ditentukan dengan menghitung dahulu Kerja
masukan Kompresor & Kerja Keluaran Turbin :
Sehingga :
BWR sebesar 0,403 dapat diartikan bahwa 40,3 % daya keluaran turbin
digunakan untuk menggerakkan kompresor.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
50/87
(c) Efisiensi Termal adalah rasio antara Daya Keluaran Netto dengan Kalor
Masukan Total :
Sehingga :
Efisiensi Termal dapat pula ditentukan dari :
dengan :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
51/87
Diskusi
Dengan asumsi cold-air-standard (nilai kalor jenis tetap pada suhu kamar),
efisiensi termal sebesar :
Hasil ini cukup dekat dengan nilai yang ditentukan dengan variasi kalor jenis
terhadap suhu.
D i i Sikl T bi G
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
52/87
Deviasi Siklus Turbin Gas
Aktual & Ideal
Efisiensi Isentropik Kompresor :
Efisiensi Isentropik Turbin :
EXAMPLE 9 5
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
53/87
EXAMPLE 95
Siklus Brayton I deal Sederhana
Suatu PLTG yang beroperasi pada siklus Brayton ideal
mempunyai rasio tekanan 8. Suhu gas masuk kompresor
300 K dan suhu masuk turbin 1300 K.
Dengan asumsi udara standar, tentukan :
(a) Suhu gas pada sisi keluar kompresor & turbin,
(b) BWR (Back Work Ratio) dan(c) Efisiensi Termal
EXAMPLE 9 6
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
54/87
EXAMPLE 96
Siklus Turbin Gas Aktual
Suatu PLTG yang beroperasi pada siklus Brayton aktual
mempunyai rasio tekanan 8. Suhu gas masuk kompresor
300 Kdan suhu masuk turbin 1300 K.
Dengan mengasumsikan efisiensi kompresor 80% dan
efisiensi turbin 85%, serta asumsi udara standar, tentukan:
(a) BWR (Back Work Ratio),
(b) Efisiensi Termal, dan
(c) Suhu keluar turbin
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
55/87
Analisis :
(a) Diagram T-s siklus Brayton aktual :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
56/87
Kerja Kompresor & Turbin aktual ditentukan dengan menggunakan definisi
efisiensi kompresor & efisiensi turbin, yaitu :
Kompresor :
Turbin :
Sehingga :
Nilai BWR = 0,592 berarti sekarang kompresor mengkonsumsi 59,2%
dari kerja keluaran turbin (nilai BWR naik dari kondisi ideal sebesar40,3%).
Kenaikan ini disebabkan irreversibilitas yang terjadi di dalam kompresor
& turbin.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
57/87
(b) Pada kasus ini, udara keluar kompresor pada suhu & entalpi yg lebih tinggi, yg
dapat ditentukan sbb :
Sehingga :
dan
Irreversibilitas terjadi dalam turbin & kompresor sehingga efisiensi termal
turun dari 42,6% menjadi 26,6%.
Pada contoh soal ini ditunjukkan begitu sensitifnya performansi PLTG karena
efisiensi kompresor & turbin.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
58/87
(c) Suhu udara pada sisi keluar turbin ditentukan dari kesetimbangan energi pada
turbin :
Dari tabel A-17 didapat :
Diskusi
Suhu pada sisi keluar turbin lebih tinggi dari pada suhu pada sisi keluar
kompresor (T2a=598 K). Dengan ini ini dapat disarankan penggunaan
regenerator untuk mereduksi biaya bahan bakar.
9 9 Sikl B t d
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
59/87
9-9 Siklus Brayton dengan
Regeneration
Regenerator adalah suatu alat penukarkalor (heat exchanger) untuk
mempertukarkan kalor dari fluida panas
ke fluida dingin
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
60/87
Kalor Regenerator (Yang Dimanfaatkan) Aktual &
Maksimal :
Efektivitas (e) :
Atau :
Efisiensi Termal (h) :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
61/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
62/87
Mula-mula ditentukan dahulu entalpi udara pada sisi keluar regenerator dengan
menggunakan definisi efektivitas :
Sehingga :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
63/87
Diskusi
Catat bahwa efisiensi termal PLTG naik dari 26,6% menjadi 36,9% sebagai akibat
dari pemasangan regenerator yg membantu memanfaatkan sejumlah energi termal
dari gas buang.
Hal ini menunjukkan penghematan 220,0 kJ/kg kebutuhan masukan kalor.
Penambahan regenerator (diasumsikan tanpa gesekan), tidak mempengaruhi
keluaran daya netto. Sehingga efisiensi termal menjadi :
9-10 Siklus Brayton dengan
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
64/87
9 10 Siklus Brayton dengan
Intercooling, Reheating, dan Regeneration
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
65/87
Proses Dengan Intercooling & Reheating
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
66/87
C t h S l 9 8
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
67/87
Contoh Soal 9.8
Turbin Gas dengan Reheating dan Intercooling
Suatu siklus turbin gas ideal dengan 2 langkah kompresi & 2 langkahekspansi mempunyai rasio tekanan keseluruhan sebesar 8. Udara masuk
tiap tahap kompresor pada 300 K dan masuk pada tiap tahap turbin pada
1300 K.
Tentukan BWR (Back Work Ratio) dan efisiensi termal siklus turbin gas
ini, dengan mengasumsikan :(a) Tanpa Regenerator dan
(b) Dengan Regenerator Ideal (efektivitas 100%)
Bandingkan hasilnya dengan yg didapat dalam Contoh Soal 9-5.
Jawab :
Asumsi :
1. Kondisi operasi tunak.
2. Asumsi udara standard.
3. Perubahan energi kinetik & potensial diabaikan.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
68/87
Analisis
Diagram T-s siklus turbin gas dapat dilihat pada gambar di bawah.
Catat bahwa siklus melibatkan 2 tahap ekspansi, 2 tahap kompresi &
regenerasi.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
69/87
Untuk 2 tahap kompresi & ekspansi, kerja masukan diminimalkan & kerja keluaran
dimaksimalkan.
Sehingga :
dan
Udara masuk tiap tahap kompresor pada suhu yang sama & tiap tahap mempunyai
efisiensi isentropik yg sama (dalam kasus ini 100%).Maka, suhu (dan entalpi) udara pada sisi keluar dari tiap tahap kompresi akan sama.
Secara analog, diterapkan juga untuk turbin.
Sehingga :
Pada sisi inlet:
Pada sisi keluar :
D k di i i i k j k k i h k k & j k j
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
70/87
Dengan kondisi ini, kerja masukan ke tiap tahap kompresor akan sama & juga kerja
keluaran dari tiap tahap turbin.
(a) Tanpa Regenerator, BWR & efisiensi termal ditentukan dengan data dari
Tabel A-17 sbb :
S hi
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
71/87
Sehingga :
Jadi :
dan
Perbandingan hasil dari contoh soal ini dengan hasil dari contoh soal 9-5 (1 tahap
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
72/87
g g ( p
kompresi & ekspansi) mengungkapkan bahwa kompresi multistage dengan
intercooling & ekspansi multistage dengan reheating akan memperbaiki BWR (BWR
turun dari 40,3% menjadi 30,4%), namun efisiensi termal turun (dari 42,6% menjadi
35,8%).
Maka, intercooling dan reheating tidak dianjurkan dalam sistem PLTG jika tidak
disertai juga dengan regenerasi.
(b) Dengan Regenerator Ideal (efektivitas 100%, tanpa penurunan tekanan) tidak
mempengaruhi kerja kompresor & kerja turbin.
Maka kerja keluaran netto & BWR dari siklus turbin gas ideal adalah sama, apakah
dengan atau tanpa regenerator.
Namun demikian, regenerator akan mereduksi kebutuhan masukan kalor dengan
memanaskan awal udara yang keluar dari kompresor dengan menggunakan gas buangpans.
Dalam Regenerator Ideal, udara terkompresi dipanaskan ke suhu keluar turbin T9
sebelum masuk ke ruang bakar. Sehingga dengan asumsi udara standard, h5 = h7 = h9.
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
73/87
dan
Masukan kalor & efisiensi termal dalam kasus ini adalah sbb :
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
74/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
75/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
76/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
77/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
78/87
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
79/87
9-11 Siklus Jet-Propulsion Ideal
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
80/87
Gaya Dorong (Thrust Forcc) :
Daya Propulsive :
Efisiensi Propulsive :
Contoh Soal 9 9
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
81/87
Contoh Soal 9.9
Siklus PropulsiJet Ideal
Suatu pesawat terbang turbo jet terbang dengan kecepatan850 ft/s pada ketinggian (altitude) dimana udara pada
kondisi 5 psia dan 40F. Kompresor mempunyai rasio
tekanan 10 & suhu gas masuk turbin pada 2000F. Udara
masuk kompresor dengan laju 100 lbm/s. Dengan asumsicold-air-standard, tentukan :
(a) Suhu & Tekanan gas pada sisi keluar turbin
(b) Kecepatan gas pada sisi keluar nozzle
(c) Efisiensi Propulsive dari siklus ini
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
82/87
(a) Sebelum ditentukan suhu & tekanan pada sisi keluar turbin perlu ditentukan suhu
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
83/87
(a) Sebelum ditentukan suhu & tekanan pada sisi keluar turbin, perlu ditentukan suhu
& tekanan pada kondisi yg lain :
Proses 1-2 (kompresi isentropik gas ideal pada difusor):
Untuk lebih mudahnya dapat diasumsikan bahwa pesawat terbang adalah diam &udara bergerak menuju pesawat terbang dengan kecepatan V1 = 850 ft/s. Secara ideal,
udara keluar difusor dengan kecepatan yg dapat diabaikan (V2 = 0):
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
84/87
(b) Untuk menentukan kecepatan udara pada sisi keluar nozzle, perlu ditentukan
d h l h k l d i l & k k i b i li t k
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
85/87
dahulu suhu keluar dari nozzle & menerapkan keseimbangan energi aliran tunak.
Proses 5-6 (ekspansi isentropik gas ideal di dalam nozzle):
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
86/87
Diskusi
-
8/10/2019 Siklus Daya Gas (Brief)
87/87
Perhitungan bentuk energi lain sbb :