Ppt Termodinamika Pemicu 1

8/19/2019 Ppt Termodinamika Pemicu 1

1/71

T E R M O D I N A M I K A P B L - 1

D I A G R A M P V T & S I F A T Z A T M

O L E H : K E L O M P O K 3A D I T H A O K T A R I A N Y D E S I R I A N A S A P U T R I

I V A R A U D YA T U Z Z A H R A

S E K A R AY U C H A D A R W AT I

Y U S R A N FA C H R I R E Z A


2/71

SOAL 1 The following diagram shows a simple steam power plant osteady state with water circulating through the components, p

MW of electricity. Relevant data at key locations are given onstimate the amount of natural gas re!iured "y assuming thatto drive the pump is negligi"le. &lso, determine the mass 'owwater circulating through the steam power plant and of the copassing through the condenser, in kg(s. )se a reasona"le vae*ciency of the power plant and state your assumptions.

)se the + dimensional $-v and $-T and 3 dimensional $/T +1 to show the path of the working 'uid along the cycle ind

position of point 2-+-3-. 4ndicate the numerical values of pretemperatures of this on the diagram


3/71


4/71

PERTANYAAN & ASUMSI

• Mass 'ow rate of the water circulating through the ste

power plant 5• Mass 'ow rate of the cooling water passing through t

condenser 5

• *ciency of the power plant5

&sumsikan

• 6aya pompa dia"aikan Wpump 7 0

• 8istem tur"in adia"atis 9 7 0

• :ooling water menerima panas 200 ;


5/71

SISTEM TURBIN&dia"atis, 1pen 8ystem, 8teady 8t

w 7 h2 > h+> w 7 300 > +33.+> w 7 [email protected] kB(kg

730 MW 7

CaDu alir massa steam

h2 7 300 kB(kg

h+ 7 hl = FGhlv

h+ 7 0.2 G 2?A.A = 0.H G

[email protected]+ 7 +33.+ kB(kg


6/71

SISTEM KONDENSER1pen 8ystem, 8teady 8tate


7/71

SISTEM BOILER1pen 8ystem, 8teady 8tate

7 3+32 kB(kg

77 +A.2@ kg(s G 3+32 kB(kg7 H0H@+ kB(s 7 H2 MW

siensi 7 Wtur"in(9"oiler 7 30(H2G200;

h 7 2?H kB(kg

h2 7 300 kB(kg


8/71

SISTEM POMPA &dia"atis, 1pen 8ystem, 8teady

20 kB(kg


9/71

DIAGRAM P-V


10/71

DIAGRAM P-T


11/71

DIAGRAM PVT


12/71

SOAL NO. 2

The students in the thermodn!mi"s "#!ss h!$e

#e!rned !%out PVT &ro&erties o' (!ter)stre!m* No(th!t the !re re!d 'or the ne,t ste& to #e!rn the "m!ss !nd ener- %!#!n"es ./rst #!( o' thermodn!m!s1ed their instru"tor to -i$e them one e!s &ro%#emHere2s the &ro%#em the re"ei$ed* S!tur!ted ste!3u!#it o' 4*56 .567 m!ss !s s!tur!ted $!&or0 is !$&ressure o' 8 %!r !nd 9o( r!te o' : 1-)se"* A su&

ste!m stre!m is !#so !$!i#!%#e !t 8 %!r !nd ;44oC*Ho"om%ine the t(o stre!ms to &rodu"e ! s!tur!ted ste!!t 8 %!r< St!te our !ssum&tions*


13/71

SKEMA SISTEM ASUMSI

Jasis 7 2 s

• 8istem adalah open system yang ste

•


14/71

PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN

• Leraca Massa Total

= N 7 O ....2

• Leraca nergi


15/71

MENGGABUNGKAN PERSAMA

NERACA MASSA DAN NERACA EN

...+

•


16/71

MENCARI NILAI ENTALPI MASING

MASING ALIRAN

• &liran 8aturated 8team P Kualitas )ap 7 0,HA $ 7 @ Jar 7 0,@ Mpa

h x 7 0,0+ . ?0,2H = 0.HA . +IA,2

h x 7 +I0@,H2A kD(kg

•


17/71


MASING ALIRAN

• &liran N 8uperheated 8team P

$ 7 @ Jar 7 0,@ Mpa

T 7 +00 Q:

h y 7 +A@@,H kD(kg


18/71


MASING ALIRAN

• &liran O 8aturated 8teamP

$ 7 @ Jar 7 0.@ Mpa

h z 7 +IA,2 kD(kg


19/71

SUBSTITUSI NILAI

Substitusi nilai h ke persamaan (2):

N 7

N 7 2 kg

N 7 0,3H22 kg

•

Substitusi ke persam

= N 7 O

2 kg = 0,3H22 kg 7 O

O 7 2,3H22 kg

Badi, untuk mendapatkan 2,3H22 kg(s uap Denuh 200;tekanan @ "ar, superheated steam harus di-supply den

alir massa 0,3H222 kg(s.


20/71

SOAL NO. 3 (PART 1

• Kemi would like to learn a"out pvT pressure-volume-

temperature diagram all "y himself as his thermodynclass instructor encouraged the students to improve t

directed learning skill. )nfortunately, things did not g

for Kemi. Nou decided to help Kemi. Nou found the foll

diagram and decided to use it.


21/71

PVT DIAGRAM


22/71

PEN!ELASAN DIAGRAM

• 8etiap garis pada permukaan menyatakan keadaan s

dan garis-garis menunDukkan proses isotermal.• 8etiap permukaan menunDukkan keadaan fasa suatu

• Keadaan fasa di"agi menDadi dua, yaitu keadaan fasa

dan keadaan dua fasa.

• 6aerah "er"entuk ku"ah yang terdiri dari fasa cair da

uap dise"ut ku"ah uap.• Ku"ah uap di"atasi oleh garis cair Denuh dan garis ua

• $uncak ku"ah dimana garis cair Denuh dan garis uap D

"ertemu dise"ut titik kritis.


23/71

SOAL NO.3 PART 2

E"PLAIN THE FOLLO#ING:•

The signicance of the surface marked as solid-li!uidvapor, and li!uid-vaporS the signicance of the triple

condition in terms of pressure and temperature,where

li!uid or gas is the sta"le phase at e!uili"rium. Nou go

"y showing two dimensional $T diagram shown "elow


24/71

DAERAH $ DAERAH PADA DIAGRA


25/71

SOAL NO.3 PART 3

• $repare pvT, pT, and pv phase diagrams of water.

•

4ndicate the approFimate position of the following conthe three diagramsP water "oiling in the imalaya

mountainSwater "oiling in &ncol area BakartaS ice melt

north-poleS supercritical water used to destroy wasteS

melting under the "lade of skater shoe, water and wa

having the same density, and normal "oiling point.


26/71

AIR MENDIDIH DI HIMALAYA & A

Ketika "erada dipegunungan, tekanan

akan semakin tinggi.Kenaikan tekanan inimenye"a"kanperu"ahan titik didihsehingga untukmendidihkan air padapegunungan, "utuhwaktu yang lamameskipun Dumlah airyang dire"us sama.


27/71

ES MELELEH DI KUTUB UTARA

8uhu meningkat

$eru"ahan fasapadat ke cair

Kondisi tekanan sama,temperatur "er"eda

ISO=ARIK


28/71

SUPERCRITICAL #ATER USED TO

DESTROY #ASTE


29/71

ES MENCAIR PADA PISAU YANG BE

PADA BAGIAN BA#AH SEPATU SKA

• 8uatu fase padat dapat di"erikan tekanan sampai "er

menDadi fase cair.

• 6iagram $-T terse"ut menggam"arkan suatu peristiw

fase padat le"ih tidak rapat daripada fase cair sehing

ditekan sampai "eru"ah fase sifat anomali.

• s mencair pada pisau yang "erada pada "agian "aw

skater karena adanya peningkatan tekanan saat sepa

skating digunakan.


30/71


31/71

AIR DAN UAP AIR MEMILIKI MASSA !ENIS DAN TIT

DIDIH NORMAL YANG SAMA

$ada gam"ar terlihat garisB,K L,9,: merupakankurva uap. $roses diawalidari B,K dengan pemanasanyang meningkat sampaidengan titik kritis critical

point dan "erlanDutdisepanDang garis volumespesik yang konstan /c./c adalah volume

spesik (molar yang

konstan sepanDang garis


32/71

• 6ensitas air dan uap air akan memiliki densitas yang

pada titik kritis karena volume spesik( molar akan.

Duga dapat diturunkan dengan formula P

7 m(/ "ila / 7 konstan sehingga 7 m

• Massa li!uid air sama dengan massa vapor a

mempunyai massa yang sama. Massa li!uid air a

dengan vapornya karena Dumlah mol yang sama akan

volume Denis(molar yang sama

SOAL NO 3 PART %


33/71

SOAL NO.3 PART %

E"PLAIN USING THE THE PHASE DIAGRAM #

• 4ce 'oats in antartics sea, water is incompress

intensive and eFtensive varia"les,

iso"aric(isochoric(isothermal processes

C O S CS S


34/71

>!m%!r ?* 6iagram $-/-T untat yang menyusut saatmem"eku

>!m%!r ;. 6iagram $-/-T untukat yang mengem"ang saat

mem"eku

ICE FLOATS IN ANTARTICS SEA



35/71

$ada fasa ini, volume spesik dari masing-masidiagram menunDukan adanya per"edaan, yaitu Uam"ar + terlihat "ahwa volume spesik mengkenaikan, sedangkan volume spesik pada UammenunDukan penurunan


P ' Z C )


36/71

P' Z C)*

8uhu

menurun

/olumemenyus

ut

6ensitasmeningk

at

7

m(v

P ' A)


37/71

P' A)*

8uhumenurun

/olumemenyusut

/olumemengem"ang

6ensitasmenurun

ANO@AI AIR

#ATER IS INCOMPRESSIBLE


38/71

#ATER IS INCOMPRESSIBLE• Vluida incompressi"le merupakan 'uida yang memilik

yang konstan terhadap peru"ahan tekanan

• 6ensitas air tidak mengalami peru"ahan seiring deng

peru"ahan tekanan.

INTENSIVE AND E"TENSIVE


39/71

INTENSIVE AND E"TENSIVE

VARIABLES• 8ifat intensif adalah sifat dari suatu at yang tidak ter

dari ukuran atau Dumlah sistem.

• :ontoh sifat intensif adalah konsentrasi, titik leleh, tittekanan, energi spesik, volume spesik dan suhu.

• /aria"el ekstensif adalah nilai yang "esarnya dipenga

Dumlah setiap "agian yang menyusun sistem terse"ut

• :ontoh sistem ekstensif adalah maasa, volume, dan e

• /aria"el intensif adalah sifat yang tidak dipengaruhi o

ukuran atau Dumlah sistem, sehingga memiliki variasi

"agian pada waktu yang "er"eda.

•

:ontoh sifat intensif adalah tekanan dan temperatur

ISOBARIC PROCESS


40/71

ISOBARIC PROCESS

Diagram p-V pada proses isobarik

1 2

V2

V1

p

V

$ada gam"ar diatas adalah se"uah diagram pdan di"awahnya adalah se"uah selinder yandiisi dengan gas dan dianggap ideal dan didalasilinder ada torak yang dapat "ergerak "e"as.

PEN!ELASAN SKEMA


41/71

PEN!ELASAN SKEMA

$ada gam"ar terlihat keadaan gas "eru"ah dari keadaan 2 dim

yang telah diisi gas yang dianggap ideal dengan volume /2

keadaan + dengan cara memanaskan silinder aki"

mengem"ang ( ekspansi mengaki"atkan sistem melakukan k

mendorong torak keluar mengaki"atkan volume gas "ert

sehingga tekanan gas dalam silinder pada waktu dipanaskan

dengan terdorongnya torak keluar sehingga tekanan lama

"erkurang dan menDadi sama dengan tekanan awal p2 7

tekanan dalam keadaan konstan(tetap.

ISOKHORIK


42/71

ISOKHORIKJerdasarkan diagram

terlihat Delas "ahwa u

tekanan Denuh terdap

temperatur Denuh terte

isokhorik ini "erhu"ung

"e"erapa macam sifat

"erdasarkan hukum gas

dikemukakan oleh U

6imana proses isok

terDadi pada sistem te

"erlaku hu"ungan P

...... +

.............3

ISOTHERMAL


43/71

ISOTHERMAL

• $roses isothermalP suatu peru"ahan keadaan yang di

suatu system pada saat suhunya konstan, atau pada

0.

• Tetap "erlaku rumus persamaan gas ideal P p./ 7 n.R

• Karena suhu pada sistem konstan dan nilai n serta R

rumus persamaan gas ideal diatas nilainya tidak "eru

maka sesuai dengan rumus tadi dapat dinyatakan p./konstan, sehingga "erlakuP

•

SOAL NO 3 PART +


44/71

SOAL NO.3 PART +

• 6etermine degrees of freedom of a point, lines, and s

the $/T diagram of water using the Ui""s phase rule.

GIBBS PHASE RULE


45/71

GIBBS PHASE RULE

• V adalah degree of freedom• : adalah Dumlah komponen

• $ adalah Dumlah fasa.

• )ntuk titik triple dengan at murni, : "erDumlah

2, $ "erDumlah 3, sehingga V adalah 0.

• $ada titik kritis, : "erDumlah 2, $ "erDumlah +,

sehingga V adalah 2.

F


46/71

SOAL NO 3 PART ,


47/71

• 6etermine the phase or phases in a system

consisting of +1 at the following conditionsP @

"ar, [email protected] :S @ "ar, +00 :S +00 : , +.@ Mpa.

&. $7 @ "ar 7 0.@ Mpa 7 .H atm

T7 [email protected] :

J. $7 @ "ar 7 0.@ Mpa 7 .H atm

T7+00 :

:. $7 +.@ Mpa

T7+00 :

SOAL NO.3 PART ,

A


48/71

A

C49)46 - /&$1R

B


49/71

B

8)$R&T6/&$1R

C


50/71

C

8)J:11C6C49)46

SOAL NO %


51/71

SOAL NO. %• Two kg of a two-phase, liquid-vapor mixture of carbon dioxid

exists at #$ %C in a $&$' m tank& )etermine the quality of th

if the values of speci*c volume for saturated liquid and saturC! at #$ %C are $&+.$ m /kg and &+!#.$ m /kg, respec

Di1et!hui B

• :ampuran terdiri dari satu su"stansi murni hanya :1+

• m total 7 + kg

• / total 7 0.0@ m3

• T7 0 X:

• saturated li!uid cair 7 0.AH?

• saturated vapor uap 7 3.A+203 m3(kg

•

• :ampuran terse"ut dianggap "ahwa semuanya memenuhi t

hi d l l d l


52/71

sehingga dengan volume total campuran data massa total c

diketahui, maka kita dapat menghitung volume spesik tota

kualitas campuran terse"ut.

• 6imana F adalah kualitas uap , sehingga kualitas dari camp

adalah 0.?@ uap dan 0.3@3? cairan F adalah fraksi mass

SOAL NO +


53/71

SOAL NO. +Latural gas transportation over long distances could "e done

gas is shipped either as li!ueed natural gas CLU or compresgas :LU. 4f the ship cargo capacity is +@00 m 3, determine wh

transportation would accommodate more natural gas each trip5

&ssume the following storage conditionsP 2 "ar and -2?+ Q: for C"ar and room temperature for :LU. To do the calculationcompressi"ility factor that could "e downloaded from the interncompressi"ility of natural gas.

:ompare your results with the values calculated using the

correlation for O proposed "y $iter, employing the acsentric facnatural gas to "e pure methane and report the diYerence in peFplain the diYerence "etween two parameters and three generalied correlation5

6ata untuk : $ada &pendiF J-2


54/71

p

• /olume kapal kargo 7 +@00 m3

• $c Tekanan Kritis 7 @,HH "ar

• Tc 8uhu Kritis 7 2H0,? K

• /c /olume Kritis 7 HA,? cm3(mol

• Oc Kompresi"ilitas Uas Kritis 7 0,+A?

• Z Vaktor &sentrik 7 0,02+

&sumsi kondisi penyimpanan pada soal P

Keter!n-!n N> CN>

P .%!r0 2 2+@

T .K0 222 +HA

PERHITUNGAN MOL TRANSPORTAS


55/71

PERHITUNGAN MOL TRANSPORTAS

2. Menghitung nilai Tr dan $r tereduksi

+. Mencari volume molar CLU menggunakan persamaan 3.?

KeteranganP

P masa Denis yang tereduksi

•

3. Menentukan massa Denis tereduksi r


56/71

r yang diperoleh adalah +,I3

•


57/71

. Menentukan Dumlah mol n pada CLU

P E R H I U N G A N M O L R A N P O R A S I C N G :


58/71

2. Menghitung nilai Tr dan $r•

2. Menentukan Lilai O "erdasarkan Tr dan $r Menggunak

Urak & + pada &ppendiF Moran


59/71

Lilai O yang diperoleh adalah se"esar 0,A

Urak &.+ pada &ppendiF Moran

0,84

3. Menentukan Dumlah mol n pada :LU

ik h i

•


60/71

6iketahui P

$ 7 2+@ "ar 7 2+3,+@ atm

/ 7 +@00 m3 7 +,@ F 20? liter

O 7 0,A

R 7 0,0A+2 atm.C(mol.K

T 7 +HA K

Maka P

n 7

N> se%es!r d!n CN> se%es!r + m!1! d!&!t disim&u#&en-!n-1ut!n -!s !#!m !n- &!#in- e/sien !d!#!h -!s N> 1!ren! um#!h mo# !n- di&ero#eh #e%ih %es!r di%den-!n um#!h mo# CN>

M E N G G U N A K A N M E O D E 3 P A R A M E E R


61/71

( P I Z E R

Perhitungan pada CNG :

2. Menghitung nilai Tr dan $r

•

•

•

+. Menentukan Lilai O0 "erdasarkan hasil Tr dan $r dengan

metode interpolasi)

•

Tr

Pr

+,0000 3,0000

:+8 0,A3+A 0,IAAI

:+ 0,AI3A 0,A20


62/71

• Menentukan nilai O2 P

• Menentukan nilai O+ P


•

3. Menentukan Lilai O2 "erdasarkan Tr dan $r

• P


63/71


• Menentukan nilai O+ P


Tr

Pr

+,0000 3,0000

:+8 0,2A0? 0,+33

:+ 0,2I+H 0,+3A2


64/71

. Menentukan nilai O menggunakan O0 dan O2 "erdasarpersamaan $iter

@. Menentukan Dumlah mol :LU

n 7

•

M E M B A N D I N G K A N H A S I L P E R H I U N G A N


65/71

D E N G A N H A S I L P E R H I U N G A N P I Z E R ( C

• asil perhitungan "iasa,

• asil perhitungan dengan persamaan $iter,• Maka P

•

E"PLAIN THE DIFFERENCE BET#EN T#O PARAMETER AN

THREE PARAMETER GENERALIZED CORRELATION


66/71

THREE PARAMETER GENERALIZED CORRELATION

- Teori corresponding state dengan 2 parameter menyatakan bahwa

sema !"ida #ika dibandingkan pada sh redksi $Tr) dan tekanan

redksi $%r) yang sama akan memi"iki !aktor kompresibi"itas $&)

yang sama dan sema penyimpangan dari peri"ak gas idea" #ga

sama.

- %rinsip dengan 2 parameter hanya ber"ak ntk !"ida sederhana

gas m"ia seperti 'rgon, (ripton, dan enon. 'pabi"a prinsip 2

parameter ini diterapkan pada !"ida "ain, akan ter#adi penyimpangan

yang menandakan peningkatan ketidakidea"an !"ida tersebt.


67/71

- Bika kita memplot grak log $r vs 2(Tr maka untuk 'uida sederhenon, dan Kripton akan memiliki gradien yang sama dimana nnol artinya memenuhi teori keadaan se"anding dua parameterpada fluida lain, ketika dimasukkan kedalam rumus Z akan di

Z[0.

- karena penggunaan persamaan keadaan "ersamaan + menunDukkan penyimpangan "agi 'uida tak sederhana, mem"entuk persamaan "aru yang dise"ut prinsip keadaan dengan 3 parameter yang menyatakan semua fluida mempunyaisama. Z merupakan faktor asentrik yaitu deviasi antara tekana

SOAL NO. ,


68/71

0ou want to show 1emi that vapor pressure of a liquid isensitive to temperature changes& 2f you use the follow

equation to represent vapor pressure as a function oftemperature3

ln $sat 7 a = "T\\..+

and you know that the equation is valid at the lower anupper limit of temperature (triple and critical temperatrespectively"& determine the values of parameter a and

DIKETAHUI&sumsikan "ahwa at yang dihitung adalah at murni yaitu a

•


69/71

&sumsikan "ahwa at yang dihitung adalah at murni yaitu a

6ikatakan pada soal "ahwa persamaan diatas "erlaku point dan critical point& &pa"ila diperhatikan, persamaaadalah persamaan yang menghasilkan hu"ungan line

varia"el di sum"u y terhadap varia"el T di sum"u F.Maka kita "isa mengumpamakan persamaan diatas menDpersamaan garis lurus dengan pendekatan regresi linememplot nilai $sat dan T di kondisi triple point dan critical pmencari parameter a dan ".

W!ter T .K0 Ps!t

.@P!0

#n.Ps!

t

0

Trie Point +I3.2?

0

0.000?22

I3

-I.3HH

Criti"!#

Point

?I.0H

?

++.0@A@

+@

3.0H

6engan menggunakan Ms. Fcel, diperoleh grak


70/71

-I.3HH

3.0H

fF 7 0.03F - [email protected]?

>r!/1 Hu%un-!n T $s #n.Ps!t0

• 6ari perhitungan menggunakan perangkat Ms Fcel p

•


71/71

6ari perhitungan menggunakan perangkat Ms. Fcel, pgaris yang diperoleh adalah . 8ehingga kita dapat mengetnilai dari parameter yang diinginkan yaitu nilai a adalah -2" adalah 0.0+A2.

• $ersamaan ini tidak dapat digunakan untuk nilai tektemperatur lain di steam table karena persamaan ini huntuk nilai tekanan dan temperature pada triple point d point&

Documents

Ppt Termodinamika Pemicu 1