TERMODINAMIKA TERPAKAITERMODINAMIKA TERPAKAIIR.MULFI HAZWI, MSc.

Departemen Teknik MesinFAKLTAS TEKNIK USU

PEMBANGKIT DAYA [ POWER PLANT ]

• Termodinamika memainkan peranan penting dalam analisis sistem, dan piranti didalamnya terjadi perpindahan dan transformasi energi.

• Dasar-Dasar Termodinamika termasuk dalam prinsip konservasi massa dan energi, hukum ke-2 Termodinamika dan data termodinamika.

-> Penerapan Termodinamika diantaranya menyangkut sistem Pembangkit Tenaga.

-> Prinsip-prinsip ini berlaku untuk setiap komponen pembangkit seperti : turbin, pompa, dan alat penukar kalor, dan juga seluruh pembangkit tenaga yang paling rumit sekalipun.

-> Beberapa Pembangkit Tenaga, adalah* Pembangkit Tenaga Uap (steam power plant), yang bekerja dalam suatu siklus dimana fluida kerja mengalami serangkaian proses secara periodik dan kembali kekeadaan semula(reversible).

Pembangkit Tenaga Uap ini bekerja dalam “Siklus Tertutup”, maksudnya tidak melakukan pertukaran energi dengan sekeliling-nya. “Siklus Terbuka” dimana fluida kerja secara kontinue dimasuk kan kedalam seperangkat kondisi dan dilepaskan ke seperangkat

kondisi lainnya.

Dari gambar : * proses 1-2, pada

Ketel pemasukan panas. *proses 2-3, pada

Turbin sistem melakukan

kerja * proses 3-4, pada

Kond. panas keluar sistem. *proses4-1, pada

Pompa pada sistem

dilakukan kerja.

Pembangkit Daya/Tenaga lainnya adalah : 1. Motor Bakar(Internal Combustion Engine), dan 2. Turbin Gas.dimana,

pada pembangkit daya ini fluida kerja tidak melalui suatu siklus, walaupun mesin yang bersangkutan bekerja dalam suatu siklus mekanik.

=====mhz=====

Effisiensi (=η) : adalah perbandingan energi yang ber manfaat terhadap energi yg

masuk. atau : perbandingan kerja yang

bermanfaat suatu siklus dengan energi yang hrs. disuplai ke siklus.

ηth.=

Contoh Siklus Carnot.

dimana : QH = W+QL

W = QH - QL

< 100%

Hth Q

W

masukyangpanasEnergi

bermanfaatyangKerja

)(

H

LHth Q

QQ

H

Lth Q

Q1

SIKLUS TENAGA UAP.

• Siklus Carnot dgn menggunakan uap :

2 proses isotermis & 2 proses adiabatik.

*Proses dimulai dari titik a, fluida berupa fase cair jenuh

*Ekspansi isotermal pd TH

sehingga cairan diuapkan (uap jenuh) pada titik b. *Selama proses ini panas QH ditarik dri sumber panas

temperatur TH.

SIKLUS TENAGA UAP

1. Proses a-b (cairan jenuh uap jenuh), ekspansi isotermal TH sistem menyerap panas QH (panas masuk sistem).

2. Proses b-c (temperatur turun menjadi TL ), ekspansi adiabatik.

3. Proses c-d (daerah cair + uap) kompressi isotermal TL sistem mengeluarkan panas QL

4. Proses d-a (sistem kembali kekeadaan semula),komperssi adiabatik.

SIKLUS TENAGA UAP

Kerja Netto luas a-b-c-d-a

Panas QH yang diserap luas a-b-e-f-a

Panas QL yg dilepaskan luas d-c-e-f-d

H

netth Q

W

abefaluas

abcdaluas

Atau : H

LH

H

LHth T

TT

ssT

ssTT )(

)(

))((

12

12

pd reversibel isobarik, QH = pertambahan entalpi sistem

QH sistem menyerap panas, pada proses ekspansi isotermal isobarik, dari a-b :

QH = hb – ha

QL sistem membuang panas, pada proses kompresi isotermal isobarik, dari c-d :

QL = hc - hd

Maka,

)(

)()(

ab

dcab

H

LHQW

th hh

hhhh

Q

QQH

net

Harga-harga entalpi (h) pada titik-titik a, b, c, d dapat dilihat pada tabel uap.

SIKLUS RANKINE

SIKLUS RANKINE IDEAL PEMBANGKIT TENAGA UAP

TERDIRI DARI 4 KOMPONEN YAITU : POMPA, KETEL UAP, TURBIN UAP, DAN

KONDENSOR => ALIRAN STEADY. ΔEP dan ΔEK DIABAIKAN. PADA KETEL dan KONDENSOR W=0 PADA POMPA dan TURBIN Q=0