presentation1 mke
TRANSCRIPT
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 1/26
TUGAS PRESENTASI
MESIN KONVERSI ENERGI
SIKLUS RANKIN IDEAL
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas presentasi Kurikulum Sarjana
Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh :
ANDRIEN JUNAEDI S.
061.06.042
SISMIYONO
061.06.009
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS TRISAKTI
JAKARTA
2010
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 2/26
RANKINE
CYCLE-IDEAL
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 3/26
SEPERTI
PEMBALAP...UNTUK
MENGALAHKAN
SESUATU, HARUS
MENGETAHUI JALUR TRACK YANG AKAN KITA
LEWATI TERLEBIH
DAHULU«
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 4/26
SSSSTTT..!!
ATTENTION
PLEASE !!!!!
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 5/26
MESIN KONVERSI ENERGI
MATERI PENDUKUNG
Energi
Avaibilitas
Klasifikasi energi
Macam-macamenergi
Klasifikasi M.k .E
Hukum² yang berkaitan
Berbagai Dimensi
&Satuan
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 6/26
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 7/26
Asal Sumber Energi
Bumi
(teresterial)
Renewable(non-depleted)
on renewable
(deploted)
Luar Bumi
(teresterial)
on-depleted
Asal Sumber Energi
Sumber energi
on-renewble
Terresteria
(Bumi)
Fossil uklir
renewable
Terresterial
Biomas Bioful Air
TenagaAir
Gelombang Laut
PasangSurut
GradienSuhu
AnginPanasBumi
Extra Terresterial
(luar Bumi)
Gambar Klasifikasi sumbeer energi berdasarkan sifat energi
Gambar Klasifikasi sumbeer energi berdasarkan asalenergi
Sifat Sumber Energi
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 8/26
MKE
MKE.Konvensional
MKE. Non-Konvensional
Hukum termodinamika I
� Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnakan,tetapi dapat bertransformasi ke
dalam bentuk energi lain
Hukum termodinamika II
� Energi input = energi output,panas bruto harus lebih besar dari pada kerja netto
yang disalurkan.
Hukum termodinamika III
� Pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan
berhhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.hukum ini juga
menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur
nol absolut bernilai nol.
HUKUM-HUKUM YANG BERKAITAN
KLASIFIKASI M.K.E.
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 9/26
� Sistem pembangkit tenaga uap
� Sistem pembangkit tenaga gas
� Sistem pembangkit tenaga diesel
� Sistem pembangkit tenaga nuklir
� Sistem pembangkit tenaga air
� Sistem pembangkit tenaga panas bumi� Sistem pembangkit tenaga matahari
� Sistem pembangkit tenaga angin dan gelombang laut
Power plant :
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 10/26
RANKINE
CYCLE-IDEAL
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 11/26
ilmuwan Skotlandia,
Wiliam John Mocquoren Rankine
SIKLUS RANKINE
Energi uap ini sering digunakan pada rankine.
Saat ini Energi uap adalah pembangkit tenaga terbesar didunia.
PRINSIP
kerja panas
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 12/26
SIKLUS RANKINE :
Gabungan sistem yang terdiri dari ketel uap(boiler/steam generator),turbin uap,
kondensor dan pompa, memhentuk suatusiklus pembangkit tenaga uap, atau disebut
juga sistem energi uap, berdasarkan siklus rankine(pembakaran luar dan tertutup)
Gambar sistem pembakaran uap
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 13/26
Gambar .. P-h diagram rankine
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 14/26
Gambar .. P-h diagram rankine
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 15/26
Cycle Design
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 16/26
Chan
ge
of
State
Vapour Compression Heat Pump and Refrigerator Systems
1 to 2The working fluid (refrigerant) in vapour state is compressed, raising its
temperature.
2 to 3The super heated vapour is cooled to saturated vapour . eat is removed from
refrigerant at constant pressure and rejected to the environment.
3 to 4 The vapour condenses at constant temperature to a liquid releasing more heat.
4 to 5
The expansion valve (throttle) creates a sudden reduction of pressure which
lowers the boiling point of the liquid, which flashes to liquid + vapour taking in
heat from the medium surrounding the evaporator .
5 to 1Liquid is evaporated and expands at constant pressure removing heat from the
environment
Rankine cycle
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 17/26
Siklus Rankine ideal tidak melibatkan irreversibel internal dan
terdiri dari 4 tahapan proses :
� 1 2 merupakan proses kompresi isentropik dengan pompa.
� 2 3 Penambahan panas dalam boiler pada P = konstan.
� 3 4 Ekspansi isentropik kedalam turbin.
� 4 5 Pelepasan panas didalam kondenser pada P = konstan.
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 18/26
SILMULASI
RANKINE CYCLE(IDEAL)
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 19/26
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 20/26
Persamaan energy untuk masin g-masing komponen dapat ditulis :
Pompa (Q = 0) w pompa,in = h2 - h1
Boiler (W= 0) Qin = h3 ± h2
Turbin (Q = 0) Wturb,out = h3 ± h2
Condenser (W= 0) Qout = h4 ± h1
Berdasarkan hal diatas diperoleh Wnet yaitu :
Wnet = Qin ± QOUT = Wturb,out ± W pompa,in
Efisiensi termal siklus Rankine dapat ditulis :
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 21/26
CONTO
HSOAL
Siklus uap rankine, keluar dari turbin pada 1 Psia. Siklus beroperasi pada 2500
Psia dan
1000 F. Hitung efisiensi dan kualitas uap keluar siklus ?
JAWABAN :
Dengan menggunakan tabel uap
h1 = 1457,5 Btu/lbm, dan S1 = 1,5269 Btu/(lbm.R)
karena turbin adalah reversible adiabatic, garis ekspansinya adalah isentropic,
atau s2 = s1. Jadi :
s2 = (sf + x2 sfg) /psia
1,5269 = 0,13326 + x2 1,8455
Dari sini kualitas keluar turbin, x2 = 0,7555
H2 =(hf +x2 hfg) ipsia = 69,73 + 0,7555 x 1036,1 = 852,5 Btu/lbm
H3=69,73 Btu/lbm
WP = h4 - h3 = v3 (p4 - p3) = 7,46 Btu/lb
H4 = W p + h3 = 69,73 + 7,46 = 77,19 Btu/lbm
WT=h1-h2 = 1457,5 ± 852,5 = 604,98 Btu/lbm
QA= h2-h3 =852,5-69,73 = 782,77 Btu/lbm
th = 0,4329 = 43,29&%
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 22/26
Pada kenyataanya terdapat penyimpangan dalam siklus Rankine yang terjadi karena :
1. Adanya friksi fluida yang menyebabkan turunnya tekanan di boiler
Dan condenser sehingga tekanan steam saat keluar boiler sangat rendah sehingga
Kerja yang dihasilkan turbin (Wout) menurun dan efisiensinya menurun.
Hal ini dapat diatasi dengan meningkatkan tekanan fluida yang masuk .
1. Adanya kalor yang hilang ke lingkuangan sehingga kalor yang diperlukan (Qin) dalam
proses
bertambah sehinga efisiensi termalnya berkurang.
Penyimpangan pada siklus Rankine ditunjukan oleh gambar dibawah ini :
Penyimpangan ini terjadi karena adanya irreversibilitas yang terjadipada pompa dan turbin sehingga pompa membutuhkan kerja (W in) yang lebihbesar dan turbin menghasilkan kerja (W out) yang lebih rendah seperti padagrafik dibawah ini :
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 23/26
PENYIMPANGAN SIKLUS RANKINE
Efisiensi pompa dan turbin yang mengalami irreversibilitas dapat dihitung dengan :
Siklus Rankine
Dimana :
2a &4a menyatakan keadaan yang sebenarnya pada turbin dan pompa
2a &4s menyatakan keadaan isentropic
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 24/26
Solusi Penyimpangan Siklus RankinePeningkatan Efisiensi
1. menurunkan tekananan kondensor
Batasan : P<Psat
Kelemahan :
� timbul kebocoran udara
� x steam masuk turbin rendah
� Menurunkan efisiensi turbin
�Mengerosi bagian turbin
Kesimpulan dan saran
Memanaskan steam hingga kondisi superheated pada temperatur yang tinggi.
meningkatkan T rata-rata
kadar air dalam steam keluar turbin
batasan : T> 6200 °C
Meningkatkan tekanan boiler � T Dalam boiler
� kelemahan : kadar air dalam steam keluar turbin
� solusi : dengan pemanasan kembali
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 25/26
Pemanasan Ulang
Meningkatkan P boiler sehingga akan meningkatkan efisiensi siklus dan
melembabkan keluaran turbin.
solusi : memanaskan steam hingga suhu sangat tinggi sebelum masuk turbin.
mengekspansikan2 tahap pada turbin dimana diantara tahapan tersebut,steam dipanaskan.
tahap : steam masuk turbin ekspansi1 (HP t urbin, sampai P menengah) pemanasan
ulang (boiler, padaP tetap) ekspansi 2 (LP turbin)
proses single reheat (satu kali pemanasankembali) dapat meningkatkan efisiensi sebesar 4 ± 5%.
8/6/2019 Presentation1 MKE
http://slidepdf.com/reader/full/presentation1-mke 26/26
Daftar pustaka
� Canada, Scott; G. Cohen, R . Cable, D. Brosseau, and H. Price.
Parabolic Trough Organic Rankine Cycle Solar Power Plant .
2004. DOE Solar Energy Technologies Denver, Colorado: US
Department of Energy NREL
�
Ali Hasimi� makalah termodinamika Terapan_LNG Receiving Terminal-
Departemen. Teknik Kimia-FTUI
� M. bahrami-vapor power cycle
� http://www.ohio.edu/mechanical/thermo/Applied/Chapt.7_11/Chapt
er8a.html
� http://www.mpoweruk .com/heat_engines.htm
� http://www.orc-forum.org/Process/Cycle_Design.html .
�
pudjanarsa, Astu; nursuhud, Djati. M esin Konversi Energi.2008.