Makalah Termo Pemicu 3

MAKALAH 1 TERMODINAMIKA-PEMICU 3 (PROSES SIKLIK)

MAKALAH TERMODINAMIKA PEMICU 3: PROSES SIKLIK

Home Group 13

Alver Berlianta Mahdapati

(1406607754)

Ananda Santia Citra Dewi

(1406607855)

Citra Noviasari

(1406569882)

Fikri Averous

(1406607792)

M. Luthfi Shidqi

(1406531870)

Nadya Saarah Amelinda

(1406552824)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA 2015


KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas penyertaannya dalam penulisan makalah ini, sehingga makalah ini terselesaikan dengan baik. Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah pemenuhan tugas dari mata kuliah Termodinamika di Departemen Teknik Kimia, Universitas Indonesia. Ucapan terima kasih kami sampaikan pihak-pihak yang telah membantu kami dalam pengerjaan makalah ini, terutama untuk Ibu Wulan sebagai dosen pembimbing kelas Termodinamika yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan serta membantu dalam proses pembelajaran sehingga kami dapat bekerja sama untuk saling mengerjakan dan menyempurnakan makalah ini. Kami berharap dengan adanya makalah ini, kami dapat semakin memperkaya ilmu pengetahuan kami di bidang Teknik Kimia khususnya tentang termodinamika, dan dapat memenuhi tugas dari mata kuliah Termodinamika ini. Meski penulis mengerjakan makalah ini dengan kerja keras yang besar, penulis juga menyadari bahwa makalah yang telah kami buat ini masih jauh dari sempurna. Oleh karenanya, kami mohon kritik dan saran dari pembaca agar kami dapat memperbaiki kesalahan-kesalahan yang ada dalam makalah ini dan meminimalisir terjadi kesalahan di makalah selanjutnya. Depok, 24 Maret 2016

Penulis


DAFTAR ISI Kata Pengantar

2

Daftar Isi

3

Soal dan Jawaban

3

Soal Nomor 1

3

Soal Nomor 2

11

Soal Nomor 3

14

Soal Nomor 4

17

Daftar Pustaka24


SOAL DAN JAWABAN 1. Anda baru bekerja di perusahaan konsultan, pekerjaan pertama yang dilakukan adalah menyelidiki kelayakan penggunaan tenaga panas bumi. Di suatu daerah pegunungan tersedia sumber uap panas bertekanan rendah yang sangat berlimpah sehingga berpotensi menghasilkan energi listrik beberapa ratus MW bila dapat dibuat alat yang tepat. Diusulkan untuk menggunakan siklus power plant dengan menggunakan working fluid tetrafluroethane (HFC-134a) dengan rute seperti gambar dibawah ini. Disekitar lokasi juga tersedia air dingin dalam jumlah berlimpah (ingat ini di pegunungan). HFC-134a cair jenuh keluar kondensor pada suhu 21 oC dipompa hingga mencapai tekanan 400 psia lalu dialirkan ke boiler dan keluar sebagai superheated vapor. Uap HFC 134a diekspansikan pada turbin. Sebagai pilot plant akan dibuat sebuah power plant dengan kapasitas 2 MW (output bersih, dikurangi daya untuk pompa). Efisiensi turbin 85% dibanding proses isentropis dan efisiensi pompa adalah 90%. Tentukanlah: a. Berapakah tekanan keluar turbin yang saudara rekomendasikan? b. Tentukanlah jumlah working fluid yang disirkulasikan per jam. c. Tentukanlah kebutuhan daya untuk perpompaan d. Cukup layakkah ide ini untuk dilaksanakan? Tulis alasan saudara dan juga rekomendasikan untuk perbaikan sistem ini. Untuk penyederhanaan abaikan pressure drop di boiler dan di condenser Uap air

400 psia ,220

F

Turbin

Pompa

Cair Jenuh 21 oC Air pendingin

Gambar 1. Skema Siklus Power Plant

Pembahasan:

o


Diketahui: T1 = 21oC P3 = P2 = 400 psia = 27,759 bar T3 = 220oF W = 2 MW

Gambar 2. Diagram Siklus Rankine

Asumsi: 1. Setiap komponen siklus dianalisis sebagai control volume dalam kondisi tunak/steady state. 2. Semua proses oleh fluida kerja adalah irreversible dengan efisiensi turbin 85% dan efisiensi pompa 90%. 3. Turbin dan pompa beroperasi secara adiabatic. 4. Efek energi kinetik dan potensial diabaikan. Langkah pengerjaan: a. Menentukan tekanan keluaran turbin Tekanan saat keluar turbin akan bernilai sama, dengan tekanan saat masuk kondenser dan tekanan saat masuk kondenser bernilai sama dengan tekanan saat keluar dari kondenser, maka: Pout = Pin condenser = Pout condenser Tekanan keluar kondenser didapatkan melalui tabel saturated A10 (Moran ed 6) pada suhu 21°C. Maka didapatkan tekanan keluaran turbin dengan melakukan interpolasi sebagai berikut: 21−20 X −5,7160 = 24−20 6,4566−5,7160 X =5 , 90 ¯¿


X =85 ,57 Psia

b. Menentukan jumlah fluida kerja (Wf) i. Analisis kerja pompa (proses 1-2) W p=v 1 ( p 2− p1 )=h 2−h1 Dengan tabel saturated dan suhu yang diketahui (21oC) serta kondisi fasa yang diketahui yaitu cair jenuh maka kita akan mendapatkan data berupa:


v 1=v f =8,182 x 10−4 m3 /kg h 1=h f =78,67 kj /kg

℘=v 1 ( p 2− p 1 )

−4

℘=8,182 x 10 X ( 27,759−5,90 )

|

6

2

|

10 N / m 1 kJ 1 MPa 10 3 N . m

|

℘=1 , 77 kj/kg ℘=h 2−h 1 h 2=78,67+1,77 h 2=80 , 44 kj /kg

Nilai h2 yang kita dapatkan merupakan nilai dari proses irreversible yang disimbolkan dengan s. Untuk mendapatkan nilai h 2 yang sesungguhnya, bisa dengan menggunakan nilai efisiensi dari pompa: η=

h 2 s−h 1 h2−h 1

0,90=

80,44−78,67 h2−78,67

h 2=80,636 kj/kg

ii. Analisis panas yang masuk ke boiler (proses 2-3) Q¿ =h3−h2 Dari data yang diketahui, yaitu: P3 = 400 psia dan T3 = 220oF, maka bisa didapat di tabel saturated nilai h3 dan s3.


h3 = 135,79 btu/lb = 315,84 kj/kg s3 = 0,2343 btu/lb = 0,5449 kj/kg Q¿ =h3−h2 Q¿ =315,84−80,636 Q¿ =235,204

kj kg

kj kg

iii. Analisis kerja turbin (proses 3-4) W turbin =h3 −h4 Dengan melihat tabel saturated ketika suhu menunjukkan 20oC dan 24oC,


bisa didapatkan nilai h4 (nilai entalpi saat saturated vapor) dengan interpolasi berikut: 21−20 h 4−258,36 = 24−20 260,45−258,36 h 4=258 , 88 kj/kg

nilai diatas merupakan nilai dari irreversibilitas yang disimbolkan dengan huruf (s). Oleh karena itu digunakanlah rumus efisiensi dari turbin, untuk mendapatkan nilai h4 yang sesungguhnya: η=

h3−h4 h3 −h4 s

0,85=

315,84−h 4 315,84−258,88

h 4=267,424 kj/kg Wt=h 3−h 4


Wt=315,84−267,424 Wt=48,416 kj/kg

iv. Analisis panas yang dibuang oleh kondensor Qout =h4−h1 Qout =267,424−78,67

Qout =188,754

kj kg

Maka jumlah working fluid per jam adalah: (2 MW =7.2 x 10 6 kJ /h) m= ´

´ m=

´ siklus W ( h 3−h 4 ) −( h 2−h 1 )

7.2 ×106 kJ /h ( 315,84−267,424 )−(80,636−78,67) ´ m=150458,41 k /hg ≈ 1,5 x 105 kg /h


c. Kebutuhan daya untuk pemompaan (Wp) didapatkan dari persamaan: ´ p W =h2−h1 m ´ ´ p= m( ´ h2−h 1) W

´ p= ( 1.5× 105 kg/ h ) × [ ( 80.636−78.67 ) ] kJ /kg W ´ p=2,9 x 105 kJ /h W d. Apakah layak ide ini dilaksanakan? Dapat kita ketahui berdasarkan efisiensinya ´ −W ´ p W η= t x 100 ´¿ Q η=

(48,416−1,77)1,5 x 105 x 100 ( 235,204)1,5 x 105 η=19,8 ≈ 20

Umumnya efisiensi siklus rankine berkisar antara 30-40%, akan tetapi hasil yang didapatkan kurang dari hasil pada umumnya. Oleh sebab itu ide dari siklus ini kurang dapat diterapkan. Maka agar ide ini dapat diterapkan, kita dapat meningkatkan efisiensi siklus rankine dengan beberapa cara,diantaranya dengan pemanasan ulang dan pemanasan lanjut. a) Pemanasan ulang Merupakan modifikasi lanjut dari pemanasan lanjut. Pada sistem ini, uap pada fasa superheated yang memasuki turbin pertama akan dipanaskan kembali pada generator uap. Setelah dilakukan pemanasan ulang. Uap masuk ke turbin kedua dan proses ekspansi berlangsung sehingga fluida kerja mencapai tekanan condenser. Dengan melakukan reheat, efisiensi dari sistem akan meningkat karena tekanan boiler akan lebih tinggi sehingga temperature penambahan energi akan meningkat. Kualitas uap yang memasuki condenser juga akan meningkat.


Gambar 3. Siklus Pemanasan Ulang

b) Pemanasan Lanjut Karena tidak ada batasan untuk uap jenuh pada bagian masuk turbin, energi bisa ditambahkan lebih lanjut melalui proses perpindahan kalor ke uap, sehingga mencapai kondisi uap panas lanjut. Kombinasi boiler dan pemanas lanjut dikenal sebagai generator uap.

Gambar 4. Siklus Pemanasan Lanjut

Gambar diagram TS diatas menunjukkan siklus rankine ideal dengan uap panas lanjut di bagian masuk turbin : siklus 1’-2’-3-4-1’. Siklus dengan pemanasan lanjut memiliki temperature rata – rata yang lebih tinggi karena ada penambahan panas dibandingkan dengan siklus tanpa pemanasan lanjut, sehingga efisiensi termalnya pun lebih tinggi. Selain itu, kualitas pada bagian keluar turbin kondisi 2’ lebih besar


dibandingkan dengan kondisi 2, dimana kondisi 2 dan 2’ adalah kondisi fluida yang keluar dari turbin tidak dengan pemanasan lanjut dan dengan pemanasan lanjut. Oleh sebab itu, pemanasan lanjut juga memiliki tendensi menghilangkan masalah kualitas uap yang rendah pada bagian keluar turbin. Dengan pemanasan lanjut yang memadai, kondisi bagian keluar turbin dapat mencapai daera superheated vapor. 2. High pressure steam (stream 1) at a rate of 1000 kg/h initially at 3.5 MPa and 350 ºC is expanded in a turbine to obtain work. Two exit streams leave the turbine. Exiting stream 2 is a 1.5 MPa and 225 ºC and flows at 100 kg/h. Exiting stream 3 is at 0.79 MPa and is known to contain a mixture of saturated vapor and liquid. A (negligible) fraction of stream 3 is bled through a throttle value to 0.10 MPa and is found to be 120 ºC (stream 4). The measured output of the turbine is 100 kW. Pembahasan:

Stream 3 Gambar 5. Gambar sistem (turbin)

Diketahui : Stream 1



P = 0.79 MPa (790



KPa) Terdapat Liquid + Vapor



P = 3.5 MPa (3500 KPa)

Stream 4 

P = 0.1 MPa (100


 

T = 350oC m = 1000 kg/h

Stream 2   

P = 1.5 MPa (1500 KPa) T = 225oC m = 100 kg/h

Ditanya:   

Suhu (T) pada stream 3 ? Kualitas (X) pada stream 3 ? Q?

Langkah pengerjaan:

Memperhatikan Stream 3  

Terdapat L + V P = 0.79 Mpa

Dengan memiliki data tekanan (P) maka dapat dicari nilai T, H liquid, Hvapor pada Steam table, antara lain :

  

T = 170oC Hliquid = 718 kj/kg Hvapo = 2767 kj/kg

Memperhatikan stream 4 Untuk Pstream 4 = 100 KPa, Tstream 4 = 120oC Dengan menggunakan steam table, diperoleh H4 = 2716 kj/kg Stream 3 dan stream 4 melewati valve yang sama sehingga memiliki ∆H=0


maka Hstream 3 = Hstream 4 = 2716 kj/kg

Kualitas pada stream 3 Hstream 3 = (1-X) Hliquid + X(Hvapor) 2716 kj/kg = (1-x) 718 kj.kg + X(2767 kj/kg) 2716 kj/kg = 718 kj/kg – 718 X + 2767 X (2767 – 718) X = (2716 – 718) kj/kg X = 0.975 Maka, T stream 3 = 170oC dan X = 0.975

Menghitung Q pada stream 3     

Terdapat L+V P = 0,79 MPa Tstream 3 = 1700C X = 0,975 Ws = -100KW

Diketahui dari gambar soal yang dimaksud, maka: m1=m2+m3,4 1000 = 100 + m3,4 m3,4 = 900 kg/h Dengan menggunakan data Steam table diperoleh


 

P1 = 3500 KPa, T1 = 3500C, H1 = 3106,5 kj/kg P2 = 1500 KPa, T2 = 2250C, H2 = 2861,5 kj/kg

Menghitung nilai Q m. ∆ H

= Q + Ws

- m1. H1 + m2 . H2 + m3,4 . H3 = Q + W -(1000.316,5) + (100.2861,5)+(900.2716) = Q + (-100) [3106500 + 286150 + 2444400] [1jam/3600s] = Q – 100 Q = 4,4 kw = 4,4 kj/s = 15950 kj/h Maka, nilai dari rate of heat transfer (Q) = 15950 kj/h 3. Anda diminta merancang sistem refrigerasi dengan siklus kompresi uap dengan refrigeran air. Ditargetkan suhu penguapannya 10°C dan suhu kondensasinya 50ºC. Ekspansi dengan menggunakan expansion valve. Kompresor mempunyai efisiensi 76% dibanding proses isentropic. Kapasitas refrigeransi 1200kW. (a) Dengan mengabaikan pressure drop di evaporator dan di kondensor, tentukanlah tekanantekanan pada sistem. (b) Perkirakanlah power kompresor. (c) Tentukanlah jumlah air yang disirkulasikan sebagai refrigerant. (d) Berapakah COP sistem refrigerasi ini. (e) Pada mesin refrigerasi siklus kompresi uap, fungsi kondensor dan evaporator bisa dibalik dengan mengubah arah aliran refrigerant. Dengan demikian, mesin ini bisa berfungsi sebagai pendingin di musim panas dan pemanas di musim dingin. Menurut anda, bagaimana hal ini bisa terjadi? Pembahasan: Diketahui:


Gambar 6. Sistem refrigerasi

Gambar 7. Diagam alir (kompresi)

Proses yang terjadi pada siklus kompresi :    

1-2 : kompresi isentropic, s konstan, saturated vapor  superheated vapor 2-3 :perpindahan kalor dari refrigeran ke lingkungan pada p tetap superheated vapor  saturated liquid

3-4 : proses ekspansi isentropic, saturated liquid  mixture liquid-vapor 4-1 : perpindahan kalor dari lingkungan ke refrigeran pada p tetap, mixture liquidvapor  saturated vapor

Asumsi:  

s1 = s2 p2 = p3


 

h3 = h4 p1 = p4

Perhitungan dan langkah pengerjaan: a) Dengan mengabaikan pressure drop di evaporator dan di kondensor, tentukanlah tekanan-tekanan pada sistem  T1 = 10 oC (saturated vapor)  p1 = 0.0008726 MPa= p4  T3 = 50 oC (saturated liquid)  p3 = 0.012351 MPa = p2 b) Perkirakanlah power kompresor Pada sistem, power hanya berasal dari kompresor. Sehingga, W ¿ =m ´ ( h2−h 1)   

T1 = 10 oC (saturated vapor)  h1 = 2519.2 kJ/kg s1 = s2 = 8.8998 kJ/kg.K p2 = p3 = 0.012351 MPa

Pada p = 0.012351 MPa, pada tabel superheated steam, T2 = 217.89 oC dan h2 = 2914.595 kJ/kg Q L =m ´ ( h1−h4 )   

QL = 1200 kW h1 = 2519.2 kJ/kg h4 = h3 = 209.34 kJ/kg QL ´ m= ( h1−h4 ) m= ´

1200 kJ / s ( 2519.2−209.34 ) kJ / kg

m=0.52 ´ kg /s Sehingga, W ¿ =m ´ ( h2−h 1) W ¿ =0.52 kg /s × ( 2914.595−2519.2 ) kJ /kg


W ¿ =205.6054 kW W ¿ 205.6054 kW =270.53 kW Dengan efisiensi 76%,  W = η = 76 c) Tentukanlah jumlah air yang disirkulasikan sebagai refrigerant Dengan basis 1 detik  m=m ´ ×t m=0.52

kg ×1s s

m=0.52 kg

d) Berapakah COP sistem refrigerasi ini Q 1200 kW COP= L = =4,44 W ¿ 270.53 kW e) Pada mesin refrigerasi siklus kompresi uap, fungsi kondensor dan evaporator bisa dibalik dengan mengubah arah aliran refrigerant. Dengan demikian, mesin ini bisa berfungsi sebagai pendingin di musim panas dan pemanas di musim dingin. Menurut anda, bagaimana hal ini bisa terjadi? Pada mesin pendingin, kalor pada ruangan yang ingin didinginkan diserap oleh refrigeran lalu dibuang ke lingkungan. Pada mesin pemanas, kalor pada lingkungan dingin diserap oleh refrigeran lalu dibuang pada ruang yang ingin dihangatkan. Jadi, perbedaan dari kedua sistem tersebut adalah pemanfaatan kalornya. 4. A household refrigeration unit using tetrafluoroethane as refrigerant includes two compartments: the freezer section (colder) and the refrigerator section (less cold). To generate regions of two temperatures, the unit incorporates two throttle valves. Consider a refrigeration unit where the freezer temperature is –20 F, the refrigerator temperature is 40 F, and the condensation temperature for exchanging heat into the room is 100 F. The compressor operates with an efficiency of 0.5. a) In your blue book, draw the process and number all streams.


Gambar 8. Proses Referigerasi

b) On the included P – H diagram, draw the process assuming that two-third of the heat is absorbed in the freezer section and the remainder in the refrigerator section. Number the various streams using the same numbering as in a). Proses siklik sesuai nomor gambar yang berada di bawah. Penjelasan sebagai berikut No 1 – 2

: Proses kompresi pada kompresor, secara teoritis berlangsung secara isentropik.

No 2 – 3

: Proses kondensasi pada kompresor, proses berlangsung secara isobaric. Pada titik 2 refrigerant berada pada fase superheated steam hingga pada titik 3 di saturated liquid.

No 3 – 4

: Proses ekspansi pertama pada throttle valve 1, berlangsung secara isentalpi (H = 0), menurunkan tekanan dari cairan refrigerant ( dari PHi ke PMid ) sebelum masuk ke evaporator 1 dengan mengacu pada suhu dan tekanan jenuh dari refrigerator section (evaporator 1) yang digunakan.

No 4 – 5

: Proses evaporasi pertama pada refrigerator section (evaporator 1), proses ini akan berlangsung dalam kondisi isobarik dan isotermal. Pada kasus di soal, pendinginan yang terjadi pada refrigerator section (evaporator 1) ini adalah 1/3 dari keseluruhan pendinginan.

No 5 – 6

: Proses ekspansi kedua pada throttle valve 2, berlangsung secara isentalpi (H = 0), menurunkan tekanan dari cairan refrigerant ( dari PMid ke PLo ) sebelum masuk


ke evaporator 2 dengan mengacu pada suhu dan tekanan jenuh dari freezer section (evaporator 2) yang digunakan. : Proses evaporasi kedua pada freezer section (evaporator 2), proses ini akan berlangsung dalam kondisi isobarik dan isotermal. Pada kasus di soal, pendinginan yang terjadi pada freezer section (evaporator 2) ini adalah 2/3 dari keseluruhan pendinginan.

3 2 5 1

4 6

No 6 – 1

Gambar 9. Diagram P-S


Proses penggambaran siklus refrigerasi pada diagram HFC – 134-a : (1) Pada poin 1 ini, cairan refrigerant merupakan keluaran dari evaporator 2 (freezer section) dan akan masuk ke compressor yang memiliki suhu

T 1 =−20 ℉

. Dengan

suhu tersebut, dapat dicari nilai tekanan jenuh melalui table appendix mengenai “Sifat Refrigeran Jenuh 134a (uap-cair) : Tabel Temperatur”. Dengan menggunakan suhu sebagai acuan (satuan SI), didapatkan nilai tekanan jenuh, entalpi, dan entropi yaitu : P1=12,949 psia ≈ 13 psia H 1=98,81 Btu / lbm≈ 100 Btu/lbm

S 1=0,225

Btu Btu ≈ 0,23 lbm° R lbm° R

(2) Poin 2 dapat ditentukan dengan mengikuti gradient garis mengenai entropi (S) pada diagram P – H

dikarenakan proses yang berlangsung selama kompresi adalah

isentropik, sehingga entropi kondisi 1 sama dengan entropi kondisi 2 yaitu sebesar S 2=S1=0,23

Btu lbm ° R .

Entropi kondisi 1 sama dengan entropi kondisi 2 secara teoritisnya. Dengan begitu maka pada kondisi akhir kompresi teoritis berhenti pada tekanan kondensor yaitu dan entalpi

H 2 teoritis=123 Btu/lbm

dan

T 2 teoritis ≈ 130 Btu /lbm

140 psia

. Nilai entalpi dan

suhu teoritis tersebut dapat ditemukan menggunakan tabel appendix mengenai “Sifat Uap Refrijeran Panas Lanjut 134a” dengan informasi P dan S yang telah dimiliki. Namun pada kenyataannya, pada kasus diketahui bahwa kompresor yang digunakan memiliki efisiensi 0,5 atau 50%. Dengan data efisiensi tersebut maka kondisi akhir sesungguhnya dari proses kompresi dapat ditemukan.


η=

∆ H teoritis ∆ H aktual

η=

H 2 teoritis −H 1 H 2aktual −H 1

0,5=

123−100 H 2 aktual −100

H 2 aktual=146 Btu/lbm

Pada kondisi tekanan

140 psia

dan entalpi kondisi 2 sesungguhnya adalah

146 Btu /lbm , maka dengan menggunakan tabel appendix untuk panas lanjut

(superheated), didapatkan suhu pada titik kondisi 2 yang sesungguhnya adalah T 2 aktual =220 ℉ (3) Pada poin 3, tekanannya sama dengan tekanan pada kondisi 2 dikarenakan proses yang berlangsung di dalam kondensor adalah isobarik. Pada kasus diketahui bahwa kondisi suhu kondensasi uap jenuh menjadi cair jenuh adalah

100 ℉ . Dengan menggunakan

tabel appendix, didapat nilai tekanan jenuh dan nilai entalpi yaitu sebesar : P2=P3=138,83 psia≈ 140 psia H 3=44,23 Btu /lbm ≈ 45 Btu/lbm Proses kondensasi bermula dari superheated vapor yang dihasilkan oleh kompresor yang kemudian didinginkan (suhu diturunkan) hingga terbentuk saturated vapor. Saat mencapai saturated vapor proses kondensasi tetap dilanjutkan hingga seluruh refrigeran uap berubah menjadi refrigerant cair sehingga pada proses ini terjadi perubahan fasa (uap menjadi cair).

(4) Pada poin 4 ini, saturated liquid yang dihasilkan dari kondensasi akan melewati throttle valve dan mengalami ekspansi. Pada proses ekspansi nilai entalpinya adalah tetap (H =


0). Fungsi throttle valve yaitu mengatur kondisi (suhu dan tekanan) refrigerant yang akan memasuki evaporator 1, maka ekspansi akan berhenti (kondisi 4) saat refrigerant telah mencapai suhu refrigerator section (evaporator 1) yaitu 40 ℉ . (5) Pada poin 5, suhu refrigerant sama dengan suhu di poin 4 yaitu

40 ℉

karena

mengalami proses evaporasi dimana proses ini berlangsung secara isobaric dan isothermal. Dengan menggunakan tabel appendix, didapat nilai tekanan jenuh dan nilai entalpi yaitu sebesar : P5=49,738 psia ≈50 psia Pada kasus diketahui bahwa 2/3 pendinginan terjadi pada freezer section (evaporator 2) dan sisanya, yaitu 1/3 terjadi pada refrigerator section (evaporator 1). Dengan informasi pendinginan pada refrigerator section (evaporator 1) tersebut, dapat diketahui entalpi pada kondisi 5 menggunakan rumus kualitas: H 5=[ H l ] T

evapotor 1

+ x ( [ H v ]T

evaporator 1

− [ H l ]T

[ H l ]T

evapotor 1

evaporator 1

)

1 H 5=45+ (100−45) 3 H 5=63 Btu/lbm Data

[ H l ]T

evapotor 1

dan

dapat ditemukan menggunakan tabel appendix yang

digunakan pada langkah (1) dengan suhu

40 ℉ . Dengan begitu kondisi 5 (titik 5)

berada pada titik yang menghubungkan suhu 63 Btu /lbm . Cara lainnya.

40 ℉ , tekanan

50 psia , dan entalpi


(6) Poin 6 merupakan keluaran dari throttle valve kedua. Karena nilai enthalpy tetap (sama

dengan poin 5) sebesar

H 6=H 5=63

Btu lbm . Ekspansi kedua ini akan berhenti pada saat

refrigerant telah mencapai suhu freezer section (evaporator 2) yaitu −20 ℉ . (7) Setelah itu poin 6 disambungkan kembali dengan poin 1 sehingga siklus refrigerasi akan berulang, refrigerant dari poin 6 ini adalah keluaran evaporasi sehingga prosesnya isobaric dan isothermal (P dan T tetap). Keluaran evaorasi ini merupakan saturated vapor yang selanjutnya akan dikompresi.

c) What are the highest and lowest temperatures in the process? The lowest temperature is in Evaporator 2 ( freezer ) at T = -20oF The highest temperature is in Exiting Compressor at T = 220oF


DAFTAR PUSTAKA ASME Steam Table-Compact Edition. Properties of Saturated and Superheated Steam in US Cengel, Yunus. 2010. Thermodynamics: An Engineering Approach, 5th edition. New York: McGraw Hill. Himmelblau, David Mautner.1996. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering, 3rd edition. New Jersey : Prentice Hall PTR. Moran, Michael J., Howard N. Saphiro. 2010. Fundamental of Engineering Thermodynamics, 3rd edition. Asia: John Wilet & Sons Pte Ltd. Rajput, R.K. 2010. A Textbook of Engineering Thermodynamic, 4th edition. New Delhi : Laxmi Publications. Smith, J.M., H.C. Van Ness, and Abbott, MM. 1996. Introducing to Chemical Engineering Thermodynamics, 5th edition. New York : McGraw Hill. Smith, J.M., H.C. Van Ness, and Abbott, MM. 2001. Introducing to Chemical Engineering Thermodynamics, 6th edition. New York : McGraw Hill.

Makalah Termo Pemicu 3

Recommend Documents