Presentation1 MKE

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.