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



RANKINE

CYCLE-IDEAL



SEPERTI

PEMBALAP...UNTUK

MENGALAHKAN

SESUATU, HARUS

MENGETAHUI JALUR TRACK YANG AKAN KITA

LEWATI TERLEBIH

DAHULU«



SSSSTTT..!!

ATTENTION

PLEASE !!!!!



MESIN KONVERSI ENERGI

MATERI PENDUKUNG

Energi

Avaibilitas

Klasifikasi energi

Macam-macamenergi

Klasifikasi M.k .E

Hukum² yang berkaitan

Berbagai Dimensi

&Satuan





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



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.



� 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 :



RANKINE

CYCLE-IDEAL



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



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



Gambar .. P-h diagram rankine



Gambar .. P-h diagram rankine



Cycle Design



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



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.



SILMULASI

RANKINE CYCLE(IDEAL)





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 :



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&%



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 :



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



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



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%.



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.

Documents

Presentation1 MKE