Sistem Tenaga Uap

SISTEM TENAGA UAPBy :

Syahrul Fahmi Arsy (2414100118)Achmad Rizky Karuniawan (2414100121)

Pemodelan Sederhana dari Sistem Tenaga Uap

SIKLUS RANKINE

• Turbin. Laju kesetimbangan massa dan energy untuk control volume sekitar turbin pada steady state memberikan :

• Kondenser. Pada steady state, kesetimbangan massa dan energy untuk control volume :

• Pompa. Kesetimbangan masa dan energy :

• Boiler. Dari keadaan 4 sampai 1, kesetimbangan laju massa dan energi :

Efisiensi thermal mengukur tingkat dimana energy input pada fluida kerja melalui boiler di konversi ke total kerja output. Efisiensi thermal dari siklus daya gambar 8.2 adalah :

Parameter yang lain digunakan untuk menjabarkan performan powe plant adalah back work ratio (bwr) didefinisikan sebagai rasio kerja input pompa terhadap kerja yang dibangkitkan oleh turbin, BWR untuk siklus daya :

SIKLUS RANKINE IDEAL

Mengacu pada gambar 8.3, terlihat fluida kerja melewati urutan proses yang reversible secara internal sebagai berikut :• Proses 1-2 : ekspansi isentropic dari fluida kerja melalui

turbin dari uap jenuh pada kondisi 1 hingga mencapai tekanan kondenser.

• Proses 2-3 : perpindahan kalor dari fluida kerja ketika mengalir pada tekanan konstan melalui condenser dengan cairan jenuh pada kondisi 3.

• Proses 3-2 : kompresi isentropic dalam pompa menuju ke kondisi 4 dalam daerah cairan hasil kompresi.

• Proses 4-5 : perpindahan kalor ke fluida kerja ketika mengalir pada tekanan konstan melalui boiler untuk menyelesaikan siklus.

IREVERSIBILITAS DAN LOSSES

Prinsip Ireversibilitas dialami oleh fluida kerja yang di tunjukkan dengan ekspansi melalui turbin. Heat transfer dari turbin ke lingkungan juga menunjukkan kerugian tetapi biasanya diabaikan. Seperti ditunjukkan pada proses 1-2 pada gambar 8.6, ekspansi adiabatic actual dalam turbin diikuti oleh peningkatan entropi. Kerja yang dihasilkan perunit massa dalam proses ini lebih kecil daripada ekspansi isentropic 1-2s. Efisiensi isentropik turbin ɳt yang telah diperkenalkan dalam Subbab 6.8 memperlihatkan pengaruh irevesibilitas dalam turbin melalui perbandingan jumlah kerja yang actual dan isentropik.

Efisiensi turbin isentropis :

Sedangkan efisiensi isentropis pompa :

SIKLUS REHEAT (SIKLUS PEMANASAN ULANG)

Deskripsi Singkat (ReHeat)

• ReHeat adalah system pemanasan ulang yang ditandai dengan turbin yang berlapis untuk memanaskan ulang uap setelah menabrak turbin tingkat pertama.• Tujuan dari Sistem ReHeat ini adalah meningkatkan efisiensi dan kerja

yang dihasilkan oleh generator, sehingga hemat energi.

Contoh Soal :

1. Air menjadi fluida kerja di sebuah siklus Rankine ideal. Uap jenuh memasuki turbin pada 18 MPa. Tekanan kondenser adalah 6 Kpa. Tentukanlah :

(a) Kerja netto per unit massa aliran uap, dalam kJ/kg(b) Perpindahan kalor ke uap yang melalui boiler, dalam kJ per kg aliran uap(c) Efisiensi termal(d) Perpindahan kalor ke air pendingin yang melalui kondenser, dalam kJ per kg uap yang terkondensasi

Contoh Soal :

2. Uap pada 10 Mpa, 600*C memasuki turbin tingkat pertama pada sebuah siklus Rankine dengan pemanasan ulang. Uap yang keluar dari bagian pemanasan ulang didalam generator uap berada pada temperatur 500*C dan tekanan kendenser adalah 6 kPa. Jika kualitas di lubang keluar dari turbin adalah 90%, tentukan efisiensi termal dari siklus tersebut.