Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
Gambar 3.8 : Diagram T – S Siklus gabungan dengan turbocarjer tanpa interkuler
Keterangan : 0 – 1
a
= Langakah isap dengan Kerja kompresor aktual 0 – 1
s
= Langakah isap dengan Kerja kompresor ideal 1 – 2 = Langakah kompresi isentropik
2 – 3a = Proses pemasukan Kalor pada volume konstan 3a – 3 = Proses pemasukan kalor pada Tekanan konstan
3 – 4 = Langakah ekspansi isentropik 4 – 1 = Langakah Buang
4 – 5
a
= Proses pemasukan gas dan temperatur kedalam Turbin Turbocarjer aktual 4 – 5
s
= Proses pemasukan gas dan temperatur kedalam Turbin Turbocarjer idea 0 – 1 – 4 – 5a : Kerja turbocarjer
5
a
– 0 = Proses Pembuangan gas dan temperatur dari turbocarjer secara aktual 5
s
– 0 = Proses Pembuangan gas dan temperatur dari turbocarjer secara ideal
3.8.1 Analisa Termodinamika Turbin Turbocarjer
Dengan menggunakan diagram h – s untuk turbin turbocarjer sesuai dengan gambar 3.4. Sesuai dengan perhitungan sebelumnya Dimana kerja yang dihasilkan
oleh turbin adalah:
02 01
.
h h
m h
W
tT T
− =
∆ =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.9.hal.35 dari data pemilihan kajian telah diketahui bahwa T
5a
= T
01
dan T
6
= T
02
, sehingga T
01
lebih tinggi dari tenperatur turbocarjer yang memakai interkuler, yaitu sebesar T
01
= 800 K
P
01
= 1,63 x 10
5
Pa
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
=
eg
m
.
0,170 kgdet dengan menggunakan cara perhitungan yang sama dengan analisa perhitungan
terbocarjer dengan interkuler maka diperolerh T
01
= 800 K dengan entalpi sebesar :
kg kJ
h 202
, 822
01
=
untuk mencari temperatur keluar turbin secara stagnasi isentropik dapat dicari dengan persamaan ;
k k
s
P P
T T
1 01
02 01
02 −
=
tekanan udara keluar turbin isentropik dapat ditentukan, dalam hal ini dimana tekanan keluar turbin akan sama dengan tekanan udara atmosfer
P
02
= 1,013 x10
5
Pa.
4 ,
1 1
4 ,
1 5
5 02
10 63
, 1
10 013
, 1
800
−
= Pa
x Pa
x K
T
s
=
s
T
02
698,57 K
dimana diambil efisiensi isentropik dari turbin =
T
η 0,75 – 0,90 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.8 hal.28 dalam hal ini diambil efisiensi isentropik 0,8
sehingga dengan menggunakan efisiensi turbin, mak didaoat temperatur keluar turbin dalam keadaan stagnasi.
K K
T K
02
57 ,
698 800
800 8
, −
− =
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
T
02
= 718,85 K
Menurut lit.8 hal.830 pada T
02
= 718,85 K diperoleh:
kg kJ
h 85
, 733
02
=
3.8.2 Termodinamika pada Kompresor
Dengan menggunakan digram h – s untuk kompresor turbocrjer sesuai dengan gambar 3.5. Sesuai dengan perhitungan turbocarjer dengan interkuler sebelumnya
dan dengan menggunakan cara yang sama untuk menghitung analisa kompresor pada turbocarjer tanpa interkuler.
Pada kajian studi ini temperatur udara dan tekanan masuk kompresor sebesar; T
01
= 303 K
P
01
= 1,013 x10
5
Pa Dimana kerja kompresor :
01 02
.
h h
m W
c
− =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.9.hal.37 pada temperatur T
01
= 303 K, diperoleh entalpi
h
01
= 303,488 kJkg pada kajian studi ini daya kompresor sama dengan daya turbin, karena daya yang
digunakan kompresor pada turbocharger sama dengan daya pada turbin. Sesuai dengan hukum termodinamika pertama, bahwa:
. .
KJ W
Q =
− . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.8 hal.20
Di dalam turbocarjer proses alirannya adalah adiabatik, sehingga
.
Q =
.
W , dan
persamaannya menjadi :
k t
W W
=
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
01 02
. 02
01 .
h h
m h
h m
k eg
− =
− kg
kJ h
kg kg
kJ kg
kJ kg
488 ,
303 det
165 ,
85 ,
733 202
, 822
det 170
,
02
− =
−
kg kJ
h 51
, 394
02
= pada
kg kJ
h 51
, 394
02
= , diperoleh dari tabel lit.8 hal 830:
K T
02
29 ,
393 =
Pada kompresor berlaku efisiensi isentropik,
01 02
01 02
T T
T T
s k
− −
= η
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.9.hal.41 dimana efisiensi isentropik kompresor:
k
η = 0,7 ~ 0,9 dalam hal ini di pilih
k
η = 0,7, sehingga :
K K
K T
s 02
303 29
, 393
303 7
, −
− =
K T
s 02
203 ,
366 =
Dimana hubungan isentropik dari kompresor :
k k
s
P P
T T
1 01
02 01
02 −
=
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.9 hal.19
1 4
, 1
4 ,
1 5
02
303 203
, 366
10 013
, 1
−
= K
K Pa
x P
02
P = 1,94 x 10
5
Pa sehingga diperoleh tekanan dan temperatur yang disuplai kompresor pada keadaan
stagnasi adalah: T
02
= 393,29 K
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009 02
P = 1,94 x 10
5
Pa
3.8.3 Analisa Termodinamika Pada Ruang Bakar
