3.6.1 Termodinamika pada Turbin
Gambar 3.3 Diagram T – s untuk turbin
Turbin ini digerakkan oleh gas buang dari motor bakar yang dihubungkan langsung dengan kompresor, sehingga kerja yang diperlukan untuk memutar kompresor adalah kerja yang
dihasilkan turbin. Dimana kerja yang dihasilkan oleh turbin adalah:
02 01
.
h h
m h
W
tT T
− =
∆ =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.8.hal.35 dari data perencanaan telah diketahui bahwa T
5a
= T
01
dan T
6
= T
02
, sehingga T
01
= 789 K
P
01
= 1,63 x 10
5
Pa =
eg
m
.
6,426 kgdet pada temperatur T
01
, diperoleh entalpinya T
01
= 789 K
h
01
= 810,322 kJkg
Universitas Sumatera Utara
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
16 ,
789
−
= Pa
x Pa
x K
T
s
=
s
T
02
689,112 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,
maka didapat temperatur keluar turbin dalam keadaan stagnasi.
K K
T K
02
112 ,
689 16
, 789
16 ,
789 8
, −
− =
T
02
= 709,121 K
pada T
02
= 709,121 K diperoleh: h
02
= 723,382 kJkg
Universitas Sumatera Utara
3.6.2 Termodinamika pada Kompresor
Gambar 3.4 Diagram T – s untuk kompresor
Gambar 3.5 menunjukkan diagram T – S untuk kondisi udara masuk dan keluar kompresor menuju ruang bakar. Dimana keadaan udara masuk stagnasi menunjukkan pada titik
1, sedangkan keadaan udara keluar kompresor stagnasi pada titik 2, titik 2s menunjukkan kondisi keluar kompresor pada keadaan stagnasi isentropik.
Pada kajian 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
− =
pada temperatur T
01
= 303,238 K, diperoleh entalpi
h
01
= 303,488 kJkg pada kajian 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:
Universitas Sumatera Utara
. .
KJ W
Q =
− . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................ . . . . . lit.8 hal.20
Di dalam Turbocharger proses alirannya adalah adiabatik, sehingga
.
Q =
.
W
, dan persamaannya menjadi :
k t
W W
=
01 02
. 02
01 .
h h
m h
h m
k eg
− =
−
6,486 kgdet 810,322 kJkg – 723,382 kJkg = 6,292 kgdet
02
h -303,488 kJkg
02
h = 377,26 kJkg pada
02
h = 377,26 kJkg, diperoleh dari tabel sehingga T
02
= 371,245 K
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
303 245
, 371
303 7
, −
− =
s
T
02
= 350,7715 Dimana hubungan isentropik dari kompresor :
k k
s
P P
T T
1 01
02 01
02 −
=
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lit.9 hal.19
4 ,
1 1
4 ,
1 5
02
303 7712
, 350
10 013
, 1
−
= K
K Pa
x P
Universitas Sumatera Utara
02
P = 3,31466 x 10
5
Pa sehingga diperoleh tekanan dan temperatur yang disuplai kompresor pada keadaan stagnasi
adalah: T
02
= 377,245 K
02
P = 3,31466 x 10
5
Pa
3.6.3 Penurunan Temperatur pada Intercooler
Kategori