η
= ideal
Qin ideal
W -
ideal W
K T
x 100
η
= 714,38
310,89 -
656,88 x 100
= 48,43 6. Back work ratio bwr
Backwork ratio merupakan nilai persentase kerja spesifik turbin yang digunakan untuk menggerakkan kompressor.
r bw = ideal
W ideal
W
T K
……….4.5
= 656,88
310,89
= 0,473
4.3 Siklus Brayton Aktual
Siklus Brayton actual berbeda dari siklus Brayton ideal pada beberapa hal. Seperti, hilangnya beberapa tekanan selama penambahan panas dan pengurangan
panas tidak dapat dihindarkan. Yang lebih penting adalah kerja actual masuk ke dalam kompresor akan meningkat dan kerja aktual turbin akan menurun.
Seperti pada gambar berikut;
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Diagram T-s aktual Siklus Brayton Penyimpangan aktual kerja kompresor dan turbin dari kerja siklus
isentropis yang ideal dapat dihitung dengan memanfaatkan efisiensi adiabatik turbin dan kompresor berikut :
Dimana titik 2’ dan 4’ adalah kerja aktual yang keluar kompresor dan turbin sedangkan titik 2 dan 4 adalah keadaan untuk kasus isentropic seperti di jelaskan
pada gambar 4.3. 1. Kondisi udara masuk kompresor
P
1
= 1,013 bar T
1
= 303 K
k
= Konstanta Adiabatik 1,4 untuk udara Untuk kondisi masuk kompresor pada keadaan stagnasi berdasarkan gambar 4.3 :
T
01
= T
1
+ cp
C
a
. 2
2
……..4.6 Lit.1 Hal. 81 Dimana :
C
a
= Kecepatan aliran aksial fluida ms C
a
= 150 ms untuk industri ……..4.7 Lit.4 Hal. 376
cp = Panas jenis udara masuk kompresor cp = 950 + 0,21T
1
Jkg.K ……..4.8 Lit.3 Hal. 38
Universitas Sumatera Utara
= 950 + 0,21 303 = 1013,63 Jkg.K
Sehingga : T
01
= 303 +
63 ,
1013 .
2 150
2
T
01
= 314,09 K
Dengan mengunakan tabel pada lampiran 1, diperoleh : h
01
= 314,35 kJkg 2. Kondisi udara keluar kompresor
Untuk kondisi keluar kompresor keadaan statis di peroleh : T
2
= 606,73 K P
2
= r
p
optimum
.
P
1
= 11,82. 1,013 bar = 11,97 bar
Untuk kondisi keluar kompresor pada keadaan stagnasi berdasarkan pada gambar 4.3.
T
02
= T2 + cp
C
a
. 2
2
………...4.9 Dimana :
cp = Panas jenis udara masuk kompresor cp = 950 + 0,21T
1
Jkg.K ………...4.10
= 950 + 0,21 606,73 = 1.077,41Jkg.K
Sehingga : T
02
= 606,73 +
1.077,41 .
2 150
2
T
02
= 617,17 K
Universitas Sumatera Utara
Dengan mengunakan tabel pada lampiran 1, diperoleh : h
02
= 625,08 kJkg Maka :
P
02
= P
1
T
02 :
T
1 1
k k
P
02
= 1,013
1 4
, 1
4 ,
1
P
02
= 12,21 bar
3. Kondisi gas melalui turbin Kondisi gas masuk turbin
T
3
= 970 C = 1243 K
Kondisi gas keluar turbin
T
4
= T
3
.
k k 1
T
4
= 1243 .
33 ,
1 1
33 ,
1
T
4
= 673,49 K Perbandingan tekanan keluar turbin dengan tekanan udara atmosfir pada
instalasi turbin gas siklus tertutup adalah 1,1+1,2… lit 3 hal 37 P
4
= 1,2 . P
1
P
4
= 1,2. 1,013 bar
Universitas Sumatera Utara
P
4
= 1,2. 1,013 bar P
4
= 1,2156 bar Kerja aktual kompresor :
aktual W
K
= k
ideal W
K
η
Maka nilai aktual pada keluaran kompresor berdasarkan gambar 4.3 adalah : h
02
= h
01
+W
k aktual
kJkg h
02
= 314,35 +353,28kJkg h
02
= 667,63 kJkg Kerja aktual turbin :
aktual W
T
=
0,85 .
656,88
kJkg
aktual W
T
=
558,35 kJkg Maka temperatur keluar ruang bakar aktual :
T
03
=
Pg T
C aktual
W + T
4
Dimana : C
Pg
= 950 + 0,21.T
3
C
Pg
= 950 + 0,21.1243 C
Pg
= 1.211,03 Jkg.K C
Pg
= 1,21103 kJkg.K Maka :
Universitas Sumatera Utara
T
03
= 1.134,54 K Dengan mengunakan tabel udara pada lampiran 1, maka diperoleh :
h
03
= 1.198,19 kJkg Tekanan aktual di ruang bakar:
P
03
= P
02
1-
rb
P Δ
Dimana :
rb
P Δ
= kerugian tekanan pada ruang bakar 0,01
÷
0,02…Arismunandar,2002 P
03
= 12,21 1 - 0,01 P
03
= 12,08 bar Temperatur aktual keluar turbin :
h
04
= h
03
-
aktual W
T
h
04
= 1.198,19 - 558,35 kJkg
h
04
= 661,84 kJkg Dengan mengunakan tabel udara pada lampiran 1, maka diperoleh :
T
04
= 639,84K 4. Panas aktual yang masuk
Qin aktual = h
03
–h
02
kJkg Qin aktual = 1.198,19 - 667,63 kJkg
Qin aktual = 530,36 kJkg 5. Efisiensi thermal aktual siklus
η
= aktual
Qin aktual
W -
aktual W
K T
x 100
Universitas Sumatera Utara
6. Back work ratio rbw Backwork ratio merupakan nilai persentase kerja spesifik turbin yang
digunakan untuk menggerakkan kompressor. r bw =
aktual W
aktual W
T K
lit.3 hal 478
4.4 Analisa Pembakaran
