Gambar 2.10. Grafik variasi nilai efisiensi isentropic turbin dan kompresor dengan rasio tekanan untuk efisiensi politropik 85
sumber : lit 2, hal 52
2.4. Ruang Bakar
Suatu reaksi kimia dimana suatu bahan bakar dioksidasi dan sejumlah besar energi dilepaskan disebut pembakaran. Hal tersebut terjadi di dalam ruang
bakar atau combustion chamber. Pengoksidasi yang paling sering digunakan di dalam proses pembakaran adalah udara karena pertimbangan udara dapat
diperoleh bebas dan siap tersedia. Kalor spesifik yang masuk q
in
pada ruang bakar adalah gas hasil pembakaran. Pembakaran ini menaikkan temperatur gas
sekaligus menaikkan enthalpinya dan secara teoritis terjadi pada tekanan konstan. Seperti yang telah disebutkan diatas udara dibutuhkan untuk reaksi stoikiometri
pembakaran yang dapat diperoleh dari persamaan umum C
x
H
y
+
n
O
2 a
CO
2
+
b
H
2
O
dimana : a = x, b = y 2 dan n = x + y 4
Universitas Sumatera Utara
2.5. Generator
Pada proses pembebanan arus bolak-balik unsur yang terlihat dalam konversi energi daya adalah :
1. Daya nyata V.I.cosφ dalam Watt merupakan besaran yang terlibat dalam
konversi daya 2.
V.I.cosφ merupakan daya reaktif yang juga merupakan suatu kebutuhan yang harus dilayani. Daya reaktif hanya membebani biaya investasi bukan biaya
operasi Beban membutuhkan daya reaktif karena :
1. Karakteristik beban itu sendiri yang tidak bisa dielakkan
2. Proses konversi daya di dalam alat itu sendiri.
Dari hal diatas disimpulkan bahwa daya yang harus disuplai oleh turbin kepada generator harus dapat memenuhi kebutuhan daya nyata atau daya reaktif
seperti digambarkan pada gambar 2.11. dimana
: P
N
= Daya bergunaAktif P
P
B
= Daya semu P
E
= Daya reaktif φ
P
B
P
E
Gambar 2.11. Daya pada generator Dalam hal transmisi daya dan putaran ke generator akan terjadi kerugian
mekanis. Sehingga daya yang dibutuhkan generator adalah daya semu P
B
=
cos
N
P
Universitas Sumatera Utara
dimana : Cos
φ = Faktor daya Sedangkan daya reaktifnya yaitu :
P
E
=
m g
B
P
. dimana :
η
g
= Efisiensi generator 0.98 η
m
= Efisiensi mekanis generator 0,9
2.6. Laju Aliran Massa Udara
Dalam menentukan laju aliran massa udara dan bahan bakar maka keadaan yang dihitung adalah pada temperatur rata–rata udara atmosfer yang dihisap
kompresor. Hal ini berguna untuk mendapatkan perbedaan daya keluaran sistem agar tidak terlalu besar bila sistem bekerja pada temperatur udara atmosfer rendah
ataupun temperatur udara atmosfer tinggi. Laju aliran massa udara dan bahan bakar dapat dihitung dengan
menggunakan prinsip kesetimbangan energi dan instalasi : P
E
= P
T
- P
K
P
E
= +
. W
Ta
- . W
Ka
o a
m
o f
m
o a
m
dimana : =
o a
m
K T
a o
o f
E
W W
m m
P
.
1
=
o a
m
K T
E
W W
FAR P
. 1
o f
m = FAR .
o a
m
Universitas Sumatera Utara
dimana :
o a
m
= Laju aliran massa udara kgs = Laju aliran massa bahan bakar kgs
o f
m P
T
= Daya bruto turbin kW W
Ta
= Kerja turbin aktual kJkg W
Ka
= Kerja kompresor aktual kJkg Dengan diperolehnya massa aliran fluida maka dapat diperoleh besaran
daya setiap komponen yaitu ; 1.
Daya kompresor P
K
= . W
K
MW
o a
m
2. Daya turbin
P
T
= +
. W
T
MW
o a
m
o f
m 3.
Panas yang disuplai ruang bakar Q
RB
= +
. Q
in
MW
o a
m
o f
m
Universitas Sumatera Utara
BAB III KAJIAN THERMODINAMIKA
Analisa thermodinamika yang dilakukan adalah menghitung temperatur masuk kompresor T
1
, temperatur keluar kompresormasuk ruang bakar T
2
, temperatur keluar ruang bakarmasuk turbin T
3
, temperatur keluar turbin T
4
, dan kerja-kerja yang terjadi pada siklus Brayton tersebut. Adapun diagram T–s
untuk siklus terbuka terlihat pada gambar 3.1:
3
T q
in
Gambar 3.1. Diagram T – s siklus terbuka turbin gas Sumber : Lit 1. hal. 510
Diasumsikan : Temperatur udara luar T
1
adalah : 33
o
C = 306 K dan pressure ratio r
p
yang tidak jauh berbeda dengan kondisi aktual yaitu : 15
melalui tabel A-17 Ideal Gas Properties of Air, Lit 1 diperoleh : h
1
= 306,22 kJkg Berdasarkan persamaan di bawah ini :
1 2
T T
=
k k
P P
1 1
2
=
k k
P P
1 4
3
=
4 3
T T
.......................................lit 1, hal 510
W
out
2 4
W
in
s
1
q
out
Universitas Sumatera Utara
