PE d
EK d
dll ...,
du de
+ +
+ =
2.8 Prinsip kekekalan massa pada sistem aliran juga dapat diterapkan dalam
proses kesetimbangan energi yang digunakan untuk menunjukan adanya kebocoran aliran massa dari suatu proses atau perlengkapan yang nantinya dianggap sebagai
kerugian energi.
Gambar 2.1 Diagram Kesetimbangan Energi
Pada diagram kesetimbangan energi Gambar 2.1 menunjukan aliran massa dan jumlah energi yang masuk dan keluar dari diagram tersebut, didapatkan
persamaan umum energi sebagai berikut:
W V
p U
2 V
m z
g m
Q V
p U
2 V
m z
g m
2 2
2 2
21 2
2 2
2 1
1 1
2 1
1 1
1 1
+ +
+ +
= +
+ +
+
2.9 dimana
Tekanan Energi
pV keluar
dan masuk
parameter 1,2
Internal Energi
U luar
Kerja W
Kinetik Energi
2 mv
masuk yang
Energi Q
Potensial Energi
mgz
2
= =
= =
= =
=
2.3.3 Hukum Kedua Termodinamika
Hukum kedua menyatakan perbedaan kualitas diantara dua bentuk energi dan menerangkan mengapa beberapa proses dapat terjadi secara spontanitas, dimana yang
lain tidak bisa terjadi. Ini menandakan suatu trend yang terjadi dan bisanya dinyatakan di dalam pertidaksamaan. Dari hukum kedua dapat diketahui bahwa suatu
energi misalnya panas dapat diubah menjadi energi lain seperti kerja mekanik ataupun sebaliknya. Tetapi dalam penerapannya, walaupun kerja mekanik memang
sepenuhnya dapat diubah menjadi panas, tetapi panas tidak dapat seluruhnya menjadi kerja kerja yang dapat balik, ini menunjukan adanya panas yang terbuang percuma.
Pernyataan Hukum Kedua Termodinamika merupakan hal yang menjelaskan tetang hukum kedua termodinamika. Walaupun ada beberapa variasi dari formula
hukum kedua, dua diantaranya di kenal dengan pernyataan Clausius dan pernyataan Kevin-Planc.
• Pernyataan Clausius. Tidak memungkinkan untuk suatu sistem untuk
memindahkan panas dari suatu reservoar bertemperatur rendah menuju reservoar bertemperatur tinggi. Secara sederhana, perpindahan panas hanya dapat terjadi
spontanitas dalam arah dari penurunan temperatur.
• Pernyataan Kelvin-Planck. Tidak memungkinkan suatu sistem untuk menerima
panas yang diberikan dari reservoar temperatur tinggi dan menyediakan jumlah yang sama dari kerja yang keluar. Ketika suatu sistem merubah kerja menjadi
energi yang sama yang pindah sebagai panas yang memungkinkan. Suatu alat yang PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
merubah panas menjadi perpindahan energi panas yang sama adalah tidak mungkin, contohnya, kita tidak dapat membuat suatu mesin dengan efisiensi
termal 100.
2.4 Siklus siklus pada Mesin PLTGU
Mesin pembangkitan listrik tenaga gas dan uap menggunakan dua siklus termodinamika, yaitu siklus Brayton dan siklus Rankine. Hal tersebut karena mesin
pembangkit listrik tenaga gas dan uap merupakan gabungan dari dua mesin pembangkit yang fluida kerjanya berbeda. Siklus Brayton adalah siklus yang
digunakan pada mesin pembangkit listrik tenaga gas, sedangkan siklus Rankine adalah siklus yang digunakan pada mesin pembangkit listrik tenaga uap.
2.4.1. Siklus Brayton
Gambar 2.2 Diagram P-v dan T-s siklus Brayton Ideal pada sistem PLTG
Diagram dari siklus Brayton diatas di perlihatkan proses-proses yang terdiri atas :
3 4
9’
’
s T
1 – 2 : Proses kompresi isentropic. Udara atmosfer masuk sistem turbin gas
melalui inlet kompresor. Kompresor mengkompresikan udara tersebut sampai tekanan tertentu disertai penyempitan volume.
2 – 3 : Merupakan proses pembakaran isobaric. Udara terkompresi masuk ke ruang
bakar di injeksika. Proses pembakaran terjadi menghasilkan energi panas, energi panas tersebut diserap oleh udara bertekanan dalam kompresor.
Proses ini terjadi penambahan volume tetapi tidak terjadi pertambahan bertekanan.
3 – 4 : Proses ekspansi isentropic. Udara bertekanan yang memiliki energi panas
dari hasil pembakaran berekspansi melewati turbin. Ketika terjadi proses ini udara bertekanan mengalami pertambahan volume.
4 – 1 : Proses pembuangan panas ke atmosfer.
2.4.2 Siklus Rankine
Proses kerja dari turbin uap ini dapat dijelaskan dalam siklus rankine atau siklus tenaga uap yang mana merupakan siklus teoritis paling sederhana yang
mempergunakan uap sebagai media kerja sebagaimana dipergunakan pada Pusat Listrik Tenaga Uap.
Gambar 2.3 Diagram T – s Siklus Rankine pada sistem PLTU
1 2
5 6
7
8 9
10
