24
2.1 Proses Pembentukan Uap
Proses terbentuknyauapterjadi melaluiperubahan energi panas pembakaran bahan bakar menjadi energi panasdalam bentuk uap.
Panashasil pembakarandigunakanuntuk menaikkan entalpiair sampai terbentuk uapair yang mengandung energi dalam yang disimpan dalam bentuk panas dan
tekanan. Salah satu proses pembentukan uap adalah mendidih, dimana titik didih
suatuzat cair tergantung pada tekanan pada tekananyang diberikan padapermukaan zat cair.
Untuk menghasilkan uap yang lebih besar digunakan ketel uap, dimanafluida kerja yang digunakan adalah air, karena air memiliki sifat-sifat yang
lebihmenguntungkan biladibandingkan dengan fluida kerja yang lain. Adapun keuntungan penggunaan air sebagi fluida kerja yang lain:
• Mudah diperoleh dengan harga yang murah • Air dapat bersifat netral pH = 7 sehingga sifat korosif yang
merusaklogam dapat diatasi. • Airtidak terbakar
• Mampu menerimakalordalam jumlah besar • Dapat bekerja pada tekanan yangtinggi
Uapyang terbentukdari pemanasan ini dirubah menjadi uap basah ataupun kering melalui beberapa tahap. Dengan demikian uap yang terbentukdapat
digolongkan kedalam berbagai bentuk jenis uap yaitu:
2.1.1 Uap Basah Kondisi uap ini mengandung titik-titik air.Kwalitasuap ini dapat
dinyatakandengan kwalitas uap tertentu x, dimana harga x berkisar antara 0x1. Dalamhal ini temperatur air dan uap adalah sama seperti ditunjukkan pada
gambar 2.1. Kondisi uap berada padatitik 2 dan 3.
2.1.2 UapJenuh
Universitas Sumatera Utara
25
Kondisi uap ini tidak mengandung titik-titik air lagi. Kualitasuappadakondisi ini x = 100.Uap ini diperolehdengan penambahan kalor pada uap basah sama
sehingga mencapai titik 3.
2.1.3 Uap Panas Lanjut
Kondisiuap ini diperolehdengan memanaskan uap jenuh pada tekanankonstan sehingga temperaturnya meningkat.
Gambar 2.1 DiagramT-SProses pembentukan uap
Pemanasanairdari keadaan awal titik 1 menjadi kondisi cair jenuh titik 2, membutuhkan kalorsebesar Moran Michael.J. 1993
Q
1-2
= m
a
h
2
–h
1
2-1 dimana:
m
a
= laju aliran massa air yang dipanaskan kgjam h
1
= entalpi air pengisian ketel kJkg h
2
= entalpi air pada kondisi cair jenuh kJkg Pemanasan dari titik 1 ketitik 2 ini hanya akan menaikkan temperatur
tetapitidak merubah fasa cair.Perubahanfasa akanterjadiapabilapanas tetap diberikanpadaair yang telah mencapai kondisi titik 2. Dalam hal ini pemanasan
tidak akan menaikkan temperatur fluida yang dipanaskan. Pemberian panas selanjutnya akanmerubah titik-titik air menjadi uap atau pemanasan dari titik 2
hinggatitik 3.Panas yang diserap dalam perubahan fase iniadalah: Q
2-3
= m
u
h
3
– h
2
dimana:
T C
1 2
4
3 Air + uap
S kJkg C
Uap Panas Lanjut
Air
Universitas Sumatera Utara
26
m
u
= laju aliran massa campuran yang dipanaskan kgjam h
3
= entalpi uap jenuh pada kondisi titik 3 kgkJ Pemanasan uap jenuh titik 3 secara kontinu akan menaikkan temperatur uap
sehingga menjadi uap panas lanjut titik4. Dalam hal ini panas yang dibutuhkan sebesar:
Q
3-4
= m
u
h
4
– h
3
dimana: m
u
= laju aliranmassacampuran yangdipanaskan kgjam h
3
= entalpiuap pada kondisi uap panas lanjut titik 4 kgkJ
2.2 Ketel Uap
Kategori