Gambar 4.2 Segitiga kecepatan sudu gerak tingkat pertama
4.3.2 Perhitungan Kerugian Kalor pada Tingkat Pertama
Perhitungan kerugian kalor pada sudu gerak tingkat pertama, yaitu sebagai berikut :
5 Kerugian kalor pada nosel :
2000 03
, 704
08 ,
741 2000
2 2
2 1
2 1
− =
− =
c c
h
t n
= 26,77 kJkg Entalpi uap sebenarnya setelah keluar nosel h
a1
titik a
1
adalah : 77
, 26
2 ,
2897
1 1
+ =
+ =
n a
h h
h kJkg = 2923,97 kJkg
Pada keadaan entalpi h
a1
dan tekanan p
1
, maka diperoleh : -
Volume spesifik v
a1
: 0,2856 m
3
kg -
Entropi s
a1
: 6,988 kJkg.K 6
Kerugian kalor pada sudu gerak baris pertama :
2000 01
, 460
99 ,
560 2000
2 2
2 2
2 1
− =
− =
w w
h
b
= 51,55 kJkg Entalpi uap sebenarnya setelah keluar sudu gerak baris pertama h
b1
titik b
1
adalah :
55 ,
51 97
, 2923
1 1
+ =
+ =
b a
b
h h
h
kJkg = 2975,52 kJkg Pada keadaan entalpi h
b1
dan tekanan p
1
, maka diperoleh : -
Volume spesifik v
b1
: 0,3006 m
3
kg -
Entropi s
b1
: 7,087 kJkg.K 7
Kerugian kalor pada sudu pengarah :
2000 42
, 273
67 ,
321 2000
2 2
2 1
2 2
− =
− =
c c
h
gb
= 14,36 kJkg
Universitas Sumatera Utara
Entalpi uap sebenarnya setelah keluar sudu pengarah h
c1
titik c
1
adalah :
36 ,
14 52
, 2975
1 1
+ =
+ =
gb b
c
h h
h
kJkg = 2989,88 kJkg Pada keadaan entalpi h
c1
dan tekanan p
1
, maka diperoleh : -
Volume spesifik v
c1
: 0,3048 m
3
kg -
Entropi s
c1
: 7,113 kJkg.K 8
Kerugian kalor pada sudu – sudu gerak baris kedua :
2000 21
, 138
06 ,
157 2000
2 2
2 2
2 1
− =
− =
w w
h
b
= 2,78 kJkg Entalpi uap sebenarnya pada sudu-sudu gerak baris kedua h
d1
titik d
1
adalah :
78 ,
2 88
, 2989
1 1
+ =
+ =
b c
d
h h
h
kJkg = 2992,66 kJkg Pada keadaan entalpi h
d1
dan tekanan p
1
, maka diperoleh : -
Volume spesifik v
d1
: 0,3056 m
3
kg -
Entropi s
d1
: 7,119 kJkg.K 9
Kerugian kalor pada sudu gerak baris kedua :
2000 15
, 136
2000
2 2
2
= =
c h
e
= 9,27 kJkg Entalpi uap sebenarnya setelah keluar sudu gerak baris kedua h
e1
titik e
1
adalah : 27
, 9
66 ,
2992
1 1
+ =
+ =
e d
e
h h
h kJkg = 3001,93 kJkg
Pada keadaan entalpi h
e1
dan tekanan p
1
, maka diperoleh : -
Volume spesifik v
e1
: 0,3083 m
3
kg -
Entropi s
e1
: 7,135 kJkg.K 10
Kerugian kalor akibat gesekan cakram dengan angin :
. .
G N
h
a ge
a ge
= Adapun penentuan daya gesekan dan ventilasi cakram dihitung dengan
menggunakan persamaan Forner yaitu sebagai berikut : γ
β
1 3
4 10
.
10 l
n d
N
a ge
−
× =
[kW] dimana : β = 2,06 cakram baris ganda
d = 0,54 m diameter rata-rata cakram
Universitas Sumatera Utara
n = 5.500 rpm putaran turbin l
1
= 1,6 cm tinggi sudu γ = bobot spesifik dimana cakram tersebut berputar, harganya
sebanding dengan 1v, dengan v = 0,2777 m
3
kg; P =0,8 MPa; h = 2897,2, sehingga 1v = 3,6010 kgm
3
dengan demikian, maka :
6010 ,
3 6
, 1
500 .
5 54
, 10
06 ,
2
3 4
10 .
× ×
× ×
× =
− a
ge
N
= 16,79 kW Maka kerugian kalor akibat gesekan cakram dan angin adalah :
= =
33 ,
4 79
, 16
.a ge
h 3,88 kJkg
Entalpi uap setelah melibatkan kerugian akibat gesekan cakram dan angin, h
f1
titik f
1
adalah :
88 ,
3 93
, 3001
1 1
+ =
+ =
gea e
f
h h
h
= 3005,81 kJkg Pada keadaan entalpi h
f1
dan tekanan p
1
, maka diperoleh : -
Volume spesifik v
f1
: 0,3094 m
3
kg -
Entropi s
f1
: 7,143 kJkg.K 11
Besarnya penurunan kalor yang dimanfaatkan pada tingkat pertama, H
i,1
. 1
a ge
e b
gb b
n I
i
h h
h h
h h
h H
+ +
+ +
+ −
=
= 274,6 – 26,77 + 51,55 + 14,36 + 2,78 + 9,27 + 3,88 = 165,99 kJkg 12
Efisiensi internal relatif tingkat pertama
1 0i
η 605
, 6
, 274
99 ,
165
1 1
= =
=
I i
i
h H
η 13
Daya internal tingkat pertama, N
i1
= =
1 1
.
i i
H G
N 4,33 kgs . 165,99 kJkg = 718,74 kJs
14 Persentase perhitungan
Untuk memeriksa ketepatan kerugian-kerugian kalor yang diperoleh, maka diperiksa persentase perhitungan yaitu sebagai berikut:
Kesalahan perhitungan = 17
, 100
605 ,
604 ,
605 ,
= ×
− , dapat diterima.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Gambar enthalpy h vs entropi s pada tingkat pertama
4.4 Dimensi Sudu Gerak dan Sudu Pengarah 4.4.1 Dimensi Sudu Gerak Baris Pertama
Kategori