TERMODINAMIKA II Semester Genap TA 2007/2008 · PDF fileHukum I termodinamika : ??? Open...
20
Termodinamika II FST USD Jogja TERMODINAMIKA II Semester Genap TA 2007/2008
-
Upload
duongkhanh -
Category
Documents
-
view
219 -
download
2
Transcript of TERMODINAMIKA II Semester Genap TA 2007/2008 · PDF fileHukum I termodinamika : ??? Open...
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
TERMODINAMIKA II Semester Genap TA 2007/2008
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
(A Simple Vapor-Compression Refrigeration Cycle)
Refrigerated Space
QL
Environment
QH
Win
Condenser
Expansion
Valve
Compressor
Evaporator
1. Compressor: mengkompresi
uap menjadi uap bertekanan
tinggi
2. Condenser: mengembunkan
uap tekanan tinggi menjadi
cairan tekanan tinggi
3. Katup ekspansi (Expansion
Valve) : menurunkan tekanan
cairan menjadi bertekanan
rendah
4. Evaporator: menerima kalor
dari medium bersuhu rendah
terjadi penguapan
Siklus Kompresi Uap Ideal
Mempunyai 4 komponen dan 4 proses.
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Refrigerated Space
QL
Evaporator
Environment
QH
Condenser
3
T-s Diagram
Compressor Win
2
1
Expansion
Valve
4
Sketsa Alat
T
s
P2
P1
Win
4
3
1
2
QL
QH
Process 1-2 Isentropic Compression Process, s=const.: Compressor, sat.vap superheat
vapor
Process 2-3 P = const. Heat Rejection Process: Condenser, superheat
vapor
sat.liquid
Process 3-4 Throttling Process, h=const.: Expansion Valve, sat. liquid
mixture
Process 4-1 P = const. Heat Addition Process : Evaporator, Mixture sat. vapor
4 – Proses Pada Siklus Kompresi Uap Ideal
Refrigerated Space
QL
Evaporator
Environment
QH
Condenser
3
Compressor Win
2
1
Expansion
Valve
4
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
T-s Diagram
T
s
P2
P1
Win
4
3
1
2
QL
QH
P
h
P2
P1
P-h Diagram
QL
QH 3
Win
1
2
4
h4=
h3 h1 h
P-h Diagram
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
QH
Win
Condenser
Expansion
Valve
Compresso
r Evaporato
r
0 oC
-20 oC
30 oC 80 oC
Heating at 20 oC
Out dooe space
QL
-10 oC
Air Conditioned, 25oC
QL
Environment
QH
Win
Condenser
Expansion
Valve
Compresso
r Evaporator 15 oC
10 oC
50 oC 80 oC
40 oC
Pendinginan rumah
dengan AC (air-
conditioner)
Pemanasan Rumah
dengan Heat Pump
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Merupakan sebuah alat penukar kalor
dimana refrijeren melepas kalor ke
medium pendingin seperti air atau udara.
Refrijeren yang berada pada keadaan uap
superpanas melepas kalor sehingga
berubah menjadi cair (liquid refrigerant)
CONDENSER
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Refrijeren berekspansi sehingga tekanannya turun.
Keadaan Refrijeren berubah dari liquid menjadi
campuran cair jenuh dan uap (a saturated liquid-vapor
mixture)
EXPANSION VALVE
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Merupakan sebuah alat penukar kalor
dimana refrijeren menyerap kalor dari
benda yang didinginkan (ruang pendingin).
Refrijeren yang berada pada keadaan
campuran cair jenuh & uap menyerap kalor
sehingga berubah menjadi uap
EVAPORATOR
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Merupakan sebuah alat untuk menaikkan
tekanan dan temperatur refrijeren dari
tekanan dan temperatur rendah menjadi
tekanan dan temperatur tinggi.
Temperatur Refrijeren menjadi lebih tinggi
dari temperatur medium pendingin
(lingkungan) sehingga kalor yang diserap
di evaporator dapat dibuang
COMPRESSOR
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Analisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Clossed
System
Q - W = U + KE + PE Q - W = 0
cyclic process
QH - QL = Win
COP =
output yang diinginkan
input yang dibutuhkan =
Q
W
L
net, in
R COP =
Q
Q Q =
1
1
L
H L
RH
L
Q
Q
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Analisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open
System
12h m = hWQ in 12h m = hWin 0
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Analisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open
System
23h m = hWQH 23h m = hQH 0
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Analisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open
System
34h m = hWQ 34 =h h
0 0
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
Analisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open
System
41h m = hWQL 41h m = hQL 0
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
CONTOH
Sebuah refrigerator menggunakan fluida kerja R-134a dan
beroperasi dengan siklus kompresi uap ideal antara
0,14 MPa dan 0,8 MPa. Laju aliran massa refrigerant 0,05 kg/s.
a. Gambarkan siklusnya dalam diagram T-s dan P-h.
b. Hitung laju perpindahan kalor dari ruang pendingin
c. Hitung daya kompresor
d. Hitung kalor yang dibuang ke lingkungan
e. Hitung COP – nya.
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
T-s Diagram T
s
P2
P1
Win
4
3
1
2
QL
0.8 MPa
0.14 MPa
R-134a Property Table
State 1 sat. vap. @ P1 = 0.14 MPa → h1 = hg@0,14 MPa = 236,04 kJ/kg, s1 = sg@0,14 MPa = 0.9322 kJ/kg-K
State 2 P2 = 0.8 MPa and s2 = s1 = 0.9322 kJ/kg-K,
h2 = 272,05 kJ/kg (interpolasi)
State 3 sat.liq. @ P3 = P2= 0.8 MPa, h3 = hf@P3 = 93,42 kJ/kg
State 4 h4 = h3 = 93,42 kJ/kg (Throttling Process)
mdot = 0.05 kg/s
Refrigerated Space
QL
Evaporator
Environment
QH
Condenser 3
Compressor Win
1
Expansion
Valve
2
4
PENYELESAIAN
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
96.380,1
13,7 COP (e)
93,893,42-272,05 0,05 ,
0 wCondenser, (d)
80.1236,04-272,05 0,05
0 q ,Compressor (c)
13,793,42-236,04 0,05
0 w,Evaporator (b)
32,
12
41,
kW
kW
W
Q
kWhhm Q
kWhhm W
kWhhm Q
in
L
outH
in
inL
QH
Condenser
2 3
Win
1
2
Compressor
QL
Evaporator
4 1
PENYELESAIAN
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
P
h
P2
P1
P-h Diagram
QL
QH
Win
1
2 3
4
h4=
h3 h1 h
Cara lain dengan diagram P-h
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
1
2 3
4
h1 h4 = h3 h2
Term
odin
amik
a II
FST
USD
Jog
ja
PR
Sebuah refrigerator menggunakan fluida kerja HFC 134a dan
beroperasi dengan siklus kompresi uap ideal antara 0,14
MPa dan 0,9 MPa. Laju aliran massa refrigerant 0,05 kg/s.
a. Gambarkan siklusnya dalam diagram T-s dan P-h.
b. Hitung laju perpindahan kalor dari ruang pendingin
c. Hitung daya kompresor
d. Hitung kalor yang dibuang ke lingkungan
e. Hitung COP – nya.
Kerjakan dengan dua cara yaitu :
1. Menggunakan Tabel sifat-sifat HFC 134a
2. Menggunakan P-h diagram HFC 134a
