Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aSimple Ideal Gas Refrigeration CycleSimple Ideal Gas Refrigeration Cycle10-9

(Fig. 10-16)

Reversed Brayton Cycle

Dapatkah turbin diganti dengan katup ekspansi?

Proses 1-2:

Kompresi isentropic

Proses 2-3:

Pelepasaan Kalor @ P konstan

Proses 4-1:

Pengambilan kalor @ P konstan

Proses 3-4:

Ekspansi isentropic

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aActual Gas Refrigeration CycleActual Gas Refrigeration Cycle10-9

T

s

QH

QL

1

2

3

44s

2s

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aAn Open Aircraft cooling sistemAn Open Aircraft cooling sistem

Warm Airin

QH

Win

HE

Compressor

Turbine

3 2

4

1Cool Air

out

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aGas Refrigeration Cycle With RegenerationGas Refrigeration Cycle With Regeneration10-10

(Fig. 10-19)

COLDrefrigerated space

WARMenvironment

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aGas Ideal : Isentropik (specific heats constans)Gas Ideal : Isentropik (specific heats constans)

konstan 1-kvT

konstank)/k-(1 TP

konstan kvP

Proses Isentropik (specific heats constans) pada gas ideal berlaku :

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aGas ideal : Isentropik (variable specific heats)Gas ideal : Isentropik (variable specific heats)

)/(s exp =P 02r R

P

P2

1

s=konstan

r2

r1

= P

P

= T / Pr rv

r1

r2

konstan=s1

2 = v

v

v

v

Tekanan relatif

Volume jenis relatif

Proses Isentropik (specific heats variable) pada gas ideal berlaku :

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aEfisiensi Adiabatik TurbinEfisiensi Adiabatik Turbin

Perbandingan antara kerja output aktual turbin dengan kerja output turbin jika prosesnya isentropik

= Kerja aktual turbin

tropik turbin =

= h

h

Ta

s

T1

1

Kerja isen

h

ha

s

w

w

2

2

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aEfisiensi Adiabatik KompresorEfisiensi Adiabatik Kompresor

Perbandingan antara kerja yang dibutuhkan oleh kompresor jika prosesnya isentropik dengan kerja aktual compresor

= Kerja isentropik kompresor

ual kompresor =

= h

h

Cs

a

C2s

2a

Kerja akt

h

h

w

w

1

1

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aTugasTugas

1. Sebuah sistem pendingin beroperasi berdasarkan siklus gas ideal dengan fluida kerja udara. Udara masuk kompresor pada temperatur 12 oC dan tekanan 50 kPa. Udara masuk ke turbin pada temperatur 47 oC dan tekanan 250 kPa. Laju aliran masa udara adalah 0,08 kg/s. Dengan menggunakan asumsi panas jenis udara adalah fungsi temperatur tentukan a. Laju pendinginanb. Kebutuhan daya kompresorc. COP

2. Selesaikan soal no 1 dengan menggunakan asumsi panas jenis konstan.

3. Ulangi soal no 1dengan kompresor dan turbin mempunyai efisiensi adiabatic 80%

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aNo.1PenyelesaianNo.1Penyelesaian

47 oC 250 kPa

0,08 kg/s. 12 oC 50 kPa

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aPenyelesaianPenyelesaian

T

s

QH

QL

1

4

3

2

12 oC 50 kPa

47 oC 250 kPa

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aAsumsi udara gas ideal dg panas jenis variableAsumsi udara gas ideal dg panas jenis variable

1584,1

285,14 285 27312

1

1

17 o

1

r

Atabel

P

kJ/kghKCT

KT

kJ/kghPP

PP

Atabel

rr

36,450

17,452 5,792 1,1584 x 50

250

2

2

17

11

22

7375,1

320,29 320 27347

3

3

17 o

3

r

Atabel

P

kJ/kghKCT

KT

kJ/kghPP

PP

Atabel

rr

84,200

200,81 3475,0 1,7375 x 250

50

4

4

17

33

44

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aAsumsi panas jenis variableAsumsi panas jenis variable

skJhhmQL / 7461,641

skJhhmWcomp / 3624,1312

skJhhmWTurbin / 5581,943

skJWWW turbincompinnet / 8043,3,

773,1,

innet

L

W

QCOP

Laju Pendinginan

Kebutuhan Daya Kompresor

Daya output Turbin

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aNo. 2 Asumsi panas jenis konstanNo. 2 Asumsi panas jenis konstan

Prose 1-2 : Isentropik

v

P

C

Ck

k)/k-(122

k)/k-(111

k)/k-(1 konstan PTPTTP k)/k-(1

2

11k)/k-(1

2

k)/k-(111

2

P

PT

P

PTT

1,4)/1,4-(1

2 250

50285

T

KT 4,451 2

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aAsumsi panas jenis konstanAsumsi panas jenis konstan

Prose 3-4 : Isentropik

k)/k-(144

k)/k-(133

k)/k-(1 konstan PTPTTP k)/k-(1

4

33k)/k-(1

4

k)/k-(133

4

P

PT

P

PTT

1,4)/1,4-(1

4 50

250320

T

KT 202 4

Term

odin

am

ika II FS

T U

SD

Yogyakart

aAsumsi panas jenis konstanAsumsi panas jenis konstan

4141 TTCmhhmQ pL

1212 TTCmhhmW Pcomp

4343 TTCmhhmW PTurbin

turbincompinnet WWW ,

innet

L

W

QCOP

,

Laju Pendinginan

Kebutuhan Daya Kompresor

Daya output Turbin