Rabu, 01 April 2015

SIKLUS RANKINE

SIKLUS RANKINE


Siklus Rankine merupakan siklus tenaga uap paling sederhana yang merupakan modifikasi dari siklus Carnot, di mana proses pemanasan dan pendinginan pada siklus ini terjadi pada tekanan yang tetap. Siklus Rankine ideal digambarkan sebagai berikut (Li dan Triddy, 1985) :

Gambar 1. Siklus rankine. 

Siklus Rankine ideal tidak melibatkan irreversibel internal dan terdiri dari 4 tahapan proses yang diterangkan sebagai berikut : 
1-2 : Merupakan proses kompresi isentropik dalam kompressor, kondisi 1 adalah udara atmosfer. Temperatur udara hasil kompresi T2 dapat diketahui dari persamaan : 

rp = rasio tekanan
γ = Perbandingan panas spesifik pada tekanan konstan dan panas spesifik pada volume konstan,
untuk udara  
Proses penambahan panas pada tekanan konstan dalam ruang bakar. Panas yang ditambahkan dalam ruang bakar adalah

Proses ekspansi isentropik dalam turbin. Temperatur gas keluaran dihitung melalui persamaan : 
 

Merupakan proses pelepasan kalor (heat rejection) ke lingkungan pada tekanan konstan. Hal ini dapat dihitung melalui persamaan   
 


Berikut adalah lay-out fisik dari siklus Rankine ::
 

Gambar 2. Lay out khusus Siklus Rankine. Air masuk pompa pada kondisi 1 sebagai cairan jenuh dan dikompresi sampai tekanan operasi boiler. Temperatur air akan meningkat selama kompresi isentropik melalui sedikit pengurangan dari volume spesifik air. Jarak vertikal antara 1 – 2 pada diagram T – s diatas biasanya dilebihkan untuk menjaga agar proses lebih aman. Air memasuki boiler sebagai cairan terkompresi pada kondisi 2 dan akan menjadi uap superheated pada kondisi 3. Dimana panas diberikan oleh boiler ke air pada temperatur yang tetap. Boiler dan seluruh bagian yang menghasilkan uap ini disebut sebagai generator uap. Uap superheated pada kondisi 3 kemudian akan memasuki turbin untuk diekspansi secara isentropik dan akan menghasilkan kerja untuk memutar shaft yang terhubung dengan generator listrik sehingga dihasilkanlah listrik. P dan T dari uap akan turun selama proses ini menuju keadaan 4 dimana uap akan masuk kondensor dan biasanya sudah berupa uap jenuh. Uap ini akan dicairkan pada P konstan didalam kondensor dan akan meninggalkan kondensor sebagai cairan jenuh yang akan masuk pompa untuk melengkapi siklus ini. Sehingga data dibawah kurva proses pada diagram T – s menunjukkan transfer panas untuk proses reversibel internal. Area dibawah kurva proses 2 – 3 menunjukkan panas yang ditransfer ke boiler, dan area dibawah kurva proses 4 – 1 menunjukkan panas yang dilepaskan di kondensor. Perbedaan dari kedua aliran ini adalah kerja netto yang dihasilkan selama siklus. 

TEKNIK RADIASI

PENGAWET MAKANAN DENGAN TEKNIK RADIASI

Radiasi adalah tenaga dalam bentuk sinar atau partikel yang dipancarkan dari zat radioaktif. Radiasi sinar Gama atau Partikel Elektron dapat digunakan untuk mensterilkan benda tertentu karena energi radiasi yang tinggi dapat membunuh mikroba seperti bakteri, jamur (kapang), atau virus. Benda-benda yang perlu disterilkan misalnya alat-alat kedokteran, obat-obatkan, kosmetik, bahan pangan, jaringan biologi, kondom dan lain-lain. Dosis radiasi yang digunakan dalam proses sterilisasi akan tergantung kepada jenis bahan yang disterilkan, jenis mikroba, dan tingkat populasi mikroba. Keunggulan teknik sterilisasi dengan radiasi di antaranya: 
• Tidak merusak bahan yang disterilkan 
• Lebih efektif karena dapat mencapai 100% steril pada dosis tinggi
 • Dapat mesterilkan bahan dalam jumlah banyak untuk sekali proses radiasi
 • Ramah lingkungan karena tidak menghasilkan limbah Radiasi pengion dapat dimanfaatkan Radiasi pengion dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan/kepentingan antara lain untuk menghambat pertunasan, menunda pematangan, disinfestasi serangga/hama gudang, dekontaminasi bakteri patogen dan mensterilkan produk dari segala bentuk cemaran mikroba. Kondisi iradiasi (dosimeter, dosis lingkungan/suhu); bahan pengemas; kondisi penyimpanan (suhu dan kelembaban ruang) sangat berpengaruh pada kualitas produk pangan iradiasi sehingga tetap aman, berkualitas dan tahan lama. Pengawetan bahan makanan dapat dilakukan dengan cara iradiasi, radiasi yang dipaparkan pada bahan makanan tersebut akan membunuh mikroorganisme pembusuk sehingga pembusukan makanan dapat diperlambat. Tanggal 29 Desember 1987 Departemen Kesehatan RI telah memberikan izin PERMENKES No. : 826/MENKES/PER/XII/1987 untuk beberapa jenis produk bahan pangan iradiasi dan telah diperbaharuhi pada tahun 1995 yaitu PERMENKES No. : 152/MENKES/SK/II/1995 untuk dosis maksimum 10 kGy). Adapun JECFI (Joint Expert Committee on Food Irradiation) pada tahun 1980 telah merekomendasi bahwa dosis sampai 10 kGy aman untuk dikonsumsi. Jenis komoditas bahan pangan segar dan olahan yang telah dan sedang diteliti di BATAN: 1. Makanan siap saji steril: Pepes Ikan mas, pepes ayam, kare ayam, semur ayam, rendang, daging sapi, empal daging sapi, semur daging sapi. 2. Makanan olahan/makanan ringan: dodol, bakpia. 3. Buah dan Sayuran: mangga, pepaya, tomat apel, pisang ambon, brokolli, asparagu.


alat penukar kalor

ALAT PENUKAR KALOR

Alat penukar panas (heat exchanger) adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan panas antara dua buah fluida atau lebih yang memiliki perbedaan temperature yaitu fluida yang bertemperatur tinggi kefluida yang bertemperatur rendah. Perpindahan panas teesebut baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Pada kebanyakan sistem kedua fluida ini tidak mengalami kontak langsung. Kontak langsung alat penukar kalor terjadi sebagai contoh pada gas kalor yang terfluidisasi dalam cairan dingin untuk meningkatkan temperatur cairan atau mendinginkan gas. Alat penukar panas banyak digunakan pada berbagai instalasi industri, antara lain pada : boiler, kondensor, cooler, cooling tower. Sedangkan pada kendaraan kita dapat menjumpai radiator yang fungsinya pada dasarnya adalah sebagai alat penukar panas. Tujuan perpindahan panas tersebut di dalam proses industri diantaranya adalah :
a) Memanaskan atau mendinginkan fluida hingga mencapai temperature tertentu yang dapat memenuhi persyaratan untuk proses selanjutnya, seperti pemanasan reaktan atau pendinginan produk dan lain-lain.
 b) Mengubah keadaan (fase) fluida : destilasi, evaporasi, kondensassi dan lain-lain. Proses perpindahan panas tersebut dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Maksudnya adalah :
 1) Pada alat penukar kalor yang langsung, fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruangan tertentu. Contohnya adalah clinker cooler dimana antara clinker yang panas dengan udara pendingin berkontak langsung. Contoh yang lain adalah cooling tower untuk mendinginkan air pendingin kondenser pada instalasi mesin pendingin sentral atau PLTU, dimana antara air hangat yang didinginkan oleh udara sekitar saling berkontak seperti layaknya air mancur.
 2) Pada alat penukar kalor yang tidak langsung, fluida panas tidak berhubungan langsung dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan panas itu mempunyai media perantara, seperti pipa, pelat atau peralatan jenis lainnnya. Untuk meningkatkan efektivitas pertukaran energi, biasanya bahan permukaan pemisah dipilih dari bahan-bahan yang memiliki konduktivitas termal yang tinggi seperti tembaga dan aluminium. Contoh dari penukar kalor seperti ini sering kita jumpai antara lain radiator mobil, evaporator AC. Pertukaran panas secara tidak langsung terdapat dalam beberapa tipe dari penukar kalor diantaranya tipe plat, shell and tube, spiral dll. Pada kebanyakan kasus penukar kalor tipe plat mempunyai efektivitas perpindahan panas yang lebih bagus. Klasifikasi Alat Penukar Kalor Adapun klasifikasi dari alat penukar kalor dapat dibagi dalam beberapa kelompok yaitu : - Berdsarkan konstruksinya
 1) Tabung (tubular)
2) Plate-Type
3) Extended Surface
4) Regenerative
- Berdasarkan pengaturan aliran
 1) Single Pass
2) Multi Pass
- Berdasarkan jenis aliran
1) Aliran Berlawanan Arah (Counter Flow)
2) Alira Sejajar (Parallel Flow)
3) Aliran Silang (Cross Flow)
4) Aliran Terpisah (Split Flow)
5) Aliran Bercabang (Divide Flow)
 - Berdasarkan banyaknya laluan :
1) Seluruh Cross-counter flow
2) Seluruh cross-parallel flow
3) Parallel counter flow
- Berdasarkan mekanisme perpindahan panas
1) Konveksi satu fasa (dengan konveksi paksa atau alamiah)
2) Konveksi dua fasa (dengan konveksi paksa atau alamiah)
 3) Kombinasi perpindahan panas
- Berdasarkan fungsinya dapat digolongkan pada beberapa nama:
1) Exchanger: Memanfaatkan perpindahan kalor diantara dua fluida proses (steam dan air pendingin tidak termasuk sebagai fluida proses, tetapi merupakan utilitas).
2). Heater: Berfungsi memanaskan fluida proses, dan sebagai bahan pemanas alat ini menggunakan steam.
 3) Cooler: Berfungsi mendinginkan fluida proses, dan sebagai bahan pendingin digunakan air.
 4) Condenser: Berfungsi untuk mengembunkan uap atau menyerap kalor laten penguapan
 5) Boiler : Berfungsi untuk membangkitkan uap.
 6) Reboiler : Berfungsi sebagai pensuplai kalor yang diperlukan bottom produk pada distilasi. Steam biasanya digunakan sebagai media pemanas.
7) Evaporator: Berfungsi memekatkan suatu larutan dengan cara menguapkan airnya. 8) Vaporizer: Berfungsi memekatkan cairan selain dari air.
 Adapun bentuk dari alat penukar kalor pada industri antara lain :
1. Alat Penukar Kalor Shell dan Tube
2. Alat Penukar Kalor Coil dan Box
3. Alat Penukar Kalor Double dan Pipe
4. Alat Penukar Kalor type Plate

SIKLUS KERJA KOMPRESOR

SIKLUS KERJA KOMPRESOR

Apabila gas refrigerant diisap masuk dan dikompresikan didalam silinder kompresor mesin refrigerasi, perubahan tekanan gas refrigerant terjadi sesuai dengan perubahan volume yang diakibatkan oleh gerak torak didalam silinder tersebut.
Gambar dibawah ini menunjukkan perubahan tekanan gas didalam silinder selama langkah uap dan langkah kompresi.

Langkah Isap
Pada waktu torak berda pada titik mati atas ( titik A) katup buang dan katup isap ada dalam keadaan menutup. Kemudian, pada waktu torak mulai bergerak dari TMA ke TMB katup isap akan membuka.
Selama gerakan torak dariTMA ke titik B, gas yang ada dalam silinder akan berexpansi, tetapi gas sebenarnya baru terisap masuk kedalam silinder. Setelah tekanan dalam silinder tersebut turun mencapai tekanan penguapan. Oleh karena itu, selama gerakan torak dari titik A ke titik B, tidak terjadi pengisapan (langkah bebas/idle stroke).

Maka baru setelah torak mencapai titik B dan meneruskan gerakanya menuju TMB (titik C), gas refrigerant mulai diisap masuk kedalam silinder. Pada waktu torak berada di TMB katup isap menutup dan proses pengisapan gas refrigerant selesai.

Langkah Kompresi
Pada waktu torak berada pada di TMB (titik C), baik katup isap maupun katup buang ada dalam keadaan menutup.
Selanjutnya, selama gerakan total dari TMB ke titik D, gas didalam silinder mengalami proses kompresi sehimgga tekanan gas akan naik secara berangsur-angsur.
Apabila telah dicapai tekanan buang (pengeluaran ), pada titik d, katup buang ,mulai membuka sehingga gas akan keluar dari dalam silinder.
Selama gerakan total dari titik D ke TMA (titik A), pengeluaran gas refrigerant berlangsung pada tekanan konstan. Proses kompresi selesai pada waktu berada di TMA.
Seperti diterangkan diatas, selama langkah hisap terdapat langkah bebas (idle stroke) sehingga jumlah gas yang terisap berkurang. Dengan demikian, efisiensi volumenya akan turun. Oleh karena itu, hendaknya diusahakan agar panjang langkah bebas dapat dibuat sependek-pendeknya sehingga pengisapan gas masuk kompresor dapat dimulai seawal mungkin.
Gambar. Siklus kompresi
Persamaan efisiensi kompresi kompresor:

Makin tinggi kecepatan putar kompresor makin rendah efisiensi kompresi. Oleh karena itu, konstruksi katup harus disesuaikan dengan kondisi operasnya, supaya dapat diperoleh efisiensi kompresi yang tinggi.

Apa itu kompresor ??

KOMPRESOR

PENGERTIAN KOMPRESOR
Diketahui kompresor adalah alat yang berfungsi untuk penghasil dan penyimpan udara bertekanan. jenis kompresor ini dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu kompresor positif dan kompresor nonpositif. Kompresor positif itu dimana gas diisap masuk kedalam silinder dan dikompresikan., dan untuk kompresor non positif itu dimana gas yang diisap masuk dipercepat aliranya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetic untuk menaikkan tekanan.


Perlu diketahui bahwa dalam kerja kompresor banyak dipengaruhi oleh beberapa penunjang, antara lain tentang:
ü Thermodinamika
ü Perpindahan panas
ü pendingin
Sebelum memahami beberapa penunjang tersebut, terlebih dahulu harus mengetahui tentang arti dari kompresor.

Menurut metode kompresi, kompresor dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:
·        metode kompresi positif
·        kompresor torak, bolak-balik
·        kompresi torak tingkat ganda, bolak-balik
·        kompresor putar
·        kompresor sekrup
·        metode kompresi sentrifugal
·        konmpresor centrifugal satu tingkat
·        kompresor sentrifugal tingkat ganda

Menurut penggolongan bentuk kompresor ada tiga jenis kompresor, yaitu:
Ø jenis vertical
Ø jenis horizontal
Ø jenis silinder banyak (jenis –V, jenis –W, dan jenis –VV)

Menurut penggolongan kecepatan putar, yaitu:
v jenis kecepatan rendah
v jenis kecepatan tinggi

Menurut penggolongan gas refrigerant, yaitu:
o   kompresor ammonia
o   kompresor gas Freon
o   kompresor CO2

Menurut penggolongan konstruksi, yaitu:
§  jenis terbuka
§  jenis hermatik
§  jenis semi hermatik