utilitas refrigerasi_2.ppt
DESCRIPTION
UtilitasTRANSCRIPT
![Page 1: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/1.jpg)
SIKLUS REFRIGERASI IDEAL :Siklus Carnot
Siklus Refrigerasi Carnot
![Page 2: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/2.jpg)
Tahap-tahap siklus refrigerasi Carnot
1-2 : Kompresi tanpa friksi dan tanpa transfer panas.
2-3 : Rejeksi panas sementara refrigeran mempertahankan temperatur konstan.
3-4 :Ekspansi mesin tanpa friksi dan tanpa transfer temperatur.
4-1 : Penyerapan panas sementara refrigeran mempertahankan temperatur konstan.
![Page 3: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/3.jpg)
Karena proses 1-2 dan 3-4 adalah tanpa friksi, maka proses bersifat reversibel.
Karena tidak ada panas yang ditransfer ke lingkungan maka proses bersifat adiabatik.
Proses REVERSIBEL-ADIABATIK berlangsung pada konstan entropy.
Sehingga pada proses Carnot terdiri dari 2 proses konstan entropy dan 2 proses konstan temperatur.
![Page 4: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/4.jpg)
Grafik Entropy-Temperatur pada Siklus Carnotqr = panas terejeksi, qa = panas terabsorbsi
![Page 5: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/5.jpg)
Contoh soal :Dalam suatu siklus refrigerasi Carnot, diperoleh data-
data temperatur dan entropy sebagai berikut:T1 = 250 K, T2 = 300 Ks2 = 1.2 kJ/ kg. K; s3 = 0.9 kJ/ kg. KBerapakah besarnya panas terabsorbsi dan panas
terejeksi tiap kg refrigeran yg disirkulasi dalam siklus tersebut ?
![Page 6: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/6.jpg)
Siklus Carnot pada diagram Tekanan-Enthalpy
![Page 7: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/7.jpg)
Siklus Carnot pada diagram Temperatur-Entropy
![Page 8: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/8.jpg)
Proses 4-1 :refrigeran mengalami evaporasi pada T konstan. Evaporasi berhenti pada point 1 dimana beberapa cairan masih bercampur dengan uap.
Proses 1-2: Kompresi isentropik ke tekanan tinggi, pada point 2, uap jenuh.
Proses 2-3: Kondensasi tekanan konstan dan juga temperatur konstan. Kondensasi berhenti pada cairan jenuh, point 3.
Proses 3-4: ekspansi isentropik, menghasilkan campuran uap dan cairan point 4.
![Page 9: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/9.jpg)
Efisiensi Refrigerasi
Efisiensi refrigerasi dinyatakan dengan ‘coeficient of performance’ (COP) dan didefinisikan sebagai jumlah energi yang diinginkan dibagi dengan jumlah energi yang dikeluarkan.
Pada siklus Carnot:
![Page 10: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/10.jpg)
Kualitas Refrigeran
![Page 11: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/11.jpg)
Contoh soal :Sebuah plant refrigerasi sebagaimana terlihat pada
gambar beroperasi dengan siklus Carnot. Refrigeran yang digunakan adalah amonia dan bersirkulasi dengan laju alir 0.32 kg/s (42.3 lb/min). Temperatur kondensasi adalah 30 oC dan temperatur evaporasi adalah -10 oC.
![Page 12: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/12.jpg)
Hitung :a.Enthalpy pada semua point pada siklusb.Kecepatan refrigerasic.Power yg diperlukan oleh kompresord.Power yang dikeluarkan oleh mesine.Kecepatan panas yg direjeksi pada kondensorf.COP.
![Page 13: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/13.jpg)
Siklus Refrigerasi Carnot dan Siklus Refrigerasi StandarProses kompresi pada siklus Carnot disebut dengan wet compression karena terjadi secara sempurna pada daerah campuran dengan cairan.Masalah yang timbul pada sistim kompresi tersebut :- Dengan recripocating compressor, cairan pada dinding silinder akan mengurangi efektivitas lubrikasi.-Jika droplet cairan tetap tidak tervaporasi pada akhir kompresi, cairan yang tidak dpt terkompresi menyebabkan volume clearance terbatas dan dapat merusak valve.- Kesulitan dlm pengendalian fraksi cairan pada point 1 untuk memberikan uap saturasi pada point 2 setelah kompresi
![Page 14: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/14.jpg)
Pada dry compressor, uap masuk ke dalam kompresor pada kondisi jenuh pada point 1’. Selanjutnya kompresi berjalan pada point 2’ pada daerah uap lewat jenuh.
![Page 15: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/15.jpg)
Keuntungannya : Efek refrigerasi meningkat dari (h1-h4) menjadi (h1’-h4).
Kerugiannya : Kerja kompresi meningkat dari (h2-h1) menjadi (h2’-h1’).
Akibatnya: peningkatan kapasitas sekitar 13.1% sedangkan penambahan kerja sebesar 20% sehingga akhirnya akan menurunkan COP.
![Page 16: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/16.jpg)
Hal lain yang perlu dipertimbangkan adalah perubahan ekspansi valve menjadi ekspansi engine.
Pada expansion valve :
![Page 17: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/17.jpg)
Pada expansion engine akan terjadi perubahan diagram tekanan-enthalpy sebagai berikut :
![Page 18: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/18.jpg)
Pengaruh perubahan dari expansion valve menjadi expansion engine :
- Kebutuhan power meningkatDari contoh ditemukan peningkatan power sebesar 8.5%
- Efek refrigerasi menurun.terjadi penurunan efek refrigerasi sebesar 1.4%.
![Page 19: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/19.jpg)
Dari revisi terhadap siklus Carnot, terbentuk suatu siklus refrigerasi standar :
![Page 20: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/20.jpg)
Siklus tersebut mempunyai 4 proses sbb:1-2 : kompresi konstan entropy ke tekanan kondensasi.2-3 : desuperheating dengan tekanan konstan dan kondensasi ke cairan jenuh.3-4 : ekspansi dengan konstan enthalpy melalui expansion valve ke tekanan rendah.4-1 : evaporasi tekanan konstan ke uap jenuh.
![Page 21: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/23.jpg)
Refrigeran masuk kompresor sebagai uap. Pada poin 1-2 : Uap dikompresi pada entropy konstan dan
meninggalkan kompresor pada kondisi uap superheated.Pada point 2-3 dan 3-4:
Uap superheated melalui kondensor , mengalami pendinginan pertama dan menghilangkan uap jenuh dan selanjutnya uap terkondensasi menjadi cairan dengan menghilangkan panas tambahannya pada tekanan dan temperatur konstan.
Pada point 4-5: Cairan refrigeran melalui katub ekspansi dimana tekanan menurun dan menyebabkan evaporasi dan auto refrigerasi, menghasilkan campuran uap dan cairan pd T dan P rendah. Campuran cairan dan uap dingin kemudian melalui koil evaporator dan diuapkan secara sempurna dengan mendinginkan udara panas (yang akan direfrigerasi) dan menghasilkan uap refrigeran kembali ke kompresor pada point 1.
![Page 24: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/25.jpg)
Contoh soal :Sebuah sistim refrigerasi dengan R-22 mempunyai kapasitas
refrigerasi 150 kW (42.6 tons refrigerasi) beroperasi pada siklus refrigerasi standar dengan temperatur evaporasi -5oC dan temperatur kondensasi 35oC.
Hitung:a. Tekanan evaporasi dan kondensasib. Enthalpy pada tiap point pada siklus tsbc. Laju alir massa R-22 yg disirkulasi dalam sistimd. Laju alir volume yg terukur pada komressore. Power yg diperlukan kompresorf. COP
![Page 26: UTILITAS REFRIGERASI_2.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548acf2ab479590a0d8b6020/html5/thumbnails/26.jpg)
Rasio COP refrigerasi standar dan COP Carnot