120 likes | 414 Views
Proses-proses uap. Uap adalah : bagian cairan yg diuapkan dan terdiri dari gas sejati yg mengandung partikel2 cairan didalamnya . Dengan pemanasan , partikel2 cairan ini akan teruapkan . Beberapa metode pemanasan dan ekspansi dari uap : Volume konstan Tekanan dan suhu konstan
E N D
Proses-prosesuap Uapadalah: bagiancairanygdiuapkandanterdiridari gas sejatiygmengandung partikel2 cairandidalamnya. Denganpemanasan, partikel2 cairaniniakanteruapkan. Beberapametodepemanasandanekspansidariuap: Volume konstan Tekanandansuhukonstan pvkonstan pvnkonstan Entropikonstan Ekspansibebas throttling
a. Volume konstan Perhatikanprosespemanasansuatuuap: Volume akhir = volume mula-mula v2 = v1 v = (1-x) vf + x.vg X2.vg2 = x1.vg1 x2 = x1.vg1/vg2 h = hf +x.hfg E = h – (p.v/J) Denganmenerapkanhukumkekelanenergi: Q = w + (E2 – E1) Tetapi: w = pdv Q = E2 – E1
Dengan: v = volume uap vg = volume gas, uapjenuh, m3 vf = volume fluida, m3 x = kualitasuap p = tekanan, kgf/cm2 h = entalpispesifik, kcal/kg J = faktorkonversi, kgf/kcal E = energi, kcal d = massajenis w = kerjaspesifik, kcal/kg Q = kalor total, kcal
Contohsoal • Satu kilogram uappada 5 kgf/cm2dankualitasuap =0,95 terletakpadasuaturuangtertutupdengan volume konstan. Akibatpendinginan, tekananakhiruapmenjadi 2,5 kgf/cm2 . Hitungperpindahankalor(vf1 = 0,001092; vg1= 0,3816; hf1= 151,9 kcal/kg; hfg1= 503,8 kcal/kg; hfg2= 521 kcal/kg; vf2=0,001069; vg2= 0,808; J=427 kgf/kcal). Solusi: • Cari v1 dan h1 danenergi • Cari x2, h2 danenergi • Kemudianbarudidaptkan Q
b. TekananKonstan Untuksuatutekanantertentuterdapatsuatusaturasi (menjenuhkan) ygsesuai, sehinggadalamkubahuap, suatuprosestekanankonstanadalahjugaprosesisotermis. Prosesisotermis = P1/P2 = V2/V1 Akibatpemanasan, uapmenjadisemakinkeringdankalorygdiserapadalah q : q = x2 hfg1 – x1hfg1 q = hfg1 (x2-x1) Kerjaygdilakukandinyatkandalam: w = p (v2 – v1)
Contohsoal: 80 liter uappadatekanan 4 kgf/cm2terletakpadakubahuapdengantekananygtetap. Akibatpemanasanuapmenjadikeringdengan volume 3 kali awal. Berapahjumlahkalor yang diserapdanusahaygdilakukan. Dari tabeluap:
c. Ekspansihiperbolik Hiperbolikatauprosespv= konstandarikeadaan 1 ke 2 dapatdinyatakansebagai: p2v2 = p1v1 p2x2vg2 = p1x1vg1 x2 = p1vg1x1 / p2vg2 Untuk super panas (x2>1), volume uap super panasdinyatakandengan: p2v2 = p1v1 v2 = (p1/p2) . v1 Selamapemanasanlanjut, uapberkelakuansepertisuatu gas danmempunyaisuhu Tsup2ygdinyatakandengan:
Padatekanan p2, suhu T2 menunjukansuhupembentukanuap Tsup2 dinyatakandengan: Tsup2 = (v2/vg2) . T2 Kondisiakhiruap, jikauapbasah: h2 = hf2 + x2 hfg2 Jikauap super panas: hsup2 = hg2 + Cp (Tsup2 – T2) Cp = kecepatanabsolut, m/detik Energi, karenauapbasah: E2 = h2 – (p2.v2/J) Dan untukuap super panas: E2 = hsup2 – (p2.v2/J) Kondisiuapmula-mulasebelumekspansihiperbolik: h1 = hf1 +x1.hfg1 Dan E1 dinyatkan: E1 = h1 – (p1.v1/J)
Untukekspansihiperbolik (pv=konstan) p2v2 = p2x2vg2 = p1x1vg1 sehingga: E2 – E1 = (h2 – h1) untukuapbasah E2 - E1 = (hsup2 – h1) untukuap super panas
d. Proses throttling Aliranfluidadisebutdicekik (throttling) bilaterdapatsebuahpenyempitanluaspenampangaliran. Sebgaicontoh, fluidaygmengalirdalampipaakandi throttling bilaterdapatkatup yang tertutupsebagian. Proses throttling tidakreversibel, adiabatiktanpaadanyaperubahanygberartidarientalpispesifiknyabila: h1 = h2 hf1 +x1.hfg1 = hf2 + x2 hfg2 Jika x2 > 1, uapadalah super panassetelahproses throttling, shggapersamaanmenjadi: hg2 + Cp (Tsup2 – T2) Gejala throttling dipergunakanuntukmengetahuibesarnyakualitasuapdarisuatuuapbasahygakanmenjadilebihkeringakibatdi throttling. Throttling dipergunakanuntukpendinginandanpengeringanuap.
Contohsoal: • Uap dg tekanan 10 kgf/cm2dankualitasuap 0,9 di-throttling mencapaitekanan 2 kgf/cm2. Tentukankualitasuapakhirdanperubahanderajat super panas (s). Solusi • Tentukan h1, jika h1< hg2 maka h1=h2, karenauapsetelahtrottlingadalahuapbasah • Tentukan x2 • Tentukan s1, s2 dan s2-s1.