Prinsip Kerja Siklus Rankine

Proses Siklus Rankine

Pada setiap komponen siklus Rankine terdapat proses termodinamika yang bekerja. Proses-proses termodinamika ini akan mengakibatkan perubahan wujud zat, sifat fluida dan perubahan energi terkait. Secara garis besar terdapat empat proses reversible yang terjadi pada siklus rankine. Berikut ini proses termodinamika pada siklus Rankine:

Gambar 2 Siklus Rankine

Siklus Rankine

 

Proses 1- 2

Fluida kerja atau air memasuki pompa, kemudian di-kompresi oleh pompa sehingga meningkatkan tekanan dari fluida kerja. Pada fase ini fluida kerja masih berwujud cari atau cair jenuh sehingga pompa tidak membutuhkan input tenaga yang terlalu besar. Secara ideal, Pada proses ini tidak terjadi perubahan entropi.

Proses 2-3

Fluida bertekanan tinggi dari hasil kompresi pada pompa masuk ke dalam boiler. Pada boiler ini, fluida secara Isobaris (tidak ada perubahan tekanan fluida selama proses). Panas Boiler didapatkan dari hasil pembakaran dari luar, seperti: pembakaran batubara, solar, maupun reaksi nuklir. Pada proses ini terjadi perubahan wujud fluida dari fase cair menjadi campuran, kemudian menjadi uap jenuh hingga uap lanjut (kondisi superheated)

Proses 3-4

Uap bertekanan dan bertemperatur tinggi dari boiler ini masuk ke dalam turbin uap. Pada proses ini terjadi proses ekspansi secara isentropik (ideal) akibat dari pergerakan turbin. Hal ini dikarenakan energi yang tersimpan di dalam uap air telah dikonversi menjadi energi gerak turbin. Yang menyerap energi dari uap menjadi kerja turbin. Pada proses ini terjadi penurunan tekanan pada fluida.

Proses 4-1

Fluida keluar dari turbin dalam kondisi bertekanan rendah dengan wujud campuran maupun masih dalam kondisi uap. Kemudian fluida masuk dalam kondensor dan mengalami proses kondensasi (mengubah fluida menjadi cair maupun cair jenuh). Pada proses ini tidak terjadi perubahan tekanan fluida (Isobaris). Fluida ini nantinya kan kembali menuju pompa dan terus berlanjut

Analisa Energi Pada Siklus Rankine

Keempat komponen tersebut bekerja dalam kondisi Steady State dan Steady Flow. Dengan mengasumsikan bahwa tidak ada perubahan energi kinetik dan potensial yang terjadi di setiap proses. Dengan menggunakan hukum kekekalan massa dan energi maka didapatkan analisa energi sebagai berikut: Gambar 8- Analisa Energi

Deviasi yang Terjadi pada Kondisi Aktual dari Siklus Rankine Ideal

Sebagai hasil dari Irreversibilitas dari beberapa faktor lain, seperti: gesekan fluida dan heat loss pada sekitar, maka terjadi deviasi pada kondisi aktual pada siklus tersebut. Deviasi pada pompa dan turbin dari keadaan awal yang isentropis dapat di-kalkulasikan kembali menggunakan efisiensi isentropik yang didefinisikan sebagi berikut:

Gambar 10 - Siklus Rankine Aktual

Gambar 7 – Deviasi dari Siklus Rankine Ideal

COMMENTS

Loading Facebook Comments ...