8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 1/7

Soal Ketiga

Anda diminta merancang sistem refrigerasi dengan siklus kompresi uap dengan refrigerant air.

Ditargetkan suhu penguapannya 10°C dan suhu kondensasinya 50ºC. Ekspansi dengan

menggunakan expansion ale. !ompresor mempunyai efisiensi "#$ di%anding proses

isentropic. !apasitas refrigerasi 1&00k'. (a) Dengan menga%aikan pressure drop di eaporator

dan di kondensor* tentukanlah tekanan+tekanan pada sistem. (%) ,erkirakanlah po-er kompresor.

(c) entukanlah /umlah air yang disirkulasikan se%agai refrigerant. (d) erapakah C, sistem

refrigerasi ini. (e) ,ada mesin refrigerasi siklus kompresi uap* fungsi kondensor dan eaporator

 %isa di%alik dengan mengu%ah arah aliran refrigerant. Dengan demikian* mesin ini %isa %erfungsi

se%agai pendingin di musim panas dan pemanas di musim dingin. 2enurut anda* %agaimana hal

ini %isa ter/adi3

Jawaban

4istem refregerasi

8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 2/7

,roses yang ter/adi pada siklus kompresi

+ ,ada proses 1+&* ter/adi proses kompresi isentropik dimana s 6 konstan* saturated apor*

superheated apor (kompresor)

+ ,ada proses &+7* ter/adi proses pelepasan kalor dimana p 6 konstan* superheated apor*

saturated li8uid (kondensor)

+ ,ada proses 7+9 ter/adi proses ekspansi isentropik dimana h 6 konstan* saturated li8uid* mixture

li8uid+apor (expansion ale)

+ ,ada proses 9+1 ,roses penyerapan kalor dimana p 6 konstan* mixture li8uid apor* saturated

apor (eaporator)

4ehingga didapatkan

41 6 4&

,& 6 ,7

h7 6 h9

,9 6 ,1

Diketahui

: 6 10   ℃

; 6 50   ℃

<: 6 1&00 k'

8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 3/7

η   6 "#

=a-a%

1 Dengan mengabaikan pressure drop di evaporator dan di kondensor, tentukanlah

tekanan-tekanan pada sistem.

1 1 6 10   ℃=50℉ 

,ada titik 1 seperti dilihat di gam%ar air %er-u/ud saturated apor. 2aka dilihat dari Saturated

Steam Table dengan suhu 5  0℉   didapat nilai tekanan

,1 6 0*1""># psia

& 7 6 50   ℃=122℉ 

,ada titik 7 seperti dilihat di gam%ar air %er-u/ud saturated li8uid. 2aka dilihat dari Saturated

Steam Table dengan suhu 1&&   ℉   didapat nilai tekanan

,7 6 1*"?>1 psia

7 ,& 6 ,7

2aka* nilai tekanan pada titik &

,& 6 1*"?>1 psia

9 ,9 6 ,1

2aka* nilai tekanan pada titik 9

,9 6 0*1""># psia

2 Perkirakanlah power kompresor (in!

,ada kompresor analisis sistemnya adalah

W ¿

= m (h2−h

1)

5 2encari nilai h1

8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 4/7

1 6 10   ℃=50℉ 

,ada titik 1 seperti dilihat di gam%ar air %er-u/ud saturated apor. 2aka dilihat dari Saturated

Steam Table dengan suhu 5  0℉   didapat nilai entalpi

h1 6 10?7*9 tu@l%m

# 2encari nilai h&

,roses 1+& merupakan proses isentropik dengan 41 6 4&

1 6 10   ℃=50℉  * nilai entropi didapat dari 4aturated 4team a%le yaitu

41 6 4& 6 &*1&#&

 ilai ,& 6 ,7

2aka* nilai tekanan pada titik &

,& 6 1*"?>1 psia

Dengan menggunakan Brafik A+?E (Diagram Entalpi+entropi untuk air dalam satuan nggris)

 pada %uku 2oran* didapat nilai entalpi

h& 6 1&90*7 tu@l%

" 2encari nilaim

Q L=1200kW 

 pada sistem eaporator analisis sistemnya men/adi

Q L= m (h1−h

4 )

h1 6 10?7.9 tu@l%m

Dengan 7 6 1&&   ℉  * nilai entalpi pada titik 7 dengan -u/ud saturated li8uid

h7 6 h9 6 ?>*># tu@l%m

2aka

8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 5/7

Q L= m (h1−h

4 )

1200kW =m(1083,4 Btulbm−89,96

 Btu

lbm )

4094570,4 Btu

hr  = m(1083,4 Btulbm

−89,96 Btu

lbm )

m=

4094570,4 Btu

hr

993,44Btu

lbm

m=4121,60815lbm

hr

 ilai+nilai yang sudah didapatkan dimasukan ke persamaan

W ¿

= m (h2−h

1)

W ¿=4121,60815

lbm

hr (1240,3 Btulbm

−1083,4 Btulbm )W ¿=4121,60815

lbm

hr ×156,9

 Btu

lbm

W ¿

=646680,32 Btu

hr

W ¿=189,523 kW 

2aka ,o-er !ompresor yang di%utuhkan %ila efisiensi "#$ adalah

W =W ¿η

  =189,523 kW 

0,76

8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 6/7

W =249,372kW 

" #entukanlah $umlah air %ang disirkulasikan sebagai re&rigeran.

Dari perhitungan se%elumnya sudah didapatkan nilai la/u alir massa   :

m=4121,60815lbm

hr

m=1869,5615 kg

hr

m=1869,5615 kg

hr ×

  1

3600

hr

s

m=0,5193 kg

s

 %ila digunakan %asis 1 sekon maka massa yang disirkulasikan

m=0,5193 kg

' erapakah )*P sistem re&rigerasi ini+

COP=Q L

W ¿

COP=  1200 kW 

249,372 kW 

COP=4,81

Pada mesin re&regerasi siklus kompresi uap, &ungsi kondensor dan evaporator bisa

dibalik dengan mengubah arah aliran refrigerant. Dengan demikian, mesin ini bisa

ber&ungsi sebagai pendingin di musim panas dan pemanas di musim dingin .

enurut anda bagaimana hal ini dapat ter$adi+

8/19/2019 Soal Ketiga termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/soal-ketiga-termodinamika 7/7

,ada mesin pendingin kalor pada ruangan yang ingin didingankan diserap refrigeran lalu

di%uang ke lingkungan. 4edangkan pada mesin pemanas kalor pada lingkungan dingin diserap

oleh refrigeran lalu di%uang pada ruang yang ingin dihangatkan. =adi per%edaan dari kedua

sistem terse%ut adalah pemanfaatan kalornya. ntuk refrigerator* kalor harus di%uang

kelingkungan* tetapi untuk pompa kalor* kalor harus diam%il dari lingkungan untuk pemanasan.

Dapat dilihat refrigerasi pada pendingin dan pemanas pada kedua gam%ar di%a-ah.

(a) 4istem ,endingin Fuangan (%) 4istem ,emanas Fuangan

Ruangan

panas

Ruangan

Lingkungan

panas

Lingkungan