Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
TERMODINAMIKA IISemester Genap
TA 2007/2008
TERMODINAMIKA IISemester Genap
TA 2007/2008
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
(A Simple Vapor-Compression Refrigeration Cycle)(A Simple Vapor-Compression Refrigeration Cycle)
Refrigerated Space
QL
Environment
QH
Win
Condenser
Expansion Valve
Compressor
Evaporator
1. Compressor: mengkompresi uap menjadi uap bertekanan tinggi
2. Condenser: mengembunkan uap tekanan tinggi menjadi cairan tekanan tinggi
3. Katup ekspansi (Expansion Valve) : menurunkan tekanan cairan menjadi bertekanan rendah
4. Evaporator: menerima kalor dari medium bersuhu rendah terjadi penguapan
Siklus Kompresi Uap Ideal
Mempunyai 4 komponen dan 4 proses.
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Refrigerated Space
QL
Evaporator
Environment
QH
Condenser
3
T-s Diagram
CompressorWin
2
1
Expansion Valve
4
Sketsa Alat
T
s
P2
P1
Win
4
3
1
2
QL
QH
Process 1-2 1-2 Isentropic Compression Process, Isentropic Compression Process, s=consts=const..: Compressor, sat.vap superheat vapor Process 1-2 1-2 Isentropic Compression Process, Isentropic Compression Process, s=consts=const..: Compressor, sat.vap superheat vapor
Process 2-3 2-3 P = constP = const. Heat Rejection Process. Heat Rejection Process: Condenser, superheat vapor sat.liquid Process 2-3 2-3 P = constP = const. Heat Rejection Process. Heat Rejection Process: Condenser, superheat vapor sat.liquid
Process 3-4 3-4 Throttling Process, Throttling Process, h=consth=const..: Expansion Valve, sat. liquid mixture Process 3-4 3-4 Throttling Process, Throttling Process, h=consth=const..: Expansion Valve, sat. liquid mixture
Process 4-1 4-1 P = constP = const. Heat Addition Process . Heat Addition Process : Evaporator, Mixture sat. vapor Process 4-1 4-1 P = constP = const. Heat Addition Process . Heat Addition Process : Evaporator, Mixture sat. vapor
4 – Proses Pada Siklus Kompresi Uap Ideal 4 – Proses Pada Siklus Kompresi Uap Ideal
Refrigerated Space
QL
Evaporator
Environment
QH
Condenser
3
CompressorWin
2
1
Expansion Valve
4
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
T-s Diagram
T
s
P2
P1
Win
4
3
1
2
QL
QH
P
h
P2
P1
P-h Diagram
QL
QH3
Win
1
2
4
h4= h3 h1 h2
P-h Diagram
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
QH
Wi
n
Condenser
Expansion Valve
Compressor
Evaporator
0 oC
-20 oC
30 oC 80 oC
Heating at 20 oC
Out dooe space
QL
-10 oC
Air Conditioned, 25oC
QL
Environment
QH
Win
Condenser
Expansion Valve
Compressor
Evaporator 15 oC10 oC
50 oC80 oC
40 oC
Pendinginan rumah dengan AC (air-
conditioner)
Pemanasan Rumah dengan Heat Pump
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Merupakan sebuah alat penukar kalor dimana refrijeren melepas kalor ke medium pendingin seperti air atau udara.
Refrijeren yang berada pada keadaan uap superpanas melepas kalor sehingga berubah menjadi cair (liquid refrigerant)
CONDENSERCONDENSER
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Refrijeren berekspansi sehingga tekanannya turun.
Keadaan Refrijeren berubah dari liquid menjadi campuran cair jenuh dan uap (a saturated liquid-vapor mixture)
EXPANSION VALVEEXPANSION VALVE
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Merupakan sebuah alat penukar kalor dimana refrijeren menyerap kalor dari benda yang didinginkan (ruang pendingin).
Refrijeren yang berada pada keadaan campuran cair jenuh & uap menyerap kalor sehingga berubah menjadi uap
EVAPORATOREVAPORATOR
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI
Merupakan sebuah alat untuk menaikkan tekanan dan temperatur refrijeren dari tekanan dan temperatur rendah menjadi tekanan dan temperatur tinggi.
Temperatur Refrijeren menjadi lebih tinggi dari temperatur medium pendingin (lingkungan) sehingga kalor yang diserap di evaporator dapat dibuang
COMPRESSORCOMPRESSOR
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Analisis Mesin RefrigerasiAnalisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Clossed System
Q - W = U + KE + PE Q - W = 0 cyclic process
QH - QL = Win
COP = output yang diinginkan
input yang dibutuhkan =
Q
W L
net, inR
COP = Q
Q Q =
1
1
L
H LR
H
L
Q
Q
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Analisis Mesin RefrigerasiAnalisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open System
12h m = hWQ in 12h m = hWin 0
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Analisis Mesin RefrigerasiAnalisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open System
23h m = hWQH 23h m = hQH 0
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Analisis Mesin RefrigerasiAnalisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open System
34h m = hWQ 34 =h h
0 0
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
Analisis Mesin RefrigerasiAnalisis Mesin Refrigerasi
Hukum I termodinamika : ???
Open System
41h m = hWQL 41h m = hQL 0
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
CONTOHCONTOH
Sebuah refrigerator menggunakan fluida kerja R-134a dan beroperasi dengan siklus kompresi uap ideal antara 0,14 MPa dan 0,8 MPa. Laju aliran massa refrigerant 0,05 kg/s. a. Gambarkan siklusnya dalam diagram T-s dan P-h.b. Hitung laju perpindahan kalor dari ruang pendinginc. Hitung daya kompresord. Hitung kalor yang dibuang ke lingkungane. Hitung COP – nya.
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
T-s DiagramT
s
P2
P1
Win
4
3
1
2
QL
QH
0.8 MPa
0.14 MPa
R-134a Property Table
State 1 sat. vap. @ P1 = 0.14 MPa → h1 = hg@0,14 MPa = 236,04 kJ/kg, s1 = sg@0,14 MPa = 0.9322 kJ/kg-K
State 2 P2 = 0.8 MPa and s2 = s1 = 0.9322 kJ/kg-K,
h2 = 272,05 kJ/kg (interpolasi)
State 3 sat.liq. @ P3 = P2= 0.8 MPa, h3 = hf@P3 = 93,42 kJ/kg
State 4 h4 = h3 = 93,42 kJ/kg (Throttling Process)
mdot = 0.05 kg/sRefrigerated
Space
QL
Evaporator
Environment
QH
Condenser3
CompressorWin
1
Expansion Valve
2
4
PENYELESAIAN
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
96.380,1
13,7 COP (e)
93,893,42-272,05 0,05 ,
0 wCondenser, (d)
80.1236,04-272,05 0,05
0 q ,Compressor (c)
13,793,42-236,04 0,05
0 w,Evaporator (b)
32,
12
41,
kW
kW
W
Q
kWhhm Q
kWhhm W
kWhhm Q
in
L
outH
in
inL
QH
Condenser
23
Win
1
2
Compressor
QL
Evaporator
4 1
PENYELESAIAN
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
P
h
P2
P1
P-h Diagram
QL
QH
Win
1
23
4
h4= h3h1 h2
Cara lain dengan diagram P-h
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
1
23
4
h1h4 = h3 h2
Term
odin
am
ika II FS
T U
SD
Jogja
PRPRSebuah refrigerator menggunakan fluida kerja HFC 134a dan
beroperasi dengan siklus kompresi uap ideal antara 0,14 MPa dan 0,9 MPa. Laju aliran massa refrigerant 0,05 kg/s. a. Gambarkan siklusnya dalam diagram T-s dan P-h.b. Hitung laju perpindahan kalor dari ruang pendinginc. Hitung daya kompresord. Hitung kalor yang dibuang ke lingkungane. Hitung COP – nya.
Kerjakan dengan dua cara yaitu :1. Menggunakan Tabel sifat-sifat HFC 134a 2. Menggunakan P-h diagram HFC 134a
Top Related