APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA I PADA PESAWAT TERBANG (Edisi 5)

         

 Turbin dan kompresor

Di dalam steam power plants peralatan yang menggerakkan generator adalah turbin. Fluida masuk kedalam turbin dan menggerakkan sudu-sudu sehingga memutar poros. Kerja yang dihasilkan turbin adalah positif karena dilakukan oleh fluida. Kompresor adalah alat untuk menaikkan tekanan fluida, seperti juga pompa dan fan. Fan menaikkan tekanan untuk menggerakkan udara sekitar. Kompresor untuk menaikkan tekanan gas menjadi tekanan yang sangat tinggi. Pompa sama seperti kompresor tetapi untuk fluida cair. Beberapa hal yang perlu diperhatikan

1. Q ≅ 0. Laju perpindahan panas kecil dibandingkan dengan kerja poros kecuali ada pendinginan, sehingga dapat diabaikan kecuali ada pendinginan.

2. W ≅ 0. Pada persoalan ini pasti ada kerja poros. Pada turbin berupa daya output, pada pompa dan kompresor berupa daya input.

3. Δke ≅ 0. Perubahan kecepatan fluida biasanya hanya menyebabkan perubahn energi kinetik yang tidak signifikan kecuali pada turbin.

4. Δpe = 0. Perubahan energi potensial biasanya kecil sehingga dapat diabaikan.

Proses throttling terjadi bila aliran fluida mengalami kehilangan tekanan sewaktu melewati hambatan. Throttling valve menyebabkan penurunan tekanan (pressure drops) di dalam fluida. Pressure drops biasanya diikuti penurunan temperatur yang besar. Pada throttling valve biasanya diasumsikan adiabatik (q ≅ 0) karena tidak cukup waktu dan daerah untuk terjadinya perpindahan panas. Faktor kerja juga tidak ada (w ≅ 0). Perubahan energi potensial sangat kecil sehingga bisa diabaikan (Δpe ≅ 0). Meskipun kecepatan keluar lebih besar dari kecepatan masuk tetapi dalam banyak kasus perubahan energi kinetik tidak signifikan (Δke ≅ 0).

Sehingga persamaan kekekalan energi menjadi : h2 ≅ h1 (kJ/kg) (4.20) u2 + P2 v2 = u1 + P1 v1 atau energi dalam + flow enegi = konstan Enthalpy pada inlet dan exit sama, disebut proses isenthalpic. Jika flow work naik (P2v2 > P1v1) maka energi dalam akan turun dan diikuti turunnya temperatur. Jika flow work turun (P2v2 < P1v1) maka energi dalam dan temperatur naik.

         Heat exchanger

Merupakan perlatan untuk menukar kalor. Di dalam heat exchanger tidak ada interaksi kerja (w = 0) dan perubahan energi kinetik serta energi potensial diabaikan (Δke ≅ 0, Δpe ≅ 0). Perpindahan panas tergantung bagaimana memilih control volumenya. Jika seluruh bagian dipilih sebagai control volume maka tidak terjadi perpindahan panas (Q ≅ 0). Tetapi jika hanya satu fluida yang dipilih sebagai control volume maka ada perpindahan panas dari satu fluida ke fluida yang lain (Q ≠ 0).