Prinsip-prinsip Termodinamika dapat dirangkum dalam 3 Hukum yaitu :
> Hukum Termodinamika ke 0 (Nol) : berkenaan dengan kesetimbangan termal atau Konsep Temperatur.
> Hukum Termodinamika I (Satu) 1 : - konsep energi dalam dan menghasilkan
prinsip kekekalan energi.
- menegaskan ke ekivalenan perpindahan kalor dan perpindahan kerja.
> Hukum Termodinamika II (Dua) 2 : memperlihatkan arah perubahan alami
distribusi energi dan memperkenalkan prinsip peningkatan entropi.
SISTEM TENAGA UAP
Skema sederhana sistem daya uap sederhana ditunjukkan oleh gambar 1 berikut ini.
A. Sistem turbin uap
B. Suplai energi
C. Sirkuit pendinginan air
D. Generator listrik
SIKLUS RANKINE
Prinsip Kerja dan Perpindahan Kalor :
-Gambar 2 memperlihatkan prinsip kerja dan perpindahan kalor sub-sistem A.
Dalam hal ini berlaku :
- Perpindahan energi sesuai arah panah dan dianggap positif.
- Perpindahan kalor yang tidak dikehendaki ke lingkungan diabaikan.
- Perubahan energi potensial dan kinetik diabaikan.
- Setiap komponen beroperasi pada kondisi steady state.
Pada turbin :
Uap dari boiler pada kondisi 1 yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi mengalami ekspansi didalam turbin sehingga menghasilkan kerja dan kemudian uap keluar dari turbin pada kondisi 2 dengan tekanan yang lebih rendah.
Keseimbangan energi :
Pada Kondensor :
Terjadi perpindahan kalor dari uap ke aliran air pendingin pada aliran yang terpisah. Sehingga uap mengkondensasi dan air mengalami kenaikan suhu. Cairan yang terkondensasi meninggalkan kondenser
pada keadaan 3. Pada kondisi steady state keseimbangan laju energi dan massa pada bagian kondensasi :
Pada Pompa :
Cairan pada titik 3 dipompa ke boiler melalui pompa antara titik 3 dan 4. Keseimbangan massa dan energi :
Pada Boiler :
Fluida kerja melengkapi siklus ketika fluida memasuki boiler pada keadaan 4 dan keluar pada keadaan 1. Keseimbangan massa dan energi :
kerja persatuan massa yang masuk ke boiler.
EFISIENSI TERMAL
adalah jumlah energi yang diberikan ke fluida kerja pada boiler yang
dirubah ke kerja output.
Cara lain untuk menerangkan unjuk kerja pembangkit adalah dengan parameter back work ratio, bwr (rasio kerja balik) yang didefinisikan sebagai rasio input kerja pompa terhadap kerja yang dihasilkan oleh
turbin.
> Hukum Termodinamika ke 0 (Nol) : berkenaan dengan kesetimbangan termal atau Konsep Temperatur.
> Hukum Termodinamika I (Satu) 1 : - konsep energi dalam dan menghasilkan
prinsip kekekalan energi.
- menegaskan ke ekivalenan perpindahan kalor dan perpindahan kerja.
> Hukum Termodinamika II (Dua) 2 : memperlihatkan arah perubahan alami
distribusi energi dan memperkenalkan prinsip peningkatan entropi.
SISTEM TENAGA UAP
Skema sederhana sistem daya uap sederhana ditunjukkan oleh gambar 1 berikut ini.
A. Sistem turbin uap
B. Suplai energi
C. Sirkuit pendinginan air
D. Generator listrik
SIKLUS RANKINE
Prinsip Kerja dan Perpindahan Kalor :
-Gambar 2 memperlihatkan prinsip kerja dan perpindahan kalor sub-sistem A.
Dalam hal ini berlaku :
- Perpindahan energi sesuai arah panah dan dianggap positif.
- Perpindahan kalor yang tidak dikehendaki ke lingkungan diabaikan.
- Perubahan energi potensial dan kinetik diabaikan.
- Setiap komponen beroperasi pada kondisi steady state.
Pada turbin :
Uap dari boiler pada kondisi 1 yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi mengalami ekspansi didalam turbin sehingga menghasilkan kerja dan kemudian uap keluar dari turbin pada kondisi 2 dengan tekanan yang lebih rendah.
Keseimbangan energi :
Pada Kondensor :
Terjadi perpindahan kalor dari uap ke aliran air pendingin pada aliran yang terpisah. Sehingga uap mengkondensasi dan air mengalami kenaikan suhu. Cairan yang terkondensasi meninggalkan kondenser
pada keadaan 3. Pada kondisi steady state keseimbangan laju energi dan massa pada bagian kondensasi :
Pada Pompa :
Cairan pada titik 3 dipompa ke boiler melalui pompa antara titik 3 dan 4. Keseimbangan massa dan energi :
Pada Boiler :
Fluida kerja melengkapi siklus ketika fluida memasuki boiler pada keadaan 4 dan keluar pada keadaan 1. Keseimbangan massa dan energi :
kerja persatuan massa yang masuk ke boiler.
EFISIENSI TERMAL
adalah jumlah energi yang diberikan ke fluida kerja pada boiler yang
dirubah ke kerja output.
Cara lain untuk menerangkan unjuk kerja pembangkit adalah dengan parameter back work ratio, bwr (rasio kerja balik) yang didefinisikan sebagai rasio input kerja pompa terhadap kerja yang dihasilkan oleh
turbin.
