File
Disusun :
Reza Febrilia (024)
Disetujui :
Revisi :
Page :
TUJUAN
Tujuan Instruksional Umum :
Mahasiswa akan dapat mengoperasikan/mendemonstrasikan dengan benar pengoperasian : Boiler, Kalorimeter, Steam Engine, Super Heater, dan Steam Turbine.
Mahasiswa akan dapat mengukur, menghitung, menganalisa performance / karakteristik dari : Boiler, Kalorimeter, Steam Engine, Super Heater, dan Steam Turbine.
Tujuan Instruksional Umum :
Mahasiswa akan dapat melakukan/melaksanakan pengukuran perameter yang dibutuhkan untuk menghitung fraksi uap.
Mahasiswa akan dapat menjelaskan fungsi dan cara kerja kalorimeter pemisah dan penyeratan.
Mahasiswa akan dapat menghitung fraksi kekeringan uap.
Mahasiswa akan dapat membuat gambar skematis pengukuran yang digunakan dalam pengukuran.
Mahasiswa akan dapat menyimpulkan hasil percobaan.
DASAR TEORI
Pengertian
Kombinasi pemisah dan penyeretan kalorimeter digunakan untuk menentukan kualitas uap (tingkat kekeringan uap). Pemisah kalorimeter merupakan alat untuk memisahkan kadungan air dan uap melalui proses mekanis.
Proses mekanis tersebut adalah sebagai berikut :
Uap basah yang masih mengandung air dilewatkan pada pemisah kalorimeter, karena perapatan air lebih besar dari uap, maka air akan cenderung terlempar dari uap. Air ini dikumpulkan dan jumlahnya dapat diukur.
Sedang uap relatif tidak mengandung air akan ke throttling kalorimeter, sehingga tekanannya turun. Tekanan setelah throttling menjadi sedikit di bawah temperatur atmosfer. Hal ini menyebabkan uap menjadi kering. Dengan pengukuran temperatur dan tekanan akhir uap, maka tingkat kekeringan uap dapat dihitung. Karena jenis kalorimeter tersebut mempunyai keterbatasan, maka digunakan kombinasi pemisah dan throttling kalorimeter.
Rumus
Tingkat kekeringan uap atau biasa disebut fraksi uap adalah banyaknya uap kering yang ada dalam campuran uap basah.
Fraksi kekeringan = banyaknya uap keringbanyaknya uap kering+kandungan air
Pemisahan kalorimeter
Didalam kondisi yang sebenarnya tidak semua air dapat dipisahkan dari uap yang masuk ke dalam kalorimeter.
Jika berat uap kering yang keluar dari kalorimeter = Wt dan berat air yang dipisahkan dalam kalorimeter pada waktu yang sama = Ws, maka fraksi uap yang diukur melalui pemisah kalorimeter ini (Xs) adalah
Xs = WtWt+Ws
Penyeratan kalorimeter
Memberikan aliran suatu fluida melalui throttling orifice dari tekanan tinggi P1 ke tekanan rendah P2. Dari persamaan energi aliran tunak (Steadi flow) dapat ditunjukkan bahwa proses yang terjadi adalah penyeratan adiabatis, yaitu proses adiabatis entalpi tetap. Uap basah sebelum penyeratan akan menjadi uap kering pada tekanan rendah setelah penyeratan.
Entalpi uap basah sebelum penyeratan :
H1 = hfl + Xt hfgl
Entalpi uap basah setelah penyeratan :
H2 = hg2 + Cp (t2 – ts2)
Karena H1 : H2
Hfl + Xl hfgl = hg2 + Cp (t2 – ts2)
Maka :
Xt = hg2+ Cpt2- ts2- hflhfgl
Dimana :
hfl = panas densibel bergantung tekanan P1
Xt = fraksi kekeringan pada throttling kalorimeter cerat
hfgl = panas laten tergantung tekanan P2
Cp = panas jenis pada tekanan tetap
t2 = temperatu uap pada throttling kalorimeter cerat.
ts2 = temperatur uap saturasi tergantung kepada tekanan P2.
Kombinasi pemisah dan penyeratan
Jika W = berat air dalam uap meninggalkan pemisah kalorimeter dan masuk penyeratan kalorimeter cerat, maka sesuai definisi tingkat kekeringan uap diperoleh rumus sebagai berikut :
Xt = Wt-wWt dan W = Wt (1 - Xt)
Tetapi kalorimeter pemisah telah memisahkan air sebesar Ws, oleh karena itu total berat air adalah (Ws = w) di dalam uap basah Ws + Wt.
Sesuai definisi fraksi uap :
X = Ws+Wt - (Ws+w)(Ws + Wt)
Atau
Wt-wWs+Wt tetapi w = Wt (1 - Xt)
Wt-Wt (1-Xt)Wt-Ws
Wt XtWt-Ws
WtWt-Ws Xt
Fraksi kekeringan sesungguhnya (aktual) adalah :
X = Xs . Xt
Perhitungan
Dalam perhitungan diperlukan tabel uap air
Hitung :
Xs = WtWs+Wt
P atmosfir =
P2 = Absolut (hf, hfg)
P1 = Absolut (hg2, ts2, Cp)
Sehingga Xt dapat dicari :
Xt = hg2+ Cp t2- ts2- hflhfgl
RANGKAIAN PERCOBAAN / GAMBAR KERJA
Gambar instalasi pengujian
Nama-nama bagian rangkaian diatas
Meter tekanan
Katup pipa masuk
Pengidera temperatur
Pipa kaca
Meter temperatur
Throttling
Meter tekanan
Pengidera temperatur
Pendinginan
PROSEDUR KERJA
Menyiapkan air pendingin yang akan mendinginkan uap pada kalorimeter serat.
Menyiapkan pemasok uap.
Menyiapkan tabel dan pengukuran.
Langkah pengujian / percobaan
Salurkan air pendingin, pengembun, untuk mendinginkan uap pada kondenser penyeratan kalorimeter.
Menyediakan tabung pengumpul embun dibawah pengeluaran embun.
Membuka katup uap dan membiarkan uap keluar melalui kalorimeter untuk memanaskan sistem. Air pendingin melalui pengembun harus cukup untuk mengembunkan seluruh uap.
Membiarkan keadaan diatas sampai level air dalam pemisah kalorimeter terlihat.
Menyalurkan embunan utama kedalam tabung pengumpul yang berada di bawah saluran pengeluaran (keluaran).
Mengukur dan mencatat angka/harga mula-mula level air embunan pada pemisah kalorimeter. Juga air keluaran dari pengembun, tekanan uap setelah throttling, tekanan atmosfir, temperatur uap dalam pipa utama dan dalam throttling kalorimeter cerat. Mengulangi pengujian tersebut minimal 4 kali pengujian untuk pengecekan yang lebih teliti.
Menutup pemasok uap.
Membiarkan peralatan dingin dan baru air pendingin pengembun ditutup.
Mengosongkan tabung pengumpul embunan.
VI. PERTANYAAN DAN TUGAS
Analisakan percobaan anda !
Simpulkan hasil percobaan anda !
Untuk apa kualitas uap diuji ?
Jawaban :
Berdasarkan praktikum yang dilakukan maka dapat dianalisa bahwa semakin tinggi tekanan uap yang masuk, maka suhu uap semakin tinggi pula. Suhu uap akan semakin menurun setelah dilakukan throttling. Semakin tinggi tekanan uap yang masuk, maka jumlah air kondensat akan semakin tinggi pula.
Dari hasil percobaan yang kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa uap yang dihasilkan oleh boiler masih terdapat beberapa persen air, tetapi prosentase uap lebih besar dari prosentase air yang dihasilkan boiler tersebut.
Untuk menentukan kualitas boiler,apakah boiler tersebut masih mempunyai effisiensi bagus atau jelek.
VII. DAFTAR PUSTAKA
G. Cussons Ltd. "Boiler, Instructional Manual Hand Book" England 1 December 1986, March 1987.
M. J. Djokosetyardjo "Ketel Uap" PT. Pradnya Paramita, Jakarta 1999.
Maridjo "Petunjuk Praktikum Mesin Konversi" Penerbit Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik Bandung, 1995.
LABORATORIUM BOILER
JURUSAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL
PERCOBAAN II
PENGOPERASIAN DAN PERHITUNGAN KALORIMETER
TANGGAL
