Makalah Termodinamika Dasar - APLIKASI TERMODINAMIKA PADA SISTEM PANASBUMI

UNIVERSITAS NEGERI MANADO | FISIKA GEOTHERMAL

APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM SISTEM PANAS BUMI

TURBIN UAP DAN H EAT E XCHANGER


Nama Anggota Kelompok YONATHAN SUROSO LIANA MASELLA ATIKA SUMULE SHEREN ANSUNANU CHRES LOING FIDYA ERING

2


Kata Pengantar Puji syukur patut kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat, penyertaan dan bimbinganNya kami dapat menyelesaikan makalah kami yang berjudul APLIKASI TERMODINAMKA PANAS BUMI

DALAM SISTEM

ini dengan baik. Kami juga berterimakasih kepada semua

pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung, yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah kami. Makalah ini memuat dan membahas tentang aplikasi atau penerapan prinsip-prinsip serta konsep-konsep yang terdapat dalam termodinamika pada sistem panasbumi. Penerapan yang kami bahas pada makalah ini mengenai instrument atau alat yang menggunakan prinsip termodinamika, yakni turbin uap dan heat exchanger . Semoga makalah Termodinamika ini dapat bermanfaat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Terima kasih.

Penulis

3


Daftar Isi Halaman Judul .......................................................................................................................... 1 Nama Anggota Kelompok .................................................................................................... 2 Kata Pengantar ........................................................................................................................ 3 Daftar Isi ...................................................................................................................................... 4 Aplikasi Termodinamika pada Sistem Panas Bumi .................................................. 5

4


Aplikasi

Termodinamika

pada

Sistem

Panas Bumi Keseluruhan proses yang terjadi pada sistem panas bumi tidak lepas dari

konsep-konsep

serta

prinsip-prinsip

yang

terdapat

dalam

termodinamika, baik cara kerja pada sistem yang ada maupun instrumeninstrumen yang dipergunakan pada sistem panas bumi. Prinsip-prinsip

termodinamika

yang

terdapat

pada

sistem

panasNERbumi mencakup dua hukum termodinamika, yakni: 

Hukum Ke-Nol Termodinamika:

“Jika sistem A berada pada keadaan setimbang dengan sist em B, dan sistem B berada pada keadaan setimbang dengan sistem C, maka sistem

A juga berada pada keadaan setimbang dengan sistem C.” 

Hukum Kedua Termodinamika:

“Tidak mungkin membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diproleh dari suatu reservoir pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha

mekanik”

5


SIKLUS BINER

Penerapan prinsip termodinamika pada sistem panasbumi yang mudah untuk kita pahami adalah sistem pembangkit listrik tenaga panasbumi (PLTP), yang pada dasarnya adalah membangkitkan arus listrik dengan mengubah energi kinetik uap panasbumi menjadi energi listrik untuk keperluan komersial. Pembangkit listrik tenaga panasbumi (PLTP) memiliki beberapa jenis pembangkit yang bekerja dalam suatu siklus. Salah satu jenis pembangkit listrik tenaga panasbumi (PLTP) yang secara eksplisit menerapkan prinsipprinsip termodinamika adalah Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi jenis Binary Cycle atau siklus Biner. Siklus biner merupakan siklus dalam PLTP yang menggunakan fluida panasbumi bertemperatur sedang (sekitar 100-200°C) untuk memanasi suatu fluida organik. Uap dari fluida organik inilah yang akan memutar sudu-sudu turbin sehingga menghasilkan listrik. Jadi fluida panasbumi tidak dimanfaatkan langsung melainkan hanya panasnya saja yang diekstraksi, sementara fluidanya sendiri diinjeksikan kembali ke dalam reservoir. Dalam siklus biner pada pembangkit listrik tenaga panasbumi, terdapat dua alat atau instrumen yang secara eksplisit menggunakan

6


prinsip-prinsip termodinamika, yaitu turbin uap dan alat penukar panas atau heat exchanger . TURBIN UAP

Turbin uap merupakan jenis turbin yang digunakan menggerakan generator untuk membangkitkan energi listrik. Turbin uap digerakkan oleh fluida uap dengan memanfaatkan energi kinetik yang dimiliki oleh uap. Ketika fluida mengalir melalui turbin maka kerja akan melawan sudu yang tertempel pada poros. Sebagai hasilnya, poros berputar dan turbin menghasilkan kerja. Kerja yang dihasilkan turbin adalah positif karena dilakukan oleh fluida.

Untuk turbin uap, hal-hal penting yang berhubungan dengan persamaan energi:

7


1.

̇  . Perpindahan panas pada alat tersebut umumnya kecil jika 

dibandingkan dengan kerja poros, kecuali untuk kompresor yang menggunakan pendinginan intensif, sehingga dapat diabaikan. 2.

̇  . Semua alat ini melibatkan poros yang berputar. Oleh karena  ̇ menunjukkan itu kerja di sini sangatlah penting. Untuk turbin, 

output power . 3.

  . Perubahan kecepatan pada alat-alat tersebut biasanya

sangat kecil untuk menimbulkan perubahan energi kinetik yang signifikan (kecuali untuk turbin), sehingga perubahan energi kinetik dianggap sangat kecil, meskipun untuk turbin, dibandingkan dengan perubahan enthalpi yang terjadi. 4.   . Pada umumnya alat-alat tersebut bentuknya relatif kecil sehingga perubahan energi potensial dapat diabaikan. HEAT EXCHANGER

Heat exchanger atau alat penukar panas adalah sebuah alat dimana dua aliran fluida saling bertukar panas tanpa keduanya bercampur. Pada umumnya medium pemanas adalah air yang dipanaskan dan air dingin sebagai air pendingin (cooling water ). Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak baik antara fluida yang terpisah oleh dinding pemisah maupun yang bercampur kedua fluidanya.

8


Persamaan konservasi massa pada kondisi steady adalah jumlah rate massa yang memasuki sistem sama dengan rate massa yang keluar sistem. Persamaan konservasi energi dari alat penukar panas pada umumnya tidak melibatkan interaksi kerja, energi kinetik dan energi potensial diabaikan untuk setiap aliran fluida. Pertukaran panas yang berhubungan dengan alat penukar panas tergantung bagaimana volume kontrol yang dipilih (batas sistem). Pada umumnya batas yang dipilih adalah bagian di luar shell , hal tersbut untuk mencegah pertukaran panas fluida dengan lingkungan.

9

Makalah Termodinamika Dasar - APLIKASI TERMODINAMIKA PADA SISTEM PANASBUMI

Recommend Documents