Siklus Rankine

Siklus Rankine

Siklus Rankine adalah sebuah siklus yang mengkonversi energi panas menjadi kerja / energi gerak. Dikembangkan oleh William John Macquorn Rankine pada abad ke-19 dan sejak saat itu banyak diaplikasikan pada mesin-mesin uap. Saat ini, siklus rankine digunakan pada pembangkit-pembangkit listrik dan memproduksi 90% listrik dunia.

Siklus Rankine

Diagram Temperatur-Entalpi

Air menjadi fluida kerja siklus rankine dan mengalami siklus tertutup (close-loop cycle) artinya secara konstan air pada akhir proses siklus masuk kembali ke proses awal siklus. Pada siklus rankine, air ini mengalami empat proses sesuai dengan gambar di atas, yaitu:

1. Proses C-D: Fluida kerja / air dipompa dari tekanan rendah ke tinggi, dan pada proses ini fluida kerja masih berfase cair sehingga pompa tidak membutuhkan input tenaga yang terlalu besar. Proses ini dinamakan proses kompresi-isentropik karena saat dipompa, secara ideal tidak ada perubahan entropi yang terjadi.
2. Proses D-F: Air bertekanan tinggi tersebut masuk ke boiler untuk mengalami proses selanjutnya, yaitu dipanaskan secara isobarik (tekanan konstan). Sumber panas didapatkan dari luar seperti pemb, solar, atau juga reaksi nuklir. Di boiler air mengalami perubahan fasa dari cair, campuran cair dan uap, serta 100% uap kering.
3. Proses F-G: Proses ini terjadi pada turbin uap. Uap air kering dari boiler masuk ke turbin dan mengalami proses ekspansi secara isentropik. Energi yang tersimpan di dalam uap air dikonversi menjadi energi gerak pada turbin.
4. Proses G-C: Uap air yang keluar dari turbin uap masuk ke kondensor dan mengalami kondensasi secara isobarik. Uap air diubah fasenya menjadi cair kembali sehingga dapat digunakan kembali pada proses siklus.

Gambaran siklus melalui diagram T-S di atas adalah siklus rankine yang paling dasar dan sederhana. Pada penggunaannya ada beberapa modifikasi proses sehingga didapatkan efisiensi termal total yang lebih tinggi. Seperti penggunaan preheater atau pemanasan awal sebelum masuk boiler, dan juga penggunaan pemanasan ulang uap air yang keluar dari turbin pertama (high pressure turbine) sehingga dapat digunakan lagi untuk masuk ke turbin kedua (intermediate pressure turbine). Untuk lebih mudah memahaminya dapat kita lihat skema prosesnya pada gambar di bawah ini. 

         

Siklus Rankine Dengan Preheater dan Reheater

Pada gambaran di atas, air kondensat yang dipompa oleh pompa ekstraksi kondensat dari kondensor menuju ke deaerator/Feed Water Tank mengalami proses preheating. Dan air yang dipompa oleh Feed Water Pump dari Feed Water Tank menuju boiler juga melewati preheater. Sumber panas yang digunakan oleh preheater tersebut berasal dari extraction steam yang diambil dari turbin uap pada stage-stage tertentu.

Diagram Temperatur-Entropi Untuk Modifikasi Siklus Rankine

Selain itu perbedaan yang lain dengan siklus rankine konvensional adalah adanya pemanasan kembali uap air yang keluar dari turbin pertama (High Pressure Turbine) oleh boiler reheater untuk kembali mendapatkan fase superheater dan hasilnya kembali dimasukkan ke turbin kedua (Intermediate Pressure Turbine).

Selain itu juga ada sistem bypass uap air untuk tidak dilewatkan ke turbin uap. Uap superheater yang keluar dari boiler tidak masuk ke turbin dan di-bypass masuk kembali ke boiler sisi reheater. Dan uap yang keluar dari boiler reheater di-bypass untuk masuk langsung ke kondensor. Fungsi dari sistem bypass ini adalah sebagai sistem proteksi apabila terjadi suatu masalah di siklus rankine tersebut sehingga dapat terhindar dari kerusakan yang parah. Dan juga digunakan pada saat proses penyalaan awal sistem siklus tersebut dan jua proses mematikannya

Pengertian PS, HP, BHP, PK dan DK Di Dunia Otomotif

Bottom of Form

Top of Form

Bottom of Form

Pengertian PS, HP, BHP, PK dan DK Di Dunia Otomotif

Assalamu alaikum wr.wb.

Kali ini saya akan memposting tentang apa yang di maksud dengan PS , HP, BHP, PK dan DK di dunia otomotif.

Tenaga mesin dengan satuan daya kuda (dk) paling banyak terdengar di dunia otomotif. Istilah ini berasal dari James Watt, ilmuwan abad 19 asal Skotlandia yang menemukan bahwa pada masa itu, seekor kuda poni miliknya rata-rata mampu mengangkat beban seberat 550 pounds (249,4 kg) sejauh 1 kaki (30,48 cm) per detik. Dari 550 pounds dikali 60 detik lalu keluarlah angka sebesar 33.000 foot pounds per min (ft lbs/ min)m, istilah inilah yang lalu disebut 1 horse power (daya kuda).

Seiring perkembangan zaman, penyebutan Horse Power (hp) berlaku untuk Amerika dan Inggris. Sedang penyebutan di negara lain berbeda satu sama lain seperti Belanda dengan istilah paarden kracht (pk), Jerman dengan Pferdestarke (PS). Indonesia sendiri mengartikannya dengan daya kuda (dk).

Beda cara penyebutan, namun memiliki maksud sama. Ada juga isilah bhp (brake horse power) yang berarti keluaran tenaga murni mesin tanpa mempertimbangkan kehilangan tenaga akibat alternator, AC, termasuk transmisi dan kopling.

Namun agar lebih seragam dan tidak membingungkan, sekarang ini diputuskan bahwa 1 hp sama dengan. 7746 watt walau tidak semua negara langsung mengadopsinya. Misal tenaga mesin mencapai 100 dk, artinya tenaga tersebut sama dengan 74.600 watt. Torsi sendiri merupakan satuan tenaga yang sebenarnya untuk mengukur gaya puntir. Contohnya torsi sebesar 1 Nm adalah gaya puntir yang dibutuhkan untuk menopang beban sebesar satu pound pada sebuah bidang horizontal tanpa bobot sejauh 1 foot dari pusat.

Sesungguhnya, saat mengukur tenaga mesin pada mesin dynamometer, yang diukur ialah besaran torsinya. Baru setelah itu dikonversi ke daya kuda. Rumusnya daya kuda = (torsi x putaran mesin)/5252. Jadi dk ialah satuan yang digunakan untuk mengukur daya yang dihasilkan oleh torsi tersebut pada putaran mesin tertentu. Lalu apakah yang lebih berpengaruh untuk kondisi pengendaraan sehari-hari? Tentu tergantung cara berkendara masing-masing.

Dengan kata lain, dalam arti yang mudah, torsi menetukan kemampuan akselerasi kendaraan, sedangkan tenaga mesin lebih menentukan kecepatan tertinggi yang bisa dicapai. Bayangkan, sebuah truk dan sportscar yang masing-masing bertenaga sama 1.000 dk. Tanpa mempertimbangkan bobot kendaraan, sebuah truk tentu akan lebih kuat mengangkut beban berat dengan kecepatan rendah daripada sporstcar yang lebih mementingkan pencapaian top speed.

Perumpamaan sederhana ketika kita mengayuh sepeda, saat start awal pedal terasa berat (torsi besar), namun begitu sudah berjalan dengan kecepatan tinggi (tenaga mesin), kekuatan kayuhan tentu sudah jauh berkurang. Begitu pula saat memilih mobil baru, saat membaca brosur perhatikan keseimbangan besaran torsi dengan tenaga yang dihasilkan oleh mesin.

Penjelasan lebih lanjut...

DK = Daya Kuda ( bahasa indonesia ) Besarnya daya yang dapat dihasilkan oleh putaran roda kendaraan.

PS = Pferdestarke ( bahasa Jerman ) Jika dalam bahasa indonesia Kuat Kuda/tenaga kuda

HP = Horse Power ( bahasa Inggris )

BHP = brake horse power (bahasa Inggris) Besarnya daya yang dapat dihasilkan langsung dari putaran yang dikeluarkan oleh mesin.

PK : Paarden Kracht ( bahasa Belanda ) Jika dalam bahasa indonesia artinya daya kuda.

1 HP tidak sama persis dengan 1 PS

1 PS = 0.986320070619514 HP atau 1 HP = 1.01386966542402 PS

Perbedaan tersebut hanya masalah konversi dan kebiasaan penggunaan satuan daya saja. Ilmuan Jerman dan Negara eropa lainnya lebih suka pakai satuan PS, sedangkan Amerika dan Inggris umumnya pakai satuan HP.

Tapi kalo BHP vs HP atau BHP vs PS jelas beda. bukan masalah konversi satuan lagi, tapi beda di titik pengukuran. Kalau BHP itu mengukurnya langsung di mesin atau dari poros kruk as, sedangkan PS dan HP pengukurnya dari putaran roda. Dengan BHP kita akan mengetahui tenaga murni sebuah mesin tanpa adanya loss power karena kerugian gesekan ban, girboks transmisi dsb. Selain tenaga mesin, ada juga torsi mesin. Satuan-satuan torsi yang lazim kita temui yaitu Nm, Kgf.m & lbf.ft.

Berikut Perbandingannya

- 1 HP = 0,735 KW
- 1 KW = 1,34 HP
- 1 PS / PK = 0,98 HP
- 1 PS / PK = 0,74 KW
- 1 KW = 1,36 PS
- 1 HP = 1,01 PS

- 1 Nm = 0,74 lbf.ft
- 1 Nm = 0,1 Kgf.m
- 1 lbf.ft = 0,14 Kgf.m
- 1 Kgf.m = 7,23 lbf.ft

Sumber : Majalah Otomotif