Analisa Jumlah Penggunaan Bahan Bakar

Pada boiler jumlah penggunaan bahan bakar yang digunakan berdasarkan jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengubah air yang masuk kedalam boiler menjadi uap panas

superheated yang akan di masukkan ke turbin. Proses pembentukan uapair dari fase cair menjadi uap melalui proses yang disebut panas sensibel dan panas laten. Panas sensibel ialah panas yang menyebabkan terjadinya kenaikan/ penurunan temperatur namun phasa (wujud) tidak berubah. Sedangkanpanas laten ialah panas yang diperlukan untuk mengubah phasa (wujud) benda namun temperaturnya tetap. Untuk mengetahui panas yang dibutuhkan untuk mengubah air menjadi uap dalam boiler dapat dicari dengan rumus berikut :

𝑄𝑄𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑎𝑎𝑎𝑎 =𝑄𝑄1+𝑄𝑄2+𝑄𝑄3...(2.57)

𝑄𝑄1 =ṁ.𝐶𝐶𝑝𝑝.𝛥𝛥𝑇𝑇1...(2.58)

𝑄𝑄2=ṁ.𝑝𝑝𝑎𝑎𝑖𝑖𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑎𝑎𝑖𝑖...(2.59)

𝑄𝑄3 =ṁ.𝐶𝐶𝑝𝑝.𝛥𝛥𝑇𝑇2...(2.60) Dimana :

Q = Jumlah panas yang dibutuhkan, kJ/kg ṁ = Flow rate air/uap jenuh, ton/hr

Cp = Heat Capacity

𝛥𝛥𝑇𝑇1 = Selisih temperatur air dan air jenuh pada boiler

𝛥𝛥𝑇𝑇2 = Selisih temperatur uap jenuh dan uap superheated pada boiler

2.14REFPROP

Refprop adalah akronim dari Reference Fluid Properties. Program ini dikembangkan

oleh National Institute of Standards and Technology (NIST) yang berfungsi untuk menghitung sifat termodinamika dari fluida dan campurannya. Sifat –sifat termodinamika ini dapat ditampilkan dalam bentuk table dan diplot secara grafik.

Data Refprop berdasarkan data akurat dari fluida murni dan campurannya yang tersedia pada saat ini. Refprop menerapkan tiga model untuk sifat termodinamika fluida

murni: Persamaan energi Helmholtz, Persamaan Benedict-Webb-Rubin yang dimodifikasi dan

Extended corresponding states (ECS) yang dimodifikasi.

Pada software Refprop ini terdapat berbagai macam jenis fluida yang bisa tersedia.Mulai dari fluida murni sampai fluida dengan campuran. Untuk menentukan fluida yang ingin digunakan kita tinggal memilih di menu substance. Pada menu substance ini juga tersedia informasi mengenai fluida yang digunakan dan kita juga dapat mengetahui jenis fluida dengan cara memasukkan beberapa sifat atau properties yang diketaui.Gambar 2.Berikut ini merupakan tampilan menu substance.

Gambar 2.25Menu Substance

Hasil perhitungan dari sifat termodinamika pada refprop ini dapat ditampilkan dalam table. Pada refprop table yang tersedia:Saturation Tables, Isoproperty Tables, Specified State Points Tables, Single Point Saturation Tables, danSaturation Point (bubble and dew points at same composition) Tables. Dengan memasukkan parameter-parameter fluida yang diinginkan, maka akan didapatkan fluid properties dari fluida. Pada gambar 2.26 berikut ini ditampilkan contoh table saturasi dari fluida air dari suhu 0⁰C – 460⁰C .

Gambar 2.26Saturation Table of water

Properties atau sifat fluida dapat juga di tampilkan dalam diagram. Diagram yang

tersedia adalah: • Temperature vs. Entropy • Temperature vs. Enthalpy • Temperature vs. Density • Pressure vs. Enthalpy • Pressure vs. Density • Pressure vs. Volume • Pressure vs. Temperature

• Compressibility Factor vs. Pressure • Enthalpy vs. Entropy

• Isochoric Heat Capacity vs. Temperature • Isobaric Heat Capacity vs. Temperature • Speed of Sound vs. Temperature

• Exergy vs. Enthalpy

• Isothermal Compressibility vs. Temperature • Viscosity vs. Temperature

• Thermal Conductivity vs. Temperature

• Temperature vs. Composition (for binary mixtures only) • Pressure vs. Composition (for binary mixtures only)

Dengan cara memasukkan parameter-parameter fluida yang diinginkan, maka akan didapatkan diagram yang diinginkan. Pada gambar 2.27 berikut ini akan ditampilkan contoh diagram T-S dari fluida air.

Gambar 2.27 Diagram T-S Air

2.15SteamTab

SteamTab adalah perangkat lunak yang menyediakan data akurat dari daftar lengkap

sifat termodinamika dan fisik untuk air dan uap. SteamTab mengadopsi formulasi disetujui oleh International Association for the Properties of Water and Steam (IAPWS): The IAPWS Formulation of Ordinary Water for General and Scientific Use (IAPWS-95). Persamaan yang digunakan adalah persamaan Helmholtz energy bebas f. Persamaan ini tidak memilik dimensi dengan bentuk φ=f/(RT) dan dibedakan menjadi dua bagian yaitu gas ideal (φo

) dan residual (φr

), maka :

...(2.61) Dimana δ=ρ/ρc dan τ = Tc/T

Bagian gas ideal dari persamaan Helmholtz energy bebas didapatkan dari persamaan umtuk heat capacity isobaric spesifik di perasmaan gas ideal yang dikembangkan oleh J.R. Cooper yaitu:

………(2.62) Untuk bagian residual ideal dari persamaan Helmholtz energy bebas adalah sebagai berikut :

..(2.63)

Dengan :

Gambar 2.28 ChemicaLogic SteamTab Companion

SteamTab dirancang untuk memudahkan mengakses nilai property dan uap air. SteamTab dapat mengevaluasi properties dari air dan uapdalam berbagai kondisi (suhu 190^oK - 500⁰K ; tekanan 0 – 100.000 bar). Dengan menggunakan SteamTab dimungkinkan pemeriksaan scenario dan desain untuk optimasi dalam skala besar.SteamTab juga dapat digunakan untuk menghasilkan grafik Mollier dan table uap sesuai kebutuhan.

Fungsi SteamTab dibagi menjadi tiga kategori:

• Fungsi untuk uap, cair atau dua sifat fase jenuh (2 fungsi)

Kedua fungsi menghitung uap, cair dan dua-sifat fase dari tiga titik sampai titik kritis. Disini dapatdipilih suhu atau tekanan sebagai variabel independen. Fungsi untuk uap,cair dan dua sifat fase jenuh ditunjukkan oleh gambar 2. berikut ini:

Gambar 2.29 Fungsi untuk fase uap,cair dan campuran • Fungsi untuk superheated uap atau sifat cairan subcooled (9 fungsi)

Fungsi dalam kategori ini menyediakanalat untuk menetukansifat konstan pada proses. Tergantung pada pilihan variabel independen, dapat dimodelkan isentropik, isenthalpic, volume konstan, atau proses energi internal konstan.Fungsi untuk

superheated uap atau sifat cairan subcooled ditunjukkan oleh gambar 2.30 berikut ini

• Fungsi untuk properti uap konstan (8 fungsi)

Fungsi dalam kategori ini memberikan akses ke properti uapdasar yang bukan merupakan fungsi temperatur atau tekanan, seperti: berat molekul, sifat kritis. Fungsi untuk fase uap konstan ditunjukkan oleh gambar 2.31 berikut ini

Gambar 2.31 Fase uap konstan

2.16Computer Aided Thermodynamic Tables 2(CATT2)

Computer Aided Thermodynamic Tables 2(CATT2) adalah software yang memuat

berbagai macam table termodinamika yang biasanya terdapat pada buku referensi. Dengan menggunakan software ini tidak diperlukan lagi interpolasi untuk mencari harga sifat temodinamik di table.Hanya dengan memasukkan nilai sifat yang ingin di evaluasi, kemudian akan didapatkan sifat-sifat lain yang ingin diketahui.

Dalam pengoperasian software ini,dibutuhkan parameter-parameter untuk menentukan sifat fluida yang ingin dicari. Parameter tersebut dapat berupa suhu, tekanan,enthalpy, atau entropi. Biasanya Cuma dibutuhkan dua buah parameter untuk mengetahui sifat selanjutnya. Contohnya dengan memasukkan nilai suhu dan tekanan dari fluida maka akan diketahui entalpi dan entropinya. Gambar 2.33 berikut menunjukkan tabel general properties.

Gambar 2.33 Tabel General Properties

Layar softwareCATT2terbagi 2 bagian yaitu bagian atas dan bawah.Pada bagian atas menampilkan nilai sifat yang terakhir dievaluasi dan posisi dari nilai tersebut secara grafik.Pada bagian atas menunjukkan diagram T-S dan posisi dari nilai sifat suatu fluida. Gambra 2.34 berikut menunjukkan diagram T-s yang ditampilkan software.

Pada bagian bawah berisikan halaman data yang memuat semua nilai sifat fluida yang dievaluasi. Di Halaman data tersebut akan ditampilkan dengan table sifat-sifat fluida yang ingin dievaluasi. Gambar 2. Berikut ini akan menunjukkan tampilan data dari pada CATT2:

Gambar 2.34 Diagram T-S

Pada bagian bawah,layar akan menunjukkan tabel hasil data yang diperoleh. Dari tabel tersebut akan didapatkan suhu,tekanan,entalpi,entropi dan sifat fisik ari pada fluida tersebut. Gambar 2.35 berikut akan menunjukkan tampilan data dari CATT2.

Gambar 2.35 Tampilan data CATT2

Pada softwareCATT2 ini terdapat berbagai macam fluida yang dapat dianalisis. Jenis fluida yang tersedia di CATT2 ini adalah air, refrigerant,cryogenic, udara, gas ideal, air bertekanan, psycometric .Untuk memilih jenis fluida yang ingin dicari dapat dilihat di bagian bawah layar software. Disitu dapat dilihat berbagai macam fluida.Dengan mengklik jenis fluida yang diinginkan ,maka software akan menganalisis sifat dari fluida tersebut setelah dimasukkan parameter yang ingin dicari.Gamabar 2. 36 berikut menampilkan jenis fluida yang ada pada CATT2.