Salam sejahtera bagi kita semua, perkenalkan nama saya Maydi Addison dengan npm 2306209492. Di sini saya akan menjelaskan mengenai turbin gas dan uap. Sebelum masuk ke penjelasannya saya akan mengucapkan syukur kepada Tuhan yang maha kuasa karena atas berkat dan rahmatnya saya masih bisa mengerjakan tugas sistem konversi energi pada hari ini.
Pada zaman ini belajar sudah tidak lagi sesulit dulu terutama untuk mencari informasi. Untuk menulis essay ini saya menggunakan artificial intelligence untuk belajar mengenai turbin uap dan gas. seperti yang telah dijelaskan oleh Pak da’i yaitu adanya kerangka berpikir atau framework DAI5, saya akan menulis essay ini berdasarkan kerangka berpikir tersebut.
Deep awareness of I
Dengan menggunakan teknologi, saya bisa belajar dan juga membuat essay ini. Saya pun bisa menikmati entertainment berupa film dan juga musik berkat adanya teknologi. Teknologi tersebut tidak akan bisa saya gunakan tanpa adanya listrik, oleh karena itu saya sadar betapa pentingnya mempelajari bagaimana listrik bisa dibuat agar banyak orang bisa menggunakannya.
Pada materi sistem konversi energi ini saya mempelajari tentang turbin uap dan juga turbin gas yang merupakan salah satu jenis turbin terbanyak yang digunakan pada pembangkit listrik. Oleh karena itu saya sadar bahwa materi kali ini sangatlah penting untuk dikuasai oleh calon sarjana teknik mesin.
Intention
Niat saya dalam mempelajari turbin gas dan terbit uap ini adalah untuk mempelajari bagaimana listrik bisa dibuat dari sebuah sistem konversi energi. Dengan mempelajari dasar-dasar dari sistem konversi energi pada turbin uap dan turbin gas ini maka saya bisa menjelaskan bagaimana cara energi ini berpindah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain.
Mempelajari dasar-dasar dari sistem konversi energi juga penting agar saya bisa memperluas pengetahuan Saya dan dengan begitu bisa memikirkan ide-ide untuk membuat turbin gas dan turbin uap ini menjadi lebih efisien. efisiensi dari sebuah turbin sangatlah penting karena kita ingin bahan bakar dari turbin gas dan turbin uap ini sepenuhnya bisa digunakan untuk dijadikan energi lain yaitu listrik.
Seperti yang kita tahu bahwa turbin uap dan turbin gas menggunakan bahan bakar berupa gas alam, minyak, atau avtur sebagai sumber energi. Bahan-bahan yang tertera di atas merupakan jenis energi tak terbarukan, yang bisa habis kapan saja jika tidak digunakan dengan bijak.
Initial Thinking
Pemikiran awal yang saya gunakan adalah saya harus mengetahui apa definisi dan prinsip kerja dari turbin gas dan turbin uap.
Turbin gas adalah mesin konversi energi yang bekerja dengan membakar bahan bakar di dalam ruang bakar. Bahan bakar akan menghasilkan panas kemudian energi panas itu akan digunakan untuk memutar turbin. Sehingga bisa dibilang energi keluaran yang merupakan tenaga mekanik untuk memutar generator atau langsung digunakan sebagai tenaga penggerak pada jet engine di pesawat.
Prinsip kerja dari turbin gas dimulai dari kompresi udara di dalam sebuah kompresor. Kemudian adanya pembakaran udara bertekanan tinggi dengan bahan bakar yang kemudian akan menghasilkan gas panas bertekanan tinggi. Gas panas akan mengalami ekspansi melalui sudu-sudu turbin. Energi gas panas tersebutlah yang akan memutar poros turbin dan menghasilkan tenaga mekanik.
Pada turbin uap, uap air bertekanan tinggi dan suhu tinggi digunakan untuk memutar turbin. Prinsip kerjanya adalah air pertama dipanaskan dalam boiler sehingga berubah menjadi uap bertekanan tinggi. Uap tersebut akan dialirkan ke sudu-sudu turbin. Uap yang keluar dari sudu turbin akan mengembang dan mendorong rotor turbin sehingga rotornya berputar. Uap bekas turbin akan masuk ke kondensor untuk didinginkan kembali menjadi air, kemudian air akan mengalami proses yang sama yaitu dipompa balik ke dalam boiler untuk dipanaskan dan dijadikan uap kembali sehingga siklus berulang.
Idealization
Ketika kita menganalisis suatu turbin uap dan turbin gas, akan lebih mudah jika kita menggunakan model idealisasi agar analisis lebih sederhana dan bisa dihitung.
Pada turbin uap idealisasi yang digunakan adalah bahwa proses merupakan proses adiabatik. Proses adiabatik mengasumsikan bahwa tidak adanya perpindahan panas ke lingkungan. Kemudian kita juga dapat menganggap bahwa proses yang terjadi di turbin uap adalah isentropik yaitu tidak adanya perubahan entropi.
Fluida juga harus dianggap ideal karena terkadang sifat uap tidak memenuhi kriteria sifat gas ideal. Kondensor pun dianggap sempurna, yaitu ketika uap bekas dianggap sepenuhnya terkondensasi kembali menjadi cairan jenuh.
Pada turbin gas yang biasanya memakai siklus Brayton ideal, kita bisa menganggap bahwa kompresi dan ekspansi merupakan proses isentropik. Yaitu kita mengasumsikan bahwa kompresor dan turbin tidak menghasilkan perubahan entropi. Selain isentropik, Kita juga bisa menganggap bahwa pembakaran atau proses penambahan panas merupakan proses isobarik, yaitu panas masuk ke ruang bakar pada tekanan konstan.
Sama seperti turbin uap, pada turbin gas fluida dianggap merupakan udara ideal sehingga kita bisa menggunakan air standard assumption pada perhitungan. Pada perhitungan kita juga menganggap tidak adanya gesekan dan kerugian mekanis sehingga energi dari gas semua digunakan untuk menghasilkan kerja.
Pada dasarnya turbin uap menggunakan proses rankine ideal (isentropik expansion) sedangkan turbin gas menggunakan acuan proses Brayton ideal.
Instruction set
Ketika kita sudah mempelajari versi ideal dari turbin-turbin tersebut, maka kita harus mempelajari pula real cycle mereka agar kita tahu apa saja penyebab energi hilang pada proses. Energi yang hilang selama proses berlangsung merupakan energi yang terbuang sia-sia sehingga menurunkan efisiensi dari mesin tersebut.
Pada kenyataannya siklus Brayton ideal tidak menggunakan kompresor yang sepenuhnya isentropik. Selalu ada rugi gesekan sehingga kompresor harus bekerja lebih besar untuk menghasilkan energi yang sesuai dengan perhitungan ideal. Umumnya efisiensi kompresor berada pada level 70% – 90%.
Di ruang bakar turbin gas terdapat pressure loses, yaitu terjadi penurunan tekanan karena adanya gesekan dan pencampuran bahan bakar. Pada proses penambahan panas tidak semua panas yang berasal dari sumber energi semua masuk ke fluida kerja, oleh karena itu dikatakan bahwa pembakaran tidak 100% efisien. Setelah selesai gas dipakai, gas buang pun masih mempunyai panas yang tidak bisa dimanfaatkan.
Pada turbin uap terdapat beberapa perbedaan dari idealnya. Pada keadaan ideal kita menganggap bahwa turbin uap mempunyai proses isentropik. Hal ini tidaklah benar karena pada kenyataannya turbin tidak isengtropik, ekspansi menghasilkan uap dengan entropi yang lebih besar karena kelembaban yang lebih besar sehingga daya turbin berkurang. Keadaan isentropik pada pompa juga sebenarnya tidak terjadi di keadaan nyata.
Di boiler dan kondensor juga terdapat panah yang terbuang ke lingkungan. Energi panas yang terbuang inilah yang kita gunakan sebagai perhitungan ketidakefisiensian dari turbin uap. Pada jalur uap yaitu di pipa-pipa, katup, dan heat exchanger, tekanan umumnya drop.
Ketika kita telah mempelajari semua asal usul dari ketidak efisiensian turbin uap dan gas ini maka kita bisa memikirkan cara untuk mengatasi energi-energi yang hilang selama proses.
Sekian dari saya terima kasih atas perhatian para pembaca semua, Saya berharap essay kali ini bermanfaat bagi kita semua. Jika ada salah kata maupun informasi, saya mohon maaf.
