Dokumen tersebut membahas tentang tujuan pembelajaran analisis siklus daya termasuk mengevaluasi kinerja siklus gas power, mengembangkan asumsi siklus, meninjau mesin reciprocating, menganalisis siklus tertutup dan terbuka, dan memecahkan masalah berdasarkan siklus Otto, Diesel, Stirling, dan Ericsson. Juga dibahas mengenai pertimbangan dasar dalam analisis siklus daya, efisiensi siklus Carnot, asumsi penyederh

1. Thermodynamic – An Engineering Approach by Yunus
A Cengel and Michael A. Boles
Habib Abdullah Rosyid (15050067)

2. Tujuan Pembelajaran
 Mengevaluasi kinerja siklus gas power dimana fluida
yang bekerja tetap berada pada siklus.
 Mengembangkan asumsi sederhana yang berlaku pada
siklus gas power.
 Meninjau pengoperasian mesin reciprocating.
 Menganalisis kedua siklus gas power, tertutup dan
terbuka.
 Memecahkan masalah berdasarkan siklus Otto, Diesel,
Stirling, dan Ericsson.

3. Pertimbangan Dasar Dalam Analisis Siklus Power
 Kebanyakan perangkat produksi
pengoperasian yang terjadi seperti
pada siklus disamping.
 Ideal cycle adalah siklus yang hanya
terdiri dari proses internal reversible.
 Actual cycle adalah siklus nyata yang
terjadi.

4. Effisiensi Siklus Carnot
 Heat engine (mesin carnot) dirancang dengan tujuan
untuk mengkonversi energi panas menjadi kerja, dan
dinyatakan dalam efisiensi termal yang merupakan rasio
dari kerja yang dihasilkan oleh engine dengan total input
panas

5.  Siklus Carnot terdiri dari empat proses reversibel:
isotermal heat addition, isentropik ekspansion,
isotermal heat rejection, dan isentropik compression.
Diagram P-v dan T-s dari siklus Carnot

6.  Siklus Carnot dapat dijalankan dalam sistem tertutup
(Perangkat piston silinder) atau sistem stabil-aliran
(memanfaatkan dua turbin dan dua kompresor dan
baik gas atau uap dapat dimanfaatkan sebagai fluida
kerja.

7. Pengendalian dan penyederhanaan umum
digunakan dalam analisis siklus daya
 Siklus tidak mengalami gesekan apapun. Oleh karena
itu, fluida kerja tidak mengalami penurunan tekanan
ketika mengalir di pipa atau perangkat seperti penukar
panas.
 Semua proses ekspansi dan kompresi berlangsung di
quasiequilibrium.
 Pipa yang menghubungkan berbagai komponen dari
sistem terisolasi dengan baik, dan perpindahan panas
diabaikan.

8. Asumsi Penyderhanaan
 Fluida kerja adalah udara, yang
terus menerus beredar dalam
sebuah loop tertutup dan selalu
berperilaku sebagai gas ideal.
 Semua proses yang membentuk
siklus secara internal reversibel.
 Proses pembakaran digantikan
oleh proses heat addition dari
sumber eksternal.
 Proses pembuangan digantikan
oleh proses heat rejection yang
mengembalikan fluida kerja ke
keadaan awal.

9. Mesin Recripocating
 Meskipun sederhana, mesin reciprocating (piston
silinder) adalah salah satu penemuan yang telah
terbukti sangat serbaguna dalam berbagai aplikasi.

10.  Rasio Kompressi mesin
recripocating
 Mean Effective Pressure

11. Siklus Otto (spark ignition)

13. Siklus Diesel
 Pada mesin Diesel, udara hanya
dikompresi saat langkah kompresi
terjadi, menghilangkan kemungkinan
autoignition. Mesin ini dapat
dirancang untuk beroperasi pada rasio
kompresi yang lebih tinggi, biasanya
antara 12 dan 24.
 Proses pembakaran berlangsung
selama suatu interval bahan bakar
dimulai ketika piston mendekati
TDC/TMA.
 Oleh karena itu, proses pembakaran
dalam siklus Diesel ideal diperkirakan
sebagai proses constan pressure dan
heat addition.

14. 1-2 Isentropic compression
2-3 Constant-pressure heat addition
3-4 Isentropic expansion
4-1 Constant-volume heat rejection.

15. Siklus Stirling dan Ericsson
 Siklus Stirling
 Silus ini ditemukan oleh Stirling, dimana terdiri dari dua proses
isotermal dan dua proses volume konstan. Dua proses terakhir
terjadi dengan bantuan sebuah regenerator untuk membuat
siklus ini reversibel.
 Udara berekspansi secara isotermal, pada temperatur konstan T1
dari v1 ke v2. Kalor yang diberikan sumber eksternal diserap selama
proses.
 Udara lewat melalui regenerator dan didinginkan pada volume
konstan ke temperatur T3. Proses ini digambarkan oleh grafik 2-3
pada diagram p-v dan T-s. Pada proses ini kalor dibuang ke
generator.
 Udara dikompresi secara isotermal di dalam silinder mesin dari v3
ke v4. Proses ini digambarkan oleh grafik 3-4 pada diagram p-v dan
T-s dan kalor dibuang oleh udara.
 Terakhir, udara dipanaskan pada volume konstan ke temperatur T1
dengan melewatkan udara ke regenerator dalam arah yang
berlawanan dengan proses 2-3. Pada proses ini kalor diserap oleh
udara dari regenerator selama proses ini, yaitu proses 4-1.

16.  Siklus Ericsson
 Siklus ini ditemukan oleh Ericsson, yang terdiri dari
dua proses isotermal dan dua proses tekanan
konstan. Saat ini siklus Ericsson banyak digunakan
dalam pembuatan turbin gas jenis siklus tertutup.
 Udara dipanaskan pada tekanan konstan dari
temperatur awal T1 ke temperatur T2, yang ditunjukkan
oleh grafik 1-2.
 Udara dibiarkan berekspansi secara isotermal (yaitu
pada temperatur konstan T2 = T3) dari volume awal v2
ke v3 yang ditunjukkan oleh grafik 2-3 pada gambar 6.
Kerja pada ekspansi eksotermal memanfaatkan
sebagian dari kalor .
 Udara didinginkan pada tekanan konstan dari
temperatur awal T3 ke temperatur T4 yang ditunjukkan
oleh grafik 3-4.
 Udara di kompresi secara isotermal dari volume v3 ke
v4 yang ditunjukkan oleh grafik 4-1 pada gambar 6.
Pada proses ini sebagian kalor dibuang oleh udara
untuk melakukan kerja pada udara.

17. Contoh Soal 1

18. Contoh Soal 2