Medco dan Saratoga Investasikan US$ 5,5 juta untuk PLTU

Jakarta - PT Medco Power Indonesia (MPI) dan PT Saratoga Power menunjuk konsorsium Hyundai Engineering Construction Korea dengan Mitsui Power System Jepang untuk penambahan chiller dan combined cycle di Panaran Batam sebesar 27 megawatt (mw). Sedangkan untuk pembuatan Chiller dilaksanakan oleh Internation Coil Limited (ICL) sebagai pelaksananya. Informasi tersebut disampaikan perseroand dalam siaran persnya di Jakarta, kemarin.

Selain itu, MPI melalui anak perusahaannya di Batam PT Mitra Energi Batam (MEB), dikabarkan mampu meningkatkan kapasitas Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) MEB Unit I dan MEB Unit II menjadi Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) MEB. Penyelesaian MEB Add On CCPP sebesar 21 mw dan Chiller sebesar 6 mw, akan menambah kapasitas PLTG MEB Unit I dan II yang semula 56 mw menjadi PLTGU MEB dengan total kapasitas sebesar 83 mw.

Adapun biaya investasi MEB Add On CCPP and Chiller Project ini sebesar US$ 55,5 juta atau sekira Rp666 miliar jika mengacu kurs Rp12.000 per USD, dengan pendanaan diperoleh dari para Pemegang Saham serta dana pinjaman dari Bank Mandiri yang terdiri atas PT Medco Power Indonesia, Bright PLN Batam, serta YPK PLN.

Penyelesaian MEB tersebut, melalui mekanisme pemanfaatan Siklus kombinasi antara siklus PLTG dan siklus Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Pasalnya, PLTU dianggap memiliki tingkat efisensi pembangkit yang optimal di dalam Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik.

Selain itu, penerapan gas buang pada siklus PLTG, yang masih mempunyai suhu 500 derajat celcius. Guna menghasilkan uap melalui fasilitas produksi uap atau Heat Recovery Steam Generator (HRSG), yang selanjutnya dialirkan ke turbin uap yang mampu menghasilkan tambahan kapasitas pembangit listrik sebesar 21 mw.

Sesuai PJBTL antara MEB dengan Bright PLN Batam pada 15 Oktober 2012, MEB Add On CCPP harus mulai beroperasi secara komersial (Commercial Operation Date COD) dalam 24 bulan dan Chiller dalam 12 bulan setelah ditandatanganinya PJBTL.

Sekedar informasi, penyelesaian kedua proyek dan pencapaian COD dikatakan lebih cepat dari target, yang mana COD MEB Add On CCPP dapat dicapai pada 8 September 2014, yaitu lebih cepat satu bulan lewat satu minggu. Sedangkan, COD Chiller pada 1 Oktober 2013 yaitu dua minggu lebih cepat. Tercapainya proyek ini, adanya COD MEB Add On CCPP and Chiller terhitung sejak tanggal 8 September 2014 kapasitas pembangkitan di Batam telah bertambah sebesar 27 mw.

Asal tahu saja, PT Medco Power Indonesia (MPI) melalui anak perusahaannya PT Energi Listrik Batam (PT ELB) telah mencapai tahap penyelesaian pembangunan (mechanical completion) 2x35 megawatt (mw) Simple Cycle Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). Pembangunan ini, berlokasi di Tanjung Uncang, Batam.

Proyek ini, merupakan proyek yang dirancang untuk dapat dikembangkan menjadi Combined Cycle, sehingga total kapasitas listrik menjadi 110 mw. Hal ini, menyatakan bahwa PT ELB akan melakukan commercial operation date (COD), pada 31 Desember 2014. Guna mulai berperan dalam memasok listrik di Batam dan sekitarnya. Sesuai Perjanjian Jual Beli Tenaga Kelistrikan (PJBLT) yang telah disepakati dalam 20 tahun terhitung sejak COD.

Untuk investasi ini, telah dikucurkan dana sekira US$ 66 juta yang untuk pemasangan dua unit Gas Turbine Generator (GTG) jenis Frame 6B dari GE Perancis yang telah selesai dilakukan dan hanya tinggal menunggu tahap uji coba. Namun, untuk dapat mengoperasikan PLTG ini, PT ELB memutuskan untuk memasok gas dari PSC Blok A Natuna. Gas tersebut dialirkan melalui pipa bawah laut WNTS Tie-in ke Pulau Pemping, untuk selanjutnya melalui pipa yang tersambung sampai ke lokasi PLTG. Pasokan gas dari Natuna Blok A Premier Oil yang seharusnya untuk kelistrikan di Batam, saat ini justru dialihkan ke daerah lain dengan mekanisme swap. (bani)

sumber: http://www.neraca.co.id/article/47369/Medco-dan-Saratoga-Investasikan-US-55-juta

Rahasia Api Warna-Warni dan Bertingkat-Tingkat

 

Api tak lepas dari kehidupan kita sehari-hari. Meski dianggap berbahaya, api ternyata memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa keterlibatan api, sebagian manusia tidak bisa menghasilkan makanan yang bisa dinikmati setiap hari. Sebab sebagian manusia masih tergantung dengan kompor gas. Seperti diketahui, api adalah suatu reaksi kimia (oksidasi) yang terbentuk dari tiga unsur; panas, udara dan bahan bakar yang menimbulkan panas dan cahaya.

Elemen pendukung terjadinya kebakaran  adalah panas, bahan bakar dan oksigen. Meski ada tiga elemen tersebut peristiwa kebakaran belum terjadi. Sebab proses pembakaran diperlukan komponen keempat, yaitu rantai reaksi kimia (chemical chain reaction).

Nah, menyangkut masalah api, ada peristiwa menarik dan menakjubkan di dalamnya. Sebab, ternyata jika diperhatikan, warna api sangat berbeda-beda. Kadang api memancarkan warna biru, kadang  oranye kekuningan atau merah.Nah, mengapa api bisa berbeda-beda warnanya?

Warna api sangat dipengaruhi oleh elektron-elektron dalam api yang selalu berpindah-pindah.  Setiap unsur mempunyai spektrum emisi tertentu dan bila tersorot api, maka akan memancarkan radiasi elektromagnetik yang akan menghasilkan pancaran api dengan warna-warna tertentu. Secara teori, api terjadi dari reaksi pembakaran senyawa yang mengandung oksigen (O2). Jika suatu reaksi pembakaran kekurangan oksigen, maka efisiensi pembakaran berkurang dan menghasilkan suatu senyawa karbon seperti asap (jelaga). Contohnya, lilin akan mati karena jika ditutup dengan gelas. Sebab ia  kekurangan oksigen. Faktor yang mempengaruhi warna nyala api adalah faktor fisika (suhu) dan faktor kimia (zat yang megalami reaksi).

Pada pembakaran sodium akan menghasilkan apri berwarna oranye, pembakaran stronsium klorida mengahasilkan warna merah,  pembakaran kalium nitrat menghasilkan warna ungu, pembakaran boron menghasilkan warna hijau, pembakaran tembaga menghasilkan warna biru, dan sebagainya.

Api yang berwarna merah umumnya bersuhu di bawah 1000 derajat celsius. Api berwarga biru, bersuhu lebih tinggi dari api merah, tapi masih di bawah 2000 derajat celcius. Kemudian api yang lebih panas, api putih yang bersuhu di atas 2000 derajat celcius. Api ini juga yang terdapat di dalam inti matahari. Api putih juga digunakan pada industri yang memproduksi material besi dan sejenisnya. Api paling panas adalah api berwarna hitam (kabarnya jenis api ini hanya terdapat di neraka, wallahu ‘alam). Begitulah mengapa api bisa berwarna-warni. Metode seperti ini juga yang digunakan dalam teknologi pembuatan kembang api yang bisa memancarkan api berwarna-warni nan indah. Sebab ia  merupakan proses campuran berbagai macam unsur kimia. Ia akan bereaksi warna-warni jika terjadi reaksi pembakaran.

sumber: http://www.hidayatullah.com/iptekes/rahasia-dibalik-sunnah/read/2015/03/09/40213/inilah-rahasia-api-berwarna-warni-dan-bertingkat-tingkat.html 

Petir Paling Kuat Menyambar di Pagi Hari

TEMPO.CO, Huntsville - Petir adalah letupan energi yang terjadi di antara dua massa dengan muatan listrik berbeda. Sebagian besar petir terjadi di dalam badai listrik di angkasa. Ada kalanya ledakan energi listrik itu menyambar bumi. Tegangan listrik petir bisa mencapai ratusan ribu volt yang membuatnya sangat berbahaya. Para ilmuwan memperkirakan tingkat kekuatan petir mencapai puncaknya pada pagi hari. Tim yang dipimpin Thomas Chronis, peneliti dari Universitas Alabama di Huntsville, mengukur kekuatan siklus petir yang menyambar di antara awan bermuatan listrik. Mereka menggunakan data dari National Lightning Detection Network di Amerika Serikat dan jaringan di Yunani serta Afrika Selatan. Hasil studi mereka telah dimuat di Journal of Geophysical Research  Siklus petir bisa terjadi di mana saja meski ada perbedaan kekuatan antara pagi hari dan siang hari di berbagai daerah. Namun, puncak kekuatan letupan energi itu terjadi konstan meski frekuensi petir bisa berbeda-beda. "Di Teluk Meksiko, misalnya, petir muncul lebih dini dibanding wilayah lain. Namun, puncak kekuatannya selalu terjadi di waktu yang sama," kata Chronis seperti ditulis laman Newswise, 17 Maret 2015.
Siklus petir diperkirakan berhubungan dengan kemunculan matahari dan sirkulasi di atmosfer. Pada siang hari, ketika jumlah petir mencapai batas maksimal, udara menjadi hangat oleh matahari. Udara yang bergerak naik itu membawa uap air yang nanti berubah menjadi es atau partikel lain yang memancing letupan elektrik.  Banyaknya partikel itu tak hanya meningkatkan loncatan listrik di awan. Mereka juga memperpendek jarak antara muatan positif dan negatif sehingga koneksi untuk menciptakan ledakan petir lebih mudah terjadi. Jumlah petir di pagi hari malah lebih sedikit ketimbang siang hari. "Di siang hari, jumlah petir meningkat namun kekuatannya menurun. Sementara di pagi hari kita punya hasil sebaliknya," kata Choris.
Riset sebelumnya menyebutkan frekuensi kemunculan petir sekitar 40-50 kali per detik. Durasi petir biasanya cuma sekitar 30 mikrodetik. Chronis mengatakan kekuatan arus listrik petir yang menyambar bumi di siang hari umumnya berkuatan 6.000-20.000 ampere. Kekuatan petir di pagi hari, kekuatannya mencapai rata-rata 30.000 ampere. Kondisi konveksi, pergerakan zat cair dan gas secara vertikal karena perbedaan suhu dan tekanan, melemah di malam hari. Percampuran partikel di atmosfer juga berkurang. Namun loncatan energi berlanjut meski partikel yang terlibat cuma sedikit. "Kami menduga jarak muatan positif dan negatif menjadi lebih jauh sehingga utuh energi lebih kuat untuk melewati jarak itu," kata Chronis.
Menurut Chronis, karena tidak ada efek pemanasan dari matahari proses letupan listrik menjadi lebih lambat. "Ada kekuatan potensial yang dibangun, jadi ketika petir terjadi maka dia akan sangat kuat," katanya. Aliran listrik potensial yang tersimpan itu mencapai level kekuatan melebihi badai petir normal di siang hari. "Terus disimpan hingga pada saatnya cukup untuk mengatasi tekanan dan melepaskan petir bertenaga penuh dari awan ke darat," katanya.

sumber: http://www.tempo.co/read/news/2015/03/18/061650947/Petir-Paling-Kuat-Menyambar-di-Pagi-Hari

KALOR

Pernahkah kamu minum es teh, es susu, atau es sirup? Nah, ketika membuat es teh, biasanya kita mencampur air panas atau air hangat yang ada di dalam gelas dengan es batu. Air panas atau air hangat memiliki suhu yang lebih tinggi, sebaliknya es batu memiliki suhu yang lebih rendah. Setelah berinteraksi beberapa saat, campuran es batu dan teh panas pun berubah menjadi es teh (campuran es batu dan teh hangat telah mencapai suhu yang sama). Proses yang sama terjadi ketika kita mencampur air panas dengan air dingin. Setelah berinteraksi, air panas dan air dingin berubah menjadi air hangat. Mengapa hal ini bisa terjadi? Mengapa setelah berinteraksi benda-benda tersebut bisa mencapai suhu yang sama? Agar kita dapat dapat menjawab pertanyaan tersebut, mari kita pelajari materi kalor dan perubahan entalpi.

        

               

Apabila benda2 yang memiliki perbedaan suhu saling berinteraksi, akan ada aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran kalor akan terhenti setelah kedua benda yang berinteraksi mencapai suhu yang sama. Misalnya kalau kita mencampur air panas dengan air dingin, biasanya kalor mengalir dari air panas menuju air dingin. Kalor berhenti mengalir jika campuran air panas dan air dingin telah berubah menjadi air hangat. Ketika kita memasukkan besi panas ke dalam air dingin, kalor mengalir dari besi menuju air. Kalor akan berhenti mengalir setelah besi dan air mencapai suhu yang sama. Ketika dokter atau perawat menempelkan termometer ke tubuhmu (misalnya kalau dirimu lagi demam), kalor mengalir dari tubuhmu menuju termometer. Kalor akan berhenti mengalir kalau tubuhmu dan termometer telah mencapai suhu yang sama. Kalau termometernya pakai air raksa, maka ketika tubuhmu dan termometer mencapai suhu yang sama, air raksa tidak jalan-jalan lagi. Angka yang ditunjukkan permukaan air raksa merupakan suhu tubuhmu saat itu. Kalau termometer yang dipakai berupa termometer digital, angka pada bagian tengah termometer akan terhenti setelah tubuhmu dan termometer mencapai suhu yang sama. Angka yang ditunjukkan termometer adalah suhu tubuhmu.

Sudah dijelaskan di pendahuluan bahwa apabila dua buah benda yang berbeda temperaturnya saling berinteraksi, maka temperatur benda yang lebih panas berkurang sedangkan temperatur benda yang lebih dingin bertambah. Sesuatu yang berpindah dalam kasus ini disebut kalor.

“Kalor adalah suatu materi yang tidak terlihat, yang mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah.”

        Benyamin Thomson/Count Rumford (1753-1814) dengan eksperimen-nya, dia mengebor logam, teramati bahwa mata bor menjadi panas dan didinginkan dengan air (sampai airnya mendidih), tentunya dari teori “kalor”, kalor tersebut lama kelamaan akan habis dan ternyata bila proses tersebut berlanjut terus kalorik tersebut tidak habis, jadi teori kalorik tidak tepat. Jadi kalor bukan materi.

Kalor dan Energi Termal

    Ada suatu perbedaan antara kalor dan energi dalam dari suatu bahan. Kalor hanya digunakan bila menjelaskan perpindahan energi dari  satu tempat ke yang lain.

"Kalor adalah energi yang dipindahkan akibat adanya perbedaan temperatur. Sedangkan energi dalam (termis) adalah energi karena temperaturnya."

Satuan Kalor

    Satuan kalor adalah kalori dimana, 1 kalori adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gr air dari 14,5 C menjadi 15,5 C.

  Dalam sistem British, 1 Btu  (British Thermal Unit)  adalah kalor untuk menaikkan temperatur 1 lb air dari 63 F menjadi 64 F.

1 kal = 4,186 J = 3,968 x 10^-3 Btu

1 J = 0,2389 kal = 9,478 x 10^-4 Btu

1 Btu = 1055 J = 252,0 kal

Kesetaraan Mekanik dari Kalor

    Dari konsep energi mekanik diperoleh bahwa bila gesekan terjadi pada sistem mekanis, ada energi mekanis yang hilang. Dan dari eksperimen diperoleh bahwa energi yang hilang tersebut berubah menjadi energi termal.

    Dari eksperimen yang dilakukan oleh Joule (aktif penelitian pada tahun 1837-1847)  diperoleh kesetaraan mekanis dari kalor :

1 kal = 4,186 joule

Mahasiswa Medan Sulap Sampah Plastik Jadi BBM

 

MEDAN - Sebuah kelompok mahasiswa pencinta alam di Kota Medan berhasil menyulap sampah plastik menjadi bahan bakar minyak (BBM). Minyak tersebut kemudian dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk memasak dan penerangan saat kamping atau berkemah. Meski belum sempurna, karya ini telah menyumbang energi baru untuk bumi.
Menemukan sampah plastik bukan hal yang sulit dilakukan oleh para mahasiswa tersebut. Oleh karena itu, sampah plastik yang terkumpul kemudian dimasukkan ke satu ketel atau tabung yang terbuat dari kaleng bekas. Dengan menggunakan ketel ini, plastik dipadatkan sampai isi di dalamnya benar-benar penuh.
Proses selanjutnya yaitu memanaskan ketel hingga suhu 300 derajat Celsius. Setelah satu jam pemanasan, lelehan plastik di dalam ketel mulai menguap. Uap panas ini kemudian berubah menjadi cairan minyak ketika melewati proses pendinginan. Cairan itu lalu menetes dari ujung pipa pembangunan.
Guna membuktikan hasil penyulingan minyak, seorang mahasiswa menyulutkan api di ujung pipa. Ternyata, nyalanya sangat merah. Hal tersebut menandakan minyak yang dihasilkan dari penyulingan masih butuh proses pemurnian kembali.
Meski belum sempurna, dengan hasil penyulingan minyak ini para mahasiswa tak lagi pusing mencari bahan bakar untuk memasak atau penerangan saat berkemah. Salah satu anggota mahasiswa pencinta alam, Fachrizal, berharap penemuan tersebut bisa diteliti lebih lanjut.
"Sejak 1,5 tahun terakhir ini anggota kelompok mapala selalu membawa minyak sulingan dari sampah untuk kamping. Kami berharap ada dukungan untuk melakukan penelitian lebih lanjut untuk memurnikan minyak plastik ini menjadi minyak tanah atau bahkan pengganti premium," ujar Fachrizal, Kamis (23/4/2015). (ira)

sumber: http://news.okezone.com/read/2015/04/23/65/1138889/mahasiswa-medan-sulap-sampah-plastik-jadi-bbm

Ketel Uap

Boiler atau ketel uap adalah suatu bejana/wadah yang di dalamnya berisi air atau fluida lain untuk dipanaskan. Energi panas dari fluida tersebut selanjutnya digunakan untuk berbagai macam keperluan, seperti untuk turbin uap, pemanas ruangan, mesin uap, dan lain sebagainya. Secara proses konversi energi, boiler memiliki fungsi untuk mengkonversi energi kimia yang tersimpan di dalam bahan bakar menjadi energi panas yang tertransfer ke fluida kerja.

Bejana bertekanan pada boiler umumnya menggunakan bahan baja dengan spesifikasi tertentu yang telah ditentukan dalam standard ASME (The ASME Code Boilers), terutama untuk penggunaan boiler pada industri-industri besar. Dalam sejarah tercatat berbagai macam jenis material digunakan sebagai bahan pembuatan boiler seperti tembaga, kuningan, dan besi cor. Namun bahan-bahan tersebut sudah lama ditinggalkan karena alasan ekonomis dan juga ketahanan material yang sudah tidak sesuai dengan kebutuhan industri.

Panas yang diberikan kepada fluida di dalam boiler berasal dari proses pembakaran dengan berbagai macam jenis bahan bakar yang dapat digunakan, seperti kayu, batubara, solar/minyak bumi, dan gas. Dengan adanya kemajuan teknologi, energi nuklir pun juga digunakan sebagai sumber panas pada boiler.

Dan berikut adalah beberapa jenis boiler:

1. “Pot Boiler” atau “Haycock Boiler”
Merupakan boiler dengan desain paling sederhana dalam sejarah. Mulai diperkenalkan pada abad ke 18, dengan menggunakan volume air besar tapi hanya bisa memproduksi pada tekanan rendah. Boiler ini menggunakan bahan bakar kayu dan batubara. Boiler jenis ini tidak bertahan lama penggunaannya karena efisiensinya yang sangat rendah.

2. Fire-Tube Boiler (Boiler Pipa-Api)
Pada perkembangan selanjutnya muncul desain bari boiler yakni boiler pipa-api. Boiler ini terdapat 2 bagian di dalamnya, yaitu sisi tube/pipa dan sisi barrel/tong. Pada sisi barrel berisi fluida/air, sedangkan sisi pipa merupakan tempat terjadinya pembakaran.

Boiler Pipa Api

Boiler pipa-api biasanya memiliki kecepatan produksi uap air yang rendah, tetapi memiliki cadangan uap air yang lebih besar. 

3. Water-Tube Boiler (Boiler Pipa-Air)
Sama seperti boiler pipa-api, boiler pipa-air juga terdiri atas bagian pipa dan barrel. Tetapi sisi pipa diisi oleh air sedangkan sisi barrel menjadi tempat terjadinya proses pembakaran. Boiler jenis ini memiliki kecepatan yang tinggi dalam memproduksi uap air, tetapi tidak banyak memiliki cadangan uap air di dalamnya.

Boiler Pipa-Air

4. Kombinasi Boiler Pipa-Api dengan Pipa-Air Firebox
Boiler jenis ini merupakan kombinasi antara boiler pipa-api dengan pipa-air. Sebuah firebox didalamnya terdapat pipa-pipa berisi air, uap air yang dihasilkan mengalir ke dalan barrel dengan pipa-api didalamnya. Boiler jenis ini diaplikasikan pada beberapa kereta uap, namun tidak terlalu populer dipergunakan.

sumber: http://artikel-teknologi.com/pengertian-boiler-ketel-uap/

Balon Udara

Bagaimana balon udara dikendalikan dan peralatan apa saja yang membuat balon udara bekerja?

Sebelum kita mengetahui bagaimana cara kerja balon udara, ada baiknya kita ketahui terlebih dahulu bagian-bagian dari balon udara. Balon udara secara garis besarnya mempunyai tiga bagian utama yaitu envelope, burner, dan basket.

Envelope merupakan kantong yang terbuat dari bahan nilon berbentuk balon tempat udara dipanaskan. Karena nilon ini tidak tahan api, maka bagian bawah envelope dilapisi dengan bahan anti api (skirt). Envelope ini berisi udara/gas ringan (seperti gas hidrogen) yang berfungsi mengangkat balon udara dari landasannya.

Burner merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara di dalam envelope. Burner di letakan di atas kepala penumpang dekat ke mulut envelope. Burner ini mengatur tekanan dalam kantung udara agar balon dapat terbang dengan ketinggian yang diharapkan.

Basket atau keranjang merupakan tempat penumpang mengendalikan balon udara atau penumpang yang menikmati penerbangan balon udara. Basket dibuat dari bahan yang ringan dan lentur dan terletak di bawah kantung udara.

Cara kerja balon udara sangat sederhana yaitu dengan cara memanaskan udara di dalam balon agar lebih panas dari udara di luarnya sehingga balon udara mengembang dan dapat naik (terbang). Udara yang lebih panas akan lebih ringan karena masa per unit volumenya lebih sedikit.

Untuk dapat terbang, udara di dalam envelope dipanaskan menggunakan burner dengan temperatur sekitar 100 derajat Celcius. Udara panas ini akan terperangkap di dalam envelope sehingga balon udara pun akan mengembang dan bergerak naik di dorong oleh udara yang bertekanan lebih kuat. Jika ingin mendarat, udara didinginkan dengan cara mengecilkan burner. Udara yang mulai mendingin di dalam envelope membuat balon bergerak turun.

Bagaimana caranya balon udara berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain? Jawabanya adalah dengan cara memanfaatkan hembusan angin untuk bergerak secara horizontal. Arah tiupan angin berbeda pada setiap ketinggian tertentu. Perbedaan arah tiupan angin inilah yang dimanfaatkan oleh pengemudi balon udara untuk mengendalikan balon udara dari satu lokasi ke lokasi yang diinginkan.

Balon udara mempunyai dua tipe yaitu:

1. Balon udara yang diisi dengan udara panas, yaitu balon udara yang mempunyai pembakar yang berfungsi untuk memanaskan udara dalam balon sehingga udara dalam balon menjadi lebih ringan dari udara luar sekitarnya.
2. Balon udara yang diisi dengan gas yang memang ringan, yaitu balon udara yang diisi gas yang ringan seperti contohnya gas hydrogen. Namun kelemahan gas hidrogen ini adalah mudah terbakar. Jika ingin aman bisa menggunakan gas helium, namun sangat mahal.

Siklus Otto Ideal

Otto Cycle: The Ideal Cycle for Spark-ignition Engines

Siklus Otto adalah siklus ideal untuk mesin torak dengan pengapian-nyala bunga api.Pada mesin pembakaran dengan sistem pengapian-nyala ini, campuran bahan bakar dan udara dibakar dengan menggunakan percikan bunga api dari busi. Piston bergerak dalam empat langkah (disebut juga mesin dua siklus) dalam silinder, sedangkan poros engkol berputar dua kali untuk setiap siklus termodinamika. Mesin seperti ini disebut mesin pembakaran internal empat langkah. Skema berikut memperlihatkan setiap langkah piston dan pernyataan prosesnya pada diagram P-v untuk kondisi aktual mesin pengapian-nyala empat langkah,

Dari skema di atas tersebut, kondisi awal kedua katup hisap dan buang dalam keadaan tertutup sedangkan piston pada posisi terendahnya yaitu pada titik mati bawah (Bottom Dead Center/BDC). Selama langkah kompresi, piston bergerak ke atas, di mana campuran udara-bahan bakar dikompresi. Sesaat sebelum piston mencapai posisi tertingginya yaitu titik mati atas (Top Dead Center/TDC), percikan bunga api ditimbulkan oleh busi sehingga membakar campuran, yang kemudian menaikkan tekanan dan temperatur sistem. Tekanan gas yang tinggi tersebut mendorong piston ke bawah sehingga menyebabkan poros engkol berputar, selama langkah usaha (langkah ekspansi) ini dihasilkan kerja keluaran yang bermanfaat. Pada ujung langkah ini, piston pada posisi terendahnya untuk menyelesaikan siklus yang pertama (mesin satu siklus), sehingga isi silindernya berupa sisa pembakaran.

Piston bergerak kembali ke atas membersihkan gas buang melalui katup buang (langkah pembuangan), kemudian piston turun kembali ke bawah mengambil campuran udara-bahan bakar yang baru melalui katup hisap (langkah hisap). Sebagai catatan bahwa tekanan dalam silinder di atas tekanan lingkungan saat langkah buang dan berada di bawah tekanan lingkungan saat langkah hisap.

Analisis termodinamika untuk kondisi aktual tersebut dapat disederhanakan bila digunakan asumsi udara-standar yang berlaku sebagai gas-ideal. Karenaitu, siklus untuk kondisi aktual dimodifikasi menjadi sistem tertutup yang disebut sebagai siklus Otto ideal. Skema dan pernyataan prosesnya pada diagram P-v dan T-s seperti terlihat pada gambar berikut,

 Siklus Otto ideal terdiri dari empat proses reversibel internal, yaitu proses 1-2 kompresi isentropik, proses 2-3 penambahan kalor pada volume tetap, proses 3-4 ekspansi isentropik, dan proses 4-1 pelepasan kalor pada volume tetap. Karena siklus Otto ideal ini merupakan sistem tertutup, maka ada beberapa asumsi yang digunakan yaitu (1) mengabaikan perubahan energi kinetik dan potensial, dan (2) tidak ada kerja yang timbul selama proses perpindahan kalor.

Efisiensi termal siklus Otto ideal ini tergantung dari besarnya rasio kompresi mesin dan rasio kalor spesifik dari fluida kerjanya. Efisiensi siklus akan naik bila rasio kompresi dan rasio kalor spesifik semakin besar seperti pada diagram di bawah ini.

 

sumber : http://tutorialteknik.blogspot.com/2011/05/siklus-otto-ideal.html

Bahan Bakar Bioetanol bisa Gantikan Premium

JAYAPURA - Bahan bakar BE85 bisa digunakan sebagai energi alternatif ramah lingkungan pengganti bahan bakar fosil yang tingkat polusi dari proses pembakarannya cukup tinggi.
Wah mengapa? Karena BE85 bisa digunakan sebagai pengganti bahan bakar bensin. Ini karena BE85 memiliki nilai kalor atau panas yang lebih rendah daripada premium. Dosen di Universitas Sains dan Teknologi Jayapura (USTJ) Hendry Yoshua Nanlohy, mengatakan BE85 merupakan bahan bakar Bioetanol yang dapat dipakai untuk sepeda motor berbahan bakar bensin. Di mana bahan bakar tersebut bisa didapatkan dengan cara mencampurkan 85 persen Bioetanaol dengan bensin (premium) sebesar 15 persen.

"Efisiensi termal terbesar yang dihasilkan BE85 untuk sepeda motor adalah 17,44 persen pada putaran mesin 3000 rpm (round per minutes). Sedangkan pada premium terjadi pada 7.500 rpm sebesar 20,36 persen. Hal ini berkaitan dengan temperatur gas buang yang dihasilkan dari masing-masing bahan bakar," ujar Hendry kepada wartawan di Jayapura, Sabtu (26/11/2011).

Dia mengatakan, dibandingkan dengan bahan bakar premium, bahan bakar BE85 memiliki kelebihan dalam hal efisiensi termal atau panas yang dihasilkan dari pembakaran lebih rendah dibanding premium. Pada putaran mesin terbesar, temperatur gas buang bahan bakar BE85 standar antara 530 hingga 540 derajat selsius. Sedangkan premium bisa mencapai 870 sampai 890 derajat selsius pada putaran mesin terbesar.

"Tetapi kandungan energi yang dimiliki Bioetanol lebih kecil dibandingkan premium. Oleh sebab itu, untuk memperoleh daya yang setara atau lebih besar maka kita perlu mensuplai bahan bakar yang lebih banyak lagi," lanjut Dosen Teknik Mesin ini.

Menurutnya, apabila berjalan sempurna maka proses pembakaran bahan bakar fosil hanya menghasilkan gas karbondioksida. Tetapi kenyataannya pembakaran tersebut tidak berlangsung sempurna sehingga dari proses itu dihasilkan pula beberapa gas yang membahayakan kesehatan tubuh manusia di antaranya gas karbonmonoksida, hidrokarbon dan nitrogen. Sedangkan Bioetanol pada umumnya memiliki kandungan oksigen yang lebih banyak sehingga proses pembakaran lebih sempurna dan bisa mengurangi terbentuknya gas buang karbon,” terang Hendry.

(ade)

sumber: http://economy.okezone.com/read/2011/02/26/320/429160/bahan-bakar-bioetanol-bisa-gantikan-premium

Pembakaran Batubara

Batubara merupakan bahan baku utama pembangkit listrik tenaga uap. Batubara menyimpan energi di dalamnya secara kimia melalui ikatan-ikatan kimia antara karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan sulfur. Batubara tidak memiliki struktur kimia yang baku, karena ia merupakan campuran dari beberapa ikatan hidrokarbon yang kompleks. Ikatan-ikatan hidrokarbon inilah yang menyimpan energi, yang apabila terputus melalui proses pembakaran, akan menghasilkan energi panas yang untuk selanjutnya dipergunakan panasnya di boiler untuk memanaskan air.

Dan berikut adalah reaksi kimia yang terjadi saat batubara dibakar:

C + O2 => CO2

C + 0,5O2 => CO

H2 + 0,5O2 => H2O

S + O2 => SO2

Dapat kita lihat pada reaksi kimia di atas bahwa hasil pembakaran dari batubara yaitu berupa CO2, CO, H2O, dan SO2. Ada satu lagu bahan polutan yang dihasilkan yaitu NOx. Untuk mencegah terbentuknya CO, maka proses pembakaran di atur oleh jumlah udara yang masuk ke proses pembakaran. Semakin tepat jumlah udara yang dimasukkan, maka akan semakin sempurna proses pembakaran batubara tersebut. Disini diperlukan perhitungan perbandingan udara-bahan bakar yang tepat (air-fuel ratio). Namun untuk lebih tepat menghasilkan pembakaran yang sempurna, PLTU menggunakan excess air. Excees air adalah udara lebih yang dikontrol jumlahnya di akhir proses pembakaran, sehingga apabila jumlahnya cukup besar itu artinya adalah semakin sempurna proses pembakaran yang terjadi. Umumnya excess air disetting di angka sekitar 4-5% udara dalam berat.

Selain bahan-bahan di atas, dihasilkan juga sebagai bahan pencemar antara lain abu hasil pembakaran (fly ash) dan kerak hasil pembakaran (bottom ash). Bahan-bahan tersebut termasuk limbah beracun yang pengelolaannya harus secara hati-hati. Selain itu juga fly ash juga masih bisa digunakan sebagai bahan baku pembuatan semen. Fly ash yang keluar dari boiler ditangkap menggunakan suatu alat bernama Electrostatic Precipitators agar tidak langsung dibuang menuju chimney atau cerobong asap. Sedangkan untuk polutan lain seperti SO2, digunakan suatu sistem bernama Flue Gas Desulphurization.

sumber: http://artikel-teknologi.com/pembakaran-batubara/

Prinsip Kerja Thermocouple

Thermocouple adalah salah satu jenis alat ukur temperatur yang menggunakan prinsip termoelektris pada sebuah material. Seperti yang telah saya singgung pada artikel sebelumnya, alat ini tersusun atas dua konduktor listrik dari material yang berbeda yang dirangkai membentuk sebuah rangkaian listrik. Jika salah satu dari konduktor tersebut dijaga pada temperatur yang lebih tinggi daripada konduktor lainnya sehingga ada diferensial temperatur, maka akan timbul efek termoelektris yang menghasilkan tegangan listrik. Besar tegangan listrik yang terbentuk tergantung dari jenis material konduktor yang digunakan, serta besar perbedaan temperatur antara dua konduktor tersebut.

Thermocouple

Komponen utama dari thermocouple adalah dua jenis logam konduktor listrik yang berbeda yang dirangkai sedemikian rupa sehingga pada saat salah satu logam terkena sumber panas, sedangkan logam yang lain dijaga di temperatur yang tetap, maka rangkaian tersebut akan menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya sebanding dengan temperatur sumber panas. Penentuan kombinasi logam konduktor yang digunakan pada thermocouple mempengaruhi besar energi listrik yang akan dibangkitkan. Penentuan nilai tegangan listrik dari beberapa kombinasi konduktor dapat digambarkan pada grafik di bawah ini, data tersebut didapatkan dari pengujian laboratorium. Karakteristik yang berbeda-beda dari setiap kombinasi logam konduktor ini akan bermanfaat bagi kita dalam menentukan thermocouple yang tepat untuk digunakan pada berbagai rentan temperatur dan media yang berbeda-beda.

Prinsip Kerja Thermocouple

Komponen konduktor thermocouple dapat dirangkai secara seri maupun paralel sesuai dengan kebutuhan yang ada. Jika dirangkai secara seri, maka nilai tegangan total adalah jumlah dari keseluruhan tegangan yang dibangkitkan oleh masing-masing pasangan konduktor. Sedangkan jika disusun secara paralel, dan dengan syarat tiap-tiap pasangan konduktor memiliki nilai tahanan yang sama, maka besar tegangan total yang dibangkitkan adalah nilai rata-rata dari tegangan yang dibangkitkan oleh masing-masing konduktor. Kemampuan thermocouple untuk dirangkai secara seri maupun paralel ini bermanfaat pada saat dibutuhkannya pengukuran temperatur dengan rentan yang kecil serta ketelitian yang tinggi.

Grafik Tegangan Beberapa Kombinasi Logam Konduktor

Setiap kombinasi konduktor yang digunakan pada thermocouple menentukan rentan temperatur yang dapat dibaca oleh thermocouple tersebut. Penentuan material konduktor yang cocok pada rentan temperatur kerja tertentu sangat dipengaruhi oleh ketahanan material tersebut terhadap proses oksidasi yang terjadi pada temperatur kerja yang diinginkan. Sedangkan keawetannya dipengaruhi oleh ukuran kawat yang digunakan, jenis osilator yang digunakan, serta kondisi lingkungan kerjanya. Sebagai contoh, tabel berikut menjabarkan beberapa jenis kombinasi konduktor serta karakteristik temperatur kerjanya.

Semua jenis thermocouple dengan berbagai tipe material, akan mengalami penurunan fungsi jika digunakan untuk mengukur temperatur di atas batas kemampuan ukurnya. Hal ini terutama terjadi jika digunakan untuk mengukur temperatur gas atau udara. Untuk mengatasi masalah ini digunakan sistem insulasi untuk melindungi kawat thermocouple dari efek penurunan fungsi tersebut. Jenis insulasi yang umum digunakan adalah magnesium oksida. Magnesium oksida ini membungkus kawat thermocouple, dan selanjutnya bahan dari baja digunakan sebagai pembungkus yang paling luar.

Ada dua jenis thermocouple yang menggunakan insulasi, yaitu grounded type dan ungrounded type. Kawat sensor thermocouple grounded type ter-grounding pada lapisan baja yang terluar, menghasilkan hasil sensor temperatur yang responsif untuk perubahan temperatur yang cepat namun thermocouple jenis ini tidak dapat dirangkai secara seri maupun paralel. Sedangkan thermocouple tipe ungrounded, kawat sensor tidak ter-grounding pada sisi luarnya. Tipe thermocouple yang kedua ini sangat cocok jika digunakan untuk dirangkai secara paralel maupun seri.

Contoh Instalasi Thermocouple pada Sebuah Pipa Boiler

Gambar di atas merupakan salah satu contoh instalasi thermocouple pada sebuah bagian pipa boiler dengan tujuan untuk mengukur temperatur metal pipa boiler tersebut. Kawat sensor thermocouple yang terinsulasi ditanamkan kesebentuk logam (pad) sebelum dilas pada pipa boiler. Jika pad dari thermocouple tersebut terekspos oleh temperatur luar yang berbeda dengan temperatur bagian yang diukur, maka cara instalasi ini tidak cocok untuk digunakan, karena bagian pad tersebut akan menyerap panas dari sumber luar tersebut. Untuk metode instalasi thermocouple yang lainnya akan kita bahas pada artikel selanjutnya.

Sinyal yang keluar dari thermocouple adalah berupa voltase listrik berukuran milivolt. Maka pada rangkaian thermocouple diperlukan potensiometer untuk membaca sinyal listrik tersebut. Selain itu diperlukan juga alat konverter milimeter menjadi nilai temperatur sesuai dengan yang dibutuhkan. Alat konverter ini harus terkalibrasi dengan sempurna untuk mendapatkan hasil pembacaan yang baik. Ada juga potensiometer jenis lain yang ia juga sekaligus sebagai konverter, sehingga hasil pembacaan yang keluar dari potensiometer tersebut sudah berupa temperatur aktual benda yang diukur.

Sumber :

1. B&W – Steam, Its Generation and Use – Chapter 40
2. Wikipedia.org\
3. http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-thermocouple

Sifat-Sifat Air Superheated

Air superheated adalah air yang masih berfase cair namun memiliki temperatur di antara titik didihnya yaitu 100^oC sampai dengan temperatur kritisnya 374^oC. Pada ruangan bertekanan atmosfer, air yang berada pada temperatur tersebut sudah pasti akan berubah fase menjadi uap air. Akan tetapi lain halnya jika air berada di bawah tekanan yang sangat tinggi sehingga secara alami ia memiliki temperatur saturasi yang lebih tinggi. Air superheater berada pada tekanan di atas 1 bar hingga 220 bar. Prinsip ini diaplikasikan pada boiler pembangkit listrik tenaga uap, dimana air yang dipanaskan di dalamnya adalah air yang disupply oleh pompa bertekanan tinggi.

Diagram Fase Air

Berbagai sifat fisik maupun kimia dari suatu material akan berubah sesuai dengan perubahan temperaturnya. Hal ini tidak terkecuali dengan air, air mengalami berbagai perubahan karakteristik yang bahkan lebih besar perubahannya dibandingkan dengan material-material lain. Berbagai sifat anomali air adalah disebabkan oleh kuatnya ikatan antar atom hidrogen air. Pada kondisi temperatur superheater ikatan-ikatan hidrogen tersebut akan putus dan memberikan perubahan signifikan atas sifat-sifat kimia air.

Berikut adalah perubahan-perubahan sifat fisika maupun kimia air pada kondisi liquid superheated:

Viskositas
Viskositas atau derajat kekentalan setiap fluida termasuk air akan selalu turun nilainya seiring dengan kenaikan temperatur. Hal ini disebabkan karena jika temperatur naik, setiap molekul fluida akan bergerak lebih cepat, sehingga interaksi antar molekul fluida tersebut akan lebih pendek waktunya. Jika interaksi antar molekul terjadi secara cepat, tegangan antar molekul pun akan lebih rendah. Dan jika tegangan antar molekul rendah, nilai viskositas fluida juga akan turun.

Perubahan Viskositas Air Pada Berbagai Temperatur
(Sumber)

Difusifitas
Difusifitas adalah sebuah satuan yang menunjukan ukuran kemampuan molekul-molekul ataupun energi pada sebuah meterial untuk berpindah secara difusi, yang ditunjukkan dengan konduktifitas termal dibagi dengan kapasitas termal spesifik dan massa jenis. Difusifitas air dan juga material lain sangat dipengaruhi oleh temperatur, dimana semakin tinggi temperatur sebuah material maka akan semakin tinggi pula nilai difusifitasnya.

Kapasitas Kalor Spesifik
Kapasitas kalor adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan sebuah benda untuk merubah temperaturnya. Kapasitas kalor spesifik adalah kapasitas kalor per satu satuan massa. Kapasitas kalor air berubah seiring dengan perubahan temperatur yang terjadi. Pada tekanan konstan, kapasitas kalor spesifik air naik apabila temperatur air naik.

Nilai Kapasitas Kalor Spesifik Air Pada Berbagai Temperatur

Konstanta Dielektrik
Konstanta dielektrik atau juga dikenal dengan istilah permitivitas listrik, adalah sebuah konstanta yang menunjukkan rapatnya garis-garis gaya elektrostatik suatu material, jika material tersebut diberi potensial listrik. Molekul-molekul material yang sifatnya polar, memiliki nilai konstanta dielektrik yang tinggi. Begitu pula sebaliknya, molekul material non-polar memiliki nilai konstanta dielktrik rendah.  

Air menjadi salah satu material yang sifatnya sangat polar, karena kutub positif dan negatif dari atom-atom penyusun molekul H₂O berada dalam jarak yang jauh. Sifat polar sebuah material identik dengan nilai konstanta dielektriknya, semakin polar material tersebut akan semakin tinggi pula nilai konstanta dielektriknya. Air memiliki nilai konstanta dielektrik 80,10 pada temperatur 20^oC dan menjadi hanya 7 pada temperatur kritisnya. Hal ini menunjukkan bahwa kenaikan temperatur air superheater akan menurunkan nilai konstanta dielektriknya sekaligus turunnya sifat polar air.

Solubility
Air yang berada dalam kondisi superheater akan memudahkan senyawa-senyawa organik maupun anorganik untuk larut ke air. Hal ini disebabkan karena temperatur air yang sangat tinggi akan membuat senyawa-senyawa tersebut menjadi bersifat polar, sehingga akan menjadi mudah larut ke air. Bahkan senyawa-senyawa organik yang sifatnya tidak mudah larut akan menjadi mudah larut jika bertemu dengan air superheater.

Selain senyawa organik dan anorganik, air juga menjadi sangat mudah melarutkan molekul-molekul gas jika berada dalam kondisi superheater. Nitrogen misalnya akan larut ke air superheater bertekanan, pada temperatur minimum 74^oC. Sedangkan oksigen akan larut pada temperatur di atas 94^oC. Namun jika air sudah melewati temperatur kritisnya, semua jenis gas akan sepenuhnya membentuk larutan yang homogen.

Ionisasi Air
Pada kondisi superheated, air semakin mudah untuk mengalami ionisasi sendiri (self ionization). Pada temperatur tinggi ini air akan dengan mudah terionisasi membentuk H₃O⁺ dan OH^-. Terbentuknya dua ion tersebut ditandai dengan turunnya nilai pH air sekalipun sifat air yang masih netral karena jumlah yang sama antara ion positif dengan negatif.

Korosifitas
Air superheater yang terionisasi pada temperatur tinggi akan menghasilkan ion OH^- yang bersifat korosif. Apalagi jika kandungan oksigen terlarut di dalam air berada dalam jumlah yang besar, maka air tersebut akan semakin bersifat korosif. Sifat korosif air superheater tidak selalu berdampak negatif, pada boiler misalnya, jika kondisi air dikontrol dengan baik maka terbentuknya lapisan magnetit — sebagai hasil oksidasi air terhadap logam pipa boiler — pada permukaan kontak pipa boiler dengan air justru akan berfungsi untuk mencegah korosi yang lebih parah. Dan baru-baru ini sebuah penelitian di Universitas Nasional Singapura menyimpulkan bahwa air yang berada pada temperatur 400^oC mampu mengkorosi berlian.

Kebutuhan Energi
Energi yang dibutuhkan untuk membentuk air superheater lebih rendah daripada membentuk uap air. Sebagai ilustrasi mari kita perhatikan tabel properti uap air atau bisa juga menggunakan tabel online pada link berikut ini. Untuk membentuk uap air dari air bertemperatur 25^oC ke uap air 250^oC pada 1atm membutuhkan 2869 kJ/kg. Sedangkan untuk membentuk air superheater bertemperatur 250^oC dari air bertemperatur 25^oC dan tekanan 50 bar hanya membutuhkan energi panas sebesar 976 kJ/kg.

Sumber:

• wikipedia.org
• ScienceDaily.com
• http://artikel-teknologi.com/sifat-sifat-air-superheated/2/

Beberapa Istilah dalam Termodinamika

Berikut adalah beberapa istilah-istilah yang digunakan di dunia termodinamika beserta penjelasan singkatnya:

1. Energi
Energi adalah sebuah properti yang tidak dapat dipisahkan dari suatu sistem. Setiap sistem dengan kondisi tertentu (seperti tekanan dan temperatur) di dalamnya terkandung energi. Konsep energi diciptakan untuk menggambarkan sejumlah proses, seperti konversi energi gerak ke panas. Satuan energi dalam SI adalah Joule (J).

2. Sensible Heat
Adalah energi panas yang tersimpan di suatu benda sebagai akibat dari kenaikan temperatur yang terjadi padanya. Satuan sensible heat dalam SI adalah kJ/kg.

3. Latent Heat
Panas laten adalah energi panas yang mengalir dari atau ke suatu material tanpa disertai perubahan temperatur di dalamnya. Satuan SI nya adalah kJ/kg.

4. Internal Energy (Energi Dalam)
Energi dalam dari suatu sistem adalah energi yang terkandung di dalam suatu sistem berdasarkan properti termodinamikanya, seperti tekanan dan temperatur. Perubahan nilai energi internal dari suatu sistem hanya bergantung pada kondisi awal dan akhir dari sistem tersebut, dan bukan dari perubahan yang terjadi selama proses yang terjadi pada sistem tersebut.

5. Entropy
Entropi adalah ukuran ketersediaan energi dari suatu sistem. Sebuah sistem dengan entropi yang tinggi, berarti semakin rendah fungsi kerjanya. Satuan entropi dalam SI adalah kJ/kg.K.

6. Enthalpy
Merupakan besaran energi total per satu satuan massa dari suatu sistem termodinamika. Satuan entalpi dalam SI adalah kJ/kg.

sumber : http://artikel-teknologi.com/istilah-istilah-termodinamika-2/

Prinsip Kerja Boiler

Boiler adalah sebuah wadah tertutup berisi air atau fluida lain untuk dipanaskan. Sekalipun sebuah boiler tidak harus berfungsi untuk mendidihkan fluida, namun kita lebih familiar dengan boiler yang berfungsi untuk mendidihkan air sehingga memproduksi uap air. Sehingga pada umumnya kita lebih memahami bahwa boiler adalah sebuah alat untuk memproduksi uap air.

Ilustrasi Sederhana Boiler
(Sumber)

Prinsip kerja boiler sebenarnya cukup sederhana sama seperti pada saat kita sedang mendidihkan air menggunakan panci. Proses pendidihan air tersebut akan selalu diiringi proses perpindahan panas yang melibatkan bahan bakar, udara, material wadah air, serta air itu sendiri. Proses perpindahan panas ini mencakup tiga jenis perpindahan panas yang sudah sangat kita kenal yakni konduksi, konveksi, dan radiasi.

Boiler Pipa Air Superheated
(Sumber)

Pada boiler pipa air di atas misalnya, sumber panas didapatkan dari pembakaran bahan bakar di dalam furnace. Energi panas ini sebagian akan terpancar secara radiasi ke pipa-pipa evaporator sehingga memanaskan pipa-pipa tersebut. Panas yang terserap oleh permukaan pipa akan secara konduksi berpindah ke sisi permukaan dalam pipa. Di dalam pipa, mengalir air yang terus-menerus menyerap panas tersebut. Proses penyebaran panas antar molekul air di dalam aliran ini terjadi secara konveksi. Perpindahan panas konveksi antar molekul air, seakan-akan menciptakan aliran fluida tersendiri terlepas dengan aliran air di dalam pipa-pipa boiler.

Proses Pembentukan Uap di Dalam Pipa Boiler

Gas hasil pembakaran yang mengandung energi panas akan terus mengalir mengikuti bentuk boiler hingga ke sisi keluaran. Di sepanjang perjalanan, panas yang terkandung di dalam gas buang akan diserap oleh permukaan tubing boiler dan diteruskan secara konduksi ke air di dalam pipa. Secara bertahap, air akan berubah fase menjadi uap basah (saturated steam) dan dapat berlanjut hingga menjadi uap kering (superheated steam).

Pipa-pipa Boiler
(Sumber)

Referensi dan eBook Gratis:

• Boilers
• Operating Instructions for Steam Boiler

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 pembakaran batubara, solar, atau juga reaksi nuklir. Di boiler air mengalami perubahan fase 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.

sumber: http://artikel-teknologi.com/siklus-rankine/

Orasi Ilmiah Ari Darmawan: Konservasi Energi dan Penggunaan Energi Geotermal dan Hidrotermal

BANDUNG, itb.ac.id - Pertumbuhan ekonomi akan selalu diiringi dengan upaya peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup. Salah satu dampak dari pertumbuhan ekonomi di Indonesia adalah meningkatnya belanja barang RAC (Refrigerator dan Air Conditioning), baik dalam rumah tangga maupun komersial dan industri. Peningkatan jumlah RAC ini secara langsung juga meningkatkan konsumsi energi listrik Indonesia. Terlebih lagi unit-unit RAC yang diproduksi di Indonesia memiliki COP (Coefficient of Performance) yang rendah, yaitu sekitar 2,7 atau setara dengan EER (Energy Efficient Ratio) 9,2 BTU/Wh.
Produksi RAC juga erat kaitannya dengan isu lingkungan, yaitu penggunaan senyawa-senyawa yang dapat melubangi ozon. Oleh karena itu, pemerintah telah melarang penggunaan CFC (Chlorofluorocarbon) dan HCFC (Hydrochlorofluorocarbon) dalam produksi unit RAC. Berbekal dari fakta-fakta itulah, Prof. Ari Darmawan Pasek berusaha menciptakan RAC dengan efisiensi yang
tinggi dan ramah lingkungan. Berbagai macam hasil penelitian yang ia lakukan, ia sampaikan pada orasi ilmiah Guru Besar ITB pada Jumat (27/03/15). Bertempat di Balai Pertemuan Ilmiah ITB, orasi yang ia sampaikan berjudul "Pengembangan Teknologi Penghematan Energi dan Pemanfaatan Sumber Energi Terabaikan yang Ramah Lingkungan."

 

Pada tahun 1996 Laboratorium Termodinamika ITB mencoba mengembangkan refrigeran berbasis hidrokarbon, yaitu propana (R-290) sebagai pengganti HCFC dan campuran propana dan butana (R-290/R-600/R-600a) sebagai pengganti CFC (R-12). Refrigeran hidrokarbon ini memiliki tekanan yang mirip dengan senyawa yang digantikan. Massa jenisnya sekitar setengah kali dari massa jenis senyawa yang digantikan, sehingga jumlah massa yang dapat diisikan ke dalam unit yang sama menjadi hanya setengahnya, tetapi panas latennya 2x lebih besar, sehingga dalam unit yang sama kemampuan pendinginan kedua senyawa ini tidak berbeda jauh. Bersama Pertamina, Lab. Termodinamika menggunakan cara distilasi untuk mengembangkan refrigeran tersebut. Setelah berhasil dikembangkan, refrigeran ini kemudian diujicobakan di Supermarket Ratu Luwes, Surakarta, dan Gran Melia Hotel, Jakarta. Hasil aplikasi di Gran Melia Hotel menunjukkan bahwa dengan jumlah jam operasi yang lebih besar, R-290 konsumsi energi listriknya lebih rendah. Jika dihitung, maka biaya listrik dapat dihemat sebesar Rp 5,4 juta per bulan.

 

Salah satu kelemahan hidrokarbon adalah mudah terbakar. Untuk menyikapi hal tersebut, Lab. Termodinamika mencampurkan refrigeran R-290 yang mudah menyala dengan R-134 a yang tidak mudah menyala. "Kami mendapatkan pasangan yang cukup unik, yaitu R-290 dan R-134. Ketika dicampur pada komposisi yang tepat, tekanannya menyamai R-22. Padahal tekanan R-290 dan R-134 keduanya di bawah R-22," ujar Ari. Selain itu, komposisi ini juga menghasilkan campuran azeotrop, yang artinya kedua senyawa ini mengembun dan menguap pada suhu yang sama, sehingga komposisinya akan selalu tetap dan tidak terjadi fraksinasi. Hasil analisis COP menunjukkan campuran 0.6 R-290/0.4 R-134a memiliki COP di antara R-290 dan R-134a. Campuran ini telah mendapatkan paten nasional pada tahun 2010.

Prinsip Green Building Indonesia

 

Peningkatan efisiensi pada unit RAC saja dirasa masih belum cukup untuk meningkatkan efisiensi penggunaan listrik di suatu gedung. Oleh karena itu, perlu diterapkan sistem green building. Gedung kampus yang telah mendapatkan sertifikat green building adalah Institut Teknologi Sains Bandung (ITSB). Pada gedung ini, AC hanya diinstalasi pada ruang kelas, ruang pertemuan, dan aula, sedangkan sisanya memanfaatkan ventilasi alam. Kualitas udara dalam ruangan dijaga dengan ventilasi mekanik yang akan berbunyi ketika kadar CO2 dalam ruangan di atas 1000 ppm, selanjutnya secara manual jumlah kipas yang beroperasi di tambah atau dipercepat putarannya. Dinding kacanya juga dihadapkan pada arah Selatan dan Utara untuk mengurangi panas, dan kacanya memiliki koefisien pelindung 0.4, yang artinya 40% panasnya dipantulkan. Sebagian dinding kaca juga diberi shelves peneduh dengan cat elastomeric yang dapat memantulkan cahaya, sehingga mengurangi penggunaan lampu. Selain itu, 91% dari air hujan ditampung untuk kemudian digunakan perawatan tanaman.

Pemanfaatan Sumber Energi Terabaikan

 

Ari juga melakukan penelitian di bidang sumber energi geotermal. Ia memanfaatkan panas dari brine yang biasanya langsung diinjeksikan ke dalam bumi, untuk kemudaian diolah lagi menjadi energi. Caranya adalah dengan menggunakan Siklus Rankine Organik. Dengan sistem ini pula, sumur-sumur geotermal tekanan rendah juga dapat dimanfaatkan. Selain itu, Ari juga memanfaatkan sampah-sampah organik untuk diolah menjadi sumber energi dengan proses hidrotermal. Proses hidrotermal dilakukan di bejana autoklaf menggunakan temperatur dan tekanan yang tinggi untuk menguraikan materi-materi organik. Proses hidrotermal ini akan meningkatkan sifat pembakaran dan mengurangi kalium yang dapat menyebabkan kerak pada dinding tungku pembakaran. Berdasarkan analisis, hasil dari proses hidrotermal mirip dengan sifat batubara sub-bituminus C. Pada penelitian selanjutnya, ITB akan mencoba mengembangkan autoklaf hidrotermal untuk skala industri. Orasi ilmiah oleh Prof. Ari Darmawan ditutup dengan ucapan terimakasih yang ia sampaikan untuk keluarga, kolega, guru, dan mahasiswanya.

sumber: http://www.itb.ac.id/news/4690.xhtml

Ilmuan-ilmuan yang Menemukan Termometer

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur.

Tahukah siapa saja penemu termometer?

1. Galileo Galilei

Galileo adalah orang pertama yang menemukan alat yang dapat memberi informasi tentang suhu, namun alat yang ditemukan oleh Galileo ini lebih cocok disebut termoskop karena merupakan termometer tanpa menggunakan skala suhu. Termoskop hanya mampu mengetahui perbedaan suhu. Yaaa,, walaupun demikian, penemuan Galileo tersebut merupakan langkah awal menuju termometer.

2. Santorio Santorio

Santorio merupakan orang Italia yang berhasil menemukan termometer pada tahun 1612. Beliau mengusulkan adanya skala pada termoskop. Alat yang digunakannya berupa termometer udara. Namun alat tersebut kurang akurat akibat adanya variasi tekanan udara. 

3. Ferdinand II

Pada tahun 1654 termometer kaca yang berisi cairan untuk pertama kalinya diproduksi oleh the Grand Duke of Tuscany. Cairan pengisinya adalah alkohol dan belum mempunyai skala standar sehingga ketelitiannya pun masih kurang.

4. Gabriel Fahrenheit

Gabriel adalah orang pertama yang memakai raksa sebagai cairan pengisi termometer. Kombinasi pengolahan bahan kacanya serta kemampuan raksa dalam merasakan panas yang lebih baik daripada alkohol, membuat termometer tersebut lebih akurat. Gabriel juga membuat titik tetap terbaru untuk termometernya. Dia membagi titik didih air dan titik beku es dalam 180 derajat. Kemudian sebagai titik bawahnya dia memilih 32 agar suhu yang dapat diukur olehnya tidak sampai bernilai negartif.

5. Rene Antonie Ferchauld de Reamur

Antonie merupakan warga berkebangsaan Perancis yang mengusulkan skala termometer dengan tetap berdasarkan titik beku air dan titik didih air. Beliau memberi nama pada skala termometer temuannya dengan nama belakangnya yakni skala Reamur.

6. Anders Celcius

Anders membagi skala termometernya dari titik beku air hingga titik didih air dalam 100 derajat. Anders memilih 100 derajat sebagai titik didih air dan 0 derajat sebagai titik beku air.

7. Sir William Thomson, Baron Kelvin of Largs, dan Lord Kelvin

Mereka bertiga merupakan penemu satuan Kelvin yang dijadikan sebagai satuan standar pengukuran suhu. Mereka mengusulkan skala temperatur absolut dengan 0 derajat yang diambil dari temperatur terendah teoretis yang dapat dicapai oleh setiap materi.