BerandaSainsKimiaTermodinamika - Laju Peningkatan Eksergi

Termodinamika – Laju Peningkatan Eksergi

Udara dikompres secara tunak oleh kompresor $8 \text{ kW}$ dari kondisi-1: $P_1 = 100 \text{ kPa}$, $T_1 = 17^\circ C$ menjadi kondisi-2: $P_2 = 600 \text{ kPa}$, $T_2 = 167^\circ C$ pada laju aliran massa $2,1 \text{ kg/menit}$. Perubahan energi kinetik dan energi potensial dapat diabaikan. Tentukan peningkatan eksergi pada air (asumsi suhu lingkungan = $17^\circ C$).

Identifikasi Data

Kita ambil komponen dan ubah ke bentuk standar

  • $C_{p, air} = 1,005 \text{ kJ/kg} \cdot \text{K}$
  • $R = 0,287 \text{ kJ/kg} \cdot \text{K}$
  • $W_{compressor} = 8 \text{ kW}$
  • $\dot{m} = 0,035 \text{ kg/s}$
  • $T_{environment} = 290,15 \text{ K}$
  • $T_1 = 290,15 \text{ K}$
  • $T_2 = 440,15 \text{ K}$

Perubahan Entropi Spesifik

$$\Delta s = s_2 – s_1$$

$$\Delta s = C_p \ln\left(\frac{T_2}{T_1} \right) – R \ln\left(\frac{P_2}{P_1}\right)$$

$$\Delta s = 1,005 \ln\left(\frac{440,15}{290,15} \right) – 0,287 \ln\left(\frac{600}{100}\right)$$

$$\Delta s = 1,005 \ln(1,5169) – 0,287 \ln(6)$$

$$\Delta s = 1,005 \cdot 0,4166 – 0,287 \cdot 1,7917$$

$$\Delta s = 0,4186 – 0,5142$$

$$\Delta s = -0,0956 \text{ kJ/kg} \cdot \text{K}$$

Perubahan Entalpi Spesifik

$$\Delta h = h_2 – h_1$$

$$\Delta h = C_p(T_2 – T_1)$$

$$\Delta h = 1,005(440,15 – 290,15)$$

$$\Delta h = 1,005(150)$$

$$\Delta h = 150,75 \text{ kJ/kg}$$

Peningkatan Eksergi Spesifik

$$\Delta \psi = \psi_2 – \psi_1$$

$$\Delta \psi = (h_2 – h_1) – T_{environment}(s_2 – s_1)$$

$$\Delta \psi = 150,75 – 290,15(-0,0956)$$

$$\Delta \psi = 150,75 – (-27,7383)$$

$$\Delta \psi = 178,4883 \text{ kJ/kg}$$

Laju Peningkatan Eksergi

$$\dot{\Delta X} = \dot{m} \times \Delta psi$$

$$\dot{\Delta X} = 0,035 \times 178,4883$$

$$\dot{\Delta X} = 6,247 \text{ kW}$$

Artikel Terkait

Tinggalkan komentar

Silakan masukkan komentar anda!
Silakan masukkan nama Anda di sini

Artikel Terbaru

Artikel Populer