KETEL UAP Dosen : Robin Hood, MT
Pengertian : Suatu pesawat yang menghasilkan uap dengan jalan memanaskan air yang ada di dalamnya secara langsung. Sehingga air merupakan perantara yang berada dalam ruang ketel. Bentuk tempat /ruang air tergantung jenis ketel , apakah ketel pipa api atau pipa air
Proses Pembentukan Uap
Ketel pipa api, berarti air berada disekeliling pipapipa api , contoh : ketel Cornwall, Ketel Lancashire, ketel schot, ketel lokomotip Ketel pipa air , berarti airnya berada dalam pipapipa, sedangkan pemanansnya berada dibagian luar atau sekeliling pipa tsb. Contoh : ketel B & W (Bakcock & wilcox), ketel yarrow, ketel sulzer, ketel La mont, ketel Benson dan ketel pipa air tegak.
Perintis Tenaga Uap
Seorang Inggris Pada Tahun 1760 Yang Bernama James Watt berhasil mendapatkan Mesin UapTorak. Karena adanya keterbatasan ketel pipa api ( karena di dalam lorong api tidak dapat dibakar bahan bakar yang banyak, seorang Perancis pada tahun 1878 ; Du Temple, membuat ketel pipa air, yang
2. Macam-macam Uap: Jenisnya dapat dibagi menjadi dua yaitu : 1)
•
Uap Kenyang (saturated steam): uap yang suhunya = titik didihnya dan bila didinginkan akan menjadi air. Uap kenyang : 1. Uap kenyang basah( masih mengandung beberapa prosen air). 2.uap kenyang kering ( Uap kenyang yg tidak mengandung air).
2) Uap panas lanjut (Super heated steam) : uap kenyang yang suhunya dinaikan lebih tinggi dengan tekanan konstan dan temperaturnya
3.Tenaga Uap
1.
Tenaga Thermis : Tenaga Yg dikandung uap dapat langsung dipakai sebagai bahan pemanas pada proses industri.
2.
Tenaga Potensial : Uap dirubah menjadi tenaga mekanik dengan mesin Uap.
3.
Tenaga Kinetis : Uap dirubah menjadi tenaga putar dengan suatu turbin Uap, selanjutnya digunakan membangkitkan tenaga listrik
Contoh Soal : 1. Berapa jumlah panas yg dibutuhkan oleh 14 kg air dari temperatur 29O C untuk dipanasi menjadi 90o C ? Jawab: Dari tabel Uap Kenyang, tercatat untuk memanasi 1 kg air dari 0o C sampai 29o C diperlukan W 29o C atau sebanyak 121 KJ/kg, sedangkan untuk memanasi 1kg air dari 0oC sampai 90o C diperlukan W 90o C atau sebanyak 377 KJ/kg.
Sehingga untuk memanasi 1kg air dari 29 o C menjadi 90oC diperlukan panas sebanyak:
q= G x ∆ W . ∆W= (W 90oC – W 29oC ) KJ/kg = (377-121)=256 KJ/kg
G = Berat Air (kg), W = entalpi =Kalor zat air (KJ/kg) Sehingga Q = 14 kg x 256 KJ/kg = 3584 Kilojoule.
Contoh Soal 2. Berapa banyak panas yg akan di lepas oleh 24 kg air bertemperatur 76o C untuk didinginkan menjadi air bertemperatur 7o C ? Jawab : Q = G x ∆ W = 24 kg x ( W 7o C – W76o C) W 7o C =29 KJ/kg (tabel Uap Kenyang) W 76o C =317 KJ/kg (lihat tabel uap kenyang) jadi Q = 24 kg x (29-317) KJ/kg = -6912 Kilojoule Tanda negatif (-) menunjukkan adanya sejumlah panas yg dilepaskan,tanda(+) adalah menunjukkan kebutuhan akan panas.
Soal : 3. Berapa banyak panas yg dibutuhkan untuk membuat 15 ton uap per jam yg dipanaskan lanjut pada 550 o C bertekanan 80 bar dari air bertemperatur 24 o C ?
Jwb : Q = G x ∆ entalpi = G x (i’ 80 bar ; 550 ° C – td 24 ° C td = 24 ° C = Wd= 101 KJ/kg Q = 51.285.000 KJ /jam 4. Diketahui :
G = 137 kg uap kenyang
I” = 120 bar = 2687 KJ/kg ( lihat tabel 1 ) W = 17,5 ° C = 73 KJ/kg ( lihat tabel 1)
Jawab :
Q = G x ∆ entalpi Q =
137 kg x (73 – 2687 ) KJ/kg
= - 358.118 Kilojoule
Soal Kerjakan !
5. Berapa banyak panas yg di butuhkan oleh sebuah ketel uap yang memproduksi uap 250 ton uap/jam, bertemperatur 520 ° C dan bertekanan 90 bar, dari air yg bertemperatu r 30 ° C 6. Masih soal no. 5 , tiba –tiba air yang masuk diganti dgn air pengisian ketel yang bertemperatur 120 ° C Isi air dalam ketel = 30.000 liter. Api yang memanasi ketel dibiarkan tetap saja besarnya. Apa yang terjadi 5 menit kemudian ?
250 t / j 520 °C, 90 bar
30.000 liter
Air = 30 °C
Tugas Mandiri
Soal : 1. Gambarkan masing-masing satu macam jenis ketel pipa api dan ketel pipa air . 2. Berapa panas yg diperlukan untuk memanaskan 3 kg air dari 70C sampai 99,6 0C ?
