contoh soal bab 4

Uap air memasuki sebuah nozzle yang beroeprasi pada kondisi steady dengan p1 = 40 bar, T1 = 400C
dan kecepatan V1 = 10 m/s. Uap air mengalir melalui nozzle dengan mengabaikan perpindahan panas
dan perubahan energy potensial yang tidak signifikan. Pada bagian keluaran p2 = 15 bar dan kecepatan
665 m/s. laju aliran massa 2 kg/s/ Tentukan luas area pada bagian keluaran nozzle. [jawab: 4,89.10-4 m2]
Sebuah turbin uap beroperasi pada kondisi steady dengan laju aliran massa 4600 kg/h. Turbin
menghasilkan kerja sebesar 1000 kW. Pada bagian masukan, tekanan 60 bar, temperature 400C dan
kecepatan 10 m/s. Pada bagian keluaran, tekanan keluaran 0,1 bar dengan kualitas 90% dan kecepatan
50 m/s. Hitung laju perpindahan panas antara turbin dan lingkungan [jawab -61,3 kW]
Udara sebagai gas ideal memasuki kompresor yang beroperasi pada kondisi steady pada tekanan 1 bar,
temperature 290 K dan kecepatan masuk 6 m/s pada inlet dengan luas area 0,1 m2. Pada bagian
keluaran, tekanan 7 bar, temperature 450 K dan kecepatan 2 m/s. Perpindahan panas dari kompresor ke
lingkugan terjadi pada laju 180 kJ/min. Berapa daya input pada kompresor? [jawab -119,4 kW]
Suatu power washer digunakan untuk membersihkan bagian samping dinding. Air masuk pada 20C, 1
atm dengan laju aliran0,1 lt/s melalui diameter selang 2,5 cm. Sebuah water jet pada 23 C, 1 atm dan
kecepatan 50 m/s pada ketinggian 5 m. pada kondisi steady, besar dari laju perpindahan panas dari unit
daya ke lingkungan sebesar 10% daya input. Air dipertimbangkan sebagi inkompresibel dan g = 9,81
m/s2. Tentukan daya input pada motor {jawab -1,54 kW]
Steam memasuki sebuah kondensor sebuah pembangkit yemaga uap pada 0,1 bar dengan kualitas 0.95
dan berkondensasi pada 0,1 bar dan 45C. Air pendingin memasuki kondensor dalam bentuk ciran
secara terpisah pada 20 C dan keluar pada 35C tanpa terjadi perubahan tekanan, perpindahan panas
dari luar ke lingkungan dan perubahan energy kinetik dan potensial diabaikan. Untuk proses pada
kondisi steady, tentukan
a. Perbandingan laju aliran massa dari air pendingin terhadap laju aliran massa yang berkondensasi
(jawab
𝑚̇3
𝑚̇1
= 36,3)
b. Laju perpindahan energy dari uap yang berkondensasi terhadap air pendingin (kj/kg uap yang
mengalir melalui kondensor) (jawab
𝑄̇𝑐𝑣
𝑚̇1
= −2276,7 𝑘𝐽/𝑘𝑔)
Sebuah saluran mengalirkan fase campuran air (two phase liquid-vapor mixture steam)pada tekanan 20
bar melalui sebuah katup dan keluar pada 1 bar dengan temperature keluaran sebesar 120C. Tentukan
kualitas dari air (steam). (jawab 0,956)