Siklus Sederhana Turbin Gas

 

Udara dihisap oleh kompresor pada kondisi tekanan dan temperatur satu (1) dan dikompresikan secara isentropik sampai kondisi tekanan dan temperatur dua (2). Dari kompresor udara kompresi di suplai ke dalam ruang bakar saat itu juga bahan bakar di injeksikan dengan alat injeksi dan terjadilah proses pembakaran, sehingga temperatur fluida kerja mencapai temperatur (3). Gas hasil pembakaran kemudian di suplai ke turbin dan terjadi ekspansi pada turbin, dan temperatur dan tekanan fluida kerja mencapai kondisi (4). Daya keluaran dari turbin dipergunakan untuk menggerakan kompresor dengan menghubungkannya secara langsung. Keluaran daya bersih dari pembangkit daya turbin adalah daya keluaran turbin dikurangi daya yang dipergunakan untuk menggerakan kompresor

Klasifikasi Siklus Pada Turbin Gas

Siklus turbin gas diklasifikasikan berdasarkan tipe pembakaran, yang terjadi didalam ruang bakar.
1. Siklus Tekanan Konstan. Jika pembakaran didalam ruang bakar terjadi pada tekanan konstan, peningkatan volume tidak terjadi, ini disebut siklus tekanan konstan (isobaric).
2. Siklus Volume Konstan. Jika pembakaran didalam ruang bakar berlangsung secara volume konstan (isochoric).[3]

Siklus Turbin Gas
Ditemukan oleh George Brayton pada sekitar tahun 1870. konsep kerjanya mirip seperti mesin
pembakaran reciprocating. Dimana bila untuk turbin gas proses kompresi dan ekspansi terjadi pada
mesin rotary (kompresor dan turbin), Mesin turbin gas selalu beroperasi pada siklus terbuka.
Siklus Termodinamika turbin Gas : Turbin gas merupakan suatu mesin yang bekerja mengikuti siklus termodinamik Brayton. Siklus termodinamika pada diagram tekanan - volume (P-V) dan temperatur - entropi (T-S) dapat dilihat pada gambar 2.2 sebagai berikut :

Siklus Terbuka Turbin Gas, udara bersih pada kondisi lingkungan dihisap oleh kompresor dan dikompresikan sampai tekanan dan temperaturnya tinggi di ruang bakar, saat itu bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar sehingga pembakaran berlangsung pada tekanan konstan, gas temperatur tinggi berekspansi pada turbin sampai tekanan atmosfer, gas sisa keluar ke lingkungan. Demikian proses ini berlangsung secara kontinu.

Dari diagram T-S dapat dilihat setelah proses kompresi pada kompresor temperatur naik yaitu T2 dari temperatur atmosfer T1 dan tekanan naik dari P1 menjadi P2, temperatur dan tekanan ini diperlukan untuk proses pembakaran. Setelah bahan bakar disemprotkan dan bercampur dengan udara kompresi didalam ruang bakar dan dinyalakan, terjadi proses pembakaran, temperatur naik lagi sampai mencapai T3. Temperatur T3 adalah temperature gas pembakaran yang akan masuk turbin, temperatur ini dibatasi oleh ketahan material turbin pada suhu tinggi. Setelah proses ekspansi pada turbin, temperatur gas sisa menjadi turun sampai T4 dan temperatur gas sisa ini masih tinggi diatas temperatur T1.[2]

Terdiri dari 4 proses untuk satu siklus yang lengkap dalam menghasilkan sejumlah kerja berguna yaitu:

Proses 1 – 2 : Kompresi adiabatik reversibel (Isentropic)

Proses 2 – 3 : Pemasukan panas tekanan konstan (Isobaric)

Proses 3 – 4 : Ekspansi adiabatic reversibel (Isentropic)

Proses 4 – 1 : Pembuangan panas tekanan konstan (Isobaric)