EFISIENSI SIKLUS RANKINE

Efisiensi dari siklus Rankine dapat ditingkatkan dengan cara menaikkan tekanan boiler sembil menjaga temperatur maksimum dan tekanan minimum. Besarnya kenaikkan usaha netto Gbr. 9-4a adalah daerah yang diarsir dikurangi dengan daerah abu-abu, yang ditambahkan berkurang sebanyak daerah abu-abu dikurangi dengan daerah yang diarsir dalam Gbr. 9-4b. Tentu saja ini merupakan pengurangan yang signifikan dan mengakibatkan peningkatkan efisien yang signifikan. Contoh 9.3 mengilustrasikan efek ini. Kerugian dalam menaikkan tekanan boiler adalah bahwa kualitas dari uap yang keluar dari turbin dapat menjadi terlalu rendah (kurang dari 90 persen), sehingga mengakibatkan kerusakan parah oleh butiran air pada bilah-bilah turbin dan berkurangnya efisien turbin.

Menaikkan temperatur maksimum juga menghasilkan peningkatan efisiensi termal dari siklus Rankine. Dalam Gbr.9-5a usaha netto bertambah sebanyak daerah yang diarsis dan masukan kalor bertambah sebanyak jumlah dari daerah yang diarsir dan daerah abu-abu, suatu kenaikan yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kenaikan usaha. Karena pembilang dari (9.5) menghasilkan kenaikan persentase yang lebih besar dibandingkan dengan penyebutnya, maka akan menghasilkan peningkatkan efisiensi. Ini akan diilustrasikan dalam Contoh 9.3. Tentu saja, pertimbangan metalurgi memberikan limit pada temperatur maksimum yang dapat dicapai di dalam boiler. Temperatur sampai 600C masih diperkenankan. Keuntungan lain yang diperoleh dengan menaikkan temperatur bolier adalah bahwa kualitas dari keadaan 4 jelas meningkat; ini mengurangi pembentukan butiran air di dalam turbin.

Penurunan tekanan kondensor, yang ilustrasikan dalam Gbr.9-5b, juga akan menghasilkan peningkatkan efisiensi siklus Rankine. Usaha netto akan meningkat cukup banyak, yang direpresentasikan oleh daerah terasir, dan masukan kalor akan meningkat sedikit karena keadaan 1’ akan berpindah ke entropi  yang sedikit lebih rendah dari keadaan 1; ini akan menghasilkan peningkatatan efisien siklus Rankine. Tekanan rendah dibatasi oleh proses perpindahan kalor yang terjadi di dalam kondesor. Kalor dibuang melalui perpindahan kalor ke air pendingin atau ke udara yang masuk ke kondensor padda 20 C.

Sumber : Termodinamika Teknik Edisi kedua