SIKLUS IDEAL OTTO, DIESEL, KOMBINASI OTTO DAN DIESEL
A. SIKLUS
OTTO
- Langkah isap (0 → 1) merupakan proses tekanan
konstan, tekanannya dibawah 1 atm, agar udara bias masuk.
- Langkah kompresi (1 → 2) merupakan proses
isentropik
- Proses pembakanan pada volume konstan (2 → 3)
adalah proses pemasukan kalor.
- Langkah kerja (3 → 4) merupakan proses isentropik
- Langkah pembuangan (4 → 1) dianggap sebagai
proses pengeluaran kalor pada volume konstan.
- Langkah buang (1 → 0) terjadi pada tekanan
konstan, tekananya di atas 1 atm agar udara bias
keluar.
Proses pembakaran ini kurang efisien karena masih
banyak bahan bakar yang terbuang 70%
B.
SIKLUS DIESEL
- Fluida kerja dianggap gas ideal
- Langkah isap (0 → 1) merupakan proses tekanan
konstan.
- Langkah kompresi (1 → 2) merupakan proses
isentropik
- Proses pembakanan pada tekanan konstan (2 → 3) adalah proses pemasukan kalor.
- Langkah kerja (3 → 4) merupakan proses isentropik
- Langkah pembuangan (4 → 1) dianggap sebagai
proses pengeluaran kalor pada volume konstan.
- Langkah buang (1 → 0) terjadi pada tekanan
konstan
- Fluida kerja dianggap gas ideal
- Langkah isap (0 → 1) merupakan proses tekanan
konstan.
- Langkah kompresi (1 → 2) merupakan proses
isentropik
- Proses pemasukan kalor pada volume konstan (2 → 3).
- Proses pemasukan kalor pada tekanan konstan (3 → 3a)
- Langkah kerja (3a → 4) merupakan proses isentropik
- Langkah pembuangan (4 → 1) dianggap sebagai
proses pengeluaran kalor pada volume konstan.
- Langkah buang (1 → 0) terjadi pada tekanan
konstan
q Proses 0-1 (langkah isap)
Pada langkah ini udara mengisi silinder yang bertambah besar karena torak bergerak dari TMA →
TMB, dalam hal ini seolah-olah udara
melakukan kerja sebesar
W0-1 = P0 (V1
– V0) (positif,
fluida melakukan kerja)
q Proses 1-2 (langkah kompresi)
Pada langkah kompresi dilakukan secara isentropik.
Jadi Q = 0 dan ΔS = 0,
sehingga kerja yang dilakukan
W1-2 = - ΔU
= U1 – U2 = m Cv (T1 – T2) (negatif, fluida dikenai kerja)
q Proses 2-3 (pemasukan kalor pada volume konstan)
Pemasukan kalor setelah torak mencapai TMA (titik 2)
Fluida kerja tidak melakukan atau
dikenai kerja, sehingga
W2-3 = 0
Q2-3 = m Cv (T3
– T2) (positif,
pemasukan kalor)
q Proses 3-3a
(pemasukan kalor pada tekanan konstan)
Pemasukan kalor tekanan konstan berlangsung setelah
Temperatur kerja mencapai T3.
Volume fluida kerja berubah dari V3
– V3a,
sehingga fluida kerja melakukan
kerja sebesar:
W3-3a = P3 (V3
– V3a) = P3a (V3 – V3a) (positif, fluida melakukan kerja)
Sehingga jumlah
pemasukan kalor
Q3-3a = m Cv (T3a – T3)
+ W3-3a
= U3a – U3 + P3
(V3 – V3a)
= (U3a+V3a) – (U3
+ P3 V3)
= H3a – H3 = m Cp
(T3a – T3)
(positif, pemasukan kalor)
q Proses 3a-4 (langkah ekspansi atau langkah kerja)
Pada langkah kerja
berlangsung secara isentropik.
Jadi Q = 0 dan ΔS = 0,
sehingga kerja yang dilakukan
W3a-4 = ΔU = U3a – U4 = m Cv (T3a
– T4)
(positif,
fluida melakukan kerja)
Karena isentropik
berlaku :
q Proses 4-1 (langkah pembuangan kalor)
Proses ini dilakukan pada volume konstant. Torak telah
mencapai TMB.
Karena V4 = V1 , sehingga besar kerja 4-1, W4-1 =
0
Jumlah kalor yang
dibuang
Q4-1 = -ΔU = U1 –
U4 = m Cv (T1 – T4) (negatif, pembuangan kalor)
q Proses 1-0 (langkah buang)
Torak bergerak dari TMB →
TMA
Fluida kerja dikenai kerja, sebesar
:
W1-0 = P0 (V1 –
V0) (negatif, fluida kerja
dikenai kerja)