Aplikasi-Aplikasi Persamaan Energi

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam melakukan analisis terhadap kebanyakan soal di mana persamaan energi digunakan. Sebagai langkah pertama, sangatlah penting untuk mengidentifikasi volume kontrol yang dipilih dalam penyelesaian soal; garis putus-putus yang digunakan untuk menunjukkan volume kontrol. Jika memungkinkan, permukaan kontrol harus dipilih sehingga variabel-variabel aliran menjadi seragam atau berupa fungsi-fungsi yang diketahui di seluruh area di mana aliran memasuki atau meninggalkan volume kontrol. Sebagai contoh, dalam Gbr. 4-11 pemilihan area dapat dilakukan seperti dalam bagian (a), tapi di seluruh area tersebut nilai kecepatan dan tekanannya tidak seragam. Akan tetapi dalam bagian (b), permukaan kontrol dipilih cukup jauh di hilir daripada lokasi terjadinya perubahan luas penampang yang mendadak sehingga nilai kecepatan dan tekanan yang keluar dapat dengan baik diaproksimasikan dengan disribusi yang seragam.

Selain itu perlu juga dijelaskan proses yang menyebabkab terjadinya perubahan variabel-variabel aliran. Jika zat kerjanya berperilaku seperti gas ideal, maka persamaan yang tepat dapat digunakan, jika tidak nilai-nilai tabulasi harus digunakna, seperti misalnya tabel-tabel untuk uap. Untuk gas-gas nyata yang tidak berperilaku seperti gas idel, perhitungan-perhitungan dapat dilakukan melalui persamaan-persamaan khusus.

Seringkali perpindahan kalor dari suatu alat atau perubahan energi internal lintas suatu batas, seperti misalnya aliran yang melewati sebuah pompa, tidak diinginkan. Perpindahan kalor dan perubahan energi internal dapat digabungkan sebagai kerugian-kerugian (losses). Dalam sebuah jalur pipa kerugian-kerugian yang terjadi disebabkan oleh gesekan; dalam sebuah pompa sentrifugal, kerugian-kerugian yang erjadi disebabkan oleh pergerakan fluida yang kurang baik di sekitar bilah-bilah yang berputar. Pada banyak peralatan kerugian-kerugian dimasukkan ke dalam faktor efisiensi dari alat yang dimaksud. Ilustrasi dibawah ini memberikan beberapa contoh.

Perubahan-perubahan enrgi kinetik atau energi potensial seringkali dapat diabaikan jika dibandingkan dengan faktor-faktor lainnya dalam persamaan energi. Perubahan-perubahan energi potensial biasanya diperhitungkan hanya dalam situasi-situasi yang melibatkan cairan dan di mana area masuk dan keluarnya dipisahkan oleh suatu jarak vertikal yang cukup besar.

Aplikasi – aplikasi yang akan memberikan ilustrasi poin-poin di atas, antara lain:

• Katup-katup Pengatur (Throttling Devices)
• Kompresor, Pompa, dan Turbin
• Nozel dan Difuser
• Alat-Alat Penukar Kalor (Heat Exchanger)
• Siklus Daya dan Refrigerasi
• Aliran Transien

Sumber: Potter, Merle C dan Somerton, Craig W. 2008. Termodinamika Teknik. Erlangga: Jakarta.