Efisiensi Siklus Rankine

Efisiensi dari siklus Rankine dapat ditingkatkan dengan cara menaikkan tekanan boiler sambil menjaga temperatur maksimum dan tekanan minimum. Besarnya kenaikkan keluaran usaha netto dalam Gbr. 9-4a adalah daerah yang diarsir dikurangi dengan daerah abu-abu, yang merupakan perubahan yang sangat kecil; akan tetapi, kalor yang ditambahkan berkurang sebanyak daerah abu-abu dikurangi dengan daerah yang diarsir dalam Gbr. 9-4b. Tentu ini merupakan pengurangan yang signifikan dan mengakibatkan peningkatan efisiensi yang signifikan. 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 efisiensi turbin.

GAMBAR

Menaikkan temperatur maksimum juga menghasilkan peningkatan efisiensi termal dari siklus Rankine. Dalam Gbr. 9-5a usaha netto bertamabah sebanyak daerah yang diarsir dan masukkan kalor bertamabah sebanyak jumlah dari daerah yang diarsir dan daerah abu-abu, suatu kenaikan yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kenaikan usaha.

Penurunan tekanan kondensor, yang diilustrasikan dalam Gbr. 9-5b, juga akan menghasilkan peningkatan efisiensi siklus Rankine. Usaha netto akan meningkat cukup banyak, yang direpresentasikan oleh daerah yang diarsir, dan masukkan kalor akan meningkat sedikit karena keadaan 1' akan berpindah ke entropi yang sedikit lebih rendah dari keadaan 1; ini akan menghasilkan peningkatan efisiensi siklus Rankine. Tekanan rendah dibatasi oleh proses perpindahan kalor yang terjadi di dalam kondensor. Kalor dibuang melalui perpindahan kalor ke air pendingin atau ke udara yang masuk ke kondensor pada 20^oC; proses perpindahan kalor memerlukan perbedaan temperatur antara air pendingin dan uap sebanyak paling tidak 10^oC. Jadi temperatur sebesar paling tidak 30^oC dibutuhkan dalam kondensor; ini merujuk ke tekanan kondensor minimum (lihat tabel - tabel uap jenuh) sebesar sekitar 4 kPa abs. Tentu ini tergantung pada temperatur air pendingin dan perbedaan temperatur yang dibutuhkan di dalam alat penukar kalor.