THROTTLING VALVES(KATUP PEMBATAS ALIRAN)

WAHYU ADI PUTRA

TERMODINAMIKA

Pengertian Throttling Valve

Throttling valves atau katup

memperlambat/pembatas aliran

adalah suatu perangkat yang

menyebabkan penurunan tekanan

yang signifikan dalam suatu fluida.

katup penyesuai (adjustable

valve)

Sumbat berpori (porous

plugs)

tabung kapilari (capillary

tube)

Prinsip Throttling Valve

Katup throttling hanya menurunkan

tekanan tanpa adanya kerja (work)

yang dihasilkan. Karena pada prinsip

kerja pipa throttling bersifat volue atur

(volume control) dan tanpa kerja yang

dihasilkan sedikitpun.

Prinsip Throttling Valve

Katup throttling ini dapat dianggap

abiabatik (Q=0). Karena pada katup

throttling yang biasa digunakan adalah

katup throttling kecil sehingga tidak

ada cukup ruang dan waktu yang

efektif untuk terjadinya perpindahan

panas.

Prinsip Throttling Valve

Perubahan energy potensial yang

dihasilkan sangatlah kecil (ΔEP≈0).

Perubahan energy kinetic spesifik

yang mengalir dapat diabaikan

(ΔEK≈0).

0 = QCV + WCV + m1- m2

(Q=0) (W=0) (ΔEP≈0) (ΔEK≈0)Dimana

serta massa inlet (m1) dan massa outlet (m2) adalah sama

maka

Maka Rumus Analisis Hukum I Untuk Throttling Valves Adalah Volume

Atur (Volume Control)

Pengaplikasian Throttling Valve

Pada Mesin Pendingin (Refrigerator)

Air Conditioner (AC)

Perkapalan (untuk mengatur besar

kecilnya aliran temperatur, dan tekanan

dalam suatu pipa)

Pengaplikasian Throttling Valve Pada

Refrigerator

Contoh Soal

Suatu saluran pemasok fluida

campuran dua fase yaitu cair-uap

dengan tekanan 300 lbf/in2. Sebagian

kecil dari aliran tersebut dibelokan ke

dalam alat calorimeter throttling

kemudian dikeluarkan ke udara bebas

pada tekanan 14,7 lbf/in2 dan

temperatur uap air yang keluar adalah

250oF. Tentukan kualitas uap air

tersebut dari dalam saluran pemasok?

Diketahui: Tekanan (P1) dalam saluran pemasok adalah 300 lbf/in2 dan uap cair tadi

dibelokkan ke calorimeter throttling dan tekanan saat keluar (atmosfer) P2 adalah 14,7

lbf/in2 dan suhu yang keluar adalah 250oF.

Ditanya: Kualitas uap cair tersebut (x1)?

Analisa: untuk suatu proses throttling neraca laju massa adalah sama maka di dapat

h1 = h2.

Jawab:

h2 = h1

h2 = hf1 + x(hg1 – hf1)

x1 =

dari table A-3E pada P1: 300 lbf/in2, hf1 = 394,1 Btu/lb dan hg1 = 1203,9 Btu/lb. Pada

14,7 lbf/in2 dan 250oF di dapat pada table A-4E h2= 1168,8 Btu/lb. Maka angka-angka

tersebut dimasukkan ke dalam rumus kualitas (x) di atas.

x1 =

x1 =

x1 = 0,957

Didapat hasil x atau kualitas adalah 0,957 atau kualitas uap pada saluran

pemasok adalah sebesar 95,7% uap air dan 4,3% adalah cairan.

Contoh Soal

Sebuah refrigerant 134a masuk ke

dalam tabung kapilari (capillary tube)

sebagai cairan jenuh pada tekanan

0,8MPa dan terhalang oleh katup

throttling ke tekanan 0,12MPa.

Carilah kualitas dari refrigerant

tersebut pada keadaan akhir dan

penurunan suhu selama proses ini!

Diketahui: sebuah refrigerant 134a masuk ke dalam tabung kapilari pada

tekanan (P1) sebesar 0,8MPa dan memasuki katup throttling dengan

tekanan (P2) sebesar 0,12MPa.

Ditanya: kualitas dari refrigerant (x2) dan perubahan suhu selama proses

tersebut (ΔT)?

Analisa: tabung kapilari adalah perangkat pembatas aliran yang

sederhana dan biasa digunakan pada mesin pendingin (refrigerator) yang

menyebabkan penurunan tekanan pada mesin pendingin. Karena aliran

dalam tabung kapilari adalah system throttling maka entalpi refrigerant

tersebut adalah konstan, h1 = h2.

Jawab:h1 = h2

h1 = hf2 + x(hg2 – hf2)

x2 =

Pada refrigerant masuk (inlet) P1 = 0,8MPa (cairan jenuh), T1 = Tjenuh

pada 0,8MPa = 31,31oC dan h1 = hf (cairan jenuh) = 95,47 kJ/kg (table

A-12).

Refrigerant ketika keluar (exit) P2 = 0,12MPa, dimana h1 = h2, maka T2 =

Tjenuh pada 0,12MPa adalah -22.32oC, hf2 = 22,49kJ/kg dan hg2 = 236,97

kJ/kg.

x2 =

x2 =

x2 =

x2 = 0,340

Maka, kualitas refrigerant tersebut adalah 0,340 atau berbentuk uap refrigerant sebesar

34% dan sisanya adalah refrigerant cair. Dan untuk perubahan suhu (ΔT) adalah

ΔT = T2 – T1

ΔT = -22,32oC - 31,31oC

ΔT = -53,63oC

Jadi, penurunan suhu sebesar 53,63oC terjadi selama proses throttling dan 34%

refrigerant berubah menjadi uap selama proses throttling dan energy yang dibutuhkan

untuk menguap berasal dari energy internal zat refrigerant tersebut.

Kesimpulan

Katup throttling hanya menurunkan

tekanan tanpa adanya kerja (work)

yang dihasilkan.

Katup throttling ini dapat dianggap

abiabatik (Q=0).

Perubahan energy potensial yang

dihasilkan sangatlah kecil (ΔEP≈0).

Perubahan energy kinetic spesifik

yang mengalir dapat diabaikan

(ΔEK≈0).

TERIMA KASIH