Proses Isentropik pada Pompa

 Tri Ayodha Ajiwiguna

Pada kasus kompresor dan turbin uap, penentuan sifat zatnya relatif mudah karena fasanya yang berupa gas. Namun untuk pompa yang fluidanya dalam keadaan subcooled liquid agak sulit untuk menentukan sifatnya jika asumsi isentropik digunakan. Hal ini dikarenankan terbatasnya tabel compressed liquid yang memiliki tekanan terendah 5 MPa sehingga untuk menentukan sifat zat dibawah tekanan tersebut tidak mudah dilakukan. 

Pada pompa tidak terjadi perubahan fasa, yaitu saat masuk pompa dalam keadaan liquid dan begitu pula saat keluar pompa masih dalam keadaan liquid. Volume spesifik dari fasa liquid tidak berubah secara signifikan baik jika temperatur atau tekanannya diubah selama tidak terjadi perubahan fasa. Oleh karena itu, asumsi bahwa volume spesifik liquid konstan dapat diterapkan dalam prinsip isentropik dibawah ini:

Jika hukum termodinamika I diterapkan pada pompa isentropik maka:

Karena isentropik maka nilai dq = 0, oleh karenanya:

Di sisi lain entalpi spesifik (h) merupakan:

Jika persamaan (2) digunakan untuk substitusi maka:

Fluida kerja pada pompa dalam keadaan cair, baik saturasi cair maupun subcooled liquid. Selama fasa masih dalam keadaan cair, volume spesifik tidak berubah signifikan terhadap tekanan. Oleh karena itu dapat diasumsikan bahwa volume spesifiknya konstan sehingga:

Contoh:

Pompa digunakan untuk menaikkan tekanan air dari tekanan 100 kPa, 30 ^oC menjadi tekanan 2 MPa. Tentukan berapa kerja yang dibutuhkan pompa ini jika diasumsikan proses berlangsung secara isentropik?