Proses Terbentuknya Uap Air
Apabila 1kg es pada temperatur 10°C, kemudian dipanaskan dibawah tekanan standart. Temperatur es akan mulai turun sampai mendekati 0°C. Sesudah itu akan terlihat dua macam fases yang bercampur yaitu fase padat (es) dan fase cair (air), jumlah energi panas yang diberikan selama proses transformasi yang berlangsung tanpa kenaikan suhu disebut panas lebur , besarnya 80 kkal/kg. Titik didih 0°C disebut titik lebur (titik beku) es. Bila pemanasan diteruskan terhadap 1 kg air pada 0°C maka temperatur akan naik sampai 100°C dibawah tekana standar.
Bila proses pemanasan (penambahan energi panas) dilanjutkan dibawah tekanan standar, akan terlihat bahwa temperatur tidak berubah. Sebagian dari air berubah menjadi uap (fase gas), jadi selama berlangsungnya penambahan energi panas pada fase campuran temperatur tidak naik tetapi energi panas teresap kedalam proses. Proses fase campuran ini ialah proses terbentuknya uap air secara keseluruhan (disebut air mendidih) ini ditandai denga naiknya suhu 100°C dan tekanan standar 1 atm , atau disebut dengan titik didih air dibawah tekanan 1 atm (1,033 kg/cm). Jumlah energi terserap selama proses transformasi disebut panas penguapan (panas late) yang besarnya 538,9 kkal/kg. Kondisi uap pada 1,033 kg/cm absolut dan 100°C disebut kondisi jenuh (saturasi). Uap yang terbentuk pada suhu dan tekanan saturasi disebut uap saturasi (kenyang).
1. Sirkulasi Air Ketel
Kita misalkan ketel uap adalah sebuah bak logam. Jika bak dipanaskan dengan meletakkan sebuah pembakaran gas dibawahnya, lempeng dasar logam itu akan menerima panas dari hasil pembakaran dan terutama pada tempat sumber panas. Panas ini dihantar melalui lempeng dasar yang kemudian diteruskan kepada air.
Sebelum panas yang diperoleh dari bahan bakar diteruskan ke air, terlebih dahulu terjadi
- Pembakaran dari bahan bakar
- Penyerahan panas dari hasil pembakaran gas ke lempeng dasar.
- Penghantar panas melalui lempeng dasar
- Penyerahan panas dari lempeng dasar ke air Apabila lempeng dasar menyerahkan panas ke air mula-mula menerima panas ialah air lapisan bawah, yang menyebabkan naiknya suhu dari lapisan bawah ini, sedangkan pada saat itu suhu air lapisan atas tinggal tetap. Kini terjadi peristiwa, di mana air dingin berada diatas lapisan air panas. Yang berberat jenis ringan.
Air yang dibawah sumber panas tidak langsung diberi panas. Jadi lapisan air ini tinggal tetap labih berat dan karena itu tidak dapat naik keatas untuk mengikuti peredaran.Air, yang tidak turut dalam peredaran disebut air diam. Air diam tidak tinggal dingin, apabila bagian air yang lain lebih panas, karena pengantaran kalor, suhu air yang beredar, sebagian pindah pada air yang diam. Gelembung-gelembung uap yang terjadi akan naik. Karena berat jenis uap lebih kecil dari pada berat jenis dingin, air akan mengembun kembali. Mendidih adalah pembuatan uap yang sangat cepat dalam seluruh zat cair, peristiwa tresebut hanya terjadi pada suhu yang tertentu yaitu pada suhu titi mendidih.
Titik mendidih dari suatu zat cair bergantung pada tekanan yang bekerja diatasnya. Jika telah terjadi sebuah gelembung uap, tekanan uap itu harus cukup besar untuk menolak air di sekitarnya. Suatu zat cair akan memdidih pada suhu, pada saat tekanan uap yang terjadi sekurang-kurangnya sama dangan tekanan yang bekerja diatas zat cair itu.
Dengan titik mendidih dimksudkan suhu, pada saat zat cair mendidih, pada tekanan mutlak. Jika bejana (ketel) ditutup rapat terhadap uap , maka uap yang sedang berlangsung gelembung uap ini tidak akan keluar lagi keudara, melainkan akan baerkumpul diruang uap. Karena itu tekanan uap akan naik dan tekanan di atas air bertambah, Titik didih naik pula. Apabila tekanan uap dalam ketel bertambah tinggi pula, sesuai dengan kondisi standar. Apabila pada puncak ketel dibuat suatu lubang uap akan keluar keudara karena tekanan di dalam ketel lebih tinggi dari tekanan luar , jadi apabila dalam waktu yang sama mengeluarkan uap sama banyak dengan uap yang terjadi, maka tekanan uap dalam ketel akan tetap.
2. Sensor Suhu IC LM35
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam , LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor seperti pada gambar 2.1
Gambar. Basic Temperatur Sensor.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan dengan perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV. IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 m A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.
LM 35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah, linearitasnya juga lumayan bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ± ¼ °C pada temperatur ruangan dan ± ¾ °C pada kisaran -55 °C to +150 °C. LM35 dimaksudkan untuk beroperasi pada -55 °C hingga +150 °C, sedangkan LM35C pada -40 °C hingga +110 °C, dan LM35D pada kisran 0-100°C. LM35D juga tersedia pada paket 8 kaki dan paket TO-220. Sensor LM35 umunya akan naik sebesar 10mV setiap kenaikan 1°C (300mV pada 30 °C).
LM35 merupakan sensor temperature yang paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah juga linearitasnya lumanyan bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yan menyediakan akurasi ±¼°C pada temperature ruangan dan ±3/4°C pada kisaran -55°C sampai +150°C. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektri tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1°C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150°C.
Pada perancangan kita tentukan keluaran Adc mencapai full scale pada saat suhu 100°C, sehingga tegangan keluaran tranduser (10mV/°C x 100°C) = 1V. Pengukuran secara langsung saat suhu ruang, keluaran LM35 adalah 0,3V (300mV). Tengan ini diolah dengan mengunakan rangkaian penglondisi sinya agar sesuai dangan tahapan masukan ADC. LM35 memiliki kelibihan – kelebihan sebagai berikut:
- D kalibrasi langsung dalam celsius
- Memiliki faktor skala linear + 10.0 mV/°C
- Memiliki ketetapan 0,5°C pada suhu 25°C
- Jangkauan maksimal suhu antara -55°C sampai 150°C
- Cocok untuk applikasi jarak jauh
- Harganya cukup murah
- Bekerja pada tegangan catu daya 4 sampai 30Volt
- Memiliki arus drain kurang dari 60 uAmp
- Pemanasan sendiri yang lambat ( low self-heating)
- 0,08˚C diudara diam
- Ketidak linearanya hanya sekitar ±¼°C
- Memiliki Impedansi keluaran yang kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1 mAmp.
Sensor suhu tipe LM35 merupakan IC sensor temperatur yang akurat yang tegangan keluarannya linear dalam satuan celcius. Jadi LM35 memilik kelebihan dibandingkan sensor temperatur linear dalam satuan kelvin, karena tidak memerlukan pembagian dengan konstanta tegangan yang besar dan keluarannya untuk mendapatkan nilai dalam satuan celcius yang tepat. LM35 memiliki impedansi keluaran yang rendah, keluaran yang linear, dan sifat ketepatan dalam pengujian membuat proses interface untuk membaca atau mengotrol sirkuit lebuh mudah. Pin V+ dari LM35 dihubungkan kecatu daya, pin GND dihubungkan ke Ground dan pin Vout- yang menghasilkan tegangan analog hasil pengindera suhu dihubungkan ke vin (+) dan ADC 0840.
Sumber.
0 komentar:
Posting Komentar