165948331 pengujian turbin pelton
TRANSCRIPT
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
1/16
BAB I
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengetahui cara pengujian Turbin Pelton.
2. Mencari karakteristik dari Turbin Pelton antara lain :
a. Karakteristik output, yaitu daya output pada tekanan air berubah-
ubah
b. Karakteristik output, yaitu daya output pada florate air berubah-
ubah
c. !fisiensi turbin
1
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
2/16
BAB II
DASAR TEORI
Turbin adalah salah satu dari "esin tenaga atau penggerak "ula yang perinsip
kerjanya "engubah tenaga #luida $ air "enjadi suatu tenaga "ekanaik. %eju"lah
"assa air dari sebuah po"pa sentrifugal yang dianalogikan dengan ketinggian air,
dialirkan "asuk keru"ah turbin yang oleh sudu-sudu turbin diubah "enjadi tenaga
"ekanik, berupa putaran poros.
Putaran dari poros yang dihasilkan oleh suatu turbin, pada u"u"nya
digunakan untuk "enggerakkan suatu generator pe"bangkit listrik. %ebuah turbin
yang bekerja terbalik disebut ko"presor ataupo"pa turbo. Turbin
gas, uapdan airbiasanya "e"iliki "casing"sekitar baling-baling yang "e"fokus dan
"engontrol fluid. "Casing"dan baling-baling "ungkin "e"iliki geo"etri &ariabel
yang dapat "e"buat operasi efisien untuk beberapa kondisi aliran fluida. !nergi
diperoleh dala" bentuk tenaga "shaft"berputar
Penggunaan turbin
Penggunaan paling u"u" dari turbin adalah pe"roduksian tenaga listrik.
'a"pir seluruh tenaga listrik diproduksi "enggunakan turbin dari jenis tertentu.
Turbin kadangkala "erupakan bagian dari "esinyang lebih besar. %ebuah turbin gas,
sebagai contoh, dapat "enunjuk ke "esin pe"bakaran dala" yang berisi sebuah
turbin, ko"presor, ko"bustor, dan alternator. Turbin dapat "e"iliki kepadatan
tenaga ("power density")yang luar biasa (berbanding dengan &olu"e dan beratnya).
*ni karena ke"a"puan "ereka beroperasi pada kecepatan sangat tinggi. Mesin uta"a
dari Space Shuttle"enggunakan turbopumps("esin yang terdiri dari sebuah po"payang didorong oleh sebuah "esin turbin) untuk "e"berikanpropellant(oksigen cair
dan hidrogen cair) ke ruang pe"bakaran "esin. Turbopumphidrogen cair ini sedikit
lebih besar dari "esin "obil dan "e"produksi +. hp(2,2 M). Turbin juga
"erupakan ko"ponen uta"a "esin jet.
Turbin air dike"bangkan pada abad 1/ dan digunakan secara luas untuk
tenaga industri untuk jaringan listrik. %ekarang lebih u"u" dipakai untuk generator
listrik. Turbin kini di"anfaatkan secara luas dan "erupakan su"ber energi yang dapatdiperbaharukan. Kincir air sudah sejak la"a digunakan untuk tenaga industri. Pada
2
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kompresor_gas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pompa_turbo&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pompa_turbo&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbin_uap&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttlehttp://id.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttlehttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_kudahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=MW&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_jethttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kompresor_gas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pompa_turbo&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbin_uap&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttlehttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_kudahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=MW&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_jet -
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
3/16
"ulanya yang diperti"bangkan adalah ukuran kincirnya, yang "e"batasi debit dan
headyang dapat di"anfaatkan.
Perke"bangan kincir air "enjadi turbin "odern "e"butuhkan jangka aktu
yang cukup la"a. Perke"bangan yang dilakukan dala" aktu re&olusi industri
"enggunakan "etode dan prinsip il"iah. Mereka juga "enge"bangkan teknologi
"aterial dan "etode produksi baru pada saat itu.
Kata 0turbine0 dite"ukan oleh seorang insinyur Perancis yang berna"a
Claude Bourdinpada aal abad 1/, yang dia"bil dari terje"ahan bahasa atin dari
kata"whirling"(putaran) atau "vortex"(pusaran air). Perbedaan dasar antara turbin air
aal dengan kincir air adalah ko"ponen putaran air yang "e"berikan energi pada
poros yang berputar. Ko"ponen ta"bahan ini "e"ungkinkan turbin dapat
"e"berikan daya yang lebih besar dengan ko"ponen yang lebih kecil. Turbin dapat
"e"anfaatkan air dengan putaran lebih cepat dan dapat "e"anfaatkan head yang
lebih tinggi. (ntuk selanjutnya dike"bangkan turbin impulse yang tidak
"e"butuhkan putaran air). Jn Andrej Segner"enge"bangkan turbin air reaksi
pada pertengahan tahun 1+. turbin ini "e"punyai su"bu hori3ontal dan "erupakan
aal "ula dari turbin air "odern. Turbin ini "erupakan "esin yang si"pel yang
"asih diproduksi saat ini untuk pe"bangkit tenaga listrik skala kecil. %egner bekerja
dengan !uler dala" "e"buat teori "ate"atis aal untuk desain turbin.Pada tahun 142, Jean-Vitor Ponelet "enge"bangkan turbin aliran
kedala". Pada tahun 1425, Benoit !ourne"on"enge"bangkan turbin aliran keluar.
Turbin ini sangan efisien (647) yang "engalirkan air "elalui saluran dengan sudut
lengkung satu di"ensi. %aluran keluaran juga "e"punyai lengkungan pengarah. Pada
tahun 1488, Uria# A$ Bo"den "enge"bangkan turbin aliran keluar yang
"eningkatkan perfor"a dari turbin #ourneyon. 9entuk sudunya "irip dengan turbin
#rancis. Pada tahun 148/, Ja%e& B$ !rani&"eningkatkan efisiensi turbin reaksi
aliran kedala" hingga lebih dari /7. ia "e"berikan test yang "e"uaskan dan
"enge"bangkan "etode engineering untuk desain turbin air. Turbin #rancis
dina"akan sesuai dengan na"anya, yang "erupakan turbin air "odern perta"a.
Turbin ini "asih digunakan secara luas di dunia saat ini.
Turbin air aliran kedala" "e"punyai susunan "ekanis yang lebih baik dan
se"ua turbin reaksi "odern "enggunakan desain ini. Putaran "assa air berputar
hingga putaran yang se"akin cepat, air berusaha "ena"bah kecepatan untuk
"e"bangkitkan energi. !nergi tadi dibangkitkan pada sudu dengan "e"anfaatkan
berat jatuh air dan pusarannya. Tekanan air berkurang sa"pai nol sa"pai air keluar;
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
4/16
"elalui sirip turbin dan "e"berikan energi. %ekitar tahun 14/, bantalan fluida
"odern dite"ukan, sekarang u"u"nya digunakan untuk "endukung pusaran turbin
air yang berat. 'ingga tahun 22, bantalan fluida terlihat "e"punyai arti sela"a
lebih dari 1; tahun %ekitar tahun 1/1;, Vitor 'a(lan"e"buat turbin Kaplan,
sebuah tipe "esin baling-baling. *ni "erupakan e&olusi dari turbin #rancis tetapi
dike"bangkan dengan ke"a"puan su"ber air yang "e"punyai head kecil.
Pada u"u"nya se"ua turbin air hingga akhir abad 1/ (ter"asuk kincir air)
"erupakan "esin reaksi< tekanan air yang berperan pada "esin dan "enghasilkan
kerja. %ebuah turbin reaksi "e"butuhkan air yang penuh dala" proses transfer
energi. Pada tahun 1455, tukang pe"buat gilingan di =alifornia, Sa%uel 'nig#t
"ene"ukan sebuah "esin yang "engerjakan tuntas sebuah konsep yang berbeda
jauh. Terinspirasi dari syste" jet tekanan tinggi yang digunakan dala" lapangan
pengeboran e"as hidrolik, Knight "enge"bangkan ceruk kincir yang dapat
"enangkap energi dari se"buran jet, yang diti"bulkan dari energi kinetik air pada
su"ber yang cukup tinggi (ratusan kaki) yang dialirkan "elalui sebuah pipa saluran.
Turbin ini disebut turbin i"pulse atau turbin tangensial. >liran air "endorong ceruk
disekeliling kincir turbin pada kecepatan "aksi"u" dan jatuh keluar sudut dengan
tanpa kecepatan.
Pada tahun 14+/, )e&ter Pelton, "elakukan percobaan dengan kincir Knight,dike"bangkanlah desain ceruk ganda yang "e"buang air kesa"ping, "enghilangkan
beberapa energi yang hilang pada kincir Knight yang "e"buang sebagian air ke"bali
"elaan kincir. %ekitar tahun 14/, *illia% Doble"enge"bangkan ceruk setengah
silinder "ilik Pelton "enjadi ceruk berbentuk bulat "e"anjang, ter"asuk sebuah
potongan didala"nya yang "e"ungkinkan se"buran untuk "e"bersihkan "asukan
ceruk. Turbin ini "erupakan bentuk "odern dari turbin Pelton yang saat ini dapat
"e"berikan efisiensi hingga /27. Pelton telah "e"prakarsai desain yang efektif,
ke"udian oble "enga"bil alih perusahaan Pelton dan tidak "engganti na"anya
"enjadi oble karena na"a Pelton sudah dikenal.Turgo dan turbin aliran silang
"erupakan desain turbin i"pulse selanjutnya.
8
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
5/16
?a"bar @ 1 Turbin Pelton
**.*. aya yang diberikan kepada roda Pelton secara teoritis adalah :
# A B C ( Dj @ u ) ( 1 @ =os E )dengan :
# A gaya air yang diberikan pada roda Turbin Pelton F G H
B A "assa jenis air F g$c"I H
C A debit air F liter $ "eter H
Dj A kecepatan se"buran air F " $ det H
u A kecepatan linier roda Turbin F " $ det H
cos E A sudut e"ber F 15 J H
**.**. Kecepatan air :
Dj A =& ( 2 ' )
dengan :
Dj A kecepatan se"buran air F " $ det H
=& A koefisien kecepatan ,/2 @ ,/4
' A head F " H
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
6/16
**.***. aya yang diberikan pada roda Turbin Pelton :
GL A # . u
dengan :
GL A daya teoritis F K H
# A gaya air yang diberikan pada roda Turbin Pelton F G H
u A kecepatan linier roda Turbin Pelton F " $ det H
engan :
u A 2 n r
dengan :
n A putaran roda Turbin F rp" H
r A jari-jari roda Turbin F " H N
Nr A ,1+ "
**.*D aya poros Turbin :
GO A ML
dengan :
Gp A daya poros Turbin F K H
ML A "o"en puntir F G" H
A kecepatan sudut F rad $ det H
A 2 $ 5 n
!fisiensi Turbin :
QL A Gp $ GL
5
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
7/16
BAB III
+ETODE PERCOBAAN
,$$ Si&te% Turbin Pelton%iste" pengujian Turbin Pelton diperlihatkan pada ga"bar dibaah ini :
Keterangan :
1. Panel Kontrol
2. Rota"eter
;. %ensor Rp"
8. Pengukur aya
. Turbin
5. Go3el
+. Po"pa >ir
4. 9ak >ir
?a"bar @ 2 ?a"bar %iste" Pengujian Turbin Pelton
,$.$ )ang/a# 0 )ang/a# Perobaan 1
S 'ubungkan kabel daya pada jala-jala listrik yang telah disediakan
S n kan in&enter dan atur putaran po"pa
S Tentukan tekanan air dari po"pa
S akukan pengukuran "o"en puntir dengan dyna"o"eter
+
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
8/16
BAB IV
S'E+A 2A+BAR
4
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
9/16
BAB V
DATA DAN PER3ITUN2AN
A$ Da"a teoriti& 1 N4
u A kecepatan linier roda turbin F " $ det H
u A 2 n r
n A putaran roda turbin F rp" H, lihat tako"eter
r A jari-jari roda Turbin F " H
C A debit air F liter $ "enit
Dj A kecepatan se"buran air F " $ det H
Dj A =& ( 2' )
' A P2 @ P1 $ B g
P1 A tekanan air pada udara sekitarnya
P2 A tekanan air pada po"pa, lihat pada panel indicator
B A "assa jenis air F g $ c"I H, lihat tabel pada te"perature ruang
g A gaya gra&itasi
B$ Da"a Poro& 1 N(
Gp A Mt 2 $ 5 n
Mt A Mo"en puntir dyna"o"eter F G" H
Mt A # .
dengan :
# A gaya pada beban F G H
A panjang lengan dyna"o"eter ( ,12" )
n A putaran poros F rp" H tako"eter
C$ E5i&ien&i Turbin 1 6 t
Q t A Gp$GT
/
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
10/16
BAB VI
ANA)ISA
%etelah "elakukan percobaan kita dapat "enganalisa baha setiap gerakan
dina"o stater "e"pengaruhi kecepatan turbin, sehingga kecepatan tersebut bisa di
atur sesuai dengan keinginan.ebit air dan tekanan air pun berbeda tergantung dengan
putaran poros dina"o stater. Ke"udian data yang di dapat dari percobaan kita dapat
"enghitung daya yang di berikan pada roda pelton, kecepatan air,daya yang di
berikan pada roda turbin, daya poros turbin dan efisiensi turbin.
1
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
11/16
)APORAN PEN2UJIAN PRESTASI +ESIN
TURBIN PE)TON
Di&u&un ole#1
Eng/in
..78
Tanggal Pra/ti/u%1 +aret .8.
'elo%(o/ II
Eng/in
Anton 3erna9an
Juru&an Te/ni/ +e&in
!a/ulta& Te/nologi Indu&tri
In&titut Te/nologi Indone&ia
Ser(ong
.8.
11
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
12/16
'ATA PEN2ANTAR
Perke"bangan dunia industri di *ndonesia pada saat sekarang "aju dengan
pesatnya dan pengetahuan teknik "esin ialah salah satu il"u yang berke"bang dan
"e"iliki peranan yang sangat &ital untuk di pakai dan di ke"bangkan di berbagai
bidang keperluan industri ,oto"otif dan per"inyakan.
aporan praktiku" prestasi "esin ini di "aksudkan agar "ahasisa dapat
"enga"ati , "enganalisa suatu "esin serta "e"bandingkan hasil percobaan yang di
lakukan oleh literatur.
i sa"ping itu penulis sangat bersyukur dan berteri"a kasih kepada Tuhan
Uang Maha !sa, rekan-rekan "ahasisa, serta asisten lab yang telah berperan aktif
dala" penyusunan laporan praktiku" prestasi "esin ini.
>khir penulis berharap se"oga laporan praktiku" prestasi "esin ini
ber"anfaat bagi pe"baca dan bagi perke"bangan il"u pengetahuan dan teknologi.
%erpong, 11 Maret 212
Penulis
(VVVV..)
DA!TAR ISI12
ii
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
13/16
K>T> P!G?>GT>R...................................................................................... ii
>#T>R *%*..................................................................................................... iii
9>9 * TW>G P!R=9>>G..................................................................... 1
9>9 ** >%>R T!R*.................................................................................. 2
9>9 *** M!T! P!R=9>>G.................................................................. +
;1. %iste" Turbin Pelton.................................................................. +
;.2. angkah-angkah Percobaan.................................................... +
9>9 *D %K!M> ?>M9>R............................................................................ 4
9>9 D >T> >G P!R'*TG?>G........................................................... /
>. aya Teoritis............................................................................... /
9. aya Poros................................................................................... /
=. !fesiensi Turbin........................................................................... /
9>9 D* >G>*%> >G K!%*MP>G...................................................... 1-11
>MP*R>G
1;
iii
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
14/16
18
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
15/16
$
'ESI+PU)AN
1
-
8/12/2019 165948331 Pengujian Turbin Pelton
16/16
- %e"akin besar debit dan tekanan yang dikeluarkan dari nosel "aka tenaga
yang dihasilkan poros se"akin besar.
- !fisiensi turbin berubah-ubah sesuai putaran yang dihasilkan.
- ata teoritis yang paling besar yaitu saat turbin "e"iliki putaran poros
yang paling besar.
15
11