laporan turbin revisi.doc

8/11/2019 LAPORAN turbin revisi.doc

1/39

LAPORAN PRAKTIKUM TURBIN FRANCIS SEMESTER GENAP

2013/2014

LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDA

TEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

BAB I

PENGUJIAN TURBIN AIR FRANCIS

1.1 PENDAHULUAN

1.1.1 Tinjauan Umum

Praktikum sangat membantu dalam mendapatkan gambaran yang nyata tentang

alat / mesin yang telah dipelajari di bangku kuliah. Dengan demikian dalam praktikum

turbin air, mahasiswa (praktikan) selain dapat melihat proses kerja yang sesungguhnya,

mereka juga akan mendapatkan ingatan yang tidak mudah hilang tentang turbin air.

Khususnya tipe francis dimana cara kerjanya merupakan salah satu hal yang harus

dikuasai. ntuk itu dalam praktikum ini, praktikan diharapkan aktif dan menguasai

terlebih dahulu dasar!dasar praktikum yang akan dilakukan. Peran praktikan juga sangat

penting dalam hal ide atau saran baik berbentuk lisan maupun tulisan jika menemukan

adanya keganjilan atai ketidaksempurnaan demi kemajuan bersama.

1.1.2 Tujuan Percoaan

"dapun tujuan dari praktikum kali ini adalah #

$. %emperoleh grafik yang menunjukkan hubungan antara kecepatan putar turbin

terhadap daya yang dapat dibangkitkan turbin pada head konstan

&. %emperoleh grafik yang menunjukkan hubungan antara kecepatan putar turbin

terhadap efisiensi pada head konstan

'. %engetahui grafik hubungan kecepatan putaran turbin terhadap efisiensi pada ariasi

guide ane berbeda

. %ampu melakukan analisa hasil pengujian

1.2 TINJAUAN PUSTA!A

1.2.1 Da"ar Teori Turin Air

1.2.1.1 Pen#er$ian Turin Air

*urbin air adalah suatu mesin konersi energi yang berfungsi mengkonersikan

atau mengubah bentuk energi potensial (head) yang dimiliki air ke bentuk energi

mekanik pada poros turbin. +nergi potensial yang tersimpan pada fluida yang diam pada

ketinggian tertentu. +nergi tersebut dapat menjadi energi kinetik pada waktu air masuk

$

$


2/39


2013/2014



keguide vane, sebagian dari energi jatuh atau tinggi jatuh (head) yang telah bekerja di

dalamguide vanediubah menjadi kecepatan arus masuk (energi kinetik). +nergi yang

berbentuk tersebut nantinya digunakan untuk memutar turbin dari turbin memutar poros

yang dihubungkan ke generator.

1.2.1.2 !%a"i&i'a"i Turin Air (an A)%i'a"i !erjan*a

*urbin air dapat dibedakan menjadi &, yaitu #

$. *urbin impuls

*urbin impuls adalah turbin yang dimana proses aliran fluida kerjanya,

penurunan tekanan yang terjadi pada nozzlesaja. *urbin impuls cocok untuk head

yang tinggi dengan kapasitas yang relatif rendah. enis turbin ini mengubah air dari

headyang tinggi menjadi semburan kecepatan yang tinggi pada nozzle.

a. *urbin pelton

*urbin ini mempunyai & bagian utama yaitu runner dan nozzle runner.

Runner terdiri dari poros, tangki, piringan, dan beberapa mangkuk. *urbin pelton

terutama yang digunakan untuk memanfaatkan potensi air yang memiliki head

tinggi.

-ambar $.$ *urbin Peltonumber #Anonymous$ (&0)

b. *urbin %ichell!1anki

*urbin jenis ini sering disebut dengan turbin arus lintang (cross flow), karena

fluida yaitu air menggerakkan sudu runnermelewati pengarah sehingga seolah!olah

terdapat fluida yang datang dari aliran yang berbeda.

&

&


3/39


2013/2014



*urbin %ichell!1anki terdiri dari runner, dan nozzle. Prinsip kerjanya yaitu

air yang keluar dari nozzleditumbukkan ke runnersehingga terjadi perubahan energi

dari energi kinetik air menjadi energi mekanik pada poros runner. *urbin ini banyak

digunakan pada headrendah hingga menengah

-ambar $.& Turbin cross flow

umber #Anonymous& (&2)

c. Kincir "ir

Kincir air memiliki ciri konstruksi yang sederhana dan memiliki diameter

yang besar. Prinsip kerja dari kincir air yaitu pancaran air ditumbukkan ke mangkok!

mangkok yang dipasang pada rotor, sehingga terjadi perubahan energi kinetik

menjadi energi mekanik. Kincir air banyak dimanfaatkan untuk headdan kapasitas

yang relatif kecil, biasanya tenaga yang dihasilkan kincir air berkisar antara $!' K3.

Kincir air bekerja pada putaran rendah akibat diameter yang besar.

-ambar $.' Kincir "ir

umber #Anonymous' (&0)

'

'


4/39


2013/2014



%acam!macam kincir air #

a. Overshot

Overshot adalah salah satu dari kincir air yang prinsip kerjanya

mendapatkan aliran fluida yang mengenai sudu bagian atasnya sehingga fluidaatau air tersebut membuat kincir air berputar melawan arah jarum jam.

b. Undershot

Undershot adalah salah satu dari kincir air yang prinsip kerjanya

mendapatkan aliran fluida, dimana nantinya aliran fluida mengenai bagian bawah

dari sudu kincir sehingga membuat kincir berputar searah jarum jam.

c. Breastshot

Breastshotadalah jenis kincir air yang dikenai aliran fluida ditengah atau

dimuka dari sudu kincir air tersebut sehingga membuat lincir air berputar searah

jarum jam.

d. Pitch Back

Pitch backadalah jenis kincir air yang prinsip kerjanya tidak jauh beda

dengan overshot, akan tetapi disitu aliran fluida mengenai hampir di atas kincir air

sehingga membuat kincir air berputar searah jarum jam.

-ambar $. %acam!macam kincir air

umber #Anonymous (&0)

&. *urbin 4eaksi


5/39


2013/2014



*urbin reaksi adalah turbin dimana ekspansi dari fluida kerjanya terjadi pada

guide vanedan runner. 5ang termasuk dalam turbin reaksi yaitu turbin francis, turbin

roeller (aksial), dan turbin kaplan.

a. *urbin 6rancis

*urbin francis yaitu turbin yang dikelilingi dengan runner dan semuanya

terbenam ke dalam air. *urbin francis digunakan untuk memanfaatkan potensi

menengah. *urbin francis sudah bisa dibuat dengan kecepatan putar yang tinggi.

-ambar $.7 *urbin "ir 6rancis

umber #Anonymous7 (&8

b. *urbinProeller

*urbinroellerdigunakan untuk pemanfaatan potensi hidro yang memiliki

head rendah dengan kapasitas aliran besar dan putaran operasinya tidak terlalu

tinggi.

-ambar $.9 *urbinProeller

umber #Anonymous9 (&2)

c. *urbin Kaplan

7

7


6/39


2013/2014



*urbin kaplan adalah jenis turbinroellerdengan posisi sudu!sudu runner

yang dapat diatur posisinya. Pengaturan sudu!sudu runner dengan menggunakan

tenaga hidrolik yang terletak pada poros turbin. Karena sudu!sudu runner dapat

diubah, maka karakteristiknya menguntungkan efisiensinya cukup stabil walaupun

terjadi perubahan yang besar.!eadyang dibutuhkan dalam pengoperasian yang baik

dari turbin ini adalah lebih dari &: dari headrencananya.

-ambar $.8 *urbin Kaplan


*abel $.$ Perbedaan *urbin "ir ;mpuls dan *urbin "ir 4eaksi

*urbin "ir ;mpuls *urbin "ir 4eaksi! perubahan momentumnya hanya

terjadi di runnersaja

! perubahan momentum hanya terjadi di

guide vanedan runner

! hanya dapat dipasang dengan posisi

hori


7/39


2013/2014



-ambar $.2 -rafik Perbedaan *urbin

umber #Anonymous2 (&$')

1.2.2 Turin Franci" (an Prin"i) !erjan*a

1.2.2.1 Ba#ian+a#ian Turin Franci"

*urbin francis merupakan salah satu turbin reaksi. *urbin dipasang diantara

sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar.

*urbin ini mempunyai ' bagian utama yaitu runner, guide vane (sudu pengarah), dan

rumah turbin (casing)a. Runner

%erupakan bagian turbin francis yang dapat berputar, terdiri dari poros dan

sudu turbin yang berfungsi mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik

-ambar $.0Runner

umber # =aboratorium %esin!mesin 6luida 6*!1

8

8


8/39


2013/2014



b. #asing

%erupakan saluran yang menyerupai rumah siput dengan bentuk penampang

melintang lingkaran. 1erfungsi menampung fluida yang terletak keluar guide vane

dan memaksimalkan energi tekanan.

-ambar $.$ #asing


c. $uide vane

1erfungsi sebagai pengarah aliran air dari katup pengatur kapasitas dari

casing ke runner dan berfungsi menaikkan kecepatan aliran air sebelum menuju

runner.

-ambar $.$$ $uide vane


2

2


9/39


2013/2014



d. Pipa%nlet

%erupakan bagian yang berfungsi untuk meneruskan air yang akan masuk ke

casing

-ambar $.$$ Pipa%nlet


e. &raft Tube

%erupakan bagian yang berfungsi untuk meneruskan air dari turbin ke

saluran pembuangan dengan menggunakan tinggi jatuh air

-ambar $.$&&raft Tube


0

0


10/39


2013/2014



1.2.2.2 Prin"i) !erja Turin Franci"

Prinsip kerja turbin francis yaitu mengubah energi potensial air menjadi energi

mekanik pada poros. "ir masuk ke dalam turbin melalui saluran inlet, kemudian

diteruskan ke casing, air yang mempunyai energi potensial dinaikkan kecepatannya

karena bentuk dari casingyang semakin mengecil kemudian air dirubah menjadi energi

kinetik dengan mengalirkan air menujuguide vane. ehingga air menumbuk runnerdan

energi kinetik air akan diubah menjadi energi mekanik pada poros yang diputar oleh

runner.

1.2., Teori (an Per"amaan *an# -en(u'un# Percoaan

1.2.,.1 Per"amaan Bernou%%i

Persamaan 1ernoulli menyatakan bahwa jumlah energi dalam fluida yang

mengalir pada suatu penampang pada tiap titik adalah sama. >al ini berarti bahwa

jumlah energi potensial, energi kinetik, dan energi tekanan besarnya konstan.

-ambar $.$'# Persamaan 1ernoulli


1ila ditinjau per satuan berat fluida maka persamaannya menjadi

dimana# h ? ketinggian (m)

? kecepatan fluida (m/s)

g ? percepatan graitasi (m/s&)

p ? tekanan (@/m)

A ? berat jenis fluida (kg/m')

$

$


11/39


2013/2014



1.2.,.2 Per"amaan !on$inui$a"

>ukum kontinuitas berkaitan dengan aliran fluida sepanjang pipa dimana

menyatakan bahwa jumlah massa fluida yang mengalir (mass flow rate) pada setiap

penampang adalah sama

-ambar $.$# Persamaan Kontinuitas

umber #Anonymous$ (&0)

dimana# m ? laju alir massa (kg/s)

B ? debit (m'/s)

C ? massa jenis fluida (kg/m')

" ? luas penampang (m&)

? kecepatan alir fluida (m/s)

1.2.,., Se#i$i#a !ece)a$an

egitiga kecepatan adalah dasar kinematika dari aliran fluida yang menumbuk

sudu turbin. Dengan pemahaman segitiga kecepatan akan membantu dalam pemahaman

proses konersi energi pada turbin air.

$$

$$


12/39


2013/2014



-ambar $.$7 egitiga Kecepatan *urbin 4eaksi

umber# 3hite (&')

Pada turbin reaksi, guide vanemengarahkan aliran air masuk ke sudu dengan

sudut &, dengan kecepatan absolut E&. etelah menjumlahkan ektor dengan kecepatan

tangensial di ujung sudu u&, u&?rF, maka sudut luar sudu harus diatur sebesar G&untuk

mengakomodasi kecepatan relatif air menyinggung permukaan sudu w&. Profil sudu

tersebut menyebabkan arah dan kecepatan air menyinggung sudu pada sisi outlet

berubah w$, dan karena kecepatan tangensial sudu pada sisi outlet lebih kecil dari sisi

inlet u& H u$ akibat r& H r$. %aka jika dijumlahkan ektor w$ dan u$ maka akan

didapatkan nilai kecepatan absolut air di sisi outlet $yang lebih kecil dari sisi inlet.

"rtinya sebagian energi kinetik dari air dirubah menjadi energi kinetik sudu saat air

menyinggung permukaan sudu.

1.2. Rumu" Per/i$un#an

$. !ead &ro*urbin (>))(,$& m!!! =

Perhitungan ini mengabaikan perbedaan static head antara kedua buah titik

pengukuran.

&. Debit yang %elalui Orifice Plate(B)

$&

$&


13/39


2013/2014



)(,7&$.''

'am

mP( =

Dimana IP dalam satuan (mm>g)

'. *orsi (*))(, )m*+T =

Dimana # 6 ? -aya pengereman (@)

= ? Panjang lengan gaya (m) ? .&2 m

. 1rake >orse Power (1>P)

)(,9/

&,att

TnB!P

=

Dimana # n ? Kecepatan putar turbin (rpm)

7. 3ater >orse Power (3>P)

'9//

!(,!P

=

Dimana # ? water g

g ? Percepatan graitasi (m/s&)

9. +fisiensi ()

:$//=,!P

B!P

1., PELA!SANAAN PERC0BAAN

1.,.1 ariae% *an# Diama$i

1.,.1.1 ariae% Bea"

Eariabel bebas adalah ariabel yang tidak terikat dengan ariabel lain. @ilai

ariabel bebas yang diariasikan dalam percobaan ini yaitu#

! putaran

1.,.1.2 ariae% Teri'a$

Eariabel terikat adalah ariabel yang nilainya terikat dengan ariabel bebas.

Eariabel terikat dalam percobaan ini yaitu #

! beda ketinggian kolom >g pada orificemeter

! gaya pengereman (6)

1.,.1., ariae% Ter'on$ro%

Eariabel terkontrol adalah ariabel yang nilainya dijaga tetap sepanjang jalannya

percobaan. Eariabel terkontrol dalam percobaan ini adalah #

! bukaanguide vane

! headdro

$'

$'


14/39


2013/2014



1.,.2 S)e"i&i'a"i Pera%a$an *an# Di#una'an

*urbin tipe 6rancis

%odel # J $9 %">

erial # 1 7&2 8$

utput # $$ 3att

Putaran # &0 rpm

Eoltase # ' E

"rus # '' "

6rekuensi # 7 >orse Power (1>P)

9

...& TnB!P

=

(watt)

9

92,2.$9..&=B!P (watt)

99$,$7'=B!P (watt)

7. 3ater >orse Power (3>P)

'9

.. !(,!P

=

(watt)

'9

)($2)./(722,'')../($.2,0 '&& m'ammsmkg,!P= (watt)

$9

$9


17/39


2013/2014



7$.$98=,!P (watt)

9. +fisiensi (M)

:$0,!P

B!P=

:$//7/$,$98

9$$,$7'0=

:&'$,22=

$8

$8


18/39


2013/2014



1.., Gra&i' (an Pema/a"an

". -rafik >ubungan antara Putaran dan 1>P

$2

$2


19/39


2013/2014



". "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan 1>P

1rake >orse Power adalah kemampuan untuk melakukan gaya pengereman

pada putaran poros turbin. "danya perubahan pada turbin akan berpengaruh pada

daya yang dihasilkan. ecara sistematis 1>P dapa dirumuskan sebagai berikut #

Dari rumusan diatas, ariabel yang berpengaruh terhadap 1>P adalah putaran

(n) dan torsi (*) dimana putaran dan torsi ini berbanding lurus dengan 1>P.

ehingga kenaikan putaran dan torsi akan meningkatkan 1>P.

Pada grafik terlihat bahwa kenaikan putaran akan menaikkan nilai 1>P. >al

ini sesuai dengan teori diatas. "kan tetapi kenaikan tersebut mencapai nilai

maksimum pada putaran $9 rpm, dengan 1>P sebesar $7'.9$$ 3att, lalu

mengalami penurunan ketika putarannya melebihi titik tersebut. Penurunan tersebut

diakibatkan karena semakin naiknya putaran melebihi titik maksimal tersebut, gaya

pengereman atau gaya gesek yang terjadi pada poros tersebut akan berkurang karena

adanya tekanan balik dari turbin, sehingga torsi pada turbin juga menurun. >al ini

sesuai dengan rumusan #

* ? 6N =

emakin tinggi gaya pengereman maka putaran turbin akan semakin rendah.

Karena pengereman digunakan untuk mengatur putaran. Pada awalnya pengereman

kecil sehingga putaran tinggi.

$0

$0


20/39


2013/2014



1. -rafik >ubungan antara Putaran dan 3>P

&

&


21/39


2013/2014



1. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan 3>P

,ater horse ower (3>P) adalah kemampuan yang dihasilkan air untuk

memutar sud!sudu pada turbin. ecara sistematis 3>P dirumuskan sebagai berikut #

1isa dilihat dirumus bahwa faktor yang mempengaruhi 3>P adalah berat

jenis air ( ), debit air (B) dan head drop (>). Pada percobaan, berat jenis air

besarnya tetap selama percobaan, begitu juga dengan head drop yang ditentukan

pada awal percobaan, sehingga faktor yang mempengaruhi 3>P adalah debit air.

Pada grafik dapat dilihat bahwa semakin besar putaran maka 3>P nya akan

meningkat, tapi mencapai titik maksimal pada putaran 2 rpm dengan daya

$80,90&88 3att. etelah itu semakin besar putaran, 3>P nya semakin turun. >al

ini disebabkan karena #

$. emakin tinggi putaran, maka losses yang terjadi semakin besar, baik losses yang

terjadi karena gesekan fluida dengan permukaan penampang (mayor losses)

maupun losses yang terjadi karena perubahan penampang (belokan, orifice) ataudisebut juga minor losses

&. emakin besar debit maka putaran akan semakin meningkat. *api karena rumah

keong mungkin saja penuh sehingga terjadi tekanan balik yang menyebabkan

fluida tidak dapat masuk ke dalam rumah keong sehingga putarannya tidak

bertambah.

&$

&$


22/39


2013/2014



J. -rafik >ubungan antara Putaran dan +fisiensi

&&

&&


23/39


2013/2014



J. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan +fisiensi

+fisiensi menunjukkan kemampuan turbin untuk mengubah energi potensial

air menjadi energi mekanik pada putaran poros. 1erdasarkan teori efisiensi

bergantung dari besarnya selisih antara 1>P dan 3>P. emakin besar nilai 1>P dan

semakin kecil nilai 3>P maka efisiensi nya akan semakin besar. >al ini sesuai

dengan rumus #

Dari rumusan diatas terlihat bahwa efisiensi dipengaruhi oleh putaran (n),

torsi (*), berat jenis air (A), debit air (B), dan head (>). Dari kelima ariabel hanya

ada tiga ariabel yang berpengaruh karena berat jenis air dan head drop dijaga tetap

konstan selama percobaan. ehingga dapat disimpulkan secara teoritis bahwa putaran

dan torsi berbanding lurus dengan efisiensi, sedangkan debit air berbanding terbalik

dengan efisiensi turbin.

Pada grafik terlihat bahwa semakin besar nilai putaran efisiensi turbin juga

akan meningkat hingga titik maksimal pada putaran $9 rpm dengan efisiensi

sebesar 22,&'$& :. @amun jika putaran ditambah efisiensi turbin mengalami

penurunan. >al ini disebabkan oleh pada putaran yang sangat tinggi, maka torsi juga

akan menurun yang menyebabkan tekanan balik pada orifice, sehingga debit air akan

menurun begitu juga dengan 3>P nya. Penurunan 3>P ini juga akan

mengakibatkan turunnya 1>P. %eskipun 1>P dan 3>P sama!sama turun, tapi

penurunan 1>P yang terjadi lebih besar. Penyimpangan ini juga bisa disebabkan

karena semakin tinggi putaran mengakibatkan loses yang terjadi baik mayor losses

maupun minor losses akan menjadi semakin besar.

&'

&'


24/39


2013/2014



D. -rafik >ubungan antara Putaran dan 1>P pada 1ukaan -uide Eane 1erbeda

&

&


25/39


2013/2014



D. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan 1>P pada 1ukaan -uide Eane 1erbeda

Pada grafik terlihat bahwa besarnya putaran turbin berbanding lurus dengan

nilai 1>P. Dayaguide vanetersebut pada bukaanguide vane8 nilai 1>P tertinggi

terjadi pada $7',9$$ 3att pada putaran turbin $9 rpm. Pada bukaan guide vane2

nilai 1>P tertinggi terjadi pada $7',9$$ 3att pada putaran turbin $ rpm Pada

bukaan guide vane0 nilai 1>P tertinggi terjadi pada $8&,2$ 3att pada putaran

turbin $9 rpm. Dari grafik!grafik tersebut dapat disimpulkan nilai 1>P tertinggi

pada head droyang sama dengan bukaanguide vaneberbeda terjadi pada bukaan

guide vane 0. >al ini disebabkan karena semakin besar bukaan guide vane maka

gaya pengereman akan semakin kecil sehingga akan menaikkan nilai torsi. ika nilai

torsi semakin besar maka nilai 1>P akan semakin besar pula. >al ini sesuai dengan

rumus #

adi dapat disimpulkan bahwa semakin besar bukaanguide vanemaka nilai

torsi akan semakin besar. ika nilai torsi semakin besar maka nilai 1>P akan semakin

besar pula.

@amun penyimpangan terjadi pada bukaan guide vane $. >al ini terjadi

karena pada bukaan ini luas penampang untuk masuknya air terlalu besar sehingga

tumbukan antara air dengan dinding runner semakin kecil, akibatnya berpengaruh

kepada 1>P.

+. -rafik >ubungan antara Putaran dan 3>P pada 1ukaan -uide Eane 1erbeda

&7

&7


26/39


2013/2014



&9

&9


27/39


2013/2014



+. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan 3>P pada 1ukaan -uide Eane

1erbeda

-rafik ini menunjukkan hubungan antara putaran dengan 3>P pada bukaan

guide ane berbeda. Pada grafik dapat dilihat bahwa nilai 3>P cenderung naik

ketika bukaan guide anenya semakin besar. -aris kecenderungan bukaan guide ane

$ berada di atas diikuti dengan kecenderungan 3>P bukaan -E 0, 2, dan yang

paling rendah 8. Pada kecepatan putaran 9 rpm, -E $ sebesar $07'.0'70 watt,

-E 0 sebesar $09$,77&' watt, -E 2 sebesar $89$,&7&2 watt, dan -E 8 sebesar

$80,90&88 watt. >al ini sesuai dengan rumus #

5ang berarti bahwa semakin besar bukaan guide vanemaka luas penampang

akan ikut membesar dan menyebabkan debit yang masuk semakin besar sehingga

nilai 3>P menjadi besar.adi dapat disimpulkan bahwa semakin besar bukaanguide

vanemaka debit yang masuk akan semakin besar sehingga nilai 3>P ikut menjadi

besar. @amun terdapat penyimpangan yang terjadi pada -E $ dan -E 0. Pada

grafik terlihat bahwa garis yang dibentuk oleh -E $ berada dibawah dari garis yang

dibentuk oleh -E 0, hal ini disebabkan karena semakin besar bukaan -E maka air

yang masuk akan semakin banyak namun nilai tumbukkan dengan runner semakin

kecil, hal inilah yang menyebabkan menurunnya nilai 3>P.

&8

&8


28/39


2013/2014



6. -rafik >ubungan antara Putaran dan +fisiensi pada 1ukaan -uide Eane 1erbeda

&2

&2


29/39


2013/2014



6. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan +fisiensi pada 1ukaan -uide Eane

1erbeda

-rafik diatas menunjukkan hubungan antara putaran dan efisiensi pada

bukaan guide ane berbeda. emakin besar bukaan guide ane, maka efisiensi dari

turbin akan semakin besar. >al ini disebabkan semakin besar putaran maka nilai 1>P

akan semakin besar pula dan nilai 1>P berbanding lurus dengan nilai efisiensi. >al

ini sesuai dengan rumus #

Pada grafik dapat dilihat bahwa kecenderungan paling tinggi ada pada bukaan

-E 0. Diikuti kecenderungan efisiensi pada bukaan -E 2, 8, dan $. Pada bukaan

guide vane0 terjadi pada nilai 08,$7&&: pada putaran & rpm. edangkan pada

-E 2 sebesar 0&,&$:, -E 8 sebesar 27,82972:, dan -E $ sebesar 9&,22:

Penyimpangan ini disebabkan oleh nilai 1>P -E $ yang menyimpang,

esuai pada segitiga kecepatan, dimana bukaan guide ane yang besar sehingga

sudut antara guide vanesemakin tegak lurus yang menyebabkan ketika air masukmenumbuk guide vanesehingga terjadi losses ketika tumbukan di guide vane, lalu

mengakibatkan gaya gaya pengereman kecil kemudian mengecilnya nilai torsi, maka

sehingga 1>P nya turun., dan efisiensinya juga turun.

adi dapat disimpulkan bahwa efisiensi bergantung dari besarnya selisih

antara 1>P dan 3>P. emakin besar nilai 1>P dan semakin kecil nilai 3>P maka

efisiensinya akan semakin besar.

&0

&0


30/39


2013/2014



-. -rafik

>ubungan

antaraPutaran dan

1>P pada

>ead Drop

1erbeda

'

'


31/39


2013/2014



-. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan 1>P pada >ead Drop 1erbeda

-rafik diatas menunjukkan hubungan antara putaran dan daya 1>P pada head

drop berbeda. Pada grafik hubungan putaran dan daya (1>P) pada head dro

berbeda terlihat grafik cenderung meningkat. -rafik dengan niali head dro $2

berada pada posisi paling atas. >al ini disebabkan semakin tinggi nilai head dro

maka semakin tinggi pula kecepatan putar turbin dan torsinya karena semakin tinggi

niali head dro, fluida tersebut memiliki energi tekan yang semakin besar. ika

kecepatan putar turbin dan torsi meningkat, maka nilai daya (1>P) semakin

meningkat pula. >al ini sesuai dengan rumus #

Pada kecepatan putar $9 rpm, posisi paling atas yaitu garis >D $0 yaitu

$7',9$$ watt, disusul dengan >D $8 $$9&,220 yaitu $'0 watt dan $0 yaitu

0$',902watt.

*erjadi penyimpangan pada >D $0. %enurut teori semakin besar nilai head

drop maka nilai 1>P semakin besar, namun disini terdapat penimpangan yang

diakibatkan oleh tekanan balik yang terjadi pada >D $0 sehingga air yang masuk

sedikit dan mengakibatkan nilai pengereman semakin rendah dan akhirnya membuat

1>P juga rendah.

'$

'$


32/39


2013/2014



>. -rafik

>ubungan

antara

Putaran dan

3>P pada

>ead Drop

1erbeda

'&

'&


33/39


2013/2014



>. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan 3>P pada >ead Drop 1erbeda

-rafik diatas menunjukkan hubungan antara putaran dan 3>P pada head

drop berbeda. Pada grafik hubungan putaran dan daya (3>P) pada head dro

berbeda, terlihat gambar grafik cenderung menurun. ika berdasar rumus 3>P#

Eariasi head dro pada aliran air di dalam turbin air mengakibatkan nilai

tekanan (P) dan kecepatan () pada tiap gambar grafik berbeda!beda. emakin tinggi

nilai head dromaka semakin tinggi pula nilai daya (3>P)!nya

Pada kecepatan putar & rpm, gambar grafik dengan nilai head dro $2

berada di posisi paling atas yaitu $78',$820 watt. Kemudian di posisi tengah

terdapat gambar grafik dengan nilai head dro sebesar $0 yaitu $27,997& watt.

-ambar grafik dengan nilai head drosebesar $8 berada di posisi dibawahnya yaitu

$'0&,'0&9' watt.

*erdapat penyimpangan pada >D $0 yang seharusnya berada diatas >D $2.

>al ini kemungkinan disebabkan karena banyaknya air yang masuk sedikit yang

diakibatkan karena adanya tekanan balik, sehingga berimbas pada nilai 3>P yang

cenderung lebih rendah daripada >D $2.

''

''


34/39


2013/2014



;. -rafik >ubungan antara Putaran dan +fisiensi pada >ead Drop 1erbeda

'

'


35/39


2013/2014



;. "nalisa -rafik >ubungan antara Putaran dan +fisiensi pada >ead Drop 1erbeda

Pada grafik hubungan putaran dan efisiensi pada head droberbeda terlihat

cenderung meningkat. emakin besar head drop maka seharusnya efisiensi dari

turbin akan menurun. Pada kecepatan putar &rpm gambar grafik dengan nilai

head drosebesar $2 berada di posisi paling atas yaitu 27,82972:. Diikuti grafik

dengan nilai head drop $8 yaitu 27,87'9:, lalu $0 yaitu 7:. Ketika kecepatan

putar turbin meningkat, maka efisiensi yang dihasilkan semakin meningkat pula. >al

disebabkan nilai output lebih besar dari nilai input. esuai dengan rumus #

Pada grafik dapat dilihat garis head drop di paling atas $2, $8, dan yang

paling rendah $0. >al ini bisa jadi disebabkan karena kemungkinan terjadinya

fluktuasi tekanan yang menyebabkan perubahan gaya 1>P dan 3>P nya berubah

secara tidak sebanding/tidak seimbang.

'7

'7


36/39


2013/2014



1. PENUTUP

1..1 !e"im)u%an

$. emakin besar putaran turbin maka nilai 1>P akan semakin besar karena torsi yang

dihasilkan juga semakin besar akibat adanya daya pengereman yang besar pula.

&. emakin besar putaran turbin maka nilai 3>P akan semakin menurun karena

kecepatan turbin mempengaruhi banyaknya air yang masuk dan akhirnya

mempengaruhi besarnya 3>P.

'. emakin besar putaran turbin maka efisiensi turbin juga akan meningkat karena

semakin besar putaran mengakibatkan nilai 1>P besar dan nilai 3>P kecil.

. emakin besar bukaan guide ane maka nilai 1>P akan semakin besar karena

banyaknya air yang masuk dipengaruhi oleh bukaan guide ane yang nantinya akan

mempengaruhi putaran dari turbin itu sendiri.

7. emakin besar bukaan guide ane maka nilai 3>P akan semakin besar. >al ini

dikarenakan pengaruh banyaknya air yang masuk.

9. emakin besar bukaan guide ane maka efisiensi turbin juga akan meningkat. >al ini

dikarenakan oleh semakin besar bukaan guide ane maka semakin besar nilai 1>P

yang dihasilkan.

8. emakin besar head drop maka nilai 1>P akan semakin besar. >al ini disebabkanoleh debit air yang masuk yang mempengaruhi putaran turbin sehingga

mempengaruhi beban torsi yang diterima.

2. emakin besar head drop maka nilai 3>P akan semakin besar. >al ini disebabkan

oleh semakin besar head drop maka semakin banyak debit yang masuk.

0. emakin besar head drop maka efisiensi turbin akan menurun. >al ini P dan 3>P juga semakin meningkat.

1..2 Saran

$. ebaiknya alat dirawat dan diketahui dengan pasti kondis terkini untuk mencegah

penyimpangan dan juga untuk pembahasan yang lebih akurat

'9

'9


37/39


2013/2014



LA-PIRAN

Da$a An$ar !e%om)o' (en#an aria"iHead DropBere(a )a(a

Guide VaneSama

Kelompok # 7

1ukaan $uide 1ane # 8

!ead &ro # $2

@o n IP B 6 * 1>P 3>P +ffisiensi

(rpm) (mm>g) (m'/jam) (@) (@m) (3att) (3att) (:)

$ & 2' '&.882 &9 9.2 $'0.82$ $78'.$820 27.82972

& $2 2 '$.0&82 &8.7 9.2& $&2.222 $7.8&0' 2'.$80'

' $9 0$ ''.722& '7 2.92 $7'.9$$ $98.7$$8 22.&'$&

$ 09 '.029$ '8.7 0.' $'9&.89 $90&.$7900 2.7''0

7 $& 07 '.'$29 '0 0.98& $&$.2' $92'.'&9 8&.$988

9 $ 07 '.'$29 0.0& $'2.&0' $92'.'&9 9$.92$&9

8 2 02 '.279$& & $.$9 28&.$99 $80.90&88 7$.$'7

2 9 02 '.279$& ' $.99 990.900 $80.90&88 '0.$88'

Kelompok # $


!ead &ro # $8



$ & 97 &2,'28&$ &' 7,8 $$0,'8 $'0&,'0&9' 27,87'9

& $2 97,8 &2,7'097 &7 9,& $$92,2 $'00,287 2',&'

' $9 87 ',0&87 &2 9,0 $$9&,220 $07,9909$ 88,87'9

$ 87,2 ',9707 &0 8,$0& $7',292 $7',9&7'7 8,227

7 $& 2& '$,22$ '& 8,0'9 009,89& $79',0$8 9',8'7&

9 $ 2' '&,882 '& 8,0'9 2',9'7 $78',$820 7&,80$88 2 27,2 '&,9$& '8 0,$89 892,''8 $700,8'8' 2,&207

2 9 27,2 '&,9$& 0,0& 9&&,089 $700,8'8' '2,0&'0

Kelompok # 0

'8

'8


38/39


2013/2014




!ead &ro # $0

@o n IP B 6 * 1>P 3>P +ffisiensi(rpm) (mm>g) (m'/jam) (@) (@m) (3att) (3att) (:)

$ & 8 ',&2280 $' ',&& 98,20$ $27,997& 7,&92

& $2 82 '$,099' $2 ,9 2$,$2 $7&7,&208 77,$'2&&

' $9 29 '&,97&$ && 7,79 0$',902 $9$,987 78,09

$ 22 '',&00$ &7 9,& 02,78 $9&,$$902 79,899$

7 $& 0 '','$ &8 9,909 2$,$2 $9'2,&'09 7$,''20

9 $ 08 ',9882' ' 8, 882,8& $8,082 7,82$7

8 2 0' '',077&0 '& 8,0'9 99,72 $997,78$0 '0,202&&

2 9 0' '',077&0 '' 2,$2 7$',077 $997,78$0 ',27282

Da$a An$ar !e%om)o' (en#an aria"i Guide VaneBere(a )a(a

Head DropSama

Kelompok # &


!ead &ro # $2



$ & 2 '$,0&82 &8,7 9,2& $&8,97' $7,8&0' 0&,&$

& $2 2' '&,882 ' 8, $$,909 $78',$820 20,299

' $9 29 '&,97&$ '&,7 2,9 $'0,82$ $9$,987 2,&88&

$ 0$ '',722& 0,0& $7',9$$ $98,7$$8 22,&'$&

7 $& 09 ',029$ '8,7 0,' $$92,2 $90&,$7900 90,&09

9 $ $ '7,&$ '8,7 0,' 08', $8&8,77 79,'9$00

8 2 $' '7,8'&7 &,7 $,7 22&,70 $87&,892' 7,'7$2

2 9 $ '7,08' &,7 $,7 99$,0$& $89$,&7&2 '8,72$22

Kelompok # 2

1ukaan $uide 1ane # $

'2

'2


39/39


2013/2014

!ead &ro # $2



$ & 0 ',$'8'9 & ,09 $'2,&0' $98,'872 9&,22

& $2 $7 '9,807$ &7 9,& $$92,2 $890,8$ 99,

' $9 $$ '9,0&279 &0 8,$0& $&,& $2$$,'727 99,0'$$

$ $$9 '8,0&&'' '$ 8,922 $$&9,72 $29,0'$ 9,79$8

7 $& $$0 '2,072 '$ 8,922 097,9$' $22',02098 7$,&7'9$

9 $ $&' '0,082 ' 2,'& 22&,70 $0$7,'0$99 9,898

8 2 $&7 '0,'9702 '7 2,92 8&9,27 $0',0$$9 '8,98'

2 9 $&2 '0,2'778 0,0& 9&&,089 $07',0'70 '$,22'$9

Kelompok # =aboratorium1ukaan $uide 1ane # 0

!ead &ro # $2



$ && 0$ '',722& &7 9,& $&8,97' $98,7$$8 29,97792

& & 0& '',88&&7 '$ 8,922 $90,'77 $979,7&297 08,$7&&

' $2 $ '7,08' '7 2,92 $9'7,'$& $89$,&7&2 0&,20'9

$9 $$7 '8,8727& $ $,$92 $8&,2$ $27&,77'' 0$,0$$9

7 $ $$2 '2,&827 & $,$9 $7&9,&0$ $289,787 2$,'79''9 $& $&' '0,082 $,0$& $'8,78 $0$7,'0$99 8$,77$

8 $ $& '0,&2& 7 $$,$9 $$92,2 $0&',$9&7 9,8'88

2 2 $&7 '0,'9702 9 $$,2 077,&' $0',0$$9 0,892

0 9 $&0 '0,0028 2 $$,0 88,78$& $09$,77&' '2,$$$&

laporan turbin revisi.doc

Documents