turbin oke

TURBIN PELTONTURBIN PELTON

ASISTEN :

AHMAD HAFIZ

PRAKTIKUM

1. M. ARIF PERDANA

2. HERNANDO R

3. RAHALIM

4. ANGGI SEPTRIYANI

5. ANDREAS JAYATRI

6. ADI CAHYADI

LABORATORIUM MOTOR BAKAR & OTOMOTIF

LABORATORIUM

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

LAPORAN AKHIR

PRAKTIKUM PRESTASI MESIN

TURBIN PELTON

Oleh :

KELOMPOK 12

Anggota kelompok

M. ARIF PERDANA ( 06171022 )

HERNANDO R ( 06 171 069)

RAHALIM ( 07171069 )

ANGGI SEPTRIYANI ( 07971005 )

ANDREAS JAYATRI ( 07971045 )

CAHYADI ( 0810912039 )


LABORATORIUM TEKNIK PENDINGIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG, 2012


UNIVERSITAS ANDALAS

i

DAFTAR ISI

LEMBAR ASISTENSI

DAFTAR ISI ................................................................................................ i

DAFTAR GAMBAR.................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ v

DAFTAR SIMBOL...................................................................................... vi

TURBIN PELTON

LEMBARAN ASISTENSI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1

2.2 Tujuan Percobaan .................................................................... 1

2.3 Manfaat ................................................................................... 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Umum............................................................................ 2

2.1.1 Pengertian Turbin .......................................................... 2

2.1.2 Komponen-komponen Turbin........................................ 3

2.1.3 Jenis Turbin Secara Umum............................................ 6

2.1.4 Jenis-jenis Turbin Angin................................................ 13

2.1.5 Klasifikasi Turbin Air.................................................... 16

2.1.6 Segitiga Kecepatan ........................................................ 27

2.1.7 Sistem Pembangkit Listrik............................................. 35

2.1.8 Kriteria Pemilihan Turbin.............................................. 36

2.1.9 Derah Penggunaan Turbin ............................................. 40

2.1.10 Fenomena Pada Turbin ................................................. 40

2.2 Teori Alat Ukur....................................................................... 46

BAB III METODOLOGI

3.1 Peralatan (Gambar Alat) .......................................................... 48

3.2 Alat Ukur ................................................................................ 48

3.3 Asumsi-Asumsi ....................................................................... 48

3.2 Prosedur Percobaan ................................................................. 49

ii

BAB IV PENGOLAHAN DATA

4.1 Data Percobaan........................................................................ 50

4.2 Contoh Perhitungan ................................................................. 51

4.3 Tabel Hasil Perhitungan........................................................... 53

4.4 Grafik Percobaan..................................................................... 55

4.5 Analisa dan Pembahasan ......................................................... 59

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................. 62

5.2 Saran ....................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

1. TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM

2. TABEL DATA

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Sederhana Turbin........................................................... 2

Gambar 2.2 Casing Turbin ........................................................................... 3

Gambar 2.3 Sudu Tetap Turbin..................................................................... 4

Gambar 2.4 Poros......................................................................................... 4

Gambar 2.5 Sudu Gerak Turbin.................................................................... 5

Gambar 2.6 Bantalan Radial......................................................................... 5

Gambar 2.7 Bantalan Aksial......................................................................... 6

Gambar 2.8 Turbin Uap................................................................................ 6

Gambar 2.9 Karakteristik Turbin Uap........................................................... 7

Gambar 2.10 Diagram T-S Turbin Uap......................................................... 7

Gambar 2.11 Turbin Gas .............................................................................. 8

Gambar 2.12 Karakteristik Turbin Gas ......................................................... 8

Gambar 2.13 Diagram T-S Turbin Gas ......................................................... 9

Gambar 2.14 Siklus Brayton......................................................................... 11

Gambar 2.15 Turbin Angin........................................................................... 12

Gambar 2.16 Karakteristik Turbin Angin...................................................... 15

Gambar 2.17 Turbin Angin Sumbu Horizontal ............................................. 15

Gambar 2.18 Turbin Angin Sumbu Vertikal ................................................. 16

Gambar 2.19 Turbin Air ............................................................................... 16

Gambar 2.20 Karakteristik Turbin Air .......................................................... 17

Gambar 2.21 Turbin Pelton .......................................................................... 18

Gambar 2.22 Pengaturan Nozel Pada Turbin Pelton...................................... 19

Gambar 2.23 Nozel Dan Sudu Jalan ............................................................. 20

Gambar 2.24 Turbin Pelton Dengan Head Tinggi ......................................... 20

Gambar 2.25 Harga Standar Untuk Perencanaan Turbin Pelton .................... 21

Gambar 2.26 Sudu Turbin Turgo Dan Nozel ................................................ 22

Gambar 2.27 Turbin Crossflow .................................................................... 22

Gambar 2.28 Runner Turbin Crossflow ........................................................ 23

Gambar 2.29 Turbin Screw........................................................................... 23

Gambar 2.30 Turbin Francis......................................................................... 24

iv

Gambar 2.31 Turbin Kaplan ......................................................................... 25

Gambar 2.32 Berbagai Macam Tipe Turbin Kaplan...................................... 26

Gambar 2.33 Turbin Propeller ...................................................................... 27

Gambar 2.34 Segitiga Kecepatan Pada Turbin Impuls .................................. 28

Gambar 2.35 Tekanan Dan Kecepatan Fluida Masuk Dan Keluar Sudu........ 29

Gambar 2.36 Gaya (F) Yang Bekerja Pada Turbin........................................ 30

Gambar 2.37 Segitiga Gaya.......................................................................... 31

Gambar 2.38 Diagram Kecepatan Fluida Masuk Dan Keluar Sudu ............... 33

Gambar 2.39 Segitiga Kecepatan Turbin Francis .......................................... 34

Gambar 2.40 Skema Instalasi Turbin Air Secara Umum............................... 37

Gambar 2.41 Pembangkit Listrik Microhydro............................................... 38

Gambar 2.42 Diagram Aplikasi Berbagai Jenis Turbin Air (Head Vs Debit). 40

Gambar 2.43 Pemilihan Turbin..................................................................... 41

Gambar 2.44 Kavitasi Pada Sudu Turbin ...................................................... 42

Gambar 2.45 Grafik Laju Kavitasi Terhadap Putaran Spesifik ...................... 43

Gambar 2.46 Skema Turbin Reaksi Untuk Analisis Kavitasi .............................. 44

Gambar 2.47 Kecepatan Liar ........................................................................ 45

Gambar 2.48 Governor Pada Instalasi Turbin ............................................... 45

Gambar 2.49 Water Hammer Dalam Pipa..................................................... 46

Gambar 2.50 Tachometer Digital.................................................................. 47

Gambar 2.51 Rem Torsi ............................................................................... 47

Gambar 2.52 Alat Ukur Head Meter............................................................. 48

Gambar 2.51 Stopwatch Digital.................................................................... 48

v

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tipe Turbin Kaplan ........................................................................ 25

Tabel 2.2 Jenis turbin air dan range headnya .................................................. 37

Tabel 2.3 Jenis roda turbin air dan kecepatan spesifiknya ............................... 38

Tabel 2.4 Kecepatan liar turbin....................................................................... 43

vi

DAFTAR SIMBOL

Simbol Arti Satuan

n Kecepatan putaran rpm

m Massa kg

V Volume liter

t Waktu s

T Temperatur 0C

F Gaya N

T Torsi N.m

Ne Daya poros efektif kW

Pe Tekanan efektif rata-rata cm3

H Head m

ρ Massa Jenis kg/m3

g Percepatan Gravitasi m/s2

ηt Efisiensi Turbin

ηj Efisiensi Volumetric

ω Kecepatan sudut rad/s

Turbin PeltonKelompok XII

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari

saat ini masih menggunakan bahan bakar yang tidak dapat diperbarui. Maka dari

itu sekarang dikembangkan beberapa alternatif untuk mengurangi penggunaan

Sumber daya alam yang tidak d

merupakan salah satu mesin yang mengubah energi kinetik dan potensial dari ar

menjadi energi mekanis yang digunakan untuk memutar generator sehingga

menghasilkan listrik.

Dalam pengujian terhadap turbin pelton

berhubungan dengan daya, efisiensi dan kerja, yang dipengaruhi oleh pengaturan

terhadap bukaan yang dipakai. Setelah didapatkan data

maka dilakukanlah pengolahan data yang kemudian di plot kedalam b

Disini akan terlihat perbandingan antara data pengujian terhadap data secara

teoritis atau berdasarkan dari literatur yang ada.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui secara umum turbin dan jenis

2. Memahami karakteristik dan prestasi dari turbin Pelton

1.3 Manfaat

Adapun manfaat yang didapat dari pegujian ini adalah agar praktikan lebih

mengetahui tentang prinsip kerja , prestasi serta karakteristik dari turbin pelton

dan turbin francis. Disamping itu juga praktikan juga dapat mengetahui tentang

jenis-jenis dari turbin air yang lain dengan berdasarkan pada klasifikasi tertentu.

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita memerlukan listrik, listrik yang ada pada



daya alam yang tidak dapat diperbarui salah satunya Turbin. Turbin



Dalam pengujian terhadap turbin pelton ini akan diperoleh data


terhadap bukaan yang dipakai. Setelah didapatkan data-data melalui pengujian

maka dilakukanlah pengolahan data yang kemudian di plot kedalam bentuk grafik.


teoritis atau berdasarkan dari literatur yang ada.

Mengetahui secara umum turbin dan jenis-jenisnya.

Memahami karakteristik dan prestasi dari turbin Pelton.




dari turbin air yang lain dengan berdasarkan pada klasifikasi tertentu.

hari kita memerlukan listrik, listrik yang ada pada



apat diperbarui salah satunya Turbin. Turbin



ini akan diperoleh data-data yang


data melalui pengujian

entuk grafik.





dari turbin air yang lain dengan berdasarkan pada klasifikasi tertentu.


2.1 Pengertian Turbin

Turbomesin atau mesin turbo merupakan piranti yang memberikan tenaga

kepada atau yang mengambil tenaga dari suatu zat alir. Apabila mesin tersebut

menambahkan sejumlah tenaga kepada suatu zat alir,

mesin tersebut mengambil tenaga d

merupakan mesin turbo yang

kinetik) menjadi energi mekanik

skema sederhana dari turbin dapat dilihat pada

Gambar

( Sumber

Pada turbin energi fluida kerja dimanfaatkan secara langsung untuk

memutar roda turbin. Fluida kerja turbin dapat berupa gas, uap dan air. Bagian

turbin yang berputar dinamakan rotor atau roda turbin, sedangkan bagian yang

tidak bergerak/ berputar dinamak

di dalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang menggerakkan

atau memutar bebannya.

proses penurunan tekanan dan mengalir secara kontinu.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Turbin



menambahkan sejumlah tenaga kepada suatu zat alir, contohnya pompa,

mesin tersebut mengambil tenaga dari zat alir contohnya turbin. Jadi

merupakan mesin turbo yang berfungsi mengubah energi potensial fluida (energi

kinetik) menjadi energi mekanik untuk menghasilkan kerja berupa putaran poros

skema sederhana dari turbin dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Skema Sederhana Turbin

Sumber : http://pusatmanajemenbencana.blogspot.com/




tidak bergerak/ berputar dinamakan stator atau rumah turbin. Roda turbin terletak


atau memutar bebannya. Di dalam fluida kerja mengalami proses ekspansi, yaitu

proses penurunan tekanan dan mengalir secara kontinu.



pompa, apabila

Jadi Turbin

berfungsi mengubah energi potensial fluida (energi

berupa putaran poros,

http://pusatmanajemenbencana.blogspot.com/ )




an stator atau rumah turbin. Roda turbin terletak


Di dalam fluida kerja mengalami proses ekspansi, yaitu


2.2 Komponen-komponen Turbin

2.2.1 Stator

Stator turbin terdiri dari dua bagian, yaitu

blade). Namun untuk tempat kedudukan sudu

diapragma.

1. Casing

Casing atau shell

tabung dimana rotor ditempatkan.

mengelilingi poros turbin disebut

bantalan yang berfungsi untuk menyangga rotor.

Pada casing dapat dilihat pada

dipasang melingkar dan berjajar terdiri dari beberapa baris yang merupakan

pasangan dari sudu gerak pada rotor.

(Sumber : http://hamidzanker

2. Sudu Tetap (fixed blade

Sudu merupakan bagian dari turbin dimana konversi energi terjadi. Sudu

terdiri dari bagian akar sudu, badan sudu dan ujung sudu. Sudu kemudian

dirangkai sehingga membentuk satu lingkaran penuh.

Sudu-sudu tetap

dudukan berbentuk piringan yang disebut diapragma. Pemasangan sudu

tetap ini pada diapragma menggunakan akar berbentuk T sehingga memberi posisi

yang kokoh pada sudu.

komponen Turbin

Stator turbin terdiri dari dua bagian, yaitu casing dan sudu diam (

). Namun untuk tempat kedudukan sudu-sudu diam yang pendek dipasang

shell adalah suatu wadah berbentuk menyerupai sebuah

tabung dimana rotor ditempatkan. Pada ujung casing terdapat ruang besar

mengelilingi poros turbin disebut exhaust hood, dan diluar casing

bantalan yang berfungsi untuk menyangga rotor.

apat dilihat pada Gambar 2.2 terdapat sudu-sudu diam yang


pasangan dari sudu gerak pada rotor.

Gambar 2.2 Casing Turbin

http://hamidzanker-x.blogspot.com/2010/04/konstruksi-turbin.html

fixed blade)


ian akar sudu, badan sudu dan ujung sudu. Sudu kemudian

dirangkai sehingga membentuk satu lingkaran penuh.

sudu tetap dapat dilihat pada Gambar 2.3 dipasang melingkar pada

dudukan berbentuk piringan yang disebut diapragma. Pemasangan sudu

ini pada diapragma menggunakan akar berbentuk T sehingga memberi posisi

dan sudu diam (fixed

sudu diam yang pendek dipasang

adalah suatu wadah berbentuk menyerupai sebuah

Pada ujung casing terdapat ruang besar

casing dipasang

sudu diam yang


turbin.html )


ian akar sudu, badan sudu dan ujung sudu. Sudu kemudian

dipasang melingkar pada

dudukan berbentuk piringan yang disebut diapragma. Pemasangan sudu-sudu

ini pada diapragma menggunakan akar berbentuk T sehingga memberi posisi


Diapragma terdiri dari dua bagian (atas dan bawah) dan dipasang pada

alur-alur yang ada didalam casing.

membentuk suatu lingkaran penuh dan ditempatkan langsung didepan setiap baris

dari sudu-sudu gerak.


2.2.2 Rotor

Rotor adalah bagian yang berutar terdiri dari poros dan sudu

yang terpasang mengelilingi rotor. Jumlah baris sudu gerak pada rotor sama

dengan jumlah baris sudu diam pada casing. Pasangan antara sudu diam dan sudu

gerak disebut tingkat (stage

1. Poros

Poros dapat berupa silinder panjang yang

(hollow). Pada umumnya poros turbin sekarang terdiri dari silinder panjang yang

solid. Pada kebanyakan turbin, didekat ujung poros sisi tekanan tinggi

collar untuk keperluan bantalan aksial (

Sepanjang poros dibuat alur

untuk tempat dudukan, sudu

Gambar 2.4.



alur yang ada didalam casing. Setiap baris dari rangkaian sudu-sudu tetap ini

k suatu lingkaran penuh dan ditempatkan langsung didepan setiap baris

Gambar 2.3 Sudu Tetap Turbin


Rotor adalah bagian yang berutar terdiri dari poros dan sudu-sudu gerak



stage).

Poros dapat berupa silinder panjang yang solid (pejal) atau berongga

). Pada umumnya poros turbin sekarang terdiri dari silinder panjang yang

solid. Pada kebanyakan turbin, didekat ujung poros sisi tekanan tinggi

collar untuk keperluan bantalan aksial (thrust bearing).

Sepanjang poros dibuat alur-alur melingkar yang biasa disebut akar (

untuk tempat dudukan, sudu-sudu gerak (moving blade),dapat dilihat pada

Gambar 2.4 Poros



sudu tetap ini

k suatu lingkaran penuh dan ditempatkan langsung didepan setiap baris

turbin.html )

sudu gerak



(pejal) atau berongga

). Pada umumnya poros turbin sekarang terdiri dari silinder panjang yang

solid. Pada kebanyakan turbin, didekat ujung poros sisi tekanan tinggi dibuat

alur melingkar yang biasa disebut akar (root)

,dapat dilihat pada

turbin.html )


2. Sudu Gerak (Moving Blades

Adalah sudu-sudu yang dipasang di sekeliling rotor membentuk suatu

piringan. Dalam suatu rotor turbin terdiri dari beberapa baris piringan dengan

diameter yang berbeda

banyaknya tingkat,sudu gerak dapat dilihat pada


2.2.3 Bantalan (Bearing

Bantalan berfungsi sebagai penyangga rotor sehingga membuat rotor dapat

stabil/lurus pada posisinya didalam

dan bebas. Adanya bantalan yang menyangga turbin selain bermanfaat untuk

menjaga rotor turbin tetap pada posisinya juga menimbulkan kerugian mekanik

karena gesekan. Sebagai bagian yang berputar, r

untuk bergerak baik dalam arah radial maupun dalam arah aksial. Karena itu rotor

harus ditumpu secara baik agar tidak terjadi pergeseran radial maupun aksial yang

berlebihan. Komponen yang dipakai untuk keperluan ini disebut ban

(bearing).

1. Bantalan radial

Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu

dilihat pada Gambar


Moving Blades)

sudu yang dipasang di sekeliling rotor membentuk suatu

suatu rotor turbin terdiri dari beberapa baris piringan dengan

diameter yang berbeda-beda, banyaknya baris sudu gerak biasanya disebut

,sudu gerak dapat dilihat pada Gambar 2.5 .

Gambar 2.5 Sudu Gerak Turbin


Bearing)


sisinya didalam casing dan rotor dapat berputar dengan aman



karena gesekan. Sebagai bagian yang berputar, rotor memiliki kecenderungan



berlebihan. Komponen yang dipakai untuk keperluan ini disebut ban

Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu

Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Bantalan Radial


sudu yang dipasang di sekeliling rotor membentuk suatu

suatu rotor turbin terdiri dari beberapa baris piringan dengan

beda, banyaknya baris sudu gerak biasanya disebut

turbin.html )


dan rotor dapat berputar dengan aman



otor memiliki kecenderungan



berlebihan. Komponen yang dipakai untuk keperluan ini disebut bantalan

Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu dapat

turbin.html )


2. Bantalan aksial

Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu

2.7.


2.3 Jenis Turbin Secara Umum

2.3.1 Turbin Uap

Turbin uap adalah suatu alat yang memanfaatkan uap sebagai fluida untuk

memutar turbin dengan pembakaran eksternal. Didalam turbin uap pengubahan

tenaga di dasarkan atas kecepatan uap

2.8.


Secara sederhana prinsip kerja turbin uap yaitu: mula

diekspansikan di dalam pipa pemancar, yaitu dengan jalan merubah tekanan uap

yang tinggi menjadi kecepatan

digunakan untuk mendorong sudu jalan. Akibatnya turbin uap akan berputar dan

putaran ini diteruskan ke poros turbin

pada Gambar 2.9 sedangakan diagram T

Gambar 2.10

Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros dapat dilihat pada

Gambar 2.7 Bantalan Aksial


Jenis Turbin Secara Umum

adalah suatu alat yang memanfaatkan uap sebagai fluida untuk


tenaga di dasarkan atas kecepatan uap, jenis turbin uap dapat dilihat pada

Gambar 2.8 Turbin Uap


Secara sederhana prinsip kerja turbin uap yaitu: mula-


yang tinggi menjadi kecepatan uap yang sangat cepat. Dengan kecepatan uap ini,


putaran ini diteruskan ke poros turbin, karakterisitik dari turbin uap dapat dilihat

2.9 sedangakan diagram T-S dari turbin uapa dapat dilihat pada

dapat dilihat pada Gambar

turbin.html )

adalah suatu alat yang memanfaatkan uap sebagai fluida untuk


, jenis turbin uap dapat dilihat pada Gambar

turbin.html )

-mula uap


uap yang sangat cepat. Dengan kecepatan uap ini,


, karakterisitik dari turbin uap dapat dilihat

turbin uapa dapat dilihat pada


Gambar

(Sumber:Dr.-Ing. Uyung Gatot S Dinata. B

Gambar

(Sumber:Dr.-Ing. Uyung Gatot S Dinata. Bahan ajar Termodinamika)

2.3.2 Turbin Gas

Turbin gas adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk

memutar turbin dengan pembakaran internal. Didalam turbin gas energi kinetik

dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar

roda turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana

terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas

turbin gas dapat dilihat pada

Gambar 2.9 Karakteristik Turbin Uap

Ing. Uyung Gatot S Dinata. Bahan ajar Termodinamika)

Gambar 2.10 Diagram T-S Turbin Uap


adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk



menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana

terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas

turbin gas dapat dilihat pada Gambar 2.11.

ahan ajar Termodinamika)


adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk



menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana

terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas, Gambar


(Sumber : http://gautamakarisma.wordpress.com/2010/05/28/prepare

Dia memiliki kompresor

bawah, dan sebuah bilik pembakaran di

gas di pembakar, di mana

Pembakaran meningkatkan

diarahkan melalui sebuah penyebar (

turbin dan mentenagai kompresor. Energi diambil dari bentuk tenaga shaft, udara

terkompresi dan dorongan, dalam segala kombinasi, dan digunakan untuk

mentenagai pesawat terbang

karakteristik dari turbin gas dapat dilihat pada

Gambar


Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas (

Udara masuk kedalam kompresor

Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut,

Gambar 2.11 Turbin Gas

http://gautamakarisma.wordpress.com/2010/05/28/prepare-for-kp

kamojang/

ompresor naik ke-atas dipasangkan dengan turbin

ilik pembakaran di-tengahnya. Energi ditambahkan di arus

, di mana udara dicampur dengan bahan bakar dan dinyalakan

Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas. Kemudian

diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui baling-baling turbin, memutar



pesawat terbang, kereta, kapal, generator, dan bahkan

karakteristik dari turbin gas dapat dilihat pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Karakteristik Turbin Gas


Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas (Gas-Turbine Engine)

Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (


kp-pltp-

turbin turun ke-

ditambahkan di arus

dinyalakan.

dari aliran gas. Kemudian

baling turbin, memutar



, dan bahkan tank,


melalui saluran masuk udara (inlet).



sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara bertekanan ini masuk

kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakar

cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Proses pembakaran

tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan

ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut

dialirkan ke turbin gas

aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut

digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya

seperti generator listrik, dll.

keluar melalui saluran buang (

pada Gambar 2.13

Gambar


Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai

berikut:

1. Pemampatan (compression

2. Pembakaran (combustion

bakar dengan udara kemudian di bakar.

3. Pemuaian (expansion

luar melalui nozel (

4. Pembuangan gas (

saluran pembuangan.


kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakar




dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan

sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut


seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang

keluar melalui saluran buang (exhaust). Diagram T-S turbin gas dapat dilihat

Gambar 2.13 Diagram T-S Turbin Gas


yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai

compression) udara di hisap dan dimampatkan

combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang

bakar dengan udara kemudian di bakar.

expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke

luar melalui nozel (nozzle).

Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat

saluran pembuangan.


kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan




melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan

sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut


turbin ini gas tersebut akan dibuang

S turbin gas dapat dilihat


yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai

) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang

pembakaran memuai dan mengalir ke

) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat


Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi

kerugiankerugian yang dapat menyebabka

turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri.

Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.

Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:

Adanya gesekan flui

(pressure losses) di ruang bakar.

Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan

terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

Berubahnya nilai

temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.

Adanya

mechanical loss

2.3.3 Turbin Angin

Turbin angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan

tenaga listrik. Kini turbin angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi

kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan

menggunakan Sumber

angin dapat dilihat pada

(Sumber


kerugiankerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh


kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.

sebab terjadinya kerugian antara lain:

Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan

) di ruang bakar.


terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan

temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.

adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan



daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin.

angin dapat dilihat pada Gambar 2.14

Gambar 2.14 Turbin Angin

Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin )


n turunnya daya yang dihasilkan oleh


kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.

da yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan


dinya perubahan

adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan



aharui yaitu angin. Turbin


Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah tur

diameter kipas r adalah :

dimana ρ adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan

angin pada waktu tertentu. umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah

turbin angin hanya sebesar 20%

0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cuku peksak.

Prinsip dasar kerja dari

angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk

memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik. Sebenarnya

prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam

dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu

1. Gearbox : Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir

menjadi putaran tinggi. Biasanya

2. BrakeSystem : Digunakan un

agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu

dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya.

Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal p

pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin diluar diguaan akan

menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika

tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari

kerusakan akibat putar

kawat pada generator putus, karena tidak dapat menahan arus yang cukup

besar.

3. Generator Ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem

turbin angin. Generator ini dapat mengubah ener

listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan

elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator)

poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen.

Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah

kumparan-kumparan kawat yang membentuk

mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya

Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengan

:

adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan v adalah kecepatan


turbin angin hanya sebesar 20%-30%. Jadi rumus diatas dapat dikalikan dengan

0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cuku peksak.

Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari



prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam sub-sistem yang

dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu :

: Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir

menjadi putaran tinggi. Biasanya Gearbox yang digunakan sekitar 1:60.

: Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah



Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja




kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat, rotor breakdown



turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi




disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah

kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator


bin angin dengan

adalah kecepatan


30%. Jadi rumus diatas dapat dikalikan dengan

turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari



sistem yang

: Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir

yang digunakan sekitar 1:60.

tuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox



ada saat bekerja




breakdown,



gi gerak menjadi energi




disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah

. Ketika poros generator



karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan

tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui

kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan

dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(

current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.

4. Penyimpan energi

Karena keterbatasan ketersediaan akan ene

angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh

karena itu digunakan alat

energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat

atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan

permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh kare

menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya

pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada

masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan

menggunakan alat penyimpan energi

referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki mobil

memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Aki 12 volt, 65 Ah

dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.

pada daya 780 watt.

Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya

DC(Direct Current

generator dihasilkan catu daya AC(

diperlukan rectifier

inverter akan dijelaskan berikut.

5. Rectifier-inverter

Rectifier berarti penyearah.

sinusodal (AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC.

Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi

(aki/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh aki akan berbentuk gelombang

DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya

AC , maka diperlukan inverter untuk mengubah gelombang DC yang

karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik



dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating

) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.

Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari


karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back



permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu




menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan



dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.

pada daya 780 watt.


Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari

generator dihasilkan catu daya AC(Alternating Current). Oleh karena itu

er-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini.

akan dijelaskan berikut.

berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang




ebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya


tegangan dan arus listrik



alternating

rgi angin (tidak sepanjang hari


penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up



na itu kita perlu




. Contoh sederhana yang dapat dijadikan



dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.5 jam


charge/mengisi energi, sedangkan dari

). Oleh karena itu

untuk mengakomodasi keperluan ini. Rectifier-

dapat menyearahkan gelombang




ebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya



dikeluarkan oleh aki menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh

rumah tangga. Karakteristik dari turbin angin dapat dilihat pada

Gambar


Jenis-jenis Turbin Angin

1. Turbin Angin Sumbu Horizontal

Turbin jenis ini, memiliki poros/ sumbu rotor utama yang disusun

horizontal. Dapat dilihat pada

Gambar

(Sumber


Karakteristik dari turbin angin dapat dilihat pada Gamb

Gambar 2.15 Karakteristik Turbin Angin


jenis Turbin Angin

Turbin Angin Sumbu Horizontal


Dapat dilihat pada Gambar 2.16

Gambar 2.16 Turbin Angin Sumbu Horizontal



Gambar 2.15




2. Turbin Angin Sumbu Vertikal

Turbin jenis ini, memiliki poros/ sumbu

lurus (vertikal). Gambar

Gambar

(Sumber

2.3.4 Turbin Air

Turbin air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan secara luas untuk

tenaga industri untuk jaringan listrik. Sekarang lebih umum dipakai untuk

generator listrik. Turbin air aliran kedalam mempunyai susunan mekanis yang

lebih baik dan semua turbin reaksi mo

massa air berputar hingga putaran yang semakin cepat, air berusaha menambah

kecepatan untuk membangkitkan energi. Energi tadi dibangkitkan pada sudu

dengan memanfaatkan berat jatuh air dan pusarannya. Tekanan air berkur

sampai nol sampai air keluar melalui sirip turbin dan memberikan energi.

Karakteristik dari turbin air dapat dilihat pada

Turbin Angin Sumbu Vertikal

Turbin jenis ini, memiliki poros/ sumbu rotor utama yang disusun tegak

Gambar dapat dilihat pada Gambar 2.17

Gambar 2.17 Turbin Angin Sumbu Vertikal





lebih baik dan semua turbin reaksi modern menggunakan desain ini. Putaran



dengan memanfaatkan berat jatuh air dan pusarannya. Tekanan air berkur


Karakteristik dari turbin air dapat dilihat pada Gambar 2.18

rotor utama yang disusun tegak




dern menggunakan desain ini. Putaran



dengan memanfaatkan berat jatuh air dan pusarannya. Tekanan air berkurang



( Sumber :

Pada umumnya semua turbin air hingga akhir abad 19 (termasuk kincir

air) merupakan mesin reaksi; tekanan air yang berperan pada mesin dan

menghasilkan kerja. Sebuah turbin reaksi membutuhkan air yang penuh dalam

proses transfer energi.

pengarah, menghasilkan daya pada sirip. Selama sudu berputar, gaya bekerja

melalui suatu jarak, sehingga menghasilkan kerja. Dalam proses ini, energi

ditransfer dari aliran air ke turbin. Turbi

yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Kepresisian bentuk turbin air, apapun

desainnya, semua digerakkan oleh suplai tekanan air.

dapat dilihat pada Gambar

Gambar


Gambar 2.18 Turbin Air

http://www.lightmypump.com/micro-hydro.htm )




energi. Aliran air diarahkan langsung menuju sudu-sudu melalui



ditransfer dari aliran air ke turbin. Turbin air dibedakan menjadi dua kelompok,


desainnya, semua digerakkan oleh suplai tekanan air. Karakteristik turbin air

Gambar 2.19

Gambar 2.19 Karakteristik Turbin Air





sudu melalui



n air dibedakan menjadi dua kelompok,


Karakteristik turbin air



Klasifikasi Turbin Air

Ada banyak jenis dari turbin, namun berdasarkan penurunan tekanan dapat

dibagi atas :

1. Turbin Impuls

Turbin impuls merubah aliran semburan air. Semburan turbin membentuk

sudut yang membuat aliran turbin. Hasil perubahan momentum (impuls)

disebabkan tekanan pada sudu turbin. Sejak turbin berputar, gaya berputar melalui

kerja dan mengalihkan aliran air deng

sudu turbin, tekanan air (energi potensial) dikonversi menjadi energi kinetik oleh

sebuah nosel dan difokuskan pada turbin. Tidak ada tekanan yang dirubah pada

sudu turbin, dan turbin tidak memerlukan rumahan untuk op

kedua Newton mengGambar

impuls paling sering digunakan pada aplikasi turbin tekanan sangat.

jenis ini, proses ekspansi (penurunan tekanan) fluida terjadi pada sudu

turbin. Contohnya : Turbin Pelton, Turgo,

a. Turbin Pelton

Turbin Pelton disebut juga turbin impuls atau turbin tekanan rata atau

turbin pancaran bebas karena tekanan air keluar nosel sama dengan tekanan

atmosfer. Dalam instalasi turbin ini sem

menjadi kecepatan keluar nosel.

bentuk energi kinetik. Ketika melewati roda turbin, energi kinetik tadi

dikonversikan menjadi kerja poros dan sebagian kecil energi ada yang

dan ada yang digunakan untuk melawan gesekan dengan permukaan sudu turbin.

Conto dari turbin pelton dapat dilihat pada





kerja dan mengalihkan aliran air dengan mengurangi energi. Sebelum mengenai



sudu turbin, dan turbin tidak memerlukan rumahan untuk operasinya. Hukum

Gambarkan transfer energi untuk turbin impuls. Turbin

impuls paling sering digunakan pada aplikasi turbin tekanan sangat. Pada turbin

jenis ini, proses ekspansi (penurunan tekanan) fluida terjadi pada sudu-

Contohnya : Turbin Pelton, Turgo, Crossflow dan Screw.



atmosfer. Dalam instalasi turbin ini semua energi (geodetik dan tekanan) dirubah

menjadi kecepatan keluar nosel. Energi yang masuk kedalam roda jalan dalam


dikonversikan menjadi kerja poros dan sebagian kecil energi ada yang


Conto dari turbin pelton dapat dilihat pada Gambar 2.20





Sebelum mengenai



erasinya. Hukum

kan transfer energi untuk turbin impuls. Turbin

Pada turbin

-sudu tetap



ua energi (geodetik dan tekanan) dirubah

Energi yang masuk kedalam roda jalan dalam


dikonversikan menjadi kerja poros dan sebagian kecil energi ada yang terlepas



( Sumber :

Semua energi tinggi dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah

menjadi energi kecepatan. Pancaran air tersebut yang akan menjadi gaya

tangensial F yang bekerja pada sudu roda jalan.

adalah sebagai berikut ;

C

Ukuran-ukuran utama turbin pelton adalah diameter lingkar sudu yang kena

pancaran air, disingkat diameter lingkaran pancar dan diameter pancaran air.

Pengaturan nosel akan menentukan kecepatan dari turbin. Untuk turbin

yang bekerja pada kecepatan ti

jumlah nosel dengan keceptan sepesifik adalah sebagai berikut.

turbin pelton dapat dilihat pada

Dimana nqT

= kecepatan spesifik pada z nosel (rpm)

z = jumlah nosel terpasang

Gambar 2.20 Turbin Pelton




yang bekerja pada sudu roda jalan. Kecepatan pancaran air dari nosel

adalah sebagai berikut ;

1 = 2 g HC

ukuran utama turbin pelton adalah diameter lingkar sudu yang kena


Pengaturan nosel akan menentukan kecepatan dari turbin. Untuk turbin

yang bekerja pada kecepatan tinggi jumlah nosel diperbanyak Hubungan antara

jumlah nosel dengan keceptan sepesifik adalah sebagai berikut. Pengaturan dari

turbin pelton dapat dilihat pada Gambar 2.21

qtn =

Zqn

= kecepatan spesifik pada z nosel (rpm)

z = jumlah nosel terpasang



Kecepatan pancaran air dari nosel

ukuran utama turbin pelton adalah diameter lingkar sudu yang kena


Pengaturan nosel akan menentukan kecepatan dari turbin. Untuk turbin-turbin

nggi jumlah nosel diperbanyak Hubungan antara

Pengaturan dari


Gambar

( Sumber :

Turbin Pelton biasanya berukuran besar. Hal ini dapat dimaklumi karena

turbin tersebut dioperasikan pada tekanan tinggi dan perubahan momentum yang

diterima oleh sudu-sudu turbin sangat besar, sehingga dengan sendirinya struktur

turbin harus kuat. Pada turbin Pelton, semua energi tinggi temapta dan tekanan

ketika masuk ke sudu jalan turbin telah diubah menjadi enrgi kecepatan.

Turbin Pelton terdiri dari dua bagian utama yaitu nosel dan roda jalan

(runner). Nosel mempunyai bebera

sudu turbin, mengubah tekanan menjadi energi kinetik dan mengatur kapasitas

kecepatan air yang masuk turbin.

pada Gambar 2.22,

( Sumber :

Jarum Nosel

Gambar 2.21 Pengaturan Nozel Pada Turbin Pelton




sudu turbin sangat besar, sehingga dengan sendirinya struktur




). Nosel mempunyai beberapa fungsi, yakni mengarahkan pancaran air ke


kecepatan air yang masuk turbin. Gambar dari bagian turbin Pelton dapat diamati

Gambar 2.22 Nosel Dan Sudu Jalan


Sudu jalanJarum Nosel



sudu turbin sangat besar, sehingga dengan sendirinya struktur




pa fungsi, yakni mengarahkan pancaran air ke


dari bagian turbin Pelton dapat diamati


Jarum yang terdapat pada nosel berguna untuk mengatur kapasitas air dan

mengarahkan konsentrasi air yang terp

sangat menentukan tingakt konsentrasi dari air, semakin panjang jarum nosel

maka air akan emakin terkonsentrasi untuk memancarkan ke sudu jalan turbin.

Untuk turbin Pelton dengan daya kecil, debit bisa diatur hanya

menggeser kedudukan jarum sudu. Untuk instalasi dengan daya yang lebih besar,

harus menggunakan dua atau lebih sistem pengaturan nosel. Hal ini dimaksdukan

untuk menghindari terjadinya tekanan tumbukan yang besar dalam pipa pesat

yang timbul akibat penumpukan nosel secara tiba

berkurang secara tiba-tiba pula.

pada Gambar 2.23

Gambar

( Sumber :

Jumlah nosel tergantung pada bilangan spesifik n

dirumuskan sebagai berikut :

nq75,0

5,0

H

Qn

dimana : n = putaran

Q = debit aliran (m

H = besar head total (m)


mengarahkan konsentrasi air yang terpancar dari mulut nosel. Panjang jarum



Untuk turbin Pelton dengan daya kecil, debit bisa diatur hanya




penumpukan nosel secara tiba-tiba saat beban dari turbin

tiba pula. Turbin pelton dengan Head tinggi dapat dilihat

Gambar 2.23 Turbin Pelton Dengan Head Tinggi


Jumlah nosel tergantung pada bilangan spesifik nq dari turbin Pelton, dapat

dirumuskan sebagai berikut :

dimana : n = putaran poros turbin (rpm)

Q = debit aliran (m3/s)

H = besar head total (m)


Panjang jarum



Untuk turbin Pelton dengan daya kecil, debit bisa diatur hanya dengan




tiba saat beban dari turbin

Turbin pelton dengan Head tinggi dapat dilihat

dari turbin Pelton, dapat


Gambar 2.24

( Sumber :

Roda jalan pada turbin berbentuk pelek (

disekelilingnya. Pelek ini dihubungkan dengan poros dan seterusnya akan

menggerakan generator. Sudu turbin Pelton berbentuk elipsoida atau disebut juga

dengan bucket dan ditengahnya mempun

dibuat sedemikian rupa dimaksdukan agar putaran air dapat membalik dengan

baik dan membebaskan sudu dari gaya samping.

b. Turbin Turgo

Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300 m. Seperti turbin

pelton turbin turgo merupakan turbin impuls, tetapi sudunya berbeda. Pancaran air

dari nozel membentur sudu pada sudut 20

besar dari turbin Pelton. A

ke generator sehingga menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkan biaya

perawatan.

2.24 Harga Standar Untuk Perencanaan Turbin Pelton


Roda jalan pada turbin berbentuk pelek (rim) dengan sejumlah sudu



dan ditengahnya mempunyai pemisah air (splitter). Bentuk sudu


baik dan membebaskan sudu dari gaya samping.



dari nozel membentur sudu pada sudut 20 o. Kecepatan putar turbin turgo lebih

besar dari turbin Pelton. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung dari turbin


) dengan sejumlah sudu



). Bentuk sudu




. Kecepatan putar turbin turgo lebih

kibatnya dimungkinkan transmisi langsung dari turbin



(Sumber

c. Turbin Crossflow

Salah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin

Michell-Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga disebut Turbin

Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin

Turbin crossflow dapat dioperasikan pada debit 20 liter/sec hingga 10 m

head antara 1 s/d 200 m.

Turbin aliran pemasukan air ke sudu turbin secara radial. Air dialirkan

melewati sudu-sudu jalan yang membentuk silinder, pertama

masuk ke dalam silinder sudu

kerjanya roda jalan turbin ini adalah seperti turbin pelton yaitu hanay sebagian

sudu-sudu saja bekerja mebalikkan aliran air.

(Sumber : http://anakranto.wordpress.com/2010/07/21/pembangkit

Turbin Crossflow menggunakan nozel persegi panjang yang lebarnya sesuai

dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga

Gambar 2.25 Sudu Turbin Turgo

Sumber : http://www.semayangboy.co.cc/ )

Crossflow


Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga disebut Turbin

Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin

dapat dioperasikan pada debit 20 liter/sec hingga 10 m

head antara 1 s/d 200 m.


sudu jalan yang membentuk silinder, pertama-tama air dari

masuk ke dalam silinder sudu-sudu dan kemudian dari dalam ke luar. Jadi


sudu saja bekerja mebalikkan aliran air.

Gambar 2.26 Turbin Crossflow

http://anakranto.wordpress.com/2010/07/21/pembangkit-listrik-tenaga

hidro/)

menggunakan nozel persegi panjang yang lebarnya sesuai

. Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga


Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga disebut Turbin

Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin crossflow.

dapat dioperasikan pada debit 20 liter/sec hingga 10 m3/sec dan


tama air dari luar

sudu dan kemudian dari dalam ke luar. Jadi


tenaga-mikro-

menggunakan nozel persegi panjang yang lebarnya sesuai

. Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga


terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanis. Air mengalir keluar

membentur sudu dan memberikan energinya (lebih rendah dibanding saat

masuk) kemudian meninggalkan turbin.

yang dipasang pada sepasang piringan paralel.

(Sumber : http://anakranto.wordpress.com/2010/07/21/pembangkit

d. Turbin Screw

Turbin ini dikembangkan pada abad ke 20 di Jerman, turbin ini

memanfaatkan energi kinetik air yang menumbuk sudu

berbentuk ulir.

(Sumber

Pada saat ini perkembangan dari turbin screw

Gambar 2.28 dirancanglah turbin screw karena turbin ini dapat bekerja

yang relatif rendah dengan debit aliran yang relatif cukup besar.

air seperti ini dapat kita temukan disekitar kita seperti sungai

Sumber air lainnya. Oleh karena itulah turbin paling bagus untuk dikembangkan.



masuk) kemudian meninggalkan turbin. Runner turbin dibuat dari beberapa sudu

yang dipasang pada sepasang piringan paralel.

Gambar 2.27 Runner Turbin Crossflow

http://anakranto.wordpress.com/2010/07/21/pembangkit-listrik-tenaga

hidro/)


memanfaatkan energi kinetik air yang menumbuk sudu-sudu turbin yang

Gambar 2.28 Turbin Screw

Sumber : http://talybontenergy.co.uk/?p=1177)

Pada saat ini perkembangan dari turbin screw yang dapat dilihat pada

dirancanglah turbin screw karena turbin ini dapat bekerja

yang relatif rendah dengan debit aliran yang relatif cukup besar. Sumber

air seperti ini dapat kita temukan disekitar kita seperti sungai-sungai, danau dan

air lainnya. Oleh karena itulah turbin paling bagus untuk dikembangkan.



turbin dibuat dari beberapa sudu

tenaga-mikro-


sudu turbin yang

yang dapat dilihat pada

dirancanglah turbin screw karena turbin ini dapat bekerja pada head

Sumber-Sumber

sungai, danau dan

air lainnya. Oleh karena itulah turbin paling bagus untuk dikembangkan.


Adapun prinsip kerja dari turbin ini dimana tekanan dari air yang melalui

bilah-bilah sudu turbin mengalami penurunan tekanan sejalan dengan penurunan

kecepatan air akibat adanya hambatan dari bilah

ini akan memutar turbin dan m

daya putaran poros ditransmisikan melalui gearbox.

Adapun beberapa keuntungan dari turbin screw dibandingkan dengan jenis turbin

air lainnya yaitu:

Baik dikembang pada daerah yang memiliki

cukup besar (sungai) namun hanya memiliki head yang rendah.

Tidak memerlukan sistem merlukan sistem kontrol yang sangat rumit

seperti turbin lainnya.

Perputaran turbin yang lambat, sehingga dapat menghindari luka

yang dapat terjadi pada operator akibat sudu turbin ketika turbin dilakukan

perawatan.

Tersedianya ruang yang besar di bawah turbin, sehingga ketika melakukan

perawatan ikan-

melewati turbin.

Tekanan air yang terjad

terhadap ikan.

Tidak membutuhkan draf tube, sehingga dapa mengurangi pengeluaran

untuk penggalian pemasangan draft tube.

Memiliki efisiensi yang tinggi, dengan variasi debit yang lebar dan sangat

baik untuk debit air yang kecil.

Tidak memerlukan jaring

puing ke dalam turbin, sehingga dapat mengurangi biaya perawatan

2. Turbin Reaksi

Turbin reaksi digerakkan dengan air, yang merubah tekanan sehingga

melewati turbin dan menaikkan energi. Turbin reaksi harus menutup untuk

mengisi tekanan air (pengisap) atau mereka harus sepenuhnya terendam dalam

aliran air. Hukum ketiga Newton meng

un prinsip kerja dari turbin ini dimana tekanan dari air yang melalui

bilah sudu turbin mengalami penurunan tekanan sejalan dengan penurunan

kecepatan air akibat adanya hambatan dari bilah –bilah sudu turbin maka tekanan

ini akan memutar turbin dan mengerakan generator listrik setelah sebelumnya

daya putaran poros ditransmisikan melalui gearbox.


Baik dikembang pada daerah yang memiliki Sumber air dengan debit yang

cukup besar (sungai) namun hanya memiliki head yang rendah.


seperti turbin lainnya.

Perputaran turbin yang lambat, sehingga dapat menghindari luka

rjadi pada operator akibat sudu turbin ketika turbin dilakukan


ikan serta puing-puing yang ikut terbawa oleh air bisa

Tekanan air yang terjadi pada tidak merusak ekologi dalam hal ini dampak


untuk penggalian pemasangan draft tube.


debit air yang kecil.

Tidak memerlukan jaring-jaring halus sebagai pencegah masuknya puing



dan menaikkan energi. Turbin reaksi harus menutup untuk


Hukum ketiga Newton mengGambarkan transfer energi untuk turbin

un prinsip kerja dari turbin ini dimana tekanan dari air yang melalui

bilah sudu turbin mengalami penurunan tekanan sejalan dengan penurunan

bilah sudu turbin maka tekanan

engerakan generator listrik setelah sebelumnya


air dengan debit yang


Perputaran turbin yang lambat, sehingga dapat menghindari luka –luka

rjadi pada operator akibat sudu turbin ketika turbin dilakukan


puing yang ikut terbawa oleh air bisa

i pada tidak merusak ekologi dalam hal ini dampak



jaring halus sebagai pencegah masuknya puing-



dan menaikkan energi. Turbin reaksi harus menutup untuk


kan transfer energi untuk turbin


reaksi Turbin air yang paling banyak digunakan ada

reaksi digunakan untuk aplikasi turbin dengan head rendah dan medium.

turbin jenis ini, proses ekspansi (penurunan tekanan) fluida terjadi pada sudu

pengarah (tetap) dan sudu

Turbin Kaplan dan Turbin Propeller.

1. Turbin Reaksi

a. Turbin Francis

Turbin francis yang dapat dilihat pada

turbin merupakan jenis turbin tekanan lebih. Sudunya terdiri atas sudu pengarah

dan sudu jalan, yang keduanya terendam dalam air. Perubahan energi terjadi

seluruhnya dalam sudu pengarah dan sudu gerak, dengan mengalirkan air ke

dalam sebuah terusan atau dilewatkan ke dalam dengan mengalirkan air ke dalam

sebuah cincin yang berbentuk spiral atau rumah keong.

(Sumber :

b. Turbin Kaplan

Turbin Kaplan merupakan turbin tekanan yang special. Sudu jalannya

kemurniannya kecil dan pada saluran sudu jalan belokannya kecil. Sudu jalan

dapat diatur saat bekerja, kedudukannya dapat diatu

tinggi jatuh air sehingga sesuai untuk pusat tenaga air pada aliran sungai. Sudu

roda jalan turbin Kaplan mirip roda propeller, yang letak sudunya terpisah jauh

satu sama lainnya. Turbin kaplan dapat dilihat pada

Turbin air yang paling banyak digunakan adalah turbin reaksi. Turbin

reaksi digunakan untuk aplikasi turbin dengan head rendah dan medium.

turbin jenis ini, proses ekspansi (penurunan tekanan) fluida terjadi pada sudu

pengarah (tetap) dan sudu-sudu penggerak (jalan). Contohnya : Turbin Fr

Turbin Kaplan dan Turbin Propeller.

Turbin Francis

yang dapat dilihat pada Gambar 2.29 merupakan jenis




h terusan atau dilewatkan ke dalam dengan mengalirkan air ke dalam

sebuah cincin yang berbentuk spiral atau rumah keong.

Gambar 2.29 Turbin Francis

: http://www.jfccivilengineer.com/turbines.htm)



dapat diatur saat bekerja, kedudukannya dapat diatur dan disesuaikan dengan



Turbin kaplan dapat dilihat pada Gambar 2.30

lah turbin reaksi. Turbin

reaksi digunakan untuk aplikasi turbin dengan head rendah dan medium. Pada

turbin jenis ini, proses ekspansi (penurunan tekanan) fluida terjadi pada sudu-sudu

sudu penggerak (jalan). Contohnya : Turbin Francis,

merupakan jenis




h terusan atau dilewatkan ke dalam dengan mengalirkan air ke dalam



r dan disesuaikan dengan




(Sumber : http://www.simerics.com/gallery_kaplan_turbine.html

Turbin Kaplan terdiri atas bermacam

bawah ini dan dapat dilihat pada Gambar 2.32

Tabel 2.1 Tipe Turbin Kaplan

Gambar 2.30 Turbin Kaplan

http://www.simerics.com/gallery_kaplan_turbine.html)

Turbin Kaplan terdiri atas bermacam-macam tipe yaitu seperti table di

dan dapat dilihat pada Gambar 2.32:

Tipe Turbin Kaplan

macam tipe yaitu seperti table di


Vertical kaplan

Inverse semi kaplan siphon

Kaplan inclined right angel

Gambar 2.

Vertical semi kaplan siphon

Inverse semi kaplan siphon Kaplan S

Kaplan inclined right angel Semi kaplan in pit

Inclined semi kaplan siphon

Gambar 2.31 Berbagai Macam Tipe Turbin Kaplan

(Sumber : Laporan SE 2010)

Vertical semi kaplan siphon

Kaplan S

Semi kaplan in pit


c. Turbin Propeller

Pada dasarnya turbin propeller terdiri dari sebuah

baling), yang sama bentuknya dengan baling

pada tabung setelah pipa pesat. Poros turbin menyambung keluar dari tabung.

Turbin propeller biasanya mempunyai tiga sampai enam sudu, biasanya tiga sudu

untuk turbin yang mempunyai head sangat rendah dan aliran air diatur oleh sudu

statis atau wicket gate yang dipasang tepat di hulu

dikenal sebagai fixed blade axial flow turbine

dapat diubah. Efisiensi operas

turbin jenis ini sangat rendah.

Gambar 2.31

(Sumber : http://www.fao.org/docrep/field/003/E7171E/E7171E08.htm

2.4 Segitiga Kecepatan

2.4.1 Turbin Aksi

Segitiga Kecepatan Pada Turbin Pelton

Pada roda turbin, terdapat sudu dan fluida kerja yang mengalir melalui

ruang diantara sudu tersebut. Apabila kemudian ternyata bahwa roda turbin dapat

berputar, maka tentu ada gaya yang bekerja pada sudu. Gaya tersebut timbul

karena terjadinya perubahan mo

sudu. Jadi, sudu haruslah dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat terjadi

perubahan momentum pada fluida kerja tersebut. Hal ini dijelaskan dengan

menggunakan Gambar 2.32.

Propeller

Pada dasarnya turbin propeller terdiri dari sebuah propeller

baling), yang sama bentuknya dengan baling-baling kapal laut, yang dipasang


biasanya mempunyai tiga sampai enam sudu, biasanya tiga sudu

mempunyai head sangat rendah dan aliran air diatur oleh sudu

yang dipasang tepat di hulu propeller. Turbin propeller ini

fixed blade axial flow turbine karena sudut sudu rotornya tidak

dapat diubah. Efisiensi operasi turbin pada beban sebagian (part-flow

turbin jenis ini sangat rendah. Skema dari turbin Propeller dapat dilihat pada

Gambar 2.32 Turbin Propeller

http://www.fao.org/docrep/field/003/E7171E/E7171E08.htm

Segitiga Kecepatan

Segitiga Kecepatan Pada Turbin Pelton




karena terjadinya perubahan momentum dari fluida kerja yang mengalir diantara



2.32.

propeller (baling-

baling kapal laut, yang dipasang


biasanya mempunyai tiga sampai enam sudu, biasanya tiga sudu

mempunyai head sangat rendah dan aliran air diatur oleh sudu

Turbin propeller ini

karena sudut sudu rotornya tidak

flow) untuk

Skema dari turbin Propeller dapat dilihat pada

http://www.fao.org/docrep/field/003/E7171E/E7171E08.htm)




mentum dari fluida kerja yang mengalir diantara




Gambar 2.33 Segitiga Kecepatan Pad

Semburan,

(Sumber

Segitiga keepatan turbin pelton terdiri atas :

Kecepatan blade (blade velocity), dimana kecepatannya searah

sudut dan tegak lurus poros, dilambangkan dengan u.

Kecepatan relatif, dimana kecepatannya searah penampang blade,

dilambangkan dengan V

Kecepatan absolute, merupakan penjumlahan/resultan arah kecepatan

blade dengan kecepatan relatif.

Untuk memudahkan analisisnya, maka pertama

beberapa idealisasi sebagai berikut:

1. Aliran tunak (steady)

2. Tidak ada benda lain di dalam ruang antara sudu

3. Pengaruh gravitasi diabaikan

Segitiga Kecepatan Pada Turbin Impuls a) Tampak Samping Roda Dan

Semburan, b) Tampak Atas Ember, c) Diagram Kecepatan

Sumber : White, M, Frank. Mekanika Fluida)

Segitiga keepatan turbin pelton terdiri atas :

Kecepatan blade (blade velocity), dimana kecepatannya searah

sudut dan tegak lurus poros, dilambangkan dengan u.


dilambangkan dengan Vj.


blade dengan kecepatan relatif.

mudahkan analisisnya, maka pertama-tama akan diadakan

beberapa idealisasi sebagai berikut:

(steady), uniform parallel dan satu dimensi

Tidak ada benda lain di dalam ruang antara sudu-sudu

Pengaruh gravitasi diabaikan

) Tampak Samping Roda Dan

Kecepatan blade (blade velocity), dimana kecepatannya searah kecepatan



tama akan diadakan


Gambar 2.34 Tekanan Dan

(Sumber

Keterangan Gambar

C

, kecepatan absolut dari fluida kerja

G, berat fluida kerja mengalir melalui sudu

G , berat fluida kerja mengalir melalui sudu

g, percepatan gravitasi

t, waktu

P, tekanan fluida kerja

A, luas penampang saluran fluida kerja

i dan e, keadaan pada bagian masuk dan keluar sudu

s, fluida kerja di dalam ruang antara dua sudu

Jika G

M = x Cg

tekanan fluida kerja dan

dan arahnya akan diketahui kemudian, maka gaya yang bekerja pada fluida kerja

sehingga menyebabkan terjadinya perubahan momentum adalah:

s pi pe s e i sR + (F +F ) (M +M )

Gaya (reaksi) sudu pada fluida kerja adalah

s e i s pi pe sR = (M +M ) (F +F )

atau

e i pi peR = (M +M ) (F +F )

Hukum Newton menyatakan bahwa aksi =

kerja pada sudu adalah

i e pi pe

i e pi pe

F = - R= (M - M ) + (F - F )

G = (C - C ) + (F - F )

g

Gaya tersebut diperlihatkan pada

Tekanan Dan Kecepatan Fluida Kerja Masuk Dan Keluar Sudu


Gambar 2.34:

, kecepatan absolut dari fluida kerja

G, berat fluida kerja mengalir melalui sudu-sudu

berat fluida kerja mengalir melalui sudu-sudu per satuan waktu

g, percepatan gravitasi

P, tekanan fluida kerja

A, luas penampang saluran fluida kerja

i dan e, keadaan pada bagian masuk dan keluar sudu

s, fluida kerja di dalam ruang antara dua sudu yang berdekatan

M = x C

, merupakan fluida kerja per satuan waktu, pF PA

tekanan fluida kerja dan R

, gaya (reaksi) dari sudu terhadap fluida kerja; besar


sehingga menyebabkan terjadinya perubahan momentum adalah:

s pi pe s e i sR + (F +F ) (M +M )

Gaya (reaksi) sudu pada fluida kerja adalah:

s e i s pi pe sR = (M +M ) (F +F )

e i pi peR = (M +M ) (F +F )

Hukum Newton menyatakan bahwa aksi = - reaksi. Oleh karena itu, gaya fluida

i e pi pe

i e pi pe

F = - R= (M - M ) + (F - F )

= (C - C ) + (F - F )

Gaya tersebut diperlihatkan pada Gambar 2.35.

Kecepatan Fluida Kerja Masuk Dan Keluar Sudu

sudu per satuan waktu

yang berdekatan

pF PA

, gaya

(reaksi) dari sudu terhadap fluida kerja; besar


Oleh karena itu, gaya fluida


Gambar

((Sumber

Jika, pi pe(F + F ) 0

� atau sangat kecil jika dibandingkan dengan

i e

GF = (C - C )

g

G = C

g

dimana;

i eΔC = (C - C )

Gaya F

serta kecepatan

komponennya, yaitu dalam arah tangensial (searah dengan kecepatan keliling roda

turbin) dan dalam arah aksial (sejaj

u aF = F + F

i iu iaC = C + C

e eu eaC = C + C

dimana, subkrip u dan a berturut

maka sebagai akibat dari persamaan

Gambar 2.35 Gaya (F) Yang Bekerja Pada Turbin


atau sangat kecil jika dibandingkan dengan i e(M + M )

i eF = (C - C )

ΔC = (C - C )

serta kecepatan iC

dan eC

masing-masing dapat diuraikan menjadi dua


turbin) dan dalam arah aksial (sejajar dengan sumbu roda turbin). Jadi,

e eu eaC = C + C

dimana, subkrip u dan a berturut-turut menyatakan arah tangensial dan arah aksial,

maka sebagai akibat dari persamaan i e

GF= (C - C )

g

menjadi

i e(M + M ) , maka

masing dapat diuraikan menjadi dua


turut menyatakan arah tangensial dan arah aksial,


u i e u

u

iu eu

GF = (C - C )

g

G = ΔC

g

G = (C - C )

g

dan

u i e a a ia ea

G G GF = (C - C ) =

g g g

(Sumber

Gaya-gaya tersebut di atas dilukiskan pada

terlihat bahwa uF

adalah gaya yang menyebabkan roda turbin berputar dan

menghasilkan daya. Oleh karena itu, sudu haruslah dibuat atau dibentuk

sedemikian rupa sehingga dapat diperoleh

sedangkan aF

adalah gaya aksial yang harus ditahan oleh bantalan. Ooleh karena

itu, harus dibuat sekecil

atas tidak dapat dilaksanakan begitu saja oleh karena pembelokkan fluida kerja

yang terlalu tajam dan sal

kerugian-kerugian energi yang terlalu besar. Jadi, usaha tersebut di atas tentu ada

batasnya.

u i e u

iu eu

F = (C - C )

= (C - C )

u i e a a ia ea

G G GF = (C - C ) = ΔC = (C - C )

g g g

Gambar 2.36 Segitiga Gaya


gaya tersebut di atas dilukiskan pada Gambar 2.35, dimana akan



sedemikian rupa sehingga dapat diperoleh iu eu(C - C )

yang sebesar


itu, harus dibuat sekecil-kecilnya atau harus dapat diatasi. Tetapi hal tersebut di


yang terlalu tajam dan saluran sudu yang terlalu panjang akan mengakibatkan

kerugian energi yang terlalu besar. Jadi, usaha tersebut di atas tentu ada

2.35, dimana akan



yang sebesar-besarnya,


kecilnya atau harus dapat diatasi. Tetapi hal tersebut di


uran sudu yang terlalu panjang akan mengakibatkan

kerugian energi yang terlalu besar. Jadi, usaha tersebut di atas tentu ada


Dengan berputarnya roda turbin, maka jelaslah bahwa fluida kerja

mengalir melalui ruang antara sudu yang juga be

absolut dari fluida kerja adalah

C = u + v

dan

i i iC = u + v

e e eC = u + v

dimana,

u

= kecepatan tangensial dari sudu

v

= kecepatan fluida relatif terhadap sudu

Kecepatan relatif

bersama-sama sudu yang bergerak / dari luar turbin seandainya roda turbin tidak

berputar (u = 0)

, sedangkan kecepatan absolut adalah kecepatan fluida kerja yang

dilihat dari luar turbin. Diagram kecepatan dari fluida kerja mesuk dan keluar

turbin dapat dilihat pada

Gambar 2.37

(Sumber


mengalir melalui ruang antara sudu yang juga berputar. Oleh karena itu, kecepatan

absolut dari fluida kerja adalah

= kecepatan tangensial dari sudu

an fluida relatif terhadap sudu

Kecepatan relatif v

adalah kecepatan fluida yang dilihat jika berada

sama sudu yang bergerak / dari luar turbin seandainya roda turbin tidak



turbin dapat dilihat pada Gambar 2.36.

Diagram Kecepatan Fluida Masuk Dan Keluar Sudu



rputar. Oleh karena itu, kecepatan

adalah kecepatan fluida yang dilihat jika berada

sama sudu yang bergerak / dari luar turbin seandainya roda turbin tidak



Diagram Kecepatan Fluida Masuk Dan Keluar Sudu


Dalam keadaan ideal garis arah dari

sudu yang sama dengan sudut masuk

sedangkan besarnya kecepatan tangensial dari sudu adalah:

nu = π D

dimana,

D = dimeter dari roda turbin; sama dengan dua kali jarak irisan sudu yang

bersangkutan dari sumbu roda turbin.

n = kecepatan putar roda sudu,

Untuk turbin aksial,

i eu u = u

�

Biasanya D adalah diameter rata

kecepatan tangensial rata

2.4.2 Turbin Reaksi

Segitiga Kecepatan Pada Turbin Francis

Pada turbin Francis, air dilewatkan pada sebuah terusan atau pada sebuah

cincin berbentuk spiral (rumah keong). Perubahan energi seluruhnya terjadi di

dalam sudu pengarah dan sudu gerak. Aliran air masuk ke sudu penga

kecepatan c1 dan energinya adalah:

cgQpz ./00

Air yang keluar dari sudu pengarah dengan kecepatan c

cgQpz ./ 111

Dalam mencapai kondisi seperti ini sebagian dari energi ketinggian

sudah dipakai. Karena sudu pengarah harus membentuk sudu tertentu dan

penampang bagian air keluar lebih sempit daripada penampang masuknya maka

menurut persamaan kontinuitas kecepatan air yang lewat sudu pengarah naik dari

c0 menjadi c1.

Dari u1, c1 dan

didapat w1 dan sudut masuk

diperoleh harga c1u dan

energi yang masih ada akan bekerja di sudu jalan.

Dalam keadaan ideal garis arah dari iv

dan ev

berturut-turut membuat

sudu yang sama dengan sudut masuk i(β ) dan sudut keluar e(β ) dari setiap sudu,

sedangkan besarnya kecepatan tangensial dari sudu adalah:


bersangkutan dari sumbu roda turbin.

n = kecepatan putar roda sudu, dinyatakan dalam putaran per satuan waktu.

u u = u

Biasanya D adalah diameter rata-rata dari roda turbin, sehingga

kecepatan tangensial rata-rata dari roda turbin.

Segitiga Kecepatan Pada Turbin Francis



dalam sudu pengarah dan sudu gerak. Aliran air masuk ke sudu pengarah dengan

dan energinya adalah:

g2/20

Air yang keluar dari sudu pengarah dengan kecepatan c1 dan energinya adalah:

g2/21

Dalam mencapai kondisi seperti ini sebagian dari energi ketinggian




dan α1, segitiga kecepatan masuk bisa diGambar

dan sudut masuk β1, seperti pada Gambar 2.37. Selain itu juga bisa

dan w1u. Dengan penurunan tekanan selanjutnya maka sisa

energi yang masih ada akan bekerja di sudu jalan. Karena penyempitan saluran

turut membuat

dari setiap sudu,


dinyatakan dalam putaran per satuan waktu.

rata dari roda turbin, sehingga u

adalah



rah dengan

dan energinya adalah:

Dalam mencapai kondisi seperti ini sebagian dari energi ketinggian H




Gambar, sehingga

2.37. Selain itu juga bisa

. Dengan penurunan tekanan selanjutnya maka sisa

Karena penyempitan saluran


keluar sudu jalan A2, maka kecepatan air masuk w

sesuai dengan perbandingan

Gambar

(Sumber

Keterangan :

u1 = Kecepatan keliling sisi masuk runner

w1 = Kecepatan relatif air pada sisi masuk runner

α1 = sudut sudu pengarah pada sisi masuk

α2 = sudut roda jalan pada sisi keluar

w2 = Kecepatan relatif pada sisi keluar runner

u2 = Kecepatan keliling rata

β1 = sudut sudu pengarah pada sisi masuk

β2 = sudut roda jalan pada sisi keluar

, maka kecepatan air masuk w1 naik menjadi w2 = V/A

sesuai dengan perbandingan A1:A2.

Gambar 2.38 Segitiga Kecepatan Turbin Francis


Kecepatan keliling sisi masuk runner

= Kecepatan relatif air pada sisi masuk runner

= sudut sudu pengarah pada sisi masuk

= sudut roda jalan pada sisi keluar

= Kecepatan relatif pada sisi keluar runner

= Kecepatan keliling rata-rata pada sisi keluar runner

= sudut sudu pengarah pada sisi masuk

= sudut roda jalan pada sisi keluar

= V/A2, yang


2.5 Sistem Pembangkit Listrik

Instalasi Turbin Pelton Pada PLTMH

Gambar

(Sumber http://dimas

Pemanfaatan energi air sudah banyak dimanfaatkan di negara kita, mulai

dari teknologi yang sederhana seperti kincir air sampai yang menggunakan

teknologi yang lebih canggih dengan menggunakan turbin. Cara pembangkit

listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) ini bekerja hampir sama dengan pembangkit

listrik tenaga air biasa, cuma metodenya saja yang

tenaga air skala besar memanfaatkan tenaga air dengan cara membuat dam besar

yang selalu menimbulkan masalah lingkungan maupun penggusuran. Sedangkan

pltm memanfaatkan tenaga air hampir

Untuk mendapatkan beda tinggi (head), air dialirkan ke

masuk ke pipa pesat dan dialirkan ke turbin. Air yang dialirkan memutar sudu

sudu turbin yang digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan

listrik.

Desain pembangkit listrik tenaga mikrohidro ini berbeda satu dengan

lainnya, biasanya menyesuaikan dengan kondisi alam dimana PLTMH di bangun.

Jenis turbin air yang biasa digunakan untuk pembangkit listrik tenaga mikrohidro

ini tergantung head dan debit ai

Sistem Pembangkit Listrik

Instalasi Turbin Pelton Pada PLTMH

Gambar 2.39 Pembangkit Listrik Microhydro

http://dimas-zone.blogspot.com/2010/12/energi-kinetik-dan-potensial

pada.html)


yang sederhana seperti kincir air sampai yang menggunakan



listrik tenaga air biasa, cuma metodenya saja yang berbeda. Pembangkit listrik



pltm memanfaatkan tenaga air hampir-hampir tidak menggangu aliran air tersebu

Untuk mendapatkan beda tinggi (head), air dialirkan ke Forebay. Dari sini air

masuk ke pipa pesat dan dialirkan ke turbin. Air yang dialirkan memutar sudu





ini tergantung head dan debit air yang tersedia. Yang biasa dipakai di indonesia

potensial-


yang sederhana seperti kincir air sampai yang menggunakan



berbeda. Pembangkit listrik



hampir tidak menggangu aliran air tersebut.

. Dari sini air

masuk ke pipa pesat dan dialirkan ke turbin. Air yang dialirkan memutar sudu-





Yang biasa dipakai di indonesia


adalah jenis turbin impuls (

utama yaitu nosel, runner, guide vane, dan casing. Air masuk keturbin melalui

pipa pesat. Pada ujung pipa pesat dipasang adaptor, tempat merubah penampang

menjadi persegi. Dari adaptor air masuk ke nosel yang berbentuk persegi dan

menembakan air selebar runner (bentuk pancaran air persegi). Sebelum mengenai

runner kecepatan dan sudut jatuh air ke runner. Untuk air dengan head 3 sampai

200 m dengan kapasitas aliran 0,03 sampai 10 meter kubik perdetik daya yang

didapat antara 2 sampai

Klasifikasi jenis pembangkit dilihat dari daya keluaran turbin:

1. Large-hydro; daya keluaran sampai 100 MW

2. Medium-hydro; daya keluaran mulai 15

3. Small-hydro;daya keluaran mulai 1

4. Mini-hydro daya keluaran mulai 100 kW

5. Micro-hydro ;daya keluaran sampai dari 5kW

6. Pico-hydro ;daya keluaran sampai 5kW

2.6 Kriteria Pemilihan Turbin

Pemilihan turbin kebanyakan didasarkan pada head air yang didapatkan

dan kurang lebih pada rata

untuk tempat dengan head tinggi, dan turbin reaksi digunakan untuk tempat

dengan head rendah. Turbin Kaplan baik digunakan untuk semua jenis debit dan

head, efisiensinya baik dalam segala kon

Turbin kecil (umumnya dibawah 10 MW) mempunyai poros horisontal,

dan kadang dipakai juga pada kapasitas turbin mencapai 100 MW. Turbin Francis

dan Kaplan besar biasanya mempunyai poros / sudu vertikal karena ini menjadi

penggunaan paling baik

generator lebih ekonomis. Poros Pelton bisa vertikal maupun horisontal karena

ukuran turbin lebih kecil dari head yang di dapat atau tersedia. Beberapa turbin

impuls menggunakan beberapa semburan air tiap

adalah jenis turbin impuls (crossflow). Turbin crossflow mempunyai empat bagian




enembakan air selebar runner (bentuk pancaran air persegi). Sebelum mengenai



1500 kW - cukup untuk kebutuhan rumah tangga.

Klasifikasi jenis pembangkit dilihat dari daya keluaran turbin:

; daya keluaran sampai 100 MW

; daya keluaran mulai 15 - 100 MW

daya keluaran mulai 1 - 15 MW

daya keluaran mulai 100 kW- 1 MW

daya keluaran sampai dari 5kW - 100 kW

daya keluaran sampai 5kW

Kriteria Pemilihan Turbin


lebih pada rata-rata alirannya. Umumnya, turbin impuls digunakan



head, efisiensinya baik dalam segala kondisi aliran.




penggunaan paling baik untuk head yang didapatkan, dan membuat instalasi



impuls menggunakan beberapa semburan air tiap semburan untuk meningkatkan

mempunyai empat bagian




enembakan air selebar runner (bentuk pancaran air persegi). Sebelum mengenai



cukup untuk kebutuhan rumah tangga.


rata alirannya. Umumnya, turbin impuls digunakan






untuk head yang didapatkan, dan membuat instalasi



semburan untuk meningkatkan


kecepatan spesifik dan keseimbangan gaya

dilihat pada Gambar 2.39

Gambar

(Sumber : http://www.google.co.id/search?q=kurva+pemilihan+turbin&hl/

Tabel 2.2 Jenis turbin air dan

Ada beberapa faktor yang mendasari perencanaan dan pemilihan suatu turbin

air. Faktor-faktor tersebut yang terutama antara lain adalah:

1. Debit aliran air

2. Head atau tinggi air jatuh

3. Kecepatan spesifik

4. Putaran turbin

5. Putaran pesawat yang digerakkan

6. Posisi poros turbin

7. Biaya pembangunan instalasi

kecepatan spesifik dan keseimbangan gaya. Diagram pemilihan turbin dapat

2.39

Gambar 2.40 Diagram Pemilihan Turbin

http://www.google.co.id/search?q=kurva+pemilihan+turbin&hl/

Jenis turbin air dan range headnya


faktor tersebut yang terutama antara lain adalah:

Head atau tinggi air jatuh

Kecepatan spesifik

Putaran pesawat yang digerakkan

Posisi poros turbin

Biaya pembangunan instalasi

. Diagram pemilihan turbin dapat

http://www.google.co.id/search?q=kurva+pemilihan+turbin&hl/)



2.6.1 Kecepatan Spesifik

Kecepatan spesifik (n

berhubungan dengan ukurannya. Hal ini menyebabkan desain turbin baru yang

diubah skalanya dari desain yang sudah ada dengan performa yang sudah

diketahui. Kecepatan spesifik merupakan kriteria utama yang menu

pemilihan jenis turbin yang tepat berdasarkan karakteristik

Kecepatan spesifik dari sebuah turbin juga dapat diartikan sebagai

kecepatan ideal, persamaan geometris turbin, yang menghasilkan satu satuan daya

tiap satu satuan head. Kecep

penilaian yang lainnya) dan dan selalu dapat diartikan sebagai titik efisiensi

maksimum. Perhitungan tepat ini menghasilkan performa turbin dalam jangkauan

head dan debit tertentu.

Tabel 2.3 Jenis roda turbin air dan kecepatan spesifiknya

Jenis TurbinKecepatan Spesifik

Pelton

Francis

Propeler

Kecepatan Spesifik

Kecepatan spesifik (ns), menunjukkan bentuk dari turbin itu dan tidak



diketahui. Kecepatan spesifik merupakan kriteria utama yang menu

pemilihan jenis turbin yang tepat berdasarkan karakteristik Sumber air.



tiap satu satuan head. Kecepatan spesifik tubin diberikan oleh perusahaan (dengan



head dan debit tertentu.

turbin air dan kecepatan spesifiknya

Kecepatan Spesifik Efisiensi Tinggi Air Jatuh

ns, (rpm) ηt, (%) H, (ft)

2 - 4 85 - 90 6000 -

4 - 7 90 - 82 2000 -

30 - 82 90 - 94 500

82 - 90 '94 - 93 500 -

100 - 140 94 100 -

140 - 250 94 - 85 15 -

), menunjukkan bentuk dari turbin itu dan tidak



diketahui. Kecepatan spesifik merupakan kriteria utama yang menunjukkan



atan spesifik tubin diberikan oleh perusahaan (dengan



Tinggi Air Jatuh

H, (ft)

2000

- 400

500

- 70

- 15

10


Gambar 2.41 Batas Tinggi Dari Kecepatan Spesifik Beberapa Turbin Air

Gambar 2.41 juga menyatakan hubungan antara H vs n

macam turbin. Dengan menggunakan

yang sesuai. Hal tersebut sangatlah berguna dalam tahap perencanaan

pendahuluan. Untuk suatu H tertentu dapat dipilih salah satu jenis turbin, tetapi

pemilihannya harus dilaksanakan dengan cermat. Boleh dikatakan bahwa

dengan kecepatan spesifik yang lebih tinggi akan lebih ekonomis, oleh karena

kecepatan yang lebih tinggi berarti unit turbinnya lebih kompak. Tetapi, kecepatan

roda turbin sangat tergantung pada konstruksi dan kekuatan material turbin dan

generator, atau bebannya. Oleh karena itu, kecepatan poros turbin air biasanya

berkisar diantara 125 dan 750 rpm, sedangkan kecepatan sinkron dari susunan dari

generator tergantung dari frekuensi dan jumlah pasang kutubnya,

dimana, f = frekuensi (Hz)

P = jumlah pasang kutub generator

genn = kecepatan sinkron turbin

Batas Tinggi Dari Kecepatan Spesifik Beberapa Turbin Air

juga menyatakan hubungan antara H vs ns untuk bermacam

macam turbin. Dengan menggunakan Gambar tersebut dapat dipilih jenis turbin



pemilihannya harus dilaksanakan dengan cermat. Boleh dikatakan bahwa




atau bebannya. Oleh karena itu, kecepatan poros turbin air biasanya


generator tergantung dari frekuensi dan jumlah pasang kutubnya,

gen

60 fn =

P

ekuensi (Hz)

= jumlah pasang kutub generator

= kecepatan sinkron turbin

Batas Tinggi Dari Kecepatan Spesifik Beberapa Turbin Air

untuk bermacam-

tersebut dapat dipilih jenis turbin



pemilihannya harus dilaksanakan dengan cermat. Boleh dikatakan bahwa turbin




atau bebannya. Oleh karena itu, kecepatan poros turbin air biasanya



2.6.2 Daerah Pengunaan Jenis

Pada Gambar berikut akan kelihatan daerah penggunaan jenis

Pokok utama pada Gambar

(Sumber : http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/klasifikasi

Pada Gambar 2.42

jenis turbin yang dibuat, jadi sebenarnya garis tersebut sudah bukan merupakan

garis batas lagi. Karena ada turbin yang titik muatan beban penuhnya (titik pada

kondisi beban maksimum turbin) terletak di bawah atau di

tanda. Titik beban penuh turbin dapat juga memang terletak di bawah daerah

tersebut, bila dari kondisi tempat membutuhkan pemasangan turbin dengan tinggi

khusus dan berdasarkan alas an untuk menghindari kavitasi sehingga dengan

demikian harus dipilih kecepatan spesifik yang kecil.

2.7 Fenomena Pada Turbin

2.7.1 Kavitasi

Salah satu masalah yang sering timbul dalam perawatan turbin yaitu

kavitasi. Kavitasi merupakan peristiwa terjadinya gelembung

yang kecil (minute microscopic

dimana tekanan yang trjadi ditempat tersebut sama atau lebih rendah dari tekanan

uap jenuhnya.

Daerah Pengunaan Jenis-Jenis Konstruksi Turbin

berikut akan kelihatan daerah penggunaan jenis-jenis turbin.

Gambar adalah adanya daerah penggunaan tipe turbin.

Gambar 2.42 Pemilihan Turbin

http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/klasifikasi-turbin/

2.42 Daerah yang dibatasi dengan garis terdapat banyak



kondisi beban maksimum turbin) terletak di bawah atau di atas daerah yang diberi




kian harus dipilih kecepatan spesifik yang kecil.

Fenomena Pada Turbin


kavitasi. Kavitasi merupakan peristiwa terjadinya gelembung-gelembung uap

minute microscopic bubbles) di dalam cairan (air) yang mengalir,


jenis turbin.

adalah adanya daerah penggunaan tipe turbin.

turbin/)

dibatasi dengan garis terdapat banyak



atas daerah yang diberi





gelembung uap

) di dalam cairan (air) yang mengalir,



Pada saat gelembung

tekanannya lebih tinggi maka gelembung tersebut akan

lubang-lubang kikisan pada permukaan dinding saluran hisap bagian atas (

tube), sudu-sudu, dan rumah turbin. Selain itu juga akan menimbulkan getaran

dan bunyi yang berisik. Kavitasi yang sangat besar akan menurunkan daya dan

efisiensi turbin. Kavitasi pada sudu turbin dapat dilihat pada Gambar 2.42

Gambar

(Sumber :http://www.ccitonline.com/mekanikal/tiki

Kavitasi dapat diantisipasi atau dikurangi dengan cara antara lain :

1. Memasang turbin pada tempat yang cocok, yaitu dengan memperkecil

tinggi hisap agar tekanan air lebih rendah dari

2. Memperbaiki konstruksi dan diusahakan agar tidak terdapat belokan

belokan yang tajam.

3. Menggunakan material yang mampu menahan erosi akibat pengikisan

yang ditimbulkan oleh pecahnya gelembung

oleh air, dan mat

Kavitasi sangat berperan penting dalam perencanaan sebuah turbin, terutama

dalam perencanaan sudu geraknya. Kavitasi dapat menentukan umur operasional

dari turbin, yaitu dimana turbin masih dapat memberikan efisiensi yang

maksimum. Oleh karena itu perencanaan sebuah sudu lebih diarahkan kepada

pencegahan terjadinya kavitasi.

Kavitasi dapat didefinisikan melalui nilai karakteristiknya. Parameter dari

kavitasi dilambangkan dengan

Pada saat gelembung-gelembung tersebut sampai pada daerah yang

tekanannya lebih tinggi maka gelembung tersebut akan pecah dan mengakibatkan

lubang kikisan pada permukaan dinding saluran hisap bagian atas (

sudu, dan rumah turbin. Selain itu juga akan menimbulkan getaran


Kavitasi pada sudu turbin dapat dilihat pada Gambar 2.42

Gambar 2.42 Kavitasi Pada Sudu Turbin

http://www.ccitonline.com/mekanikal/tiki-read_article.php?articleId=95

Kavitasi dapat diantisipasi atau dikurangi dengan cara antara lain :

Memasang turbin pada tempat yang cocok, yaitu dengan memperkecil

tinggi hisap agar tekanan air lebih rendah dari tekanan uap jenuhnya.

Memperbaiki konstruksi dan diusahakan agar tidak terdapat belokan

belokan yang tajam.

Menggunakan material yang mampu menahan erosi akibat pengikisan

yang ditimbulkan oleh pecahnya gelembung-gelembung uap yang dibawa

oleh air, dan material yang tahan terhadap korosi.





pencegahan terjadinya kavitasi.


kavitasi dilambangkan dengan σ.

gelembung tersebut sampai pada daerah yang

pecah dan mengakibatkan

lubang kikisan pada permukaan dinding saluran hisap bagian atas (draft

sudu, dan rumah turbin. Selain itu juga akan menimbulkan getaran


Kavitasi pada sudu turbin dapat dilihat pada Gambar 2.42

read_article.php?articleId=95)

Memasang turbin pada tempat yang cocok, yaitu dengan memperkecil

tekanan uap jenuhnya.

Memperbaiki konstruksi dan diusahakan agar tidak terdapat belokan-

Menggunakan material yang mampu menahan erosi akibat pengikisan

gelembung uap yang dibawa







P

Gambar 2.43

(Sumber :

3. Analisis kavitasi pada turbin reaksi akan dijelaskan dengan

pertolongan yan

dikerjakan pada Titik 1 dan Titik 2 sebagai berikut:

4. Tinggi kecepatan pada titik 1 berbanding lurus dengan tinggi terjun

efektif H. Agar tidak terjadi kavitasi maka tinggi

harus lebih besar atau sama dengan tinggi tekanan kavitasi. Oleh karena

itu, persamaan ini dapat ditulis sebagai :

5. dengan Hs adalah tinggi tekanan isap, H

Hatm adalah tinggi tekanan udara luar, σ adalah sigma turbin atau

koefisien kavitasi, dan H adalah tinggi terjun netto/efektif.

effHBvatm Z-/P-/P

2.43 Grafik Laju Kavitasi Terhadap Putaran Spesifik

: http://www.tic.toshiba.com.au/design_features/)

Analisis kavitasi pada turbin reaksi akan dijelaskan dengan

yang dapat dilihat pada Gambar 2.44. Hukum Bernoulli

dikerjakan pada Titik 1 dan Titik 2 sebagai berikut:

Tinggi kecepatan pada titik 1 berbanding lurus dengan tinggi terjun

efektif H. Agar tidak terjadi kavitasi maka tinggi tekanan pada titik 1


itu, persamaan ini dapat ditulis sebagai :

adalah tinggi tekanan isap, Hv adalah tinggi tekanan kavitasi,

adalah tinggi tekanan udara luar, σ adalah sigma turbin atau

koefisien kavitasi, dan H adalah tinggi terjun netto/efektif.

Analisis kavitasi pada turbin reaksi akan dijelaskan dengan

. Hukum Bernoulli

Tinggi kecepatan pada titik 1 berbanding lurus dengan tinggi terjun

tekanan pada titik 1


adalah tinggi tekanan kavitasi,

adalah tinggi tekanan udara luar, σ adalah sigma turbin atau


Gambar 2.

2.7.2 Kecepatan Liar (

Kecepatan liar yaitu suatu kecepatan yang terjadi akibat pada waktu turbin

bekerja dimana tiba-tiba bebannya dihentikan dengan tiba

timbul gejala bahwa roda turbin akan berputar dengan sangat cepat, apabila

karena suatu hal governor tidak bekerja dengan baik atau dalam keadaaan rusak.

Kekuatan turbin harus diperhitungkan terhadap kecepatan liarnyauntuk

mencegah terjadinya kerusakan turbin atau generatornya.

dapat dilihat seperti pada tabel dibawah (ref :

Tabel 2.4 Kecepatan liar turbin

Jenis Turbin

Kaplan

Francis

Impuls (pelton)

Kecepatan liar juga dipengaruhi oleh koefisien kavitasi (

karakteristik kavitasi terhadap kecepatan liarnya sangat kuat dalam suatu daerah

σ tertentu dan juga tergantung dari jenis turbinnya. Kecepatan liar juga

dipengaruhi oleh pembukaan pintu air atau katup, tetapi kecepatan liar yang

maksimum tidak selalu terjadi pada permukaan pintu air yang maksimum.

pada kecepatan liar dapat dilihat pada Gambar 2.45

Gambar 2.44 Skema Turbin Reaksi Untuk Analisis Kavitasi


Kecepatan Liar (Run Away Speed)


tiba bebannya dihentikan dengan tiba-tiba. Dalam hal tersebut


nor tidak bekerja dengan baik atau dalam keadaaan rusak.


mencegah terjadinya kerusakan turbin atau generatornya. Kecepatan liar turbin air

dapat dilihat seperti pada tabel dibawah (ref : Wiranto Arismunandar)

Kecepatan liar turbin

Jenis Turbin Kecepatan liar

(% Kecepatan Kerja)

Kaplan

Francis

Impuls (pelton)

250 – 300

200

≈ 200

Kecepatan liar juga dipengaruhi oleh koefisien kavitasi (σ ). Pengaruh


tertentu dan juga tergantung dari jenis turbinnya. Kecepatan liar juga


ak selalu terjadi pada permukaan pintu air yang maksimum.

pada kecepatan liar dapat dilihat pada Gambar 2.45

Skema Turbin Reaksi Untuk Analisis Kavitasi


tiba. Dalam hal tersebut


nor tidak bekerja dengan baik atau dalam keadaaan rusak.


Kecepatan liar turbin air

). Pengaruh


tertentu dan juga tergantung dari jenis turbinnya. Kecepatan liar juga


ak selalu terjadi pada permukaan pintu air yang maksimum. Conto


(Sumber :

Kecepatan liar dapat diantisipasi atau dikurangi dengan cara, yaitu: pada

bagian poros turbin dibuat suatu pengatur kecepatan (governor) yang dapat

meredam putaran liar. Dapat dilihat pada gambar 2.46

2.7.3 Water Hammer

Suatu peristiwa di mana timbulnya gelombang bertekanan akibat dari

fluida yang mengalir tiba

momentum). Water hammer

Gambar 2.45 Kecepatan liar

: http://www.tic.toshiba.com.au/design_features/)



Dapat dilihat pada gambar 2.46

Gambar 2.46Governor



fluida yang mengalir tiba-tiba berhenti atau arah alirannya berubah (perubahan

Water hammer juga terjadi akibat katup pada air keluar turbin di




tiba berhenti atau arah alirannya berubah (perubahan

juga terjadi akibat katup pada air keluar turbin di


tutup secara tiba-tiba sehingga tekanan di dalam turbin meningkat. Selain tekanan

tinggi juga terjadi gelombang kejut sehingga menimbulkan suara keras seperti

suara menempa / pukulan. Ini dapat menyebabk

dapat dilihat pada Gambar 2.47

Gambar

(Sumber :

Water hammer

dengan membuat surge tank

akan menampung air yang membalik pada saat katup ditutup, sehingga

hammer dapat dihindari.

tiba sehingga tekanan di dalam turbin meningkat. Selain tekanan


suara menempa / pukulan. Ini dapat menyebabkan kerusakan pada turbin

dapat dilihat pada Gambar 2.47.

Gambar 2.47 Water Hammer Dalam Pipa

: http://www.ais-forensic-engineering.com/casefiles.asp

dapat diantisipasi atau dikurangi dengan cara, yaitu:

surge tank pada bagian atas dekat Sumber air. Surge tank

akan menampung air yang membalik pada saat katup ditutup, sehingga

dapat dihindari.

tiba sehingga tekanan di dalam turbin meningkat. Selain tekanan


an kerusakan pada turbin, yang

engineering.com/casefiles.asp)

dapat diantisipasi atau dikurangi dengan cara, yaitu:

Surge tank ini

akan menampung air yang membalik pada saat katup ditutup, sehingga water


2.2 Teori Dasar Alat Ukur

1. Tachometer

Tachometer merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur

kecepatan putarandengan menggunakan sensor mekanik ataupun infra merah.

Apabila menggunakan sensor infra merah, sinar dari infra merah tadi diarahkan ke

poros yang berputar dan diperoleh pembacaan berupa

tachometer. Jika menggunakan sensor mekanik, sensor ditempelkan pada poros

yang berputar dan diperoleh pembacaan pada skala yang ditunjukan oleh jarum.

2. Rem torsi

Rem torsi terdiri atas pulley dan sabuk.

gerakan pada pulley maka bel akan tertarik dan pegas pada neraca akan ikut

tertarik juga lalu diperoleh gaya pembebanan melalui pembacaan skala gaya.

Ukur

merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur



poros yang berputar dan diperoleh pembacaan berupa angka pada layar



Gambar 2.48 Tachometer Digital

Rem torsi terdiri atas pulley dan sabuk. Prinsip kerjanya, jika terjadi

maka bel akan tertarik dan pegas pada neraca akan ikut


Gambar 2.49 Rem Torsi

merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur



angka pada layar



Prinsip kerjanya, jika terjadi

maka bel akan tertarik dan pegas pada neraca akan ikut



3. Head Meter

Head meter merupakan alat untuk mengkompensasikan besarnya head

tekanan yang masuk dari pompa ke dalam pipa pesat.

diperoleh besar head dalam satuan meter.

4. Stopwatch

Merupakan alat yang digunakan untuk menghitung waktu yang

diperlukan untuk mendapatkan volume fluida tertentu, atau tujuan lain.


tekanan yang masuk dari pompa ke dalam pipa pesat. Dari pembacaan skala

diperoleh besar head dalam satuan meter.

Gambar 2.50 Alat Ukur Head Meter


diperlukan untuk mendapatkan volume fluida tertentu, atau tujuan lain.

Gambar 2.51 Stopwatch Digital


Dari pembacaan skala



METODOLOGI

3.1 Peralatan Pengujian Turbin Pelton

3.2 Alat Ukur

Alat ukur yang digunakan dalam pengujian :

1. Tachometer

2. Head meter

3. Stopwatch

4. Rem Torsi

3.3 Asumsi-Asumsi

Dalam pengujian ini ada beberapa asumsi yang diambil, yaitu:

1. Aliran tunak dan seragam

2. Fluida inkompresibel

3. Tidak ada rugi akibat

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan Pengujian Turbin Pelton

Alat ukur yang digunakan dalam pengujian :

Dalam pengujian ini ada beberapa asumsi yang diambil, yaitu:

1. Aliran tunak dan seragam

2. Fluida inkompresibel

3. Tidak ada rugi akibat gesekan


3.4 Prosedur Percobaan

Prosedur Percobaaan Turbin Pelton

1. Letakkan perangkat turbin pelton diatas hydraulik bench dan hubungkan

dengan pipa supply dari hydraulik bench.

2. Proses pengambilan data sebagai berikut :

Tutup saluran buang pada

Hidupkan pompa (catt : sabuk rem torsi tidak menyentuh pulley pada

turbin)

Variasikan head dengan mengatur katup jarum nosel pada turbin pelton

(pada bukaan katup pompa yang sama)

Setiap variasi head, catat waktu dan putaran turbin setiap

volume yang ditentukan. Dan pada saat sudah mencapai volume yang

ditentukan, pasang sabuk rem torsi pada pulley turbin dan catat besar

gaya yang terukur pada rem torsi.

Lakukan prosedur yang sama untuk variasi bukaan katup pompa.

3.4 Prosedur Percobaan

Prosedur Percobaaan Turbin Pelton

Letakkan perangkat turbin pelton diatas hydraulik bench dan hubungkan

dengan pipa supply dari hydraulik bench.

Proses pengambilan data sebagai berikut :

Tutup saluran buang pada hydraulik bench.



(pada bukaan katup pompa yang sama)

Setiap variasi head, catat waktu dan putaran turbin setiap



gaya yang terukur pada rem torsi.


Letakkan perangkat turbin pelton diatas hydraulik bench dan hubungkan



Setiap variasi head, catat waktu dan putaran turbin setiap kenaikan





DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

Bukaan 1 / 4

Bukaan 1 / 2

Bukaan 3 /4

H (m) N (rpm)5678 11709 1010

H (m) N (rpm)5 10506 12007 13308 14609 1160

H (m) N (rpm)5 12506 12457 13008 13909 1500

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

Data Percobaan

N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3) T(s)950 2 4,5 0,005 35,35830 2,1 4,4 0,005 25,15990 2,2 4,3 0,005 49,47

1170 2,2 4,3 0,005 55,341010 2,3 4,3 0,005 60,08

N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3) T(s)1050 1,5 5 0,005 27,311200 3 3,6 0,005 28,51330 1,9 4,7 0,005 341460 1,9 4,6 0,005 41,911160 1,4 4,8 0,005 41,46

N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3) T(s)1250 1,2 5,2 0,005 22,881245 1,3 5,3 0,005 22,841300 1,4 5,2 0,005 27,941390 1,4 5,1 0,005 32,221500 1,5 5 0,005 32,13


Bukaan Penuh

4.2 Contoh Perhitungan

Diketahui :

Bukaan

Head (H)

Putaran (n)

Volume (V)

Waktu (t)

F1

F2

Massa jenis air (ρ air)

Kecepatan gravitasi (g)

Jari-jari poros (r)

Perhitungan :

1. Daya Air (Pa)

Q = t

V=

3 35. 10

38.87

x m

= 0.00013 m3/s

Pa = HQg ... (watt)

H (m) N (rpm)5 11006 11907 12908 13809 1440

Contoh Perhitungan

: PEnuh

Head (H) : 9 m

Putaran (n) : 1140 rpm

Volume (V) : 5 liter = 5 x 10-3 m3

Waktu (t) : 38.87 s

: 1.6 N

: 4.9 N

Massa jenis air (ρ air) : 998 kg/m3

Kecepatan gravitasi (g) : 9.81 m/s2

jari poros (r) : 0.03 m

3 35. 10

38.87

x m

s

/s

(watt)

N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3) T(s)1100 1,2 5,3 0,005 24,031190 1,3 5,1 0,005 29,031290 1,5 5,1 0,005 30,441380 1,4 5 0,005 30,911440 1,6 4,9 0,005 38,87


= 998 kg/m3 . 9,81 m/s

= 11.323 watt

2. Kecepatan Pancaran Air (V

Vj = Cv gH2

= 0,97 2 9,81 / 9x m s x m

= 12.890 m/s

3. Daya yang dihasilkan pancaran jet

Pj = 2Vj

.g.Q.2g

Pj = 998 kg/m3 . 9,81

= 10,654 watt

4. Kecepatan Sudut (ω)

= 60

2 n

= 2 . 3,14 .1140

60

= 150,720 rad/s

5. Torsi (T)

T = rF.

= ( F1 – F2 )N x r

= (4,9 – 1,6) N

6. Kerja Mekanik Poros (Pm)

Pm = T . (watt)

. 9,81 m/s2. 0,00013 m3/s . 9 m

watt

Kecepatan Pancaran Air (Vj)

22 9,81 / 9x m s x m

Daya yang dihasilkan pancaran jet (Pj)

2Vj

2g (watt)

. 9,81 m/s2 . 0.00013 m3/s . 2

2

12,890 /

2 9,81 /

m s

x m s

Kecepatan Sudut (ω)

2 . 3,14 .1140

60

rpm

rad/s

x r

x 0.03 m = 0,099 Nm

Kerja Mekanik Poros (Pm)

(watt)


Pm = T.

= 0,099 N.m x

= 14.921 watt

7. Efisiensi Turbin (

t = Pj

Pmx 100%

14,921

10,654

watt

watt

8. Efisiensi Teoritik (

j = Pa

Pmx 100%

= 0,099

11,323

watt

watt

9. Kecepatan Spesifik (n

nq = n . ,,

1140 .(0.00013 / 3)

(9 )

rpm m s

4.3. Tabel Hasil Perhitungan

Bukaan ¼

H (m) N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3)

5 950 2 4.5 0.0056 830 2.1 4.4 0.0057 990 2.2 4.3 0.0058 1170 2.2 4.3 0.0059 1010 2.3 4.3 0.005

N.m x 150,72 rad/s

watt

fisiensi Turbin ( t )

x 100%

100% 140,056%watt

xwatt

Efisiensi Teoritik ( j )

x 100%

0,099100% 131,70%

11,323

wattx

watt

Kecepatan Spesifik (nq)

0.5

0.75

1140 .(0.00013 / 3)3.43

(9 )

rpm m s

m

4.3. Tabel Hasil Perhitungan

3) T(s) Q (m3/s) Pa (watt) Vj (m/s) Pj W (rad/s) T (Nm) Pm (watt)0.005 35.35 0.00014 6.917 9.607 6.508 99.433 0.075 7.4580.005 25.15 0.0002 11.667 10.524 10.977 86.873 0.069 5.9940.005 49.47 0.0001 6.920 11.368 6.511 103.620 0.063 6.5280.005 55.34 9E-05 7.069 12.153 6.652 122.460 0.063 7.7150.005 60.08 8.3E-05 7.326 12.890 6.893 105.713 0.060 6.343

Pm (watt) ηt ηj η q7.458 114.587 107.815 3.3795.994 54.607 51.379 3.0536.528 100.265 94.340 2.3137.715 115.986 109.131 2.3386.343 92.022 86.583 1.773


Bukaan ½

Bukaan ¾

Bukaan Penuh

H (m) N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3)

5 1050 1.5 5 0.0056 1200 3 3.6 0.0057 1330 1.9 4.7 0.0058 1460 1.9 4.6 0.0059 1160 1.4 4.8 0.005

H (m) N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3)

5 1250 1.2 5.2 0.0056 1245 1.3 5.3 0.0057 1300 1.4 5.2 0.0058 1390 1.4 5.1 0.0059 1500 1.5 5 0.005

H (m) N (rpm) F1 (N) F2 (N) V (m3)

5 1100 1.2 5.3 0.0056 1190 1.3 5.1 0.0057 1290 1.5 5.1 0.0058 1380 1.4 5 0.0059 1440 1.6 4.9 0.005

3) T(s) Q (m3/s) Pa (watt) Vj (m/s) Pj W (rad/s) T (Nm) Pm (watt)0.005 27.31 0.00018 8.9533 9.607 8.424 109.9 0.105 11.5400.005 28.5 0.00018 10.2953 10.524 9.687 125.6 0.018 2.2610.005 34 0.00015 10.0682 11.368 9.473 139.207 0.084 11.6930.005 41.91 0.00012 9.3348 12.153 8.783 152.813 0.081 12.3780.005 41.46 0.00012 10.6157 12.890 9.988 121.413 0.102 12.384

3) T(s) Q (m3/s) Pa (watt) Vj (m/s) Pj W (rad/s) T (Nm) Pm (watt)0.005 22.88 0.00022 10.687 9.607 10.055 130.833 0.120 15.7000.005 22.84 0.00022 12.847 10.524 12.087 130.310 0.120 15.6370.005 27.94 0.00018 12.252 11.368 11.528 136.067 0.114 15.5120.005 32.22 0.00016 12.142 12.153 11.425 145.487 0.111 16.1490.005 32.13 0.00016 13.698 12.890 12.889 157.000 0.105 16.485

3) T(s) Q (m3/s) Pa (watt) Vj (m/s) Pj W (rad/s) T (Nm) Pm (watt)0.005 24.03 0.00021 10.175 9.607 9.574 115.133 0.123 14.1610.005 29.03 0.00017 10.107 10.524 9.510 124.553 0.114 14.1990.005 30.44 0.00016 11.246 11.368 10.581 135.020 0.108 14.5820.005 30.91 0.00016 12.657 12.153 11.909 144.440 0.108 15.6000.005 38.87 0.00013 11.323 12.890 10.654 150.720 0.099 14.921

Pm (watt) ηt ηj η q11.540 136.98 128.886 4.249

2.261 23.339 21.959 4.14611.693 123.44 116.141 3.74812.378 140.93 132.599 3.35212.384 123.99 116.659 2.452

Pm (watt) ηt ηj η q15.700 156.138 146.910 5.52615.637 129.368 121.722 4.80515.512 134.557 126.605 4.04116.149 141.353 132.999 3.64016.485 127.903 120.344 3.601

Pm (watt) ηt ηj η q14.161 147.915 139.173 4.74514.199 149.306 140.482 4.07414.582 137.813 129.668 3.84215.600 130.991 123.250 3.69014.921 140.056 131.778 3.143


4.4 Grafik


4.5 Analisa dan Pembahasan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka dapat kita ketahui

bahwa pada praktikum turbin air yaitu turbin pelton dimana variasi yang

dilakukan adalah bukaan katup dan head. Pada bukaan setengah, semakin besar

head yang diberikan maka pada

dapat dilihat pada data hasil pengujian. Bila menggunakan volume yang konstan

untuk volume tersebut maka waktu yang diperlukan untuk volume tersebut adalah

semakin besar bila headnya yang diperlukan akan semakin

debit yang dihasilkan semakin kecil.

Untuk daya air yang dipengaruhi oleh debit dan head yang diberikan bila

headnya semakin besar atau sebaliknya. Begitu juga dengan debit bila semakin

kecil debitnya maka daya airnya semakinm kecil.

maksimum dicapai pada saat tertentu, setelah melewati daya maksimum tersebut

dayanya akan turun meskipun headnya terus meningkat. Hal ini terjadi pada

bukaan katup setengah dimana pada head 5 m daya air yang dicapai adalah

maksimum, sedangkan pada head 9 m yang dicapai menurun.

Kecepatan pancaran air sangat dipengaruhi oleh head yang diberikan,

semakin besar headnya maka kecepatan pancaran air akan semakin besar atau

sebaliknya. Untuk daya yang dihasilkan pancaran jet yang berpengaruh

adalah debit dan kecepatan pancaran air. Semakin besar kecepatan pancaran air

maka daya yang dihasilkan oleh pancaran jet makin turun. hal ini mungkin saja

disebabkan oleh head maksimum pada pompa. Kecepatan sudu pada turbin

dipengaruhi oleh head yan

semakin besar pula putaran sudu turbin akibatnya kecepatan sudunya akan

semakin besar pula.

Setelah itu dilakukan analisa dan dilihat pengaruhnya terhadap putaran (n)

dan Head (H). Berikut analisanya berdasar

a. Grafik Pm Vs H

Secara umum pada grafik ini terdapat hubungan yang berbanding lurus

antara kerja mekanik poros (Pm) dan head (H). Dimana semakin besar

head maka daya yang dihasilkan akan semakin besar. Hal ini disebabkan

Pembahasan




head yang diberikan maka pada putaran sudu turbin akan semakin besahal ini



semakin besar bila headnya yang diperlukan akan semakin besar bila akibatnya

debit yang dihasilkan semakin kecil.



kecil debitnya maka daya airnya semakinm kecil. Menurut teorinya daya




edangkan pada head 9 m yang dicapai menurun.



sebaliknya. Untuk daya yang dihasilkan pancaran jet yang berpengaruh




dipengaruhi oleh head yang diberikan dimana semakin besar head maka akan



. Berikut analisanya berdasarkan grafik yang didapat ;







putaran sudu turbin akan semakin besahal ini



besar bila akibatnya



Menurut teorinya daya






sebaliknya. Untuk daya yang dihasilkan pancaran jet yang berpengaruh besar




g diberikan dimana semakin besar head maka akan







karena semakin besar head maka kecepatan pancaran air (Vj) akan

semakin besar, sehingga kecepatan putaran turbin akan semakin besar dan

daya turbin yang dihasilkan akan semakin besar pula.

b. Grafik ηT Vs H dan Grafik

Secara umum pada kedua grafik ini dapat

turbin (ηT) dan efisiensi teoritik (

head (H). Dimana semakin besar head maka efisiensi semakin kecil.

Seperti pada rumus efisiensi teoritik:

Dimana daya air (Pa) akan semakin besar jika headnya besar, sehingga

seperti terlihat pada rumus diatas, makaefisiensinya akan semakin kecil.

c. Grafik ηT Vs n dan Grafik

Dari grafik terlihat hubungan antara efisiensi turbin (

teoritik (ηf) adalah berbanding lurus dengan putaran turbin (n). Hal ini

hanya terlihat jelas pada grafik bukaan ¾. Dimana semakin besar efisiensi

turbin maka putaran turbin semakin besar. Karena efisiensi turbin

dipengaruhi oleh kerja poros (Pm)

besar Pm maka efisiensi turbin juga bertambah besar.

d. Grafik Pj Vs n

Pada grafik ini dapat kita lihat bahwa semakin besar

maka putaran turbin

dipengaruhi oleh kecepatan pancaran jet (Vj)

pancaran jet maka daya pancaran jet akan semakin besar dan kecepatan

pancaran jet juga akan mempengaruhi besarnya putaran turbin. Dimana

semakin besar kecepatan pancaran jet maka putaran tur

besar.

Secara umum untuk mendapatkan daya turbin yang tinggi dan memiliki

efisiensi yang tinggi pula, maka putaran turbin, head dan luas penampang dari

akin besar head maka kecepatan pancaran air (Vj) akan


daya turbin yang dihasilkan akan semakin besar pula.

H dan Grafik ηf Vs H

Secara umum pada kedua grafik ini dapat dilihat hubungan antara efisiensi

) dan efisiensi teoritik (ηf) adalah berbanding terbalik dengan

Dimana semakin besar head maka efisiensi semakin kecil.

Seperti pada rumus efisiensi teoritik:

j = Pa

Pmx 100%



Vs n dan Grafik ηf Vs n

Dari grafik terlihat hubungan antara efisiensi turbin (ηT) dan

) adalah berbanding lurus dengan putaran turbin (n). Hal ini



dipengaruhi oleh kerja poros (Pm) dan daya pancaran jet (Pj).

besar Pm maka efisiensi turbin juga bertambah besar.

Pada grafik ini dapat kita lihat bahwa semakin besar daya pancaran jet

putaran turbin (n) akan semakin besar, karena daya pancaran jet

ngaruhi oleh kecepatan pancaran jet (Vj). Semakin besar kecepatan



semakin besar kecepatan pancaran jet maka putaran turbin akan semakin



akin besar head maka kecepatan pancaran air (Vj) akan


dilihat hubungan antara efisiensi

) adalah berbanding terbalik dengan

Dimana semakin besar head maka efisiensi semakin kecil.



) dan efisiensi

) adalah berbanding lurus dengan putaran turbin (n). Hal ini



dan daya pancaran jet (Pj). Semakin

daya pancaran jet (Pj)

daya pancaran jet

Semakin besar kecepatan



bin akan semakin




nosel sangat berpengaruh sekali. Dimana semakin tinggi kecepatan turbin maka

debit yang dihasilkan semakin kecil, hal ini disebabkan pengecilan luas

penampang dari nosel sehingga tekanan air yang diberikan kepada sudu

turbin semakin besar. Apabila head semakin itnggi dan daya turbin yang

dihasilakan semakin tinggi pula maka waktu yang

memindahkan fluida untuk volume tertentu juga semakin lama.

masukan juga sangat mempengaruhi parameter yang telah disebutkan diatas.

Semakin besar bukaan maka daya yang dihasilkan juga semakin besar, begitu juga

variabel yang lain, akan tetapi waktu yang diperlukan berbanding terbalik dengan

kenaikan pada variabel yang lain.


ng dihasilkan semakin kecil, hal ini disebabkan pengecilan luas

penampang dari nosel sehingga tekanan air yang diberikan kepada sudu


dihasilakan semakin tinggi pula maka waktu yang dibutuhkan untuk

memindahkan fluida untuk volume tertentu juga semakin lama. Bukaan dari pipa



yang lain, akan tetapi waktu yang diperlukan berbanding terbalik dengan

kenaikan pada variabel yang lain.


ng dihasilkan semakin kecil, hal ini disebabkan pengecilan luas

penampang dari nosel sehingga tekanan air yang diberikan kepada sudu-sudu


dibutuhkan untuk

Bukaan dari pipa



yang lain, akan tetapi waktu yang diperlukan berbanding terbalik dengan


5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh setelah dilakukan analisa terhadap

data dan grafik adalah :

a. Turbin air dapat diklasifikasikan atas 2 jenis, yaitu :

- Jenis aksi (impuls) contohnya turbin pelton

- Jenis reaksi. Contohnya turbin kaplan, francis dan propeller

b. Untuk mendapatkan turbin dengan daya yang tingi dan efisiensi yang

maksimum, dibutuhkan kecepatan putar

head yang tinggi pula.

c. Untuk mendapatkan daya yang maksimum dibutuhkan tekanan fluida yang

tinggi yang diberikan kepada sudu

dibutuhkan juga semakin lama untuk volume fluida tertentu.

d. Untuk mendapatkan daya yang maksimum dibutuhkan debit yang relatif

kecil tetapi mem

sudu turbin.

5.2 Saran

Agar praktikum selanjutnya dapat berjalan dengan lebih baik, maka

diharapkan asisten dan praktikan

a. Praktikan lebih teliti dalam membaca alat ukur khususnya tachometer.

b. Praktikan menguasai bahan yang akan dipraktikumkan, sehingga praktikan

pada saat praktikum akan lebih mudah memahami objek.

BAB V

PENUTUP


dapat diklasifikasikan atas 2 jenis, yaitu :

Jenis aksi (impuls) contohnya turbin pelton

Jenis reaksi. Contohnya turbin kaplan, francis dan propeller

Untuk mendapatkan turbin dengan daya yang tingi dan efisiensi yang

maksimum, dibutuhkan kecepatan putaran turbin yang sangat tinggi dan

head yang tinggi pula.

Untuk mendapatkan daya yang maksimum dibutuhkan tekanan fluida yang

tinggi yang diberikan kepada sudu-sudu turbin, sehingga waktu yang

dibutuhkan juga semakin lama untuk volume fluida tertentu.

mendapatkan daya yang maksimum dibutuhkan debit yang relatif

miliki tekanan fluida yang cukup tinggi untuk memutar


diharapkan asisten dan praktikan memperhatikan hal-hal berikut :

Praktikan lebih teliti dalam membaca alat ukur khususnya tachometer.

Praktikan menguasai bahan yang akan dipraktikumkan, sehingga praktikan

pada saat praktikum akan lebih mudah memahami objek.


Untuk mendapatkan turbin dengan daya yang tingi dan efisiensi yang

an turbin yang sangat tinggi dan

Untuk mendapatkan daya yang maksimum dibutuhkan tekanan fluida yang

sudu turbin, sehingga waktu yang

mendapatkan daya yang maksimum dibutuhkan debit yang relatif

iliki tekanan fluida yang cukup tinggi untuk memutar


Praktikan lebih teliti dalam membaca alat ukur khususnya tachometer.

Praktikan menguasai bahan yang akan dipraktikumkan, sehingga praktikan


Yunus. A. Cengel. Thermodinamics : An engineering. Apprach 4

Hill. New York. 2002

Dietzel, Fritz. Turbin, Pompa dan Kompresor.

Team Asisten LKE. 2011. “Panduan Praktikum Prestasi Mesin”. Jurusan Teknik

Mesin FT-UA. Padang.

White, M, Frank. , Mekanika Fluida Edisi Kedua

1988

Dr-Ing. Uyung Gatot S Dinata.

www.google.com

DAFTAR PUSTAKA

Cengel. Thermodinamics : An engineering. Apprach 4-ed. Mc

Hill. New York. 2002

Turbin, Pompa dan Kompresor. 1980. Erlangga. Jakarta.


UA. Padang.

Mekanika Fluida Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta :

Ing. Uyung Gatot S Dinata. Diktat kuliah Termodinamika

ed. Mc-Graw

1980. Erlangga. Jakarta.


Penerbit Erlangga, Jakarta :


TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM

1. Turbin meripakan mesin turbo yang berungsi mengubah enegi potensial

fluida yang berfungsi mengubah energi potensial fluida menjadi energi

mekanik untuk menghasilkan kerja berupa putaran poros.

Jenis- jenis Turbin :

a. Turbin Uap

b. Turbin Gas

c. Turbin Angin

Sumbu Vertikal

Sumbu Horizontal

e. Turbin Air

1. Turbin Impuls

2. Turbin Reaksi

2. Gambar pembangkit listrik sederhana dengan menggunakan turbin pelton

Prinsip kerja: dimana air dialirkan pada sudu saluran yang memiliki head

yang cukup hingga kemudian dialirkan ke pipa

sudu pada turbin pelton.

3. Segitiga kecepatan pada turbin

- Turbin aksi (impuls)

TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM

Turbin meripakan mesin turbo yang berungsi mengubah enegi potensial


mekanik untuk menghasilkan kerja berupa putaran poros.

jenis Turbin :

Turbin Uap

Turbin Gas

Turbin Angin

Sumbu Vertikal

Sumbu Horizontal

Turbin Air

Turbin Impuls

Turbin Reaksi

pembangkit listrik sederhana dengan menggunakan turbin pelton


yang cukup hingga kemudian dialirkan ke pipa-pipa untuk memutar sudu

sudu pada turbin pelton.

kecepatan pada turbin

Turbin aksi (impuls)

Turbin meripakan mesin turbo yang berungsi mengubah enegi potensial


pembangkit listrik sederhana dengan menggunakan turbin pelton


pipa untuk memutar sudu-


- Turbin reaksi

4. Fenomena-fenomena pada turbin air

Turbin reaksi

fenomena pada turbin air


- Kavitasi

Kavitasi merupakan peristiwa terjadinya gelembung

yang kecil (

mengalir, dimana t

rendah dari tekanan uap jenuhnya.

- Kecepatan liar (runaway speed)

Kecepatan liar yaitu suatu kecepatan yang terjadi akibat pada waktu

turbin bekerja dimana tiba

- Water hammer


fluida yang mengalir tiba

(perubahan momentum). Water hammer juga terjadi akibat katup pada

air keluar turbin di tutup secara tiba

turbin meningkat.

5. Jenis pembangkit dilihat dari daya keluaran turbin

- Large-hydro

- Medium-hyd

- Small-hydro

- Mini-hydro;

- Micro-hydro

- Pico-hydro;

Kavitasi merupakan peristiwa terjadinya gelembung-gelembung uap

yang kecil (minute microscopic bubbles) di dalam cairan (air) yang

mengalir, dimana tekanan yang trjadi ditempat tersebut sama atau lebih

rendah dari tekanan uap jenuhnya.

Kecepatan liar (runaway speed)


turbin bekerja dimana tiba-tiba bebannya dihentikan dengan tiba

Water hammer


fluida yang mengalir tiba-tiba berhenti atau arah alirannya berubah


air keluar turbin di tutup secara tiba-tiba sehingga tekanan di dalam

turbin meningkat.

Jenis pembangkit dilihat dari daya keluaran turbin

hydro; daya keluaran sampai 100 MW

hydro; daya keluaran mulai 15 - 100 MW

hydro; daya keluaran mulai 1 - 15 MW

daya keluaran mulai 100 kW- 1 MW

hydro; daya keluaran mulai 5kW - 100 kW

daya keluaran sampai 5kW

gelembung uap

) di dalam cairan (air) yang

ekanan yang trjadi ditempat tersebut sama atau lebih


tiba bebannya dihentikan dengan tiba-tiba.


tiba berhenti atau arah alirannya berubah


a sehingga tekanan di dalam

turbin oke

Documents