4.6 Hubungan uc dengan besar sudut
1
α dan pengaruhnya terhadap Efisiensi Turbin
Dari persamaan 3.20 diketahui bahwa :
1 1
1 1
2 2
cos cos
cos 1
2 c
u c
u
u
−
+ =
α β
β ψ
ϕ η
Dari persamaan di atas ternyata bahawa besaran
u
η
tergantung pada nilai uc
1
Hubungan uc , sudut nosel,
koefisien kecepatan, dan sudut
1 1
α agaknya merupakan karakteristik dasar tingkat turbin. Jika nilai-nilai
sudut ,
1
β ,
2
β dan koefisien kecepatan ϕ dan ψ tetap konstan pada persamaan 3.20, maka nilai
u
η
hanya tergantung pada rumus berikut.
2 1
1 1
1 1
1
cos cos
− =
− c
u c
u c
u c
u α
α
……………...…………….4.4
Jika uc
1
= 0 dan uc
1
u
η
= cos α, rumus di atas akan menjadi nol dan akibatnya adalah
sama dengan nol. Untuk menentukan nilai optimum uc
1
akoefisien turunan diferensial pertama sisi kanan persamaan 4.4 harus disamakan dengan nol.
cos
1 2
1 1
1
=
−
c u
d c
u c
u d
α
2 cos
1 1
=
−
c u
α
Universitas Sumatera Utara
2 cos
1 1
α =
opt
c u
....................................................................................4.5
Dengan mensubstitusikan nilai uc
1
1 2
1 2
max .
cos cos
cos 1
2
α β
β ψ
ϕ η
+
=
u
dari persamaan 4.5 ke persamaan 3.20, maka diperoleh nilaiefisiensimaksimum.
………………………….…….4.6
Jika : β
1
β =
2 2
.max 1
1 cos
2
u
ϕ η
ψ α
= +
, maka ………………………………….....................4.7
4.7 Menentukan Sudut
1
α Optimal
Dari analisis dan perhitungan yang dilakukan, diketahui bahwa besar sudut sudu turbin sangat mempengaruhi besarnya gaya dan daya mekanis turbin tersebut. Namun perlu
diketahui satu besar sudut tertentu yang paling baik untuk perencanaan turbin. Hal tersebut dapat ditentukan berdasarkan hubungan effisiensi turbin tersebut terhadap besar sudut dan
koefisien kecepatan uc
1
Menurut Muin 1993 bahwa nilai koefisien kecepatan optimum uc .
1
= 0,483. Hal tersebut dapat terlihat dari table dan grafik berikut :
Universitas Sumatera Utara
Table 4.2 Pengaruh uc
1
terhadap Effisiensi turbin
Koefisien kecepatan uc
1
Efisiensi
η
0,000 0,0000
0,100 0,3216
0,200 0,5671
0,300 0,7420
0,351 0,8016
0,400 0,8407
0,483 0,8663
0,500 0,8652
0,600 0,8154
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.9
uc
ef fi
s iens
i
Gr afik effisiensi sebagi fungsi uc
Gambar 4.9 Grafik nilai uc
1
Hasil yang diperoleh dari tabel dan juga grafik di atas ditentukan berdasarkan persamaan 3.20, yang menunjukkan hubungan efisiensi dengan keofisien kecepatan.
optimum terhadap effisiensi
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik dan tabel di atas menunjukkan bahwa hubungan koefisien kecepatan dan efisiensi tidaklah linier dan ditemukan bahwa nilai optimum uc
1
Cos α
= 0,483. Berdasarkan persaman 4.5 didapat :
1
1
c u
= 2
α
1
1
c u
= arcos 2 = arcos 2. 0,483
α
1
= 14,98
o
= 15
o
4.8 Analisis Dan Simulasi Dengan Bantuan Software Komputer