Kekuatan Sudu TINJAUAN PUSTAKA

z 2 = 133 88 , 14 631 . 2 = × = π π t d sudu • Pada sudu pengarah Z p = 154 89 , 12 631 . = × = π π gb t d sudu

4.2.5 Nozel dan Sudu Gerak Tingkat 2

Tinggi sisi keluar nozel tingkat kedua, disebabkan adanya kebocoran melalui diafragma, ditentukan dengan persamaan mm dc G G l kebocoran n 19 12 sin 376 , 437 631 , 10 2774 , 1453 , 145 , 14 sin 10 3 1 1 3 1 = ° × × × × × − = × × − = π α π υ Tinggi sisi keluar sudu mm dw G l 22 21 sin 476 , 216 631 , 10 2800 , 145 , 14 sin 10 3 2 2 3 2 2 = ° × × × × × = × × = π β π υ Untuk tingkat ketiga sampai tingkat sepuluh dihitung dengan cara yang sama seperti di atas, diperoleh ukuran utama nosel dan sudu gerak dan hasilnya ditabelkan Lampiran 8.

4.3 Kekuatan Sudu

Kekuatan sudu turbin cukup dihitung pada bagian-bagian yang terlemah, dan bila pada bagian ini ternyata sudah aman, maka bagian yang lain akan lebih aman. Besarnya tegangan tarik akibat gaya radial yang memiliki nilai terbesar yaitu pada sudu gerak tingkat akhir tingkat 10, dapat dihitung dengan persamaan:       × × + × × = s s s r t F F r l g n 2 2 900 ρ π σ .......……Lit. 1, hal. 288 Dimana: n = putaran poros turbin = 5700 rpm = massa jenis bahan sudu = 0,00785 kgcm 3 = 7850 kgm 3 l = tinggi sudu gerak tingkat 10 = 41,7 cm r = jari-jari rata-rata sumbu sudu = 92,52 = 46,25 cm r s = jari-jari rata-rata plat penguat sudu = r + 0,5 x l+ 0,5 x s ; s = tebal selubung = 0,2 cm = 46,25 + 0,5 x 41,7+ 0,5 x 0,2 = 67,2 cm t s = panjang setiap bilah selubung = 2 π. 95 , 1 217 2 , 67 2 10 = × × = π z r s cm F o = luas penampang sudu paling lemah, pada akar sudu cm 2 = f x lebar akar sudu = 1,49 x 3 = 4,47 cm 2 Dimana : lebar akar sudu untuk turbin kapasitas menengah adalah 30 ÷40 mm, diambil 30 mmlit.1, hal 286. F s = luas plat penguat sudu, dimana lebar selubung = 30 mm = 3 cm = b x tebal selubung = 3 x 0,2 = 0,6 cm 2     × × + × × × = − 2 , 67 95 , 1 47 , 4 6 , 25 , 46 7 , 41 10 . 88 , 2 7 n σ .kgcm 2 = 5564,35 kgcm 2 Tegangan tarik dan lentur total akibat gaya sentrifugal yang diizinkan untuk baja krom nikel tahan karat AISI UNS NO.41400 adalah sebesar 8436,84 kgcm 2 atau 120 kPsi Lampiran 1.4, jadi pemilihan bahan di atas sudah aman. Tegangan lentur akibat tekanan uap dapat ditentukan dari persamaan berikut ini: • Besarnya gaya akibat rotasi pada sudu gerak tingkat 10 : Pu 1 = 1 u o z . u . h G . 427 kg ………………………………..….Lit 1, hal. 298 dimana: h u = penurunan kalor yang berguna pada tingkat 10 108,72 kJkg = 25,97 kkalkg Lampiran 7 ε = derajat pemasukan parsial 1 z 1 = jumlah sudu tingkat 10 217 buah Lampiran 8 u = kecepatan tangensial tingkat ke-10 275,97 mdet Lampiran 8 G = laju aliran massa uap setelah tingkat ke- 10 11,895 kgdet maka: P u1 = 217 97 , 275 1 97 , 25 895 , 111 427 x x x x = 2,203 kg • Gaya yang terjadi akibat perbedaan tekanan uap masuk dan keluar sudu didapat dari persamaan: P a1 = l . t P 1 ’ – P 2 kg ……………………….……Lit.1, hal. 291 dimana : l = tinggi sudu tingkat 10 t = jarak antara sudu pada diameter rata rata P 1 ’ = tekanan uap sebelum sudu P 2 = tekanan uap sesudah sudu maka: P a1 = 41,7 x 1,34 0,25 – 0,1 = 8,382 kg • Gaya yang bekerja akibat perbedaan momentum uap yang mengalir: P a1 ’ = 1 2 1 . . - z g C C G u u o ε kg …………..…Lit. 1, hal. 298 maka : P’ a1 = 217 1 81 , 9 40 , 42 08 , 450 895 , 11 × × − = 2,278 kg sehinga besarnya resultan gaya P o1 akibat tekanan uap dihitung dengan persamaan: P o1 = 2 1 1 a 2 1 Pa P Pu + + kg ……………………Lit. 1, hal. 298 Po 1 = 2 2 278 , 2 382 , 8 203 , 2 + + = 10,885 kg Dengan menganggap Po 1 konstan sepanjang sudu gerak 10 maka momen lengkung yang terjadi Mx 1 adalah: Mx 1 = 2 l . P 1 1 kg.cm ………………………….………….Lit. 1, hal. 299 Dimana: P 1 = Po 1 cos ϕ = Po 1 karena ϕ = 0 l 1 = 2 417 383 + = 400 mm = 40 cm Sehingga : Mx 1 = 2 40 885 , 10 × kg.cm = 25,44 kg.cm Gambar 4.2. Gaya-gaya lentur pada Sudu Sumber lit.1, hal 292 Tegangan lentur yang memiliki nilai terbesar terjadi disepanjang sudu gerak 10, dapat dihitung dengan persamaan : σ b = Mx 1 W y1 kgcm 2 ……………………………….Lit. 1, Hal 299 dimana Wy 1 = momen perlawanan terkecil sudu relatif terhadap yy = 0,15502 cm 3 Lampiran 4. maka : σ b = 25,440,15502 σ b = 164,124 kgcm 2 Untuk turbin pemasukan penuh : σ b ≤ 380 kgcm 2 , dengan demikian konstruksi sudu yang direncanakan sudah aman.

4.4 Pemeriksaan sudu terhadap getaran