3.5. Perhitungan Gaya Tangensial Turbin
Dari persamaan 2.8 pada bab 2, maka gaya tangensial turbin dapat dihitung sebagai berikut :
�
�
=
o
m
[ �
1�
+ �
2�
+ �′
1�
+ �′
2�
] Dimana
�
1�
+ �
2�
= 755,34 + 332,36 = 1087,71
�� �′
1�
+ �′
2�
= 294,90 + −68
= 226,89 ��
�
�
= 4.2[1087,71 + 226,89] �
�
= 5521,33 � = 5,521 ��
3.6. Tegangan Tarik Pada Sudu Turbin Akibat Gaya Sentrifugal Uap
Besarnya tegangan tarik akibat gaya sentrifugal dengan nilai terbesar yaitu pada sudu gerak tingkat akhir tingkat ke-2, yang dapat dihitung dengan
persamaan dari [lit.1, hal. 288] �
�
= �
2
�
2
�
��
900 × � ��
2
× � +
�
�
� ×
�
�
× �
�
� ����
2
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 4.6 Dimana :
n = putaran roda turbin = 3975 rpm �as = massa jenis bahan Alloy steel = 0,28 lbin3 = 0,00785 kgcm
3
L
2
= tinggi rata-rata sudu gerak tingkat ke-2 = 2,7 cm r = jari-jari rata-rata sumbu sudu = 852 = 42,5 cm
rs = jari-jari rata-rata plat penguat sudu = r + 0,5 x l2 + 0,5 x s ; s = tebal selubung = 0,2 cm
= 42,5 + 0,5 x 2,7 + 0,5 x 0,2= 43,95 cm ts = panjang setiap bilah selubung
= 2 � ∙
�
�
�
2
= 2 × � ×
43,95 128
= 2,16 Ao = luas penampang sudu paling lemah, pada akar sudu
= fxLebar akar sudu
Universitas Sumatera Utara
= 1,49 x4 = 5,96 cm
2
As = luas plat penguat sudu = tebal slubung x Lebar akar sudu
= 0,2 x 4 = 0,8 cm
2
Maka : �
�
= �
2
∙ 3975
2
∙ 0,00785 900
∙ 9,81 �20,82.42,5 +
0,8 5,96
. 2,16 ∙ 43,95� ����
2
Tegangan tarik akibat gaya sentrifugal yang diizinkan untuk bahan Alloy steel AISI 1050 As-rolled adalah sebesar 105 kpsi
= 7381,5 kgcm
2
3.7. Tegangan Lentur Akibat Tekanan Uap
Uap yang mengalir melalui sudu-sudu baik sudu-sudu gerak maupun sudu- sudu pengarah mempunyai kecepatan yang bervariasi secara periodik dan
menimbulkan tegangan yang bervariasi pada akar sudu. Tegangan lentur akibat tekanan uap [Menurut lit.1,hal.291-292] dapat ditentukan dari persamaan berikut
ini : 1. Besarnya gaya pada sudu gerak tingkat ke-2 yang searah dengan putaran
�
�,2
=
o
m
. ℎ
2�
�. �. �. �
2
10
3
��
Dimana : H
2i
= penurunan kalor yang berguna pada tingkat ke-2 = 269,68 kJkg ε = derajat pemasukan uap parsial = 0,27
Z
2
= jumlah sudu tingkat ke-2 = 128 buah u = kecepatan keliling = 176,84 ms
Maka : �
�,2
= 4,2 × 269,68
9,81 × 0,27 × 176,84 × 128 10
3
�� = 18,89
��
Universitas Sumatera Utara
2. Gaya yang bekerja akibat perbedaan momentum uap yang mengalir : �
�,2
=
o
m
�
1�
+ �
2�
� ∙ � ∙ �
2
�
�,2
= 4,2 755,34 + 332,36
9,81 × 0,27 × 128 = 13,47
��
Gambar berikut ini menunjukkan arah resultan gaya yang dikerjakan oleh uap pada sudu gerak :
Gambar 3.2. Gaya-gaya Lentur Pada Sudu
Sehingga besarnya resultan gaya Fo
2
akibat tekanan uap dihitung dengan persamaan :
�
0,2
= ��
�2 2
+ �
�2 2
�� �
0,2
= �18,89
2
+ 13,47
2
= 23,20 ��
Dengan menganggap Fo,
2
konstan sepanjang sudu gerak ke-2, maka momen lengkung yang terjadi Mx,
2
adalah : �
�,2
= �
2
. �
2
2 ��. ��
Dimana : F
2
= Fo,
2
cos ϕ = Fo,
2
karena turbin impuls � = 0
L
2
= 2,7 cm
Universitas Sumatera Utara
Sehingga : �
�,2
= 23,20 × 2,27
2 = 31,33
��. ��
Tegangan lentur akibat tekanan uap dengan nilai terbesar yang terjadi disepanjang sudu gerak tingkat ke-2 dapat dihitung dengan
persamaan : �
�
= �
�,2
�
�,2
����
2
Dimana : Wy,
2
: momen perlawanan terkecil sudu relatif terhadap yy = 9,16 cm
3
Maka : �
�
= 31,33
9,16 �
�
= 3,42 ����
2
Tegangan Geser yang diizinkan untuk bahan Alloy steel AISI 1050 As-rolled adalah sebesar 559,204 kgcm
2
3.8. Besarnya Momen Torsi Yang Dialami Poros Akibat Semburan Uap
Kategori