4.4.1 Perhitungan Segitiga Kecepatan
Dari perhitungan awal pada sub bab 4.2, selanjutnya akan dihitung segitiga kecepatan untuk turbin impuls Curtis dengan dua tingkat – kecepatan, sebagai
berikut : 1
Kecepatan relatif uap memasuki sudu – gerak baris pertama , dengan
sudut masuk uap =
, yaitu :
= = 54,446
2 Sudut kecepatan relatif uap masuk sudu – gerak baris pertama
:
= ;
≈
3 Sudut kecepatan relatif uap keluar sudu-gerak baris pertama
:
= =
4 Kecepatan relatif uap keluar sudu – gerak baris pertama
, dengan koefisien kecepatan
ψ = 0,834, yaitu :
= 0,834 54,446 = 45,408
5 Kecepatan mutlak uap keluar sudu – gerak baris pertama :
= 20,224
Universitas Sumatera Utara
6 Sudut keluar sudu – gerak baris pertama
:
= ≈
Tabel 4.1 Hasil perhitungan segitiga kecepatan pada sudu gerak tingkat pertama dengan dua tingkat-kecepatan
0,35 Satuan
28,6216 0,40
m 54,446
der der
ψ 0,834
- 45,408
20,224 der
Gambar 4.2 Segitiga kecepatan sudu gerak
Universitas Sumatera Utara
4.4.2 Perhitungan Kerugian Kalor pada Sudu Gerak
Perhitungan kerugian kalor pada sudu gerak tingkat pertama, yaitu sebagai berikut :
2 Kerugian kalor pada nosel :
= 0,36 Entalpi uap sebenarnya setelah keluar nosel
titik adalah :
= 21,975 + 0, 36 = 217,335
Keadaan uap pada keadaan entalpi , maka diperoleh :
- Volume spesifik
: 0,02636 -
Temperatur :
- Entropi
: 0.69384 -
Tekanan : 3,0912 bar
3 Kerugian kalor pada sudu gerak baris pertama :
= = 0,45
Entalpi uap sebenarnya setelah keluar sudu gerak baris pertama titik
adalah :
= 217,335 + 0,45
= 217,785 Keadaan uap pada keadaan entalpi
, maka diperoleh : -
Volume spesifik : 0,0259
- Entropi
: 0,6949 -
Temperatur :
- Tekanan
: 3,137 bar
Universitas Sumatera Utara
4 Kerugian kalor akibat gesekan cakram dengan angin :
Adapun penentuan daya gesekan dan ventilasi cakram dihitung dengan menggunakan persamaan Forner yaitu sebagai berikut :
dimana : β = 1,76 cakram baris tunggal d = 0,4 m diameter rata-rata cakram
n = 1400 rpm putaran turbin = tinggi sudut rata-rata
= 10 mm tinggi nosel
mm 14 mm
γ = bobot spesifik dimana cakram tersebut berputar, harganya sebanding dengan
, dengan
= 37,487 sehingga
γ = 37,487 dengan demikian, maka :
= 6,488 . Maka kerugian kalor akibat gesekan cakram dan angin adalah :
= 1,472 . Entalpi uap setelah melibatkan kerugian akibat gesekan cakram dan angin,
titik adalah :
= 216,885 + 1,472 . = 216,886472
Universitas Sumatera Utara
5 Kerugian akibat kecepatan keluar sudu gerak
= = 0,01
6 Besarnya penurunan kalor yang dimanfaatkan pada tingkat pertama,
= 3,7049 – 0,36 + 0,45 + 1,472 .
= 2,893
7 Kerugian akibat kebocoran uap
Rugi-rugi akibat kebocoran uap dicari dengan menentukan terlebih
dahulu tekanan kritis dan luas selimut suatu labirin. Tekanan kritis diperoleh dari persamaan berikut :
Dimana: : tekanan sebelum masuk nosel, setelah keluar katup pengtur bar
= 3,274 bar z : jumlah labirin yang di gunakan untuk turbin satu tingkat, dipilih z = 4
maka : bar
= 1,19 bar Tekana uap keluar nozel
= 3,0912 bar Karena
maka laju uap bocor yang melewati labirin di cari dengan persamaan :
Dimana : : volume sfesifik sebelum masuk nosel
Universitas Sumatera Utara
: luas selimut pada satu labirin : pecepatan gravitasi bumi
: koefisien pemanfaatan kecepatan keluar, nilai 0,7 – 0,8 dipilih 0,8
Luas selimut untuk satu labirin dapat dicari dengan persamaan :
Diman : s : jarak antara dua buah labirin, dipilih s = 0,4 mm
: diameter poros yang digunakan, dipilih = 80 mm
Shingga : = 3,14 . 0,08 . 0,0004
= 1,0048 . Maka :
= 0,0595 Rugi akibat kebocoran uap yang melewati labirin
adalah :
= 2,954
8 Besarnya penurunan kalor toltal yang dimanfaatkan pada tingkat pertama,
= 3,7049 – 0,36 + 0,45 + 1,472 .
+ 2,954 = 5,8
Universitas Sumatera Utara
9 Efisiensi internal relatif tingkat pertama
01
η
= 78
10 Daya internal tingkat pertama,
= = 100
4.5 Dimensi Nosel Dan Sudu Gerak
Kategori