Jhon Aryanto Glad Saragih : Perencanaan Serta Pembuatan Prototipe Turbin Air Terapung Bersudu Datar Dengan Memanfaatkan Kecepatan Aliran Air Sungai, 2009.
USU Repository © 2009
BAB IV ANALISA PERENCANAAN TURBIN
4.1 Rancangan I 4.1.1 Analisa Segitiga Kecepatan Turbin Air
Analisa Kecepatan Pada Sisi Masuk
C
1
U
1 1
Gambar 4.1 Analisa Kecepatan Pada Sisi Masuk
Dari gambar diatas diketahui bahwa :
1
C : Kecepatan Absolut Fluida Masuk
1
U : Kecepatan Tangensial Kecepatan Keliling Sudu Turbin yang arahnya searah dengan arah putaran turbin.
1
W : Kecepatan Relatif Fluida terhadap Sudu Turbin
Jhon Aryanto Glad Saragih : Perencanaan Serta Pembuatan Prototipe Turbin Air Terapung Bersudu Datar Dengan Memanfaatkan Kecepatan Aliran Air Sungai, 2009.
USU Repository © 2009
Adapun nilai dari
1
C = s
m 75
, 1
diperoleh dengan menggunakan rotatometer dan
1
U dapat dicari dengan persamaan [2] :
1
U = 60
n D
× ×
π .....................................................................................4.1
Dimana : D : diameter turbin air yang direncanakan 0,75 m
n : putaran turbin air yang dihasilkan 27 rpm
Sehingga :
1
U =
s m
menit ik
rpm m
06 ,
1 det
60 27
75 ,
= ×
×
π
Maka harga
1
W dapat dicari dengan menggunakan persamaan [3] : α
Cos U
C U
C W
1 1
2 1
2 1
2 1
2 −
+ =
..................................................4.2
dengan =
α karena
1
C dan
1
U segaris, sehingga persamaan diatas menjadi : α
Cos U
C U
C W
1 1
2 1
2 1
2 1
2 −
+ =
2 2
2 1
06 ,
1 .
75 ,
1 .
2 06
, 1
75 ,
1 Cos
W −
+ =
71 ,
3 1236
, 1
0625 ,
3
2 1
− +
= W
4761 ,
2 1
= W
s m
W 69
,
1
=
Jadi besar kecepatan relatif fluida terhadap sudu turbin pada sisi masuk adalah 0,69 ms.
Jhon Aryanto Glad Saragih : Perencanaan Serta Pembuatan Prototipe Turbin Air Terapung Bersudu Datar Dengan Memanfaatkan Kecepatan Aliran Air Sungai, 2009.
USU Repository © 2009
Analisa Segitiga Kecepatan Pada Sisi Keluar
U
2
W
2
C
2
Gambar 4.2 Analisa Kecepatan Pada Sisi Keluar
Dari gambar diatas, dapat diperoleh gambar segitiga kecepatan pada sisi keluar sebaga berikut :
Gambar 4.3 Segitiga Kecepatan Pada Sisi Keluar
U
2
W
2
C
2
Jhon Aryanto Glad Saragih : Perencanaan Serta Pembuatan Prototipe Turbin Air Terapung Bersudu Datar Dengan Memanfaatkan Kecepatan Aliran Air Sungai, 2009.
USU Repository © 2009
Dari gambar diatas diketahui bahwa :
2
C : Kecepatan Absolut Fluida Keluar
2
U : Kecepatan Tangensial Kecepatan Keliling Sudu Turbin yang arahnya searah dengan arah putaran turbin.
2
W : Kecepatan Relatif Fluida terhadap Sudu Turbin
Maka harga
2
W dapat dicari dengan menggunakan persamaan [3] : α
Cos U
C U
C W
2 2
2 2
2 2
2 2
2 −
+ =
.........................................4.3 dimana :
2
C = 0,69 ms
2
U = 1,06 ms 90
= α
karena
2
C
⊥
2
U
Sehingga persamaan diatas menjadi : α
Cos U
C U
C W
2 2
2 2
2 2
2 2
2 −
+ =
2 2
2 2
90 06
, 1
. 69
, .
2 06
, 1
69 ,
Cos W
− +
= 1236
, 1
4761 ,
2 2
+ =
W 5997
, 1
2 2
= W
s m
W 26
, 1
2
=
Jadi besar kecepatan relatif fluida terhadap sudu kincir pada sisi keluar adalah 1,26 ms.
Jhon Aryanto Glad Saragih : Perencanaan Serta Pembuatan Prototipe Turbin Air Terapung Bersudu Datar Dengan Memanfaatkan Kecepatan Aliran Air Sungai, 2009.
USU Repository © 2009
Berdasarkan gambar 4.3 besar sudut antara
2
W dengan
2
U
2
β dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
2 2
2 2
2 2
W U
ArcCos W
U Cos
= ⇒
= β
β .......................................4.4
s m
s m
ArcCos 26
, 1
06 ,
1
2
= β
84 ,
2
ArcCos =
β
2
72 ,
32 =
β Jadi besar sudut antara
2
W dengan
2
U
2
β adalah 72
, 32
4.2 Rancangan II 4.2.1 Analisa Segitiga Kecepatan Turbin Air
