Untuk efisiensi turbin dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
ɳ = x 100
Dimana : = Daya turbin Watt
= Daya air Watt Efiensi turbin sendiri diambil dari pembukaan katup secara tiga
kali,sehingga didapat kapasitas air Q dan kecepatan aliran masuk.
Tabel 4.1kapasitas,luas penampang lingtang talang,kecepatan aliran,dan laju aliran massa pada bukaan katup 30°,60°, dan 90°
Bukaan katup Q m
3
s A m
2
Vms ṁ kgs
30° 0,0035 0,00375
0,93 3,5 60° 0,0044
0,004375 1,006 4,4
90° 0,0053 0,005 1,06 5,3
Dari perhitungan eksperimental didapat Pair pada tiga kali pembukaan katup. Tabel 4.2 Daya Air Pair
Bukaan Katup Daya Air P
air
30 1,513575 60 2,226479
90 2,97754
4.4.1 Efisiensi Pada Sudu I
Pada kecepatan putaran 46,2 rpm,didapat secara CFD F=0.67286986 N. Dari persamaan T = F . l , dengan ladalah panjang lengan 0,0725 m
Maka T = 0,0725 0.67286986 =0,048783Nm.
Dimana ω = 2
= 2
= 4,8356 rads
Universitas Sumatera Utara
Sehingga, P
turbin
= T. ω
= 0,048783
4,8356 =
0,235895 Watt
Efiseinsi turbin , ɳ =
x 100 =
=0,155853 x 100 = 15,5853
Untuk keseluruhan variasi rpm pada dasar sudu sudu I, diameter outlet 6cm ketinggian 0,5cm dari dasar rumah sudu, effisiensi dapat dilihat di tabel 4.3
Tabel 4.3 Efisiensi Turbin Vortex sudu I dengan variasi rpm rpm
ω rads F N
T Nm P
turbin
watt ɳ
46,2 4,8356
0,67286986 0,048783
15,5853 31 3,24467 0,2494355
0,018084 0,058677 3,8767
15,5 1,62233 0,025420085
0,001843 0,00299 0,19
Hasil dari simulasi CFD dari sudu I dengan efisiensi maksimal pada tiap – tiap
variasi diameter oulet dengan bukaan katup 30
,60
o
,dan 90
o
ditunjukkan di tabel – tabel di bawah ini.
Tabel 4.4 Efisiensi maksimum Turbin Vortex sudu I katup 30
o
Diameter outletm
Rpm ω
rads F N
T Nm P
turbin
watt ɳ
0,055 43,5 4,553 0,52682203
0,03819 0,1739 11,489 0,06 46,2
4,8356 0,67286986
0,048783 15,585
0,07 48,3 5,0554
0,598138 0,043365
0,219227 14,484
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Efisiensi Turbin Vortex sudu I katup 60
o
Diameter outlet m
Rpm ω rads
F N T Nm
P
turbin
watt ɳ
0,055 52,5 5,495 0,7805183 0,0565875 0,31094875
13,966 0,06 53.3
5,57873 0,60570991
0,043913 0,244984
11,003 0,07 58,6
6,13346 1,2778552
0,0926445 0,56823
25,522
Tabel 4.6 Efisiensi Turbin Vortex sudu I katup 90
o
Diameter outlet m
Rpm ω rads
F N T Nm
P
turbin
watt ɳ
0,055 54,1 5,61013
0,5291571 0,038363 0,21522 7,228
0,06 53.6 5,72526 0,5926057 0,042963 0,24597 8,2608 0,07 60,8
6,36373 1,1705294
0,084863 0,54004
18,137
4.4.2 Efisiensi Pada Sudu III
Sudu III adalah sudu dengan dimensi paling kecil,tetapi karena dimensinya yang kecil, rpm sudu tersebut makin besar karena dengan debit yang sama dengan
sudu I air lebih cepat memenuhi rumah sudu.Dengan cara yang sama untuk mencari efisiensi turbin vortex pada sudu I, maka akan didapat hasil pada masing
masing variabel berikut : Bukaan Katup 30 Derajat, Diameter Outlet 7 Cm, Radius Sudu Ke Outlet 0,5 Cm.
Efiseinsi turbin
, ɳ =
x 100 =
=
43,29
Tabel 4.7 Efisiensi Turbin sudu III dengan variasi rpm
Universitas Sumatera Utara
n rpm ω rads
F N T Nm
Pturbin watt
ɳ 135.9 14,2242 0.51988906
0.0702 0,998 33,5
120 12,56
0.7608 0.103
1.29 43,29
2.4 0,2512 1.0098455
0.136323 0.0342 1,15
Hasil dari simulasi CFD dari sudu III dengan efisiensi maksimal pada tiap – tiap
variasi diameter oulet dengan bukaan katup 30
,60
o
,dan 90
o
ditunjukkan di tabel – tabel di bawah ini.
Tabel 4.8 Efisiensi maksimum Turbin Vortexsudu III katup 30
o
Diameter outlet m
Rpm ω rads
F N T Nm
P
turbin
watt ɳ
0,05 29,4 3,081 1,20866 0,16316 0,50272 33,29
0,06 131,5 13,76367 0,201 0,027135
0,3734771 24,73 0,07 139,8
14,6324 0,27 0,03645 0,53335098
35,32
Tabel 4.9Efisiensi maksimum Turbin Vortex sudu III katup 60
o
Diameter outlet m
Rpm ω
rads F N
T Nm P
turbin
watt ɳ
0,055 117,4 12,29 0,5193279 0,07010926 0,86164285 38,64
0,06 139,2 14,5696 0,30123
0,04066605 0,59248808 26,57 0,07 146,4
15,3232 0,397 0,053595 0,8212469 36,83
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.10 Efisiensi maksimum Turbin Vortex sudu III katup 90
o
Diameter outlet m
Rpm ω
rads F N
T Nm P
turbin
watt ɳ
0,055 120 12,56 0,7608 0,102708 1,29001248
43,29 0,06 129,6
13,565 0,3011 0,0406485 0,5513969 18,50
0,07 139,8 14,6324
0,370814 0,05005989 0,73249633 24,58
4.4.3 Grafik Hasil Perhitungan
