BAB IV PERHITUNGAN UKURAN UTAMA TURBIN UAP PLTU
4.1 Nosel dan Sudu Gerak
Nosel merupakan suatu laluan yang penampangnya bervariasi dimana energi potensial uap dikonversikan menjadi energi kinetik berupa pancaran uap ke
sudu gerak turbin. Dari penyelidikan-penyelidikan secara teoritis dan percobaan, ternyata bahwa uap yang mengalir melalui bagian nosel dengan penampang
konvergen sewaktu berekspansi didalamnya hanya mencapai nilai minimum tertentu yang disebut tekanan kritis p
kr
yang sama dengan 0,577 p untuk uap
jenuh dan 0,546 p untuk uap panas lanjut. Kecepatan uap pada tekanan ini
disebut kecepatan kritis. Bila tekanan sesudah nosel lebih besar dari tekanan kritis p
1
p
kr
, maka ekspansi uap yang terjadi hanya sampai tekanan p
1
, dalam hal ini digunakan nosel konvergen, sedangkan untuk mendapatkan tekanan sisi keluar p
1
p
kr
dan kecepatan superkritis c
1
c
kr
digunakan nosel konvergen divergen. Untuk menentukan jenis nosel yang digunakan dalam perencanan ini, terlebih dahulu
ditentukan harga - harga tekanan kritis p
kr
pada tiap tiap tingkat.
4.1.1 Tinggi Nosel dan Sudu Gerak
Kondisi uap pada tingkat pertama adalah uap panas lanjut, maka tekanan kritisnya:
bar bar
P P
kr
6 ,
46 5
, 85
546 ,
546 ,
Universitas Sumatera Utara
dimana tekanan sesudah nosel p
1
= 48 bar, karena p
1
lebih besar dari p
kr
, maka digunakan nosel konvergen.
Penampang sisi keluar nosel [Menurut lit. 7, hal. 22] adalah :
2 1
1 1
m v
c G
f
Dimana : G
= massa aliran uap = 83,44 kgs
1
= volume spesifik uap pada penampang sisi keluar = 0,0747 m3kg c
1
= kecepatan aktual uap pada penampang sisi keluar = 631,628 ms Maka :
2 2
1
47 ,
92 009247
, 0747
, 628
, 631
44 ,
83 cm
m f
Tinggi nosel, disarankan diantara 10 mm - 20 mm, dan derajat pemasukan parsial, ε tidak kurang dari 0,2. Untuk turbin-turbin dengan kapasitas besar dan menengah
dengan sudu-sudu yang relatif besar, nilai derajat pemasukan parsial dapat mencapai satu. Sehingga dengan membuat tinggi nosel ln sebesar 15 mm akan
diperoleh nilai derajat pemasukan parsial 0,7778. Jumlah nosel yang dipakai, direncanakan zn = 50 buah, dimana nosel dipasang disekeliling cakram, sehingga
besar luas penampang setiap nosel adalah :
2 1
1
849 ,
1 50
47 ,
92 cm
z f
f
n
Lebar penampang sisi keluar nosel adalah : cm
l f
a 232
, 1
5 ,
1 849
, 1
1
Universitas Sumatera Utara
Tinggi sisi masuk sudu gerak baris yang pertama dibuat sebesar : mm
l l
n
17 2
15 2
1
Tinggi sisi keluar sudu gerak baris pertama, dari Menurut lit. 7, hal. 58 adalah :
2 2
1 1
sin .
. .
.
d v
G l
Dimana :
1
v
volume spesifik uap keluar sudu gerak baris pertama = 0,0747 m
3
kg Maka :
mm m
l 33
, 19
01933 ,
589 ,
19 sin
487 ,
429 703
, 01911
, 1
0747 ,
44 ,
83
1
Tinggi nozel pada tingkat yang kedua Menurut lit. 7, hal. 56 adalah :
1 1
sin .
. .
.
c d
v G
l
gb gb
m 02017
, 30
sin 6
, 305
703 ,
01911 ,
1 0831
, 44
, 83
mm
l
gb
17 ,
20
Tinggi sisi masuk sudu gerak baris kedua :
mm l
l l
gb
17 ,
22 2
17 ,
20 2
2 2
Tinggi sisi keluar sudu gerak baris kedua, dari Menurut lit. 7, hal. 58 adalah :
2 2
2 2
sin .
. .
.
d v
G l
m l
0217 ,
45 sin
008 ,
185 7778
, 01911
, 1
0835 ,
44 ,
83
2
Universitas Sumatera Utara
mm l
7 .
21
2
Berikut ini merupakan gambar penampang nozel, sudu gerak, dan sudu pengarah untuk tingkat pengturan :
Gambar 4.1 ukuran nosel dan sudu gerak
4.1.2 Lebar dan jari –jari busur sudu