Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
2.6.5 Kerugian Akibat Gesekan Cakram dan Pengadukan
Kerugian ini terjadi karena adanya gesekan antara rotor dengan uap dan kerugian pengadukan dalam hal pemasukan parsial. Sebagai akibatnya kerja digunakan untuk
melawan gesekan, dan kecepatan partikel uap akan dikonversi menjadi kalor, sehingga memperbesar kandungan kalor uap. Kerugian ventilasi sulit dihitung secara teoritis dan
umumnya dihitung secara empiris. Salah satu rumus empiris yang dipakai adalah rumus Stodola, yaitu :
[ ]
u a
ge
u l
d z
d N
ρ ε
λ
6 3
5 ,
10 1
2 ,
10 1
61 ,
07 ,
1 ×
⋅ −
⋅ +
= ...2-6
Dimana :
a ge
N
,
= daya yang hilang dalam mengatasi gesekan dan ventilasi kW λ
= koefisien yang biasanya diambil sama dengan satu untuk udara dan uap panas-lanjut temperatur tinggi menurut Levitsky dan untuk uap panas
jenuh sama dengan 1,3
d
= diameter cakram yang diukur pada tinggi rata-rata sudu m z
= jumlah tingkat kecepatan pada cakram ε
= derajat pemasukan uap parsial
1
l = tinggi sudu cm
u = kecepatan keliling pada diameter rata-rata ms
u
ρ = masssa jenis uap di dalam mana cakram tersebut berputar kgm
3
. Penentuan daya yang hilang dalam mengatasi gesekan dan ventilasi juga dapat
ditentukan dengan memakai rumus empiris Forner, yaitu :
u a
ge
l n
d N
ρ β
⋅ ⋅
=
− 1
3 4
10 ,
10
...2-7
Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
Dimana : n
= putaran turbin rpm β
= koefisien gesekan yang sama dengan 1,76 untuk cakram baris tunggal dan 2,06 untuk cakram baris ganda, serta 2,8 untuk cakram tiga baris.
Kerugian akibat gesekan cakram dan ventilasi dalam satuan kalor dapat ditentukan dari persamaan berikut [Lit 1, 64] :
G N
h
a ge
a ge
⋅ ⋅
= 427
102
, ,
...2-8
Dimana :
a ge
h
,
= besar kerugian akibat gesekan cakram dan ventilasi kkalkg
G
= massa alir uap melalui tingkat turbin kgs.
2.6.6 Kerugian Ruang Bebas
Ada perbedaan tekanan di antara kedua sisi cakram nosel yang dipasang pada stator turbin, sebagai akibat ekspansi uap di dalam nosel. Diafragma yang mempunyai sudu
sudu gerak adalah dalam keadaan berputar, sementara cakram-cakram adalah dalam keadaan diam sehingga selalu ada ruang bebas yang sempit antara cakram-cakram putar
dan diafragma, seperti pada gambar di bawah ini.
Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
Gambar 2.6 Tingkat tekanan pada turbin impuls
Tekanan sebelum melewati diafragma adalah p
1
dan tekanan sesudah cakram yang mempunyai sudu-sudu gerak adalah p
2
. Oleh sebab itu, seluruh penurunan tekanan yang terjadi pada perapat labirin dari p
1
hingga ke p
2
didistribusikan diantara ruang- ruang A, B, C, D, E, dan F. Adanya perbedaan tekanan menyebabkan adanya kebocoran
melalui celah ini, yang besarnya [Lit 1, hal 64] : h
kebocoran
= G
G
kebocoran
i - i
2
...2-9 Dimana G
kebocoran
ditentukan berdasarkan tekanan kritis, yaitu [Lit 1, hal 67] : p
kr
= 5
, 1
85 ,
1
+ ⋅
z p
...2-10
Bila tekanan kritis lebih rendah dari p
2
, maka kecepatan uap di dalam labirin adalah lebih rendah daripada kecepatan kritis dan massa alir kebocoran ditentukan dengan
persamaan [Lit 1, hal 67]: G
kebocoran
= 100 f
s
1 1
2 2
2 1
υ zp
p p
g −
...2-11
Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
sebaliknya, bila tekanan kritis lebih tinggi dari p
2
, maka kecepatan uap adalah lebih tinggi dari kecepatan kritisnya dan massa alir kebocoran dihitung [Lit 1, hal 67] :
G
kebocoran
= 100 f
s
1 1
5 ,
1 v
p z
g ×
+
...2-12
2.6.7 Kerugian Akibat Kebasahan Uap
