Pada gambar terlihat turbin pelton adalah turbin yang beroperasi pada head yang menengah hingga tinggi dengan kapasitas aliran air yang menengah, atau
bahkan beroperasi pada kapasitas yang sangat rendah.
Gambar 2.6 Daerah penggunaan dari beberapa jenis konstruksi turbin yang berbeda.
Dalam pembuatan roda turbin, kebanyakan pertama sekali membuat modelnya, setelah model tersebut diselidiki, diuji dan diubah-ubah sehingga
menghasilkan daya dan randemen turbin yang baik, kemudian baru dibuat roda turbin yang besarsesungguhnya menurut bentuk modelnya.
2.1.3 Head Turbin
Head turbin dapat juga disebut sebagai tinggi jatuh air dan sering dinotasikan sebagai H. Head turbin dapat ditentukan berdasarkan persamaan
Bernoulli. Menurut persamaan Bernoulli besar energi aliran adalah :
Universitas Sumatera Utara
= � + + Nm dimana notasi :
m = massa g = kecepatan gravitasi bumi
z = selisih ketinggian tinggi air atas – tinggi air bawah
P = tekanan c = kecepatan
Jika pada aliran tersebut m = 1 kg, maka energi spesifiknya : = � +
+ �
�
Bila energi spesifik tersebut dibagi dengan gravitasi maka ketinggian : � = � +
+ = m
dimana : z adalah ketinggian dari suatu tempat yang dipakai sebagai
standar
Dinamakan Tinggi Tekan
Dinamakan Tinggi Kecepatan Hal ini sesuai dengan Bunyi Persamaan Bernoulli :
“ Pada tiap saat dan tiap posisi yang ditinjau dari suatu aliran di dalam pipa tanpa gesekan yang tidak bergerak, akan mempunyai jumlah
energi ketinggian tempat, tekanan dan kecepatan yang sama besarnya”
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Diagram Bernoulli Untuk Turbin Air. Persamaan momentum untuk pipa yang dialiri fluida, dimana sifat
fluida konstan sebagai berikut: +
+ = + + + �
Saat head loses akibat gesekan tidak diperhitungkan, maka persamaan momentum akan berubah menjadi persamaan Bernoulli.
Persamaan ini ditemukan pada aliran fluida yang tidak mengalami gesekan.
+ +
= + +
Persamaan momentum untuk titik 1 dan 3, diperoleh:
+ +
= + + + �
Persamaan momentum untuk titik 2 dan 3, diperoleh: +
+ = + + + �
Universitas Sumatera Utara
Keterangan: P = tekanan absolut Nm
2
v = kecepatan ms H
l
= head loses pada pipa m H
eff
= head efektif m
Untuk kondisi-kondisi instalasi turbin air di atas dimana: Untuk waduk reservoir titik 1 kecepatan V
1
≈ 0.
−
= ,
pressure grade adalah nol.
Maka, �
= −
−
�
− �
−
Persamaan kontinuitas : Q = V × A
Keterangan: Q = debit aliran m
3
detik V = kecepatan aliran ms
A = luas penampang pipa m
2
Head losses yang terjadi pada saluran pipa: 1.
Mayor Loses yang terjadi akibat gesekan aliran dalam satuan pipa ℎ =
, .
, ,
.
,
2. Minor Loses yang terjadi akibat adanya perlengkapan equipment
pipa, seperti belokan elbow, valve, saringan dan peralatan lainnya.
ℎ = ∑ ×
Universitas Sumatera Utara
2.2 TURBIN PELTON
