324
komponen utamanya berupa poros yang bergerak memutar. Model konversi energi potensial uap tidak menggunakan torak lagi, tetapi
menggunakan sudu-sudu turbin.
Gustav de Laval 1845-1913 dari Swedia dan Charles Parson 1854-1930 dari Inggris adalah dua penemu awal dari dasar turbin uap
modern. De laval pada mulanya mengembangkan turbin rekasi kecil berkecepatan tinggi, namun menganggapnya tidak praktis dan kemudian
mengembangkan turbin impuls satu tahap yang andal, dan namanya digunakan untuk nama turbin jenis impuls. Berbeda dengan De laval,
Parson mengembang turbin rekasi tingkat banyak, turbinnya dipakai pertama kali pada kapal laut.
Disamping para penemu di atas, penemu-penemu lainnya saling melengkapi dan memperbaiki kinerja dari turbin uap. Rateau dari Prancis
mengembangkan turbin impuls tingkat banyak, dan C.G. Curtis dari Amerika Serikat mengembangkan tubin impuls gabungan kecepatan.
Selanjutnya, penggunaan turbin uap meluas dan praktis menggantikan mesin uap bolak-balik, dengan banyak keuntungan. Penggunaan uap
panas lanjut yang meningkatkan efisiensi sehingga turbin uap berdaya besar 1000 MW, 3600 rpm, 60 Hz banyak dibangun.
B. Asas Impuls dan Reaksi
Turbin adalah mesin rotari yang bekerja karena terjadi perubahan energi kinetik uap menjadi putaran poros turbin. Proses perubahan itu
terjadi pada sudu-sudu turbin. Sebagai perbandingan dengan mesin torak yang bekerja karena ekpansi energi panas gas atau uap di dalam silinder
yang mendorong torak untuk bergerak bolak-balik. Pada dasarnya, prinsip kerja mesin torak dengan turbin uap adalah sama. Fluida gas
dengan energi potensial yang besar berekspansi sehingga mempunyai energi kinetik tinggi yang akan medorong torak atau sudu, karena
dorongan atau tumbukan tersebut, torak atau sudu kemudian bergerak. Proses tumbukan inilah yang dinamakan dengan Impuls
Gambar 15.2 Azas impuls pada plat datar dan sudu
V
s
V
b
A
fluida gas V
s
V
b
B
fluida gas
Di unduh dari : Bukupaket.com
325
Azas impuls dapat dijelaskan dengan metode sebagai berikut. Pada gambar 15.2 A adalah sebuah pelat yang ditumbuk dengan fluida gas
berkecepatan V
s
, dan laju massa
•
m , karena pelat itu beroda sehingga bergerak dengan kecepatan V
b
. Besarnya daya dapat dihitung dengan persamaan:
4
2
V m
s optimum
plat W
• •
=
sedangkan pada ganbar B adalah sebuah sudu yang ditumbuk fluida gas dengan laju masa
•
m , maka daya yang dihasilkan adalah:
2
2
V m
s optimum
sudu W
• •
=
Dari dua model di atas, dapat dilihat bahwa model sudu mempunyai daya yang lebih besar pada kecepatan dan laju massa fluida gas yang sama.
Maka dengan alasan tersebut, bentuk sudu dianggap yang paling efisien untuk diterapkan pada turbin uap atau jenis turbin lainnya seperi turbin
gas dan air.
Penerapan model sudu tersebut di atas pada turbin uap, penataannya kurang lebih seperti pada gambar 15.3, yaitu menata sudu-
sudu tersebut sebaris mengelilingi roda jalan atau poros turbin uap, sehingga terjadi keseimbangan gaya.
Gambar 15.3 Sudu sudu impuls pada rotor turbin uap
sumbu putar
U
Di unduh dari : Bukupaket.com
326
Gambar 15.4 Mesin uap Branca dengan turbin impuls Model turbin impuls dalam sejarahnya sudah pernah dibuat oleh
Branca Gambar 15.4. Prinsip kerjanya adalah dengan menyemburkan uap berkecapatan tinggi melalui nosel ke sudu-sudu impuls pada roda
jalan. Akibat adanya tumbukan antara semburan gas dengan sudu-sudu jalan turbin impuls, poros turbin menjadi berputar.
Berbeda dengan azas impuls azas reaksi, untuk sebagaian orang lebih sulit dipahami. Untuk menggambarkan azas reaksi bekerja pada
gambar adalah model jet uap dari Newton.
Gambar 15.5 Mesin uap Newton gaya aksi rekasi
turbin impuls pembangkit uap
bejana air tempat
gaya aksi gaya reaksi
Di unduh dari : Bukupaket.com
327
Semburan uap dari tabung mempunyai energi kinetik yang besar sehingga sepeda akan bergerak ke kiri. Dari hal tersebut dapat dipahami
bahwa mesin tersebut bekerja dengan azas reaksi, yaitu semburan uap melakukan aksi sehingga timbul reaksi pada sepeda untuk begerak
melawan aksi.
Pada gambar adalah contoh lain dari aksi-reaksi.
Gambar 15.6 Gaya aksi-reaksi pada balon
C. Segitiga Kecepatan
