selanjutnya dapat dilengkungkan dengan menggunakan paku atau scriber marking yang digoreskan pada garis yang sudah dicetakkan pada sisi cekung pelat seng.
Dalam proses pembentukan kelengkungan sudu supaya mendapatkan bentuk sesuai dengan sektor sudut yang dirancang maka diperlukan sebuah cetakan atau
mal. Setelah sudu sudah terpotong sesuai dengan sektor sudut masi-masing kemudian sudu di mal. Pada proses pengeleman pada celah garis sayatan sisi
cembung ditaburi dengan serbuk kayu dan ditetes dengan lem G, supaya kelengkungan dapat permanen hasilnya dan menghasilkan lengkungan yang keras.
Gambar 3.5. Mal pembentukan sektor sudut kelengkungan. Setelah pembuatan sudu-sudu, kemudian sudu-sudu dirakit sehingga
membentuk rotor kincir. Rotor-rotor kincir yang dibuat memiliki tiga sudu. Bentuk tipikal dan ukuran garis besar model rotor kincir yang akan dibuat adalah
seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.6
Gambar 3.6. Model sudu dan rotor yang dirancang untuk penelitian.
3.4 Variabel Penelitian
Variabel penelitian yang harus ditentukan sebelum melakukan penelitian adalah sebagi berikut :
1. Variasi sektor sudut kelengkungan sudu kincir permukaan silindris
adalah: 70 , 80
, dan 90 .
2. Variasi sudu dinding tabung yang akan menampilkan sudu dengan
tegak lurus.
3.5 Variabel Yang Diukur
Sesuai dengan tujuan, variabel yang akan diukur adalah sebagai berikut: 1.
Kecepatan angin v 2.
Gaya pengimbang F 3.
Putaran poros kincir n
3.6 Parameter Yang Dihitung
Untuk mendapatkan karakteristik yang didapat dalam penelitian menggunakan parameter sebagai berikut:
1. Daya angin
2. Daya kincir
3. Koefisien daya Cp
4. Tip Speed Ratio tsr
3.7 Langkah Percobaan
Pengambilan data kecepatan angin, beban, dan kecepatan putar poros kincir dilakukan secara bersama-sama. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium
Konversi Energi Prodi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dengan memakai sebuah terowongan angin yang dilengkapi dengan sebuah blower
berkapasitas 5,5 kW. Skema susunan alat-alat uji dalam proses penelitian ini
adalah seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.7.
Gambar 3.7. Skema susunan alat untuk pengujian. Blower digunakan untuk menarik udara masuk ke dalam terowongan angin.
Proses pengukuran bisa dilakukan saat kondisi di dalam terowongan sudah siap. Parameter yang divariasikan sebagai variabel adalah beban pengereman yang
diberikan pada mekanisme rem yang setiap kali pengujian gaya tangensial akibat aksi pengereman diatur besarnya dengan memakai neraca pegas. Dengan
demikian, setiap kali pengujian, beban torsi yang diberikan pada poros kincir dapat dihitung besarnya.
Parameter-parameter yang diukur dalam setiap kali pengujian adalah kecepatan angin, putaran poros kincir dan temperature udara, kecepatan angin
diukur dengan menggunakan anemometer yang dipasang sekitar 1 m di depan rotor kincir. Putaran poros atau rotor kincir diukur dengan menggunakan
takometer tachometer. Pada neraca pegas dipasangkan tali pengait yang akan dihubungkan dengan sistem pembebanan. Dalam satu siklus running pengujian,
pengambilan data pengukuranselalu diawali dari tanpa beban atau tanpa pengereman, selanjutnya dengan beban yang secara bertahap ditambah sedikit
demi sedikit samapai kincir berhenti berputar. Untuk satu model rotor kincir dilakukan tiga kali tiga siklus pengujian.
3.8 Langkah Pengolahan Data
Data-data yang diperoleh dari hasil pengukuran diolah melalui beberapa tahapan. Untuk setiap siklus pengujian, dari kecepatan angin v
w
terukur, daya yang disediakan angin P
w
dihitung dengan menggunakan Pers. 1. Gaya tangensial hasil pengukuran dikalikan dengan panjang lengan torsi l yang diatur
sepanjang 10 cm untuk menghasilkan torsi yang membebani poros kincir. Torsi terhitung selanjutnya dikalikan dengan kecepatan sudut
ω yang diperoleh dari hasil pengukuran putaran poros kincir n akan menghasilkan outputdaya mekanis
P
o
yang dihasilkan oleh kincir atau mengikuti Pers. 2. Berikutnya koefisien daya C
p
dapat dihitung dengan membandingkan output daya P
o
dan daya yang disediakan angin P
w
atau seperti yang dinyatakan dalam Pers. 3. Kemudian, menghitung nilai tip speed ratio tsr berdasarkan Pers. 4. Dengan demikian
nilai-nilai C
p
dan tsr yang dihasilkan dari satu kali pengujian ini berlaku untuk sebuah kondisi kecepatan angin dan pembebanan tertentu. Cara analisis yang
sama dilakukan untuk menghitung nilai-nilai C
p
dan tsr untuk kondisi yang lain. Bila nilai C
p
dan tsr untuk semua kondisi pembebanan telah dihitung, maka langkah selanjutnya adalah menggambarkan sebuah grafik yang telah menunjukan
hubungan C
p
dan tsr untuk satu model kincr angin tertentu. Grafik yang dihasilkan secara tipikal akan berbentuk kurva hiperbola, yang memiliki nilai C
p
puncak. Kurva hubungan C
p
dan tsr umumnya dapat didekati dengan persamaa kwadratis.
Nilai-nilai C
p
puncak C
pmax
inilah yang dijadikan sebagai perbandingan diantara model-model kincir yang diteliti, karena menunjukan efisiensi maksimum dari
sebuah kincir dalam mengkonversikan daya kinetic angin menjadi daya mekanis yang dihasilkan kncir. Grafik hubungan C
p
dan tsr ini disajikan serupa seperti yang umum digunakan dalam pustaka-pustaka untuk menunjukan karakteristik
dari tipe-tipe kincir yang telah dikenal, seperti yang ditunjukan dalam Gambar 2.6.
Pengolahan data untuk penelitian ini seluruhnya akan dilakukan dengan menggunakan spreadsheet Microsoft Excel.
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
Hasil pengujian kincir angin, yang meliputi : kecepatan angin mdetik, putaran poros rpm, gaya pengimbang N, dan
α ° disajikan pada Tabel 4.1, 4,2 dan 4,3. Pengambilan data
kincir dengan sektor lingkaran pangkal sudu 70˚, 80˚ dan 90˚ dengan kecepatan angin 8,5 mdetik.
Tabel 4.1 Data percobaan kincir dengan sudut sektor lingkaran pangkal sudu 70
No Putaran Poros rpm
Gaya Pengimbang N
1 938
2 830
2,8 3
795 3,7
4 758
4,3 5
740 4,9
6 721
5,6 7
712 6,2
8 639
7,2 9
629 8,2
10 600
8,8 11
572 9,4
12 518
9,7 13
501 9,8
14 461
10
