Sudu gerak tingkat pertama perancangan adalah seperti pada gambar berikut.
Gambar 5.3 Sudu gerak tingkat pertama.
Dalam perencanaan sudu kompresor, akan dihitung dimensi utama dari sudu kompresor sistem turbin gas yang tidak terlepas dari faktor-faktor yang dapat
mempengaruhinya.
5.3.1 Annulus Kompresor
Annulus adalah ruang yang dibatasi oleh kompresor casing dan rotor. Massa aliran dalam laluan annulus adalah tetap konstan. Luas annulus sisi masuk
kompresor atau tingkat I A
1
: A
1
= … Lit 1 hal 180
Dimana : m
= massa aliran udara total, m
at
= 590,98 kgs Sehingga luas annulus tingkat pertama adalah A
1
: A
1
= = 3,505 m
2
Universitas Sumatera Utara
Luas annulus sisi keluar kompresor atau tingkat 15 A
15
: A
15
= =
= 0,672 m
2
Diambil hubungan puncak dan dasar sudu r
r
r
t
= 0,30 dengan r
t
= 1,107 m, maka
r
r
= r
t
. 0,4 = 1,107 . 0,3
= 0,332 m
Jari jari rata-rata annulus r
m
adalah: r
m
= =
= 0,72 m
Tinggi sudu gerak kompresor tingkat I h
1
adalah : h
1
= =
= 0,775 m
Jari-jari puncak r
t
dan dasar r
r
sudu gerak tingkat I : r
t1
= r
m
+ = 0,72 +
= 1,107 m
r
r1
= r
m
- = 0,72 -
= 0,332 m
Universitas Sumatera Utara
Tinggi sudu gerak kompresor tingkat 15 h
15
adalah : h
15
= =
= 0,149 m
Jari-jari puncak r
t
dan dasar r
r
sudu gerak tingkat 15 : r
t15
= r
m
+ = 0,72 +
= 0,794 m r
r15
= r
m
- = 0,72 -
= 0,646 m
Sudu kompresor terdiri dari dua bagian yaitu : 1. Sudu Gerak moving blade
2. Sudu Diam guide blade Derajat reaksi direncanakan 50, R
R
= 0,5 maka losses pada sudu gerak sama dengan losses pada sudu tetap. Dengan demikian bentuk kontruksi sudunya
akan sama pada tingkat yang sama. Hal ini menguntungkan karena mudah dalam pembuatannya dan sederhana dalam perencanaannya.
Telah didapat sebelumnya bahwa : α
1
= β
2
= 39,83º α
2
= β
1
= 56,43º Sehingga air deflection ε didapat :
ε = β
1
- β
2
= 56,43º` - 39,83º = 16,60º
Universitas Sumatera Utara
Untuk perhitungan dimensi lainnya opada sudu, maka perlu diperhatikan gambar 5.4 berikut ini. untuk β
2
= 39,83º dan ε = 16,60º diperoleh sc = 1,1 ,
yang disebut juga dengan perbandingan soliditas dimana: c
= chord s
= pitch or space
Gambar 5.4 Grafik hubungan sc
Aspect Ratio direncanakan hc = 3, maka selanjunya jarak pitch dan chord sudu setiap tingkat dapat dihitung :
c =
Untuk tingkat 1 nilai dari c dan s adalah : c
1
= =
= 0,258 m s
1
= 1,1 . c
1
= 1,1 . 0,258 = 0,284 m
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan untuk tingkat 15 nilai dari c dan s adalah : c
15
= =
= 0,050 m s
15
= 1,1 . c
15
= 1,1 . 0,050 = 0,055 m
Jumlah Sudu Z Jumlah sudu pertingkat pada kompresor tidaklah sama. Untuk menghitung
jumlah sudu pertingkat dapat dengan menggunakan persamaan berikut: Z
=
Berikut ini jumlah sudu pada tingkat pertama dan terakhir pada kompresor: Z
1
= = 28,05
≈ 29 buah.
Z
15
= = 128,46
≈ 129 buah.
Pada tingkat lainnya, dapat dicari dengan cara yang sama. Untuk jumlah sudu yang diperoleh dalam perhitungan, maka dibulatkan menjadi bilangan prima
untuk sudu gerak. Makanya, dalam perhitungan untuk sudu tingkat pertama diperoleh jumlah sudu sebanyak 29 buah dan 129 buah sudu pada tingkat terakhir.
Tebal Sudu t Pada perencanaan ini direncanakan tebal sudu maksimum adalah 10
Chord, jadi tebal sudu gerak tingkat 1 dan 15 kompresor adalah: t
1
= 10 . c
1
= 0,10 . 0,258 = 0,0258 m
Universitas Sumatera Utara
t
15
= 10 . c
15
= 0,10 . 0,050 = 0,0055 m
Berat Sudu W
s
W
s
= volume sudu x berat jenis sudu γ
Dimana: V
s
= h . c. t γ
= 76 kNm
3
≈ 7,6 x 10
4
Nm
3
Untuk volume sudu tingkat 1 dan 15 : V
s1
= h
1
. c
1
. t
1
= 0,775 . 0,258 . 0,0258 = 0,002727 m
3
= 5,19 . 10
-3
m
3
Vs
15
= h
15
. c
15
. t
15
= 0,149 . 0,050 . 0,0050 = 3,66 . 10
-5
m
3
Sehingga berat sudu kompresor tingkat 1 dan 15 adalah: W
s1
= V
s1
. γ = 5,16.10
-3
x 7,6.10
4
= 394,68 N W
s15
= V
s15
. γ = 3,73 . 10
-5
. x 7,6 .10
4
= 2,78 N Berdasarkan contoh, hasil perhitungan ukuran-ukuran utama kompresor dapat
dilihat pada tabel 5.3 sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 5.3. Data-data dan dimensi sudu gerak kompresor pertingkat
Tingka t
Jumla h
Annulu s
Tingg i
Chor d
Pitch Tebal
Volum e
Berat Z
A m h m C m
sm tm
vm W N
1 29
3.505 0.775
0.259 0.285 0.025
8 5.19E-
03 394.6
8 2
31 3.168
0.701 0.234 0.257
0.023 4
3.83E- 03
291.0 8
3 33
2.851 0.631
0.21 0.231 0.021
2.79E- 03
212.3 4
4 37
2.558 0.566
0.189 0.208 0.018
9 2.02E-
03 153.3
9 5
41 2.289
0.507 0.169 0.186
0.016 9
1.45E- 03
109.8 4
6 47
2.043 0.452
0.151 0.166 0.015
1 1.03E-
03 78.04
7 51
1.818 0.402
0.134 0.148 0.013
4 7.24E-
04 55.06
8 57
1.615 0.358
0.119 0.131 0.011
9 5.08E-
04 38.59
9 63
1.432 0.317
0.106 0.116 0.010
6 3.54E-
04 26.89
10 71
1.267 0.28
0.093 0.103 0.009
3 2.45E-
04 18.63
11 79
1.119 0.248
0.083 0.091 0.008
3 1.69E-
04 12.85
12 89
0.988 0.219
0.073 0.08
0.007 3
1.16E- 04
8.82 13
101 0.87
0.193 0.064 0.071
0.006 4
7.93E- 05
6.03 14
113 0.765
0.169 0.056 0.062
0.005 6
5.40E- 05
4.1 15
129 0.672
0.149 0.05
0.055 0.005 3.66E-
05 2.78
5.3.2. Gaya-gaya yang berkerja pada sudu kompresor
