Tabel 4.5. Koefisien Minor Losses Pada Pipa 6 Inchi
Nama Jumlah
k Tee
1 2.0
2.0 Elbow 90
1 0.4
0.4 Sisi keluar pipa
1 1.0
1.0 Total Koefisien losses minor pada pipa 6”
3.4
Maka head losses minor yang terjadi pada pipa saluran dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.6. Head Losses Minor
Bukaan sudu pengarah
Q m
3
4” m 6” m
total m
20 0.01
0.94 0.05
0.99 40
0.01083 1.11
0.06 1.17
60 0.01167
1.29 0.07
1.36 80
0.01217 1.40
0.08 1.47
100 0.0125
1.47 0.08
1.55
Setelah dihitung head losses mayor dan head losses minor pada masing- masing bukaan sudu seperti tabel di atas maka head efektif pada masing-masing
bukaan sudu tersebut adalah sebagai berikut.
Tabel 4.7. Head Efektif
Bukaan sudu pengarah Head total
m m
m h
eff
m
20 9.29
0.165 0.99
8.13 40
9.29 0.191
1.17 7.92
60 9.29
0.219 1.36
7.71 80
9.29 0.237
1.47 7.58
100 9.29
0.249 1.55
7.49
4.4. Daya Air
Daya air dihitung dengan persamaan berikut ini:
Dimana Q = kapasitas aliran m
3
detik g= percepatan gravitasi 9.81 m
2
detik adalah massa jenis air sebesar 1000kgm
3
Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan di atas maka diperoleh daya air yang bekerja pada turbin francis seperti yang terdapat pada tabel dibawah
Tabel 4.8. Daya Air
Bukaan sudu pengarah
Kapasitas aliran Q m
3
h
eff
m Daya air P Watt
20 0.010
8.13 797.96
40 0.011
7.92 841.96
60 0.012
7.71 883.10
80 0.012
7.58 904.91
100 0.013
7.49 918.15
4.5. Daya Listrik
Daya listrik merupakan daya keluaran dari sistem instalasi yang dihitung sesuai persamaan berikut:
= V x I Dengan V dan I masing-masing adalah voltase dan kuat arus yang di ukur dengan
menggunakan multimeter dan clamp meter selama tahap pengujian dimana pembebanan sebesar 200 watt .
Dari hasil pengujian dan analisa perhitungan dengan persamaan di atas maka daya listrik yang dihasilkan oleh sistem adalah sebagai berikut.
Tabel 4.9. Daya Listrik
Bukaan sudu pengarah
Putaran turbin rpm
Putaran generator
rpm Voltase
V Kuat
arus I Daya
listrik Watt
20 310
1230 120
0.6 72
40 220
967 94.7
0.44 41
60 206
790 35
0.27 9.45
80 168
600 12
0.15 1.8
100 110
330 1
0.08 0.08
4.6. Efisiensi Sistem
Merupakan perbandingan daya keluaran dengan daya air. Efisiensi sistem dihitung sesuai persamaan dibawah ini.
η sistem = x 100
Dari perhitungan dengan menggunakan persamaan di atas maka di peroleh efisiensi sistem dalam tabel di bawah ini.
Tabel 4.10. Efisiensi Sistem
Bukaan sudu pengarah
Q m
3
Daya air Watt
Daya listrik Watt
Efisiensi sistem
20 0.010
797.96 72
9,02 40
0.011 841.96
41 4,8
60 0.012
883.10 9.45
1,07 80
0.012 904.91
1.8 100
0.013 918.15
0.08
4.7. Grafik Hasil Pengujian
1. Grafik hubungan kapasitas aliran dengan daya air
720 740
760 780
800 820
840 860
880 900
920 940
0,006 0,007
0,00767 0,00833
0,00867 D
ay a
A ir
Watt
Kapasitas Aliran Q
Gambar 4.2. grafik Q vs P
air
Gambar 4.2 menunjukkan perbandingan antara kapasitas aliran dengan daya air teoritis dimana semakin besar kapasitas aliran Q maka semakin besar
pula daya air teoritisnya Hal ini sesuai dengan persamaan
. H
. g
. .
Q P
dimana daya P berbanding lurus dengan kapasitas aliran. 2. Grafik hubungan antara bukaan sudu pengarah dengan putaran turbin
50 100
150 200
250 300
350
20 40
60 80
100
P utaran
Turbin rpm
Gambar 4.3. Grafik bukaan sudu pengarah vs putaran turbin
Gambar 4.3 menunjukkan hubungan perbandingan antara besar bukaan sudu pengarah mulai dari 20 sampai 100 dengan putaran Turbin Francis
dimana putaran Turbin Francis maksimum terjadi pada bukaan sudu pengarah 20 dan mengalami penurunan pada bukaan sudu pengarah 40 hingga 100.
Hal ini menunjukkan bahwa kondisi kerja optimal sistem instalasi Turbin Francis yaitu pada bukaan sudu pengarah 20 dimana putaran poros Turbin Francis
mencapai 310 rpm . Penurunan putaran turbin yang terjadi diakibatkan oleh hilangnya tekanan air karena kapasitas air tidak optimal pada bukaan sudu
pengarah 40 sampai 100 serta banyaknya losses pada instalasi yaitu karena banyaknya sambungan pipa elbow, reducer, tee, valve, dan flowmeter.
3.Grafik hubungan antara bukaan sudu pengarah dengan daya listrik
10 20
30 40
50 60
70 80
20 40
60 80
100
D ay
a Li
str ik
Watt
Bukaan Sudu Pengarah
Gambar 4.4. Grafik bukaan sudu pengarah vs P
listrik
Gambar 4.4 menunjukkan hubungan perbandingan antara bukaan sudu pengarah mulai dari 20 sampai 100 dengan daya listrik output generator dari
sistem instalasi Turbin Francis dimana daya listrik output maksimum terjadi pada bukaan sudu pengarah sebesar 20 dan mengalami penurunan pada bukaan sudu
pengarah 40 hingga 100. Hal ini menunjukkan bahwa kondisi optimal dari generator yaitu pada bukaan sudu pengarah 20 dimana generator mampu
