Perencanaan Turbin TINJAUAN PUSTAKA

2.8 Perencanaan Turbin

Pada perencanaan turbin ini akan dibahas mengenai jumlah tingkat turbin, kondisi gas dan dimensi sudu. 2.8.1 Jumlah Tingkat Turbin Jumlah tingkat turbin dihitung berdasarkan total penurunan temperatur dan penurunan temperatur tiap tingkat, penurunan tiap tingkat adalah : Ψ = 2 Um Tos . Cpg . 2 ∆ Dimana : Ψ = Koefisien pembebanan sudu Cpg = Panas jenis gas pada tekanan konstan kJkg ΔTos = Penurunan temperatur tiap tingkat turbin K Um = kecepatan tangensial rata-rata sudu ms Sedangkan total penurunan temperatur gas adlah : ΔTos = T 3 - T 4 Dimana : T 3 = temperatur gas masuk turbin K T 4 = temperatur gas keluar turbin K Jumlah tingkat turbin : n = Tos To ∆ ∆ Dimana : n = Jumlah tingkat turbin Universitas Sumatera Utara 2.8.2 Kondisi Gas dan Dimensi Sudu Kondisi gas dianalisa pada keadaan stagnasi dan statis, keadaan stagnasi adalah kondisi gas yang dianalisa dalam keadaan diam tanpa memperhitungkan kecepatannya, sedangkan keadaan statis adalah kondisi gas yang dianalisa dalam keadaan diam dengan memperhitungkan kecepatan. − Persamaan-persamaan stagnasi : T 01 = γ η 1 - γ P Pa Ta pf x 01         Dimana, T 01 = Temperatur udara pada kondisi stagnasi K Ta = Temperatur udara atmosfir K 01 P Pa = Perbandingan tekanan pf η = Effisiensi politropik filter udara − Persamaan-persamaan statik : T 1 = T 01 − pg 2 a C . 2 C P 1 = P 01 − γ 1 - γ 01 1 T T       Dimana, T 1 = Temperatur udara pada kondisi statik K T 01 = Temperatur udara pada kondisi stagnasi K P 1 = Tekanan udara pada kondisi statik K P 01 = Temperatur udara pada kondisi stagnasi K Universitas Sumatera Utara − Dari persamaan gas ini dapat dicari massa jenis gas yang mengalir yaitu : ρ = T . R 100 . P Dimana : ρ = massa jenis gas kgm 3 − Dengan menghitung laju aliran massa gas maka dapat dicari luasan yang ditempati gas, yaitu : A = Ca . ρ m o g Dimana : A = Luasan yang ditempati o g m = Massa gas, yang dalam hal ini untuk tiap tingkat berbeda karena pengaruh laju aliran massa perbandingan sudu kgs − Perhitungan tinggi sudu h = 60 . Um n . A Dimana : h = tinggi sudu m n = putaran sudu rpm − Jari-jari sudu jarak dari pusat cakram ke pitch sudu r m = n . π 2 Um . 60 Dimana : r m = jari-jari rata-rata sudu turbin m − Jari-jari akar sudu dan puncak sudu pada tiap tingkat turbin r m = r m - 2 h r t = r t + 2 h Dimana : r t = jari-jari puncak sudu tiap tingkat turbin m Universitas Sumatera Utara − Tebal sudu dan celah antar sudu Wr = 3 h r c = 0,25 . Wr Dimana : w = tebal sudu m C = celah antar sudu m 2.8.3 Diagram Kecepatan Gas Untuk menggambarkan kecepatan aliran gas perlu dihitung besar sudut kecepatan gas tersebut untuk sudut masuk dan sudut keluar relatif gas. Gambar 2.13 Diagram kecepatan pada sudu Ψ = 4 . φ . tg β 2m + 2 Ψ = 4 . φ . tg β 3m - 2 Dimana : φ = koefisien aliran gas β 1 = sudut relatif kecepatan gas masuk sudu ° β = sudut relatif kecepatan gas keluar sudu ° Universitas Sumatera Utara

2.9 Bagian Utama Turbin