4.4.2 Dimensi Sudu Pengarah
Perhitungan dimensi sudu pengarah adalah sebagai berikut : 1
Tinggi sudu pada sisi masuk,
1 gb
l 2
2 1
+ =
b gb
l l
= 20 + 2 = 22 mm 2
Derajat pemasukan uap, ε
Besarnya ε dari sudu gerak baris pertama masuk sudu pengarah adalah :
= =
=
2 2
2 1
32 sin
. 67
, 321
. 02
, .
54 ,
. 14
, 3
3006 ,
. 33
, 4
sin .
. .
. .
α π
ε c
l d
v G
b b
0,225 3
Tinggi sudu pada sisi keluar,
2 gb
l Volume spesifik uap keluar sudu pengarah, v
c1
= 0,3048 m
3
kg
1 1
1 2
29 sin
. 42
, 273
. 225
, .
54 ,
. 14
, 3
3048 ,
. 33
, 4
sin .
. .
= =
α ε
π c
d v
G l
c gb
= 0,026 m = 26 mm 4
Tinggi sudu rata-rata,
gb
l =
+ =
+ =
2 26
22 2
2 1
gb gb
gb
l l
l 24 mm
5 Luas sisi masuk sudu total, A
gb1
= =
= 67
, 321
3006 ,
. 33
, 4
.
2 1
1
c v
G A
b gb
0,0039508 m
2
= 3950,8 mm
2
6 Luas sisi keluar sudu total, A
gb2
= =
= 42
, 273
3048 ,
. 33
, 4
.
1 1
2
c v
G A
c gb
0,0048269 m
2
= 4826,9 mm
2
7 Lebar sudu, b
Adapun lebar sudu pengarah pada turbin kapasitas menengah yaitu b = 26 mm
8 Tebal sudu pada sisi masuk, t
1
Tebal sudu pada sisi masuk, t
1
= 0,5 mm 9
Tebal sudu pada sisi keluar, t
2
Tebal sudu pada sisi keluar, t
2
= 0,5 mm 10
Pitch, t Berdasarkan rumus Briling pitch t ditentukan melalui persamaan :
Universitas Sumatera Utara
= =
=
2
32 .
2 sin
. 2
26 .
2 sin
. 2
α b
t 14,46 mm
Jumlah sudu z berdasarkan pitch dari rumus Briling adalah : =
= =
46 ,
14 540
. 14
, 3
. t
d z
π 117,26
Jumlah sudu harus merupakan bilangan bulat, sehingga jumlah sudu z = 117 buah
Maka, pitch sudu akan menjadi :
= =
= 117
540 .
14 ,
3 .
z d
t
π 14,5 mm
11 Lebar sisi keluar sudu,
b
a
= −
= −
= 5
, 29
sin .
5 ,
14 sin
.
2 1
t t
a
b
α 6,5 mm
12 Radius depan sudu, R
= +
= +
=
2 1
32 cos
29 cos
26 cos
cos α
α b
R 15,09 mm
13 Radius belakang sudu, r
Besarnya radius belakang sudu, dihitung dengan persamaan :
− −
− −
− =
2 180
sin 2
sin .
1 2
1 2
α α
α α
t a
R r
b
=
−
−
−
− −
= 2
29 32
180 sin
2 29
32 sin
. 5
, 14
5 ,
6 09
, 15
r
8,151 mm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Penampang sudu pengarah
4.4.3 Dimensi Sudu Gerak Baris Kedua
Perhitungan dimensi sudu pengarah adalah sebagai berikut : 1
Tinggi sudu pada sisi masuk,
1 b
l 2
1
+ =
gb b
l l
= 26 + 2 = 28 mm 2
Derajat pemasukan uap, ε
Besarnya ε dari nosel masuk sudu gerak baris pertama adalah :
= =
=
1 1
1
58 sin
. 06
, 157
. 026
, .
54 ,
. 14
, 3
3048 ,
. 33
, 4
sin .
. .
. .
β π
ε
w l
d v
G
gb c
0,225 3
Tinggi sudu pada sisi keluar,
2 b
l
Volume spesifik uap keluar sudu gerak baris pertama, v
d1
= 0,3056 m
3
kg
2 2
1 2
55 sin
. 21
, 138
. 225
, .
54 ,
. 14
, 3
3056 ,
. 33
, 4
sin =
= β
ε π
w d
v G
l
D b
= 0,031 m = 31 mm 4
Tinggi sudu rata-rata,
b
l
= +
= +
= 2
31 28
2
2 1
b b
b
l l
l 29,5 mm
Universitas Sumatera Utara
5 Luas sisi masuk sudu total, A
b1
= =
= 06
, 157
3048 ,
. 33
, 4
.
1 1
1
w v
G A
c b
0,0084031 m
2
= 8403,1 mm
2
6 Luas sisi keluar sudu total, A
b2
= =
= 21
, 138
3056 ,
. 33
, 4
.
2 1
2
w v
G A
d b
0,0095742 m
2
= 9574,2 mm
2
7 Lebar sudu, b
Adapun lebar sudu gerak baris kedua yaitu b = 20 mm 8
Tebal sudu pada sisi masuk, t
1
Tebal sudu pada sisi masuk, t
1
= 0,5 mm 9
Tebal sudu pada sisi keluar, t
2
Tebal sudu pada sisi keluar, t
2
= 0,5 mm 10
Pitch, t Berdasarkan rumus Briling pitch t ditentukan melalui persamaan :
= =
=
1
58 .
2 sin
. 2
20 .
2 sin
. 2
β b
t 11,13 mm
Jumlah sudu z berdasarkan pitch dari rumus Briling adalah : =
= =
13 ,
11 540
. 14
, 3
. t
d z
π 152,3
Jumlah sudu harus merupakan bilangan bulat, sehingga jumlah sudu z = 152 buah
Maka, pitch sudu akan menjadi :
= =
= 152
540 .
14 ,
3 .
z d
t
π 11,16 mm
11 Lebar sisi keluar sudu,
b
a
= −
= −
= 5
, 55
sin .
16 ,
11 sin
.
2 2
t t
a
b
β 8,64 mm
12 Radius depan sudu, R
= +
= +
=
2 1
55 cos
58 cos
20 cos
cos β
β b
R 18,12 mm
13 Radius belakang sudu, r
Besarnya radius belakang sudu, dihitung dengan persamaan :
Universitas Sumatera Utara
− −
− −
− =
2 180
sin 2
sin .
2 1
2 1
β β
β β
t a
R r
b
=
−
−
−
− −
= 2
55 58
180 sin
2 55
58 sin
. 16
, 11
64 ,
8 12
, 18
r
8,95 mm
Gambar 4.6 Penampang sudu gerak baris baris kedua
Hasil perhitungan dimensi sudu tingkat pertama dengan dua tingkat kecepatan, dapat dilihat pada tabel 4.3.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Hasil perhitungan dimensi sudu tingkat pertama dengan dua tingkat kecepatan
Sudu Baris I
Pengarah Baris II
Tekanan uap masuk sudu, p
’
[bar] 23,75
23,75 23,75
Volume spesifik uap masuk sudu, v [m
3
kg] 0,2856
0,3006 0,3048
Kecepatan uap relatif masuk sudu, w [ms] 560,99
460,01 157,06
Sudut sisi masuk, β [
] 25
32 58
Tekanan uap keluar sudu, p
1
[bar] 8
8 8
Volume spesifik uap keluar sudu, v [m
3
kg] 0,3006
0,3048 0,3056
Kecepatan uap relatif keluar sudu, w [ms] 460,01
273,42 138,21
Sudut sisi keluar, β [
] 22
29 55
Tinggi sudu masuk, l
b1
[mm] 16
22 28
Tinggi sudu keluar, l
b2
[mm] 20
26 31
Tinggi rata-rata sudu, l
b
[mm] 18
24 29,5
Luas sisi masuk sudu, A
b1
[mm
2
] 2204,4
3950,8 8403,1
Luas sisi keluar sudu, A
b2
[mm
2
] 2829,5
4826,9 9574,2
Lebar sudu, b [mm] 30
26 20
Jumlah sudu, z 87
117 152
Pitch sudu, t [mm] 19,5
14,5 11,16
Universitas Sumatera Utara
BAB V PROSES SIMULASI
5.1 Pendahuluan
Dalam bab ini akan dibahas mengenai proses simulasi. Dimulai dengan langkah secara umum untuk tiap tahap, data geometri turbin serta kondisi operasi.
Data yang ditulis hanyalah data yang digunakan dalam simulasi, dimana data tersebut merupakan hasil analisa dari BAB IV, sedangkan data lain yang tidak
diperlukan tidak ditulis. Selain itu, penggunaan perangkat lunak yang dipakai tidak akan terlalu detail dibahas, hanya terbatas pada langkah intinya.
Simulasi turbin diawali dengan membuat model turbin serta mesh yang akan digunakan sebagai domain komputasi di dalam AutoCAD, CATIA dan
GAMBIT. Setelah itu simulasi dilanjutkan dengan mensimulasikan aliran fluida disekitar turbin dengan CFD FLUENT. Parameter yang dimasukkan bersumber
dari data operasional turbin.
5.2 Data Awal
Adapun analisa turbin uap dalam Tugas Akhir ini adalah tipe Multi Stage Condensing Turbine. Turbin ini merupakan turbin tipe impuls Curtis dengan dua
tingkat kecepatan pada tingkat pertama. Dalam Tugas Akhir ini, simulasi yang diberikan hanya untuk tingkat
pertama saja dari konfigurasi turbin lengkap, dan ditampilkan dalam bentuk bidang dua dimensi 2D. Data yang diperlukan untuk simulasi adalah data
geometri turbin serta kondisi operasionalnya.
Universitas Sumatera Utara
Kategori