Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
maka diperoleh: A
ref
=
a o
a O
uRB
P T
m R
2 5
, 2
.
2
2 ref
a a
O
q P
3 2
−
∆
− ∆
a O
a a
O
P P
2 2
3
-1
]
0,5
m
2
Aref=
5 ,
1 2
5 5
,
07 ,
37 .
10 .
388 ,
12 89
, 655
. 449
, 8
2 287
−
= 0,0481 m
2
4.1.2. Diameter Selubung Ruang Bakar D
ref
Besarnya diameter selubung ruang bakar D
ref
seperti yang terlihat pada gambar 4.2. dapat dicari dengan persamaan:
A
ref
= 4
π D
ref 2
Dref =
5 ,
4
π
Aref
=
5 ,
0481 ,
4
π = 0,247 m
4.2. Tabung Api Ruang Bakar Liner 4.2.1.
Luas Penampang Tabung Api A
L
Luas penampang tabung api ruang bakar seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.3. dapat dicari dengan menggunakan rumus:
A
L
= k
opt
. A
ref
… … … … … … … … … … … … …[lit.9 hal 112] Dimana:
A
L
= Luas penampang tabung api Liner [m
2
]
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
A
ref
= Luas penampang selubung Casing ruang bakar [m
2
] k
opt
= Rasio antara luas penampang tabung api Liner dengan luas penampang selubung Casing.
Gambar 4.3. Penampang tabung api Liner
Gambar 4.4. Ruang Bakar Radial
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
nilai k
opt
dapat dicari dengan cara:
k
opt = 1 -
3 1
2 3
2 2
1 [
− ∆
− −
−
λ λ
r q
P m
ref a
a O
sn
dimana: m
sm
= Rasio antara laju aliran udara memasuki moncong dengan total laju aliran udara di ruang bakar
ﾂ = Koefisien tekanan yang hilang r = radius, rasio antara luas selubung dengan luas aliran masuk ruang
bakar
ref a
a O
q P
2 2
−
∆ = Referensi tekanan dinamik lihat lampiran 2 untuk jenis
tubular
untuk parameter diatas ditentukan, m
sn
= 0,12, ﾂ = 0,5, r = 6, lit. 9 hal
112 dan
ref a
a O
q P
2 2
−
∆ = 37 lihat lampiran 2
maka diperoleh:
kopt = 1 -
3 1
2 2
5 ,
. 6
37 5
, 12
, 1
− −
−
= 1 -
3 1
19 2744
,
= 1 – 0,24 = 0,756
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
jadi luas penampang tabung api Liner adalah: A
L
= k
opt
. A
ref
= 0,756 . 0,0481 m
2
= 0,036 m
2
4.2.2. Diameter Tabung Api
Diameter tabung api adalah: D
L
=
5 .
4
Α
π
L
=
5 .
2
036 ,
4
π
m
= 0,214 m
4.2.3. Panjang Tabung Api Ruang Bakar L
L
Panjang tabung api dapat dihitung dengan rumus:
L
L
= D
L 1
1 1
ln
−
− ∆
PF qref
P A
L O
… … … … … … … …[lit 9 hal 148] Dimana:
D
L
= Diameter tabung api Liner [m] L
L
= Panjang tabung api Liner [m] Ao
= 0,07 untuk jenis tubular … … … … … … …… … [lit 9 hal 148]
qref PL
∆ = 37 untuk jenis tubular lihat lampiran 2
PF = Pattern Factor
Untuk PF dapat dicari dengan jalan:
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
PF =
mean mean
mean
T T
T T
2 3
3 max
− −
……………………………………..[lit 7 hal 103]
Dimana: Untuk temperatur maksimum yang terjadi pada ruang bakar
berdasarakan [lit 16 hal 229] adalah berkisar 110 dari temperatur gas hasil pembakaran, sehingga diperoleh T
max
= T
3a
. 110 = 1185,3 K . 110 = 1303,8 K.
Maka: T
3 mean
=
2
3 max
T T
+
=
2 3
, 1185
8 ,
1303 +
= 1244,55 K
T
2 mean
=
2
1 2
O a
O
T T
+
=
2 106
, 311
45 ,
613 +
= 462,28 K Maka:
PF =
− +
28 ,
462 55
, 1244
55 ,
1244 8
, 1303
= 0,0757
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
Sehingga diperoleh panjang tabung api Liner LL
= 0,214
1
0757 ,
1 1
ln .
37 .
07 ,
−
−
= 0,214 0,02039
-1
= 1,05 m
4.2.4. Tebal Dinding Tabung Api Liner
Untuk menentukan tebal dari tabung api perlu ditentukan terlebih dahulu gaya yang bekerja pada transition piece, yaitu bagian yang
mengarahkan gas keluaran hasil pembakaran menuju seksi turbin yang juga bertindak sebagai nozel turbin.
Gaya yang bekerja pada transition piece Fe dapat dicari dengan persamaan:
a L
P A
Fe
4
= 2
1 3
1 1
1 2
P P
k
a k
+
−
-1 ……………….……………[lit 7 hal 208]
5
10 .
2159 ,
1 .
036 .
Fc = 2
5 5
1 33
, 1
1
10 .
01325 ,
1 10
. 14
, 12
1 33
, 1
2
+
−
-1
Fe = 61.653,29 N
Dengan diketahui gaya yang bekerja, maka ketebalan dinding dari ruang bakar dapat dicari dengan persamaan:
P =
A F
Nm
2
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
Dimana: P adalah tekanantegangan Nm
2
F adalah gaya yang bekerja dari gas hasil pembakaran yang diperoleh dari data diatas sebesar 61.653,29 N.
A adalah luas dari liner luar dikurangi luas liner dalam m
2
Diketahui material yang dipakai pada tabung api liner adalah Stainless Steels Tipe AISI 310, sama dengan material yang digunakan
untuk bagian yang mengarahkan gas hasil pembakaran transition piece. Berdasarkan data yang diperoleh pada lampiran 7, diperoleh tegangan
regangan yang diijinkan untuk material diatas adalah 655 MPa. Maka:
655.10
6
Nm
2
=
A N
29 ,
653 .
61
A = 9,41 . 10
-5
m
2
A = 4 D
Lo
– D
L 2
9,41 . 10
-5
= 4D
L,o
– 0,214
2
0,01095 = D
L,o
– 0,214 D
Lo
= 0,225 m
Maka tebal dari tabung api liner adalah D
L,0
– D
L
2 = 0,225-0,2142 = 0,0055 m
= 5,5 mm
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
4.3. Zona Daerah Pembakaran 4.3.1.
