3.2 Waktu Dan Tempat Penelitian
Uji eksperimental turbin kaplan dilakukan dengan menggunakan instalasi turbin kaplan yang dilakukan di rooftop lantai empat, Departemen Teknik Mesin,
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.3 Peralatan Pengujian
Adapun alat yang digunakan selama pengujian yakni :
3.3.1. Generator Listrik
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik 5 runner
blade dan analisa perbandingan sudut guide vane 30 , 45
dan 60 , yakni:
Gambar 3.1 Generator
3.3.2 Pompa
Pompa ini digunakan untuk memompakan air dari resevoir ke rumah turbin sebagai simulasi aliran air di alam. Dalam uji eksperimental turbin Kaplan
Universitas Sumatera Utara
dengan 3 runner blade dan analisa perbandingan sudut guide vane 30 , 45
dan 60
ini, spesifikasi pompa yang digunakan adalah:
PabrikanMerk : Kyomizu
Voltase : 220 V240 V
Kapasitas maximum : 88 Lmenit Head tekan maximum : 22 m
Head isap maximum : 8 m
Gambar 3.2 Pompa
3.3.3
Hand Tachometer
Alat ini digunakan untuk mengukur putaran rpm poros Turbin kaplan yang digunakan dalam uji eksperimental turbin kaplan dengan 5 runner blade dan
analisa perbandingan sudut guide vane 30 , 45
dan 60 ini, hand tachometer
yang digunakan adalah Krisbow KW06-303 dengan spesifikasi: Ketelitian akurasi : ± 0,05 + 1 digit
Range : auto range
Sampling time : 0,8 s over 60 rpm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 Hand Tachometer
3.3.4
Clamp Meter
Clamp meter digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik ampere yang dihasilkan melalui rangkaian listrik beban dengan cara dihubungkan seri
pada rangkaian listrik.
Gambar 3.4 Clamp Meter
Dalam pengujian ini clamp meter yang digunakan adalahKrisbow KW06- 286 dengan spesifikasi:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.1 Jangkauan dan akurasi clamp meter
Fungsi Jangkauan
Akurasi
Arus AC
2000 AAC ± 2.5 + 10 digits
20.00 AAC ± 2.5 + 4 digits
200.0 AAC 400 AAC
± 3.0 + 4 digits
Tegangan DC
200.0 mVDC ± 0.5 + 5 digits
2.000 VDC ± 1.2 + 3 digits
20.00 VDC 200.0 VDC
600 VDC ± 1.5 + 3 digits
Tegangan AC
200.0 mVAC ± 1.5 + 30 digits
2.000 VDC ± 1.5 + 3 digits
20.00 VDC 200.0 VDC
600 VDC ± 2.0 + 4 digits
Resistansi
200 Ω
± 1.0 + 4 digits 2 k
Ω ± 1.5 + 2 digits
20 k Ω
200 k Ω
2 M Ω
± 2.0 + 3 digits 20 M
Ω ± 3.0 + 5 digits
Universitas Sumatera Utara
3.3.5 Multimeter
Multimeter digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik volt yang dibangkitkan oleh alternator dengan cara dihubungkan parallel pada
rangkaian listris. Dalam uji eksperimental turbin kaplan dengan 5 runner blade dan analisa perbandingan sudut guide vane 30
, 45 dan 60
ini, multimeter yang digunakan adalah tipe fluke 15B digital multimeter dengan spesifikasi:
Range : DC voltage
: 0, 0.2, 2, 20, 200, 1000 V AC voltage
: 0, 200, 750 V DC current
: 0 µA, 200 µA, 2 mA, 20 mA, 200 mA Resistance
: 200 Ω, 2 kΩ, 20 kΩ, 200 kΩ, 2000 kΩ
Gambar 3.5 Multimeter
3.3.6 Instalasi Rangkaian Lampu
Pada instalasi ini mengunakan rangkaian paralel yang terdiri dari lampu LED 3 dan 4 watt masing-masing sebanyak 1 buah. Pada masing-masing lampu
dipasang sakelar yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik ke lampu.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Rangkaian lampu
3.4 Spesifikasi Dan Perlengkapan Turbin Kaplan
spesifikasi dan perlengkapan turbin kaplan yang akan di uji dapat dilihat sebagai berikut:
1 Runner blade
Gambar 3.7 Runner Blade
Universitas Sumatera Utara
Bahan = besi
Jumlah runner blade = 5 lima
Diameter luar runner D = 16 cm Diameter hub
= 6,5 cm Massa
= 0,1 kg
2 Poros
Gambar 3.8 Poros
Diameter : 19 mm
Bahan : steel – 42
Massa : 0,1 kg
3 Sabuk V-Belt
Sabuk berfungsi untuk meneruskan putaran dari poros turbin ke poros alternator, dimana daya dari poros tersebut dimanfaatkan untuk pengisian
aki. Berikut merupakan spesifikasi dari sabuk.
Universitas Sumatera Utara
Bahan : karet Jumlah : 1 satu
Type : A-62
Gambar 3.9 Sabuk
4 Puli Pulley
Gambar 3.10 Puli
Bahan : aluminium Jumlah : 1 satu
Diameter puli : 0,23 m
Universitas Sumatera Utara
3.5 Rancang Bangun Instalasi
Rancang bangun instalasi pemipaan pada uji eksperimental turbin Kaplan menggunakan single line installation yakni memompa atau mensirkulasikan air
dari reservoir ke rumah turbin dengan pompa tunggal. Pipa yang digunakan berdiameter 2 inch dari bahan PVC. Instalasi pipa ini terdiri dari 4 buah elbow
atau belokan untuk meminimalisir head losses instalasi. Adapun tujuan rancang bangun instalasi pipa adalah sebagai bentuk simulasi dari suatu aliran sungai
dengan kapasitas memenuhi karakteristik pemilihan turbin Kaplan.
Gambar 3.11 Turbin kaplan setelah siap instalasi
3.6 Pelaksanaan Pengujian
Uji eksperimental turbin kaplan dilakukan dengan menggunakan instalasi turbin kaplan yang dilakukan di lantai empat, Departemen Teknik Mesin, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Pengujian pada turbin kaplan dengan memanfaatkan aliran air dari
reservoir ke rumah turbin. Aliran air yang jatuh terhadap runner blade diarahkan
Universitas Sumatera Utara
oleh sudu pengarah guide vane,dalam pengujian ini divariasikan tiga macam besar sudut guide vane yakni: 30
,45 dan 60
. Pengukuran-pengukuran yang dilakukan terhadap pengujian ini meliputi:
1. Pengukuran tegangan listrik volt dengan menggunakan Multimeter.
2. Pengukuran arus listrik ampere dengan menggunakan Clamp Meter.
3. Pengukuran putaran rpm poros turbin kaplan dan poros generator dengan
menggunakan Hand Tachometer. 4.
Pengukuran debit air dengan menggunakan stopwatch.
Adapun prosedur pengujian eksperimental turbin Kaplan dengan 5 runner blade dengan perbandingan sudut guide vane sebesar 30
, 45 dan
60 ini adalah sebagai berikut:
1. Pengujian pertama dilakukan dengan menggunakan guide vane dengan
sudut 30 2.
Hidupkan motor listrik penggerak pompa. 3.
Dilakukan monitoring terhadap aliran air diinstalasi. 4.
Dilakukan monitoring runner blade tidak menyentuh draft tube dan guide vane dan poros dalam keadaan stabil.
5. Setelah aliran air pada pipa penghubung dan putaran turbin konstan, maka
a. Pengukuran tengangan listrik volt dengan Multimeter
b. Pengukuran arus listrik ampere dengan Clamp Meter
c. Pengukuran putaran pada poros turbin Kaplan dan poros altenator
dengan Hand Tachometer. 6.
Pengukuran arus dan tegangan yang dihasilkan oleh turbin dengan multimeter.
7. Setelah pengukuran pada turbin Kaplan dengan sudut guide vane sebesar
30 selesai, maka dilakukan penggantian dengan sudut guide vane 45
dan 60
. Kemudian dilakukan pengujian kembali seperti prosedur-prosedur di atas.
Besaran-besaran yang diukur dan dicatat meliputi:
Universitas Sumatera Utara
1. Tegangan listrik yang dihasilkan generator V
2. Arus listrik yang melalui rangkaian A
3. Putaran poros turbin Kaplan rpm
4. Putaran poros altenator rpm
Dari besaran-besaran di atas dapat dihitung besaran turunan lainnya seperti: 1.
Daya Air 2.
Daya Turbin Kaplan 3.
Daya Altenator 4.
Effisiensi Turbin Kaplan 5.
Efisiensi Altenator
Universitas Sumatera Utara
Survei Data
Perhitungan Kecepatan Spesifik
3.7 Flowchart Uji Eksperimental
Kategori