Gambar 2.20 Rancangan Spiral Logaritmik Pemasukan Geometri Sudu
2.12 Diameter Dan Lebar Raner
Luas pemasukan aliran adalah hasil kali lebar raner, b , dengan panjang
busur pemasukan, L. Gambar 2.21 A = b
. L Literatur 6 hal 21
dimana : A
= Luas penampang pipa pancar m
2
b = Lebar pipa pancar m
L = Panjang busur pemasukan m
L ditentukan oleh busur pemasukan, φ
, dan diameter raner, D
1
= 2.R
1
° °
= 360
. .
. 2
1
φ π
R L
Literatur 6 hal 21 Dengan tinggi terjun tertentu, luas pemasukan tergantung kepada kebuthan debit
aliran. Q = A .v
Literatur 6 hal 21
Universitas Sumatera Utara
dimana: Q
= Debit air atau laju aliran m
3
dtk A
= Luas penampang pipa pancar m
2
v = kecepatan aliran mdtk, tegak lurus terhadap luasan pemasukan
Komponen kecepatan yang berarah tegak lurus terhadap luasan pemasukan adalah komponen kecepatan mutlak di arah bujur, c
m
. Sehingga dengan demikian maka : Q = A . c
m
Literatur 6 hal 21 Komponen kecepatan di arah bujur ini dapat dinyatakan sebagai :
c
m
= c . sin α Literatur 6 hal 21
dimana : Q
= Debit air atau laju aliran m
3
dtk A
= Luas penampang pipa pancar m
2
c
m
= Komponen kecepatan mutlak di arah bujur c
= Kecepatan mutlak α
= Sudut kecepatan mutlak Bila kecepatan pancar bebas, dengan mengabaikan kerugian tinggi terjun akibat
gesekan aliran, menggantikan kecepatan mutlak, maka :
H g
c .
. 2
=
Literatur 7 hal 52 dimana:
c = Kecepatan mutlak
g = Percepatan gravitasi mdtk2
H = Tinggi air jatuh m
Universitas Sumatera Utara
Menggunakan hubungan tersebut diatas, debit air masuk turbin dapat dinyatakan dengan :
C A
Q .
= C
L b
Q .
. =
° °
= 360
. .
. 2
.
1
C R
b Q
φ π
Literatur 7 hal 52
° °
= 360
. .
. 2
.
1
C R
b Q
φ π
° °
= 360
. .
2 .
. .
2 .
1
H g
R b
Q φ
π
Persamaan diatas ini memuat semua besaran yang berpengaruh terhadap debit aliran masuk turbin, yaitu :
b = Lebar pemasukan
R
1
= Jari –jari lingakaran luar raner φ
= Sudut busur pemasukan H
12
= akar tinggi air jatuh netto Juga menjadi jelas bahwa baik lebar pemasukan maupun jari – jari raner
berpengaruh secara linear terhadap besar debit aliran. Dengan kata lain, suatu turbin dengan lebar pemasukan, b
= 300 mm dan diameter raner, D = 400 mm, mempunyai debit yang sama besar dengan turbin berdiameter, D = 300 mm
dengan lebar pemasukan b = 400 mm. Ini menyebabkan kedua turbin bekerja
dengan tinggi terjun dan busur pemasukan bersih yang sama. Walaupun kecepatan keliling kedua turbin sama, akan tetapi karena berbeda diameter maka kecepatan
masing – masing tidak sama.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.21 Luasan Pemasukan Aliran Turbin Aliran Silang
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Tempat dan waktu
Perancangan turbin air ini dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Departemen Teknik Mesin USU selama 3 bulan dan pengujian serta pengambilan
data Turbin air jenis aliran silang dilaksanakan di Laboratorium Konversi Energi Departemen Teknik Mesin USU selama 1 minggu. Des 2009 sd Feb 2010.
Adapun perancangan yang dilakukan di laboratorium konversi energi departemen teknik mesin USU adalah sebagai berikut :
1. Mengukur dimensi dari peralatan yang akan dirancang sehingga dapat
meletakkan rancangan tersebut sesuai dengan tempat yang diinginkan. 2.
Melepaskan peralatan yang akan dirancang sehingga terpisah satu persatu. 3.
Menggeser peralatan yang akan dirancang ke tempat yang diinginkan. 4.
Menyesuaikan tata letak peralatan yang akan dirancang sehingga dapat melakukan instalasi pipa dengan mudah.
5. Membuat pondasi pada reservoar bawah dan pompa.
6. Merancang reservoar atas yang akan menampung air.
7. Menginstalasi pemipaan yang akan digunakan pada perancangan ini.
8. Memasang alat ukur pressure gage.
9. Melakukan pengujian pada pompa dan turbin air aliran silang.
Universitas Sumatera Utara
Kategori