BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
Hasil pengujian kincir angin, yang meliputi : kecepatan angin ms, putaran poros rpm, gaya pengimbang N, dan
α °. Dalam penelitian ini kecepatan angin rata-rata yang digunakan sebesar 8,5 ms. Pengambilan data dengan variasi
sektor sudut kelengkungan sudu 60 , 70
, dan 80 dapat dilihat pada Tabel 4.1,
4.2, 4.3. Tabel 4.1. Hasil pengambilan data kincir sektor sudut
kelengkungan sudu 60 .
No Siklus
percobaan Putaran Kincir
n rpm Gaya Pengimbang
F gram 1
I 1209
2 1001
350 3
910,5 470
4 887,6
510 5
848,8 550
6 745,9
600 7
728,2 670
8 624,8
740 1
II 1214
2 1072
270 3
963,9 400
4 928,4
470 5
891,6 520
6 838,7
580 7
776,3 630
8 743,1
670 9
598,2 720
1
III 1200
2 1029
280 3
935,3 410
4 860,6
460 5
853,2 490
6 837,7
520 7
770,8 580
8 755,4
630 9
698,2 670
27
Tabel 4.2. Hasil pengambilan data kincir sektor sudut kelengkungan sudu 70
.
No Siklus
percobaan Putaran Kincir
n rpm Gaya Pengimbang
F gram 1
I 1106
2 960
360 3
821 470
4 774,3
520 5
708,9 580
6 660,2
670 7
467,5 700
1
II 1093
2 943,6
290 3
783,4 440
4 770
500 5
730,2 550
6 685,7
600 7
640,1 650
8 599,3
660 1
III 1085
2 941
270 3
803,6 400
4 764
450 5
727,5 530
6 698,3
560 7
671,8 600
8 603,1
650 9
540,3 680
28
Tabel 4.3. Hasil pengambilan data kincir sektor sudut kelengkungan sudu 80
.
No Siklus
percobaan Putaran Kincir
n rpm Gaya Pengimbang
F gram 1
I 1099
2 895,9
370 3
837,4 440
4 811,9
510 5
766 570
6 725,4
610 7
577,3 690
8 560
740 9
375 810
1
II 1092
2 929,2
300 3
828 450
4 802,7
520 5
787,6 560
6 737,6
610 7
635,4 700
8 538,5
760 9
358 800
1 III
1081 2
926 300
3 875,4
410 4
738,3 510
5 553,8
740
4.2 Perthitungan
Data yang digunakan dalam contoh perhitungan di bawah menggunakan data pecobaan kincir sektor kelengkungan 60
, pada siklus percobaan pertama langkah ke 8.
4.2.1 Perhitungan Daya Angin
Langkah-langkah perhitungan dapat dilihat pada contoh sampel yang diambill dari tabel:
29
4.2.2 Daya Kincir
Daya yang dihasilkan angin pada kincir angin dengan A= 0,5024 dan
kecepatan angin 8,5 ms, dapat dicari dengan menggunakan Pers. 1. Dengan diketahui :
ρ =1.18 kgm
3
r kincir
= 0.4 m V
angin = 8,5 ms
maka, P
in
=
.
ρ . A . V
3
= .
1,18 . π . r
2
. 8,5
3
= 182,04 watt
4.2.3 Tip Speed Ratio
Daya yang dihasilkan oleh kincir angin dapat dicari dengan menggunakan Pers. 2, untuk mendapatkan daya kincir harus diketahui kecepatan sudut dan
torsi. Maka perlu dicari terlebih dahulu menggunakan Pers. 3: Maka kecepatan sudut dan torsi kincir adalah:
ω =
rads
= rads
= 77,817 rads
30
Untuk mencari torsi digunakan rumus : T
= F . r Dengan diketahui
F = 6,566 N
r lengan torsi = 0,1 m
maka, T
= F . r = 6,566 N. 0,1 m
= 0,657 Nm P
out
= T . ω
= 0,657 Nm . 77,817 rads = 51,095 watt
tsr =
= =
3,662 4.2.4
Koefisien Daya Kincir
Koefisien daya kincir dapat dicari dengan menggunakan persamaan 4: C
p
= . 100
= . 100
= 28,068
31
4.3 Data Hasil Perhitungan
Parameter yang diperoleh dari penelitian diolah dengan menggunakan Microsoft Excell, hasil perhitungan masing-masing posisi sudu kincir dapat dilihat
pada Tabel 4.4, 4.5, 4.6. Tabel 4.4. Data perhitungan untuk variasi sudu sektor kelengkungan 60
.
No Siklus Gaya
penyeimbang gram
Gaya penyeimbang
N Putaran
kincir n rpm
Torsi T
Nm Kec.
Sudu tω rads
Daya output
Po Watt
TSR CP
1
I 0.00
1214 0.00
127.1 0.0
6.0 0.0
2 270
2.65 1072
0.26 112.3
29.7 5.3
16.3 3
400 3.92
963.90 0.39
100.9 39.6
4.8 21.7
4 470
4.61 928.4
0.46 97.2
44.8 4.6
24.6 5
520 5.10
891.6 0.51
93.4 47.6
4.4 26.1
6 580
5.68 838.7
0.57 87.8
49.9 4.1
27.4 7
630 6.17
776.3 0.62
81.3 50.2
3.8 27.6
8 670
6.57 743.1
0.66 77.8
51.1 3.7
28.1 9
720 7.06
598.2 0.71
62.6 44.2
2.9 24.3
1
II 0.00
1209 0.00
126.6 0.0
6.0 0.0
2 350
3.43 1001
0.34 104.8
36.0 4.9
19.8 3
470 4.61
910.5 0.46
95.3 43.9
4.5 24.1
4 510
5.00 887.6
0.50 92.9
46.5 4.4
25.5 5
550 5.39
848.8 0.54
88.9 47.9
4.2 26.3
6 600
5.88 745.9
0.59 78.1
45.9 3.7
25.2 7
670 6.57
728.2 0.66
76.3 50.1
3.6 27.5
8 740
7.25 624.8
0.73 65.4
47.4 3.1
26.1 1
III 0.00
1200 0.00
125.7 0.0
5.9 0.0
2 280
2.74 1029
0.27 107.8
29.6 5.1
16.2 3
410 4.02
945.3 0.40
99.0 39.8
4.7 21.8
4 460
4.51 860.6
0.45 90.1
40.6 4.2
22.3 5
490 4.80
853.2 0.48
89.3 42.9
4.2 23.6
6 520
5.10 837.7
0.51 87.7
44.7 4.1
24.6 7
580 5.68
770.8 0.57
80.7 45.9
3.8 25.2
8 630
6.17 755.4
0.62 79.1
48.8 3.7
26.8 9
670 6.57
698.2 0.66
73.1 48.0
3.4 26.4
32
Tabel 4.5. Data perhitungan untuk variasi sudu sektor kelengkungan 70 .
No siklus Gaya
penyeimbang gram
Gaya penyeimbang
N Putaran
kincir n rpm
Torsi T
Nm Kec.
Sudu tω rads
Daya output
Po Watt
tsr C
P
1 I
0.00 1106
0.00 115.8
0.0 5.45
0.0 2
360 3.53
960 0.35
100.5 35.5
4.73 19.5
3 470
4.61 821.00
0.46 86.0
39.6 4.05
21.8 4
520 5.10
774.3 0.51
81.1 41.3
3.82 22.7
5 580
5.68 708.9
0.57 74.2
42.2 3.49
23.2 6
670 6.57
660.2 0.66
69.1 45.4
3.25 24.9
7 700
6.86 467.5
0.69 49.0
33.6 2.30
18.4 1
II 0.00
1093 0.00
114.5 0.0
5.39 0.0
2 290
2.84 943.6
0.28 98.8
28.1 4.65
15.4 3
440 4.31
783.4 0.43
82.0 35.4
3.86 19.4
4 500
4.90 770
0.49 80.6
39.5 3.79
21.7 5
550 5.39
730.2 0.54
76.5 41.2
3.60 22.6
6 600
5.88 685.7
0.59 71.8
42.2 3.38
23.2 7
650 6.37
640.1 0.64
67.0 42.7
3.15 23.5
8 660
6.47 599.3
0.65 62.8
40.6 2.95
22.3 1
III 0.00
1085 0.00
113.6 0.0
5.35 0.0
2 270
2.65 941
0.26 98.5
26.1 4.64
14.3 3
400 3.92
803.6 0.39
84.2 33.0
3.96 18.1
4 450
4.41 764
0.44 80.0
35.3 3.76
19.4 5
530 5.19
727.5 0.52
76.2 39.6
3.59 21.7
6 560
5.49 698.3
0.55 73.1
40.1 3.44
22.0 7
600 5.88
671.8 0.59
70.4 41.4
3.31 22.7
8 650
6.37 603.1
0.64 63.2
40.2 2.97
22.1 9
680 6.66
540.3 0.67
56.6 37.7
2.66 20.7
33
Tabel 4.6. Data perhitungan untuk variasi sudu sektor kelengkungan 80 .
No Siklus Gaya
penyeimbang gram
Gaya penyeimbang
N Putaran
kincir n rpm
Torsi T
Nm Kec.
Sudu tω rads
Daya output
Po Watt
tsr C
P
1
I 0.000
1099 0.00
115.1 0.0
5.42 0.0
2 370
3.626 895.9
0.36 93.8
34.0 4.41
18.7 3
440 4.312
837.40 0.43
87.7 37.8
4.13 20.8
4 510
4.998 811.9
0.50 85.0
42.5 4.00
23.3 5
570 5.586
766 0.56
80.2 44.8
3.77 24.6
6 610
5.978 725.4
0.60 76.0
45.4 3.57
24.9 7
690 6.762
577.3 0.68
60.5 40.9
2.84 22.5
8 740
7.252 560
0.73 58.6
42.5 2.76
23.4 9
810 7.938
375 0.79
39.3 31.2
1.85 17.1
1
II 0.000
1092 0.00
114.4 0.0
5.38 0.0
2 300
2.940 929.2
0.29 97.3
28.6 4.58
15.7 3
450 4.410
828 0.44
86.7 38.2
4.08 21.0
4 520
5.096 802.7
0.51 84.1
42.8 3.96
23.5 5
560 5.488
787.6 0.55
82.5 45.3
3.88 24.9
6 610
5.978 737.6
0.60 77.2
46.2 3.63
25.4 7
700 6.860
635.4 0.69
66.5 45.6
3.13 25.1
8 760
7.448 538.5
0.74 56.4
42.0 2.65
23.1 1
810 7.938
358 0.79
37.5 29.8
1.76 16.3
2 III
280 2.744
1081 0.27
113.2 31.1
5.33 17.1
3 410
4.018 926
0.40 97.0
39.0 4.56
21.4 4
460 4.508
875.4 0.45
91.7 41.3
4.31 22.7
5 490
4.802 738.3
0.48 77.3
37.1 3.64
20.4 6
520 5.096
553.8 0.51
58.0 29.6
2.73 16.2
34
4.4 Grafik Hasil Perhitungan
Kategori