6 Harga rasio uc
1
Untuk turbin Curtis dua tingkat kecepatan, harga rasio dari uc
1
= 0,20- 0,26. Dalam perhitungan ini, di asumsikan besarnya rasio optimum
uc
1opt
= 0,22. 7
Kecepatan keliling, u
1 1
c c
u u
× =
03 ,
704 22
, ×
= u
= 154,89 ms 8
Diameter cakram rata-rata, d 54
, 5500
14 ,
3 89
, 154
60 60
1
= ×
× =
× ×
= n
u d
π m
9 Sudut serang nosel,
α
1
Dalam turbin Curtis dua tingkat kecepatan, harga α
1
= 16 – 22
. Dalam perhitungan ini, di asumsikan
α
1
= 20 .
4.3.1 Perhitungan Segitiga Kecepatan
Dari perhitungan awal pada sub bab 4.2, selanjutnya akan dihitung segitiga kecepatan untuk turbin impuls Curtis dengan dua tingkat – kecepatan, sebagai
berikut : 1
Kecepatan relatif uap memasuki sudu – gerak baris pertama
1
w , dengan sudut masuk uap
1
α = 20 , yaitu :
1 1
2 2
1 1
cos 2
α ⋅
⋅ ⋅
− +
= c
u u
c w
= 99
, 560
20 cos
704,03 154,89
2 154,89
704,03
2 2
= ×
× ×
− +
mdet 2
Sudut kecepatan relatif uap masuk sudu – gerak baris pertama
1
β :
1 1
1 1
20 sin
99 ,
560 704,03
sin sin
= ×
= α
β w
c ;
1
β = 25,4 ≈ 25
3 Sudut kecepatan relatif uap keluar sudu-gerak baris pertama
2
β 3 :
1 2
3 −
= β
β = 25
- 3 = 22
4 Kecepatan relatif uap keluar sudu – gerak baris pertama
2
w , dengan koefisien kecepatan ψ = 0,82, yaitu :
1 2
w w
× =
ψ = 0,82 x 560,99 = 460,01 mdet
Universitas Sumatera Utara
5 Kecepatan mutlak uap keluar sudu – gerak baris pertama
2
c :
2 2
2 2
2 2
cos 2
β ⋅
⋅ ⋅
− +
= w
u u
w c
= 67
, 321
22 cos
460,01 154,89
2 154,89
460,01
2 2
= ×
× ×
− +
mdet 6
Sudut keluar sudu – gerak baris pertama
2
α :
2 2
2 2
22 sin
67 ,
321 01
, 460
sin sin
= ×
= β
α c
w ;
2
α = 32,39 ≈ 32
7 Sudut keluar sudu – pengarah
1
α lebih kecil dari 3 :
2 1
3 −
= α
α = 32
– 3 = 29 8
Kecepatan uap keluar dari sudu – pengarah
1
c , dengan koefisien kecepatan untuk sudu pengarah,
gb
ψ = 0,85, yaitu :
2 1
c c
gb
× =
ψ = 0,85 x 321,67 = 273,42 mdet
9 Kecepatan relatif uap pada sisi masuk sudu – gerak baris kedua
1
w :
1 1
2 2
1 1
cos 2
α ⋅
⋅ ⋅
− +
= c
u u
c w
= 06
, 157
29 cos
273,42 154,89
2 154,89
273,42
2 2
= ×
× ×
− +
mdet 10
Sudut kecepatan relatif uap masuk sudu – gerak baris kedua
1
β :
1 1
1 1
29 sin
06 ,
157 273,42
sin sin
= ×
= α
β w
c ;
1
β = 57,7 ≈ 58
11 Sudut kecepatan relatif uap keluar sudu – gerak baris kedua
2
β 3 :
1 2
3 −
= β
β = 58
- 3 = 55
12 Kecepatan relatif uap keluar sudu – gerak baris kedua
2
w , dengan koefisien kecepatan
ψ = 0,88, yaitu :
1 2
w w
× =
ψ = 0,88 x 157,06 = 138,21 mdet
13 Kecepatan mutlak uap keluar sudu – gerak baris kedua
2
c :
2 2
2 2
2 2
2
cos 2
β ⋅
⋅ ⋅
− +
= w
u u
w c
= 15
, 136
55 cos
21 ,
138 89
, 154
2 89
, 154
21 ,
138
2 2
= ×
× ×
− +
mdet
Universitas Sumatera Utara
14 Sudut keluar sudu – gerak baris kedua
2
α :
2 2
2 2
55 sin
15 ,
136 21
, 138
sin sin
= ×
= β
α c
w ;
2
α = 56,3 ≈ 56
15 Besar kecepatan arah aliran :
57 ,
661 20
cos 03
, 704
cos
1 1
1
= ×
= ×
=
α
c c
u
mdet
79 ,
272 32
cos 67
, 321
cos
2 2
2
= ×
= ×
=
α
c c
u
mdet 13
, 239
29 cos
42 ,
273 cos
1 1
1
= ×
= ×
= α
c c
u
mdet
13 ,
76 56
cos 15
, 136
cos
2 2
2
= ×
= ×
=
α
c c
u
mdet
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Hasil perhitungan segitiga kecepatan pada sudu gerak tingkat pertama dengan dua tingkat-kecepatan
1
c u
0,22 Satuan
1 1
c c
u u
× =
154,89 mdet
n u
d ×
× =
π
60
1
0,54 m
1 1
2 2
1 1
cos 2
α ⋅
⋅ ⋅
− +
= c
u u
c w
99 ,
560 mdet
1
β 25
der
1 2
3 −
= β
β 22
der ψ
0,82 -
2 2
w w
× =
ψ 460,01
mdet
2 2
2 2
2 2
cos 2
β ⋅
⋅ ⋅
− +
= w
u u
w c
321,67 mdet
2
α 32
der
2 1
3 −
= α
α 29
der
gb
ψ 0,85
-
2 1
c c
gb
× =
ψ 273,42
mdet
1 1
2 2
1 1
cos 2
α ⋅
⋅ ⋅
− +
= c
u u
c w
157,06 mdet
1
β 58
der
1 2
3 −
= β
β 55
der ψ
0,88 -
1 2
w w
× =
ψ 138,21
mdet
2 2
2 2
2 2
2
cos 2
β ⋅
⋅ ⋅
− +
= w
u u
w c
136,15 mdet
2
α 56
der
1 1
1
cos α
− = c
c
u
661,57 mdet
2 2
2
cos α
− = c
c
u
272,79 mdet
1 1
1
cos
α
− = c
c
u
239,13 mdet
2 2
2
cos
α
− = c
c
u
76,13 mdet
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Segitiga kecepatan sudu gerak tingkat pertama
4.3.2 Perhitungan Kerugian Kalor pada Tingkat Pertama
