107 Disamping para penemu di atas, penemu-penemu lainnya saling melengkapi dan
memperbaiki kinerja dari turbin uap. Rateau dari Prancis mengembangkan turbin impuls tingkat banyak, dan C.G. Curtis dari Amerika Serikat mengembangkan
tubin impuls gabungan kecepatan. Selanjutnya, penggunaan turbin uap meluas dan praktis menggantikan mesin uap bolak-balik, dengan banyak keuntungan.
Penggunaan uap panas lanjut yang meningkatkan efisiensi sehingga turbin uap berdaya besar 1000 MW, 3600 rpm, 60 Hz banyak dibangun.
2. Asas Impuls dan Reaksi
Turbin adalah mesin rotari yang bekerja karena terjadi perubahan energi kinetik uap menjadi putaran poros turbin. Proses perubahan itu terjadi pada sudu-sudu
turbin. Sebagai perbandingan dengan mesin torak yang bekerja karena ekpansi energi panas gas atau uap di dalam silinder yang mendorong torak untuk
bergerak bolak-balik. Pada dasarnya, prinsip kerja mesin torak dengan turbin uap adalah sama. Fluida gas dengan energi potensial yang besar berekspansi
sehingga mempunyai energi kinetik tinggi yang akan medorong torak atau sudu, karena dorongan atau tumbukan tersebut, torak atau sudu kemudian bergerak.
Proses tumbukan inilah yang dinamakan dengan Impuls.
Gambar 2.83 Azas impuls pada plat datar dan sudu
Azas impuls dapat dijelaskan dengan metode sebagai berikut. Pada gambar 2.83 A adalah sebuah pelat yang ditumbuk dengan fluida gas berkecepatan V
s
, dan laju massa ·m, karena pelat itu beroda sehingga bergerak dengan kecepatan V
b
. Besarnya daya dapat dihitung dengan persamaan:∂
Di unduh dari : Bukupaket.com
108 sedangkan pada ganbar B adalah sebuah sudu yang ditumbuk fluida gas dengan
laju masa ·m, maka daya yang dihasilkan adalah:
Dari dua model di atas, dapat dilihat bahwa model sudu mempunyai daya yang lebih besar pada kecepatan dan laju massa fluida gas yang sama. Maka dengan
alasan tersebut, bentuk sudu dianggap yang paling efisien untuk diterapkan pada turbin uap atau jenis turbin lainnya seperi turbin gas dan air.
Penerapan model sudu tersebut di atas pada turbin uap, penataannya kurang lebih seperti pada gambar 2.84, yaitu menata sudusudu tersebut sebaris
mengelilingi roda jalan atau poros turbin uap, sehingga terjadi keseimbangan gaya.
Gambar 2.84 Sudu sudu impuls pada rotor turbin uap
Gambar 2.85 Mesin uap Branca dengan turbin impuls
Di unduh dari : Bukupaket.com
109 Model turbin impuls dalam sejarahnya sudah pernah dibuat oleh Branca
Gambar 2.85. Prinsip kerjanya adalah dengan menyemburkan uap berkecapatan tinggi melalui nosel ke sudu-sudu impuls pada roda jalan. Akibat
adanya tumbukan antara semburan gas dengan sudu-sudu jalan turbin impuls, poros turbin menjadi berputar.
Berbeda dengan azas impuls azas reaksi, untuk sebagaian orang lebih sulit dipahami. Untuk menggambarkan azas reaksi bekerja pada gambar adalah
model jet uap dari Newton.
Gambar 2.86 Mesin uap Newton gaya aksi rekasi
Semburan uap dari tabung mempunyai energi kinetik yang besar sehingga sepeda akan bergerak ke kiri. Dari hal tersebut dapat dipahami bahwa mesin
tersebut bekerja dengan azas reaksi, yaitu semburan uap melakukan aksi sehingga timbul reaksi pada sepeda untuk begerak melawan aksi. Pada gambar
adalah contoh lain dari aksi-reaksi.
Di unduh dari : Bukupaket.com
110 Gambar 2.87 Gaya aksi-reaksi pada balon
3. Segitiga Kecepatan
