sudu jalan.
II.4 Prinsip Kerja Turbin Uap
Pada roda turbin terdapat sudu dan fluida kerja mengalir melalui ruang diantara sudu tersebut, apabila kemudian ternyata bahwa roda turbin dapat berputar, maka ada
gaya yang bekerja pada sudu. Gaya tersebut timbul karena terjadinya perubahan momentum dari fluida kerja yang mengalir diantara sudunya.
Jadi sudu haruslah dibuat sedemikian rupa sehingga dapat menjadi perubahan momentum pada fluida kerja tersebut, hal ini akan dijelaskan pada gambar berikut ini.
Gambar 2.7. Roda turbin
Dari gambar 2.7 penampang roda turbin akan dijelaskan lagi irisan sudu-sudu pada suatu jarak tertentu dari suatu sumbu poros turbin. Gambar tersebut dapat
dilukiskan seperti pada lukisan berikut ini.
Gambar 2.8. Tekanan uap masuk dan keluar
Universitas Sumatera Utara
a. Aliran dianggap steady, uniform dan satu dimensi.
b. Tidak ada benda lain diantara sudu-sudu.
c. Pengaruh gravitasi ditiadakan.
Kemudian uap ditinjau dari ruang antara dua sudu-sudu yang berdekatan. Seperti pada gambar 2.8 dimana perubahan momentum uap persatuan waktu M lalah :
M = Gg . c
Dan gaya tekannya
F
p
i
alah :
F
p
= p . A Dimana:
G = bayak uap mengalir persauan waktu C = kecepatan absolut dari fluida kerja
g = garvitasi p = tekanan fluida kerja
A = luas penampung saluran uap le = menyatakan keluar dan masuk sudu
R = gaya reaksi sudu terhadap uap Maka gaya yang bekerja pada uap dan menyebabkan terjadinya perubahan mementum adalah sebagai berikut:
R + F
pi
+ F
pe
= M
e
-M
1
sehingga gaya reaksi sudu terhadap uap adalah :
R = M
s
-M
1
-F
pi
+ F
pe
Hukum Newton III menyatakan bahwa aksi = reaksi, oleh karena itu gaya dari fluida kerja atau uap ialah :
F = -R = -Me-M
1
+ F
pI
+ F
pe
F
= Gg
c
i
- c
e
+ p
i
.Ai+
P
e
- A
e
Apabila
F
r
, - F
pe
=
0 atau sangat kecil diandingkan dengan M
e
– M
i
, maka:
F
= Gg c, - c
e
Atau
F
= Gg A c
Universitas Sumatera Utara
diuraikan menjadi dua komponen yaitu :
F
u
= gaya tangebsial sejajar dengan kecepatan roda turbin.
F
a
= gaya aksial sejajar dengan sumbu roda turbin.
F = F
u
+ F
a
c
i
= c
iu
+ c
ia
c
e
= c
eu
+ c
ia
dimana: u dan e menyatakan arah tangensial dan arah aksial maka akibat dari :
F =
Gg
c
i
- c
e
- Gg . c
u
F
= Gg
c
iu
–
c
eu
Gaya-gaya tersebut dilukiskan pada halaman dimana akan terlihat
F
u
adalah gaya yang menyebabkan roda turbin berputar dan menghasilkan daya. Oleh karna itu sudu
harus dibuat sedimikian rupa. Sehingga diperoleh
c
iu
–
c
eu
yang besar. Sedangkan
F
a
adalah gaya yang aksial yang harus ditahan oleh bantalan, maka harus dibuat sekecil mungkin.
Tetapi hal tersebut diatas tidak dapat dilaksanakan begitu saja, oleh karena pembelokan fluida yang terlalu tajam dan saluran sudu yang terlalu panjang sehingga
akan mengakibatkan kerugian-kerugian energi yang lebih besar, maka usaha tersebut diatas ada batasnya.
Dengan berputarnya roda turbin jelaslah bahwa fluida kerja yang mengalir melalui ruang antara sudu yang berputar, oleh sebab itu kecepatan absolud fluida kerja c
adalah kecepatan keliling tangrnsial u dari sudu ditambah kecepatan relatif v dari uap yang masuk.
Kecepatan relatif v adalah kecepatan uap yang kita lihat apabila benda berada bersama-sama sudu yang bergerak dari luar turbin tidak berputar .
Universitas Sumatera Utara
cos cos
sedangkan besarnya kecepatan keliling atau tangensial dari sudu adalah: u =
π.D.n
dimana D adalah diameter roda turbin dan n adalah putarn poros.
Gambar 2.9. Kecepatan fluida masuk dan keluar
Untuk turbin aksial kecepatan tangensial masuk u
i
= kecepatan uap keluar u
e
+ kecepatan keliling rat-rata u seperti terlihat pada gambar 2.9 diatas.
II.5. Diagram Kecepatan Uap
Kategori