Untuk tingkat tekanan : W
y
=
y y
I I
= mm
mm 9
. 7
3 .
722
4
= 90.9 mm
3
Untuk tingkat pengatur baris I : W
y
=
y y
I I
= mm
mm 9
. 5
3 .
221
4
= 37.6 mm
3
Untuk tingkat pengatur baris II : W
y
=
y y
I I
= mm
mm 3
. 3
6 .
41
4
= 12.6 mm
3
5.5. Tegangan yang Bekerja Pada Sudu Gerak
Gaya-gaya sentrifugal dan gaya-gaya yang dikerjakan oleh uap pada sudu gerak semuanya dijumlahkan untuk memperoleh gaya total yang mengakibatkan
tegangan pada sudu. Tegangan yang dialami oleh sudu gerak bila penampang sudu konstan :
1. Tegangan tarik akibat gaya sentrifugal σ
t =
C
b
F
o
P. Shlyakhin, 1990 2. Tegangan lentur akibat tekanan uap
Σ
b
=
y u
W P
2 1
.
P. Shlyakhin, 1990
Gambar: 5.5 Gaya-gaya lentur pada sudu
Universitas Sumatera Utara
5.5.1. Tegangan tarik akibat gaya sentrifugal Bahan sudu gerak dibuat dari baja nikel chrom. Berat spesifik baja
γ = 0,0078 kgcm². Tegangan tarik akibat gaya sentrifugal yang diizinkan untuk baja nikel chrom adalah 1000-1200 kgcm².
Tingkat pertama : Luas penampang akar sudu Fo berdasarkan gambar 5.1. dan gambar 5.3.
F
o
= 15 x 15 = 225 mm² Volume sudu gerak bagian atas V
ub
V
ub
= luas sudu x 1’’ = 61,89 mm² x 13 mm = 804,6 mm³
Volume sudu gerak V
b
V
b
= V
ub
x V
lb
= 804,6 + 1800 = 2604,6 mm³ = 2,6 cm³ Berat sudu gerak G
b
G
b
= V
b
x γ = 2,6 cm³ x 0,007 kgcm³ = 0,02 kg Gaya sentrifugal sudu C
b
C
b
= g
x xr
G
rata b
2
ϖ P. Shlyakhin, 1990
r
rata
= 0,529 m n
= 3000 rpm
C
b
=
3
81 ,
9 30
3000 0529
, 02
,
x x
x π
= 108 kg Tegangan tarik pada sudu gerak akibat gaya sentrifugal σ
t
σ
t1
= C
b
F
o
= 108 kg 2,25 cm² = 48 kgcm²
Universitas Sumatera Utara
Untuk tingkat kedua sampai ketujuh dihitung dengan cara yang sama dan hasil nya dapat dilihat pada tabel 5.4.
Tabel.5.4 Tegangan tarik akibat gaya sentrifugal NO
Parameter Tingkat sudu turbin
2 3
4 5
6 7
1 Fo mm
2
441 441
441 441
441 441
2 V
ub
mm
3
2575,6 4223
5872 7520
9169 1133
3 V
1b
mm
3
4851 4851
4851 4851
4851 4851
4 V
b
mm
3
7,43 90,75
10,7 12,37
14,02 16,18
5 r
rata-rata
m 0,529
0,529 0,529
0,529 0,529
0,529 6
N rpm 3000
3000 3000
3000 3000
3000 7
G
b
kg 0,058
0,070 0,084
0,097 0,011
0,13 8
C
b
Kg 308
376,35 444,7
513,06 581,43
671,15 9
t
kgcm
2
69,8 85,34
100,84 116,34
131,8 152,2
Dari perhitungan tegangan tarik akibat gaya sentrifugal di atas, dapat dilihat bahwa pemakaian baja nikel chrom sebagai bahan sudu gerak sudah aman
karena tegangan yang terjadi jauh di bawah tegangan yang diizinkan.
5.5.2. Tegangan lentur akibat tekanan uap Tingkat pertama:
Keliling cakram pada diameter dimana akar sudu gerak dipasang pada baris I : Keliling = π x D – 1” = π x 0.863 – 13 = 3281,3 mm
untuk baris kedua : Keliling = π x D – 1” = π x 1058 – 20 = 3259,3 mm
Universitas Sumatera Utara
ruang paling sedikit yang dibutuhkan untuk pemasangan I sudu gerak adalah 15 mm. Berdasarkan gambar 5.3
jumlah sudu baris I : z = keliling 21 = 3281,3 15 = 218,7 sudu diambil jumlah sudu = 215
Jumlah sudu baris II : z = keliling 21 = 3259,3 15 = 217,3 sudu diambil jumlah sudu = 215
total sudu z = 430 Gaya yang searah dengan putaran P
u
P
u
= 430
. 3
, 166
. 55
, 24
, 2703
. 102
= 7 kg Untuk turbin impuls gaya yang dikerjakan akibat perbedaan tekanan uap
dan gaya akibat perubahan momentum uap yang mengalir yang bekerja dalam arah sumbu turbin dapat diabaikan P. Shlyakhin, 1990
Tegangan lentur akibat tekanan uap σ
b
σ
b
=
3
7 .
107 .
2 5
, 16
. 7
2 1
. mm
mm kg
W P
y u
=
= 1,54 kgmm² = 153,8 kgcm²
tinggi sudu rata-rata = 16,5 mm. Untuk tingkat kedua sampai ketujuh dihitung dengan cara yang sama dan hasil
nya dapat dilihat pada tabel 5.5. Tabel. 5.5 Tegangan lentur akibat tekanan uap
No Parameter Tingkat sudu turbin
2 3
4 5
6 7
1 K
c
mm 2343,6
3193,4 3143,1
3092,9 3042,7
2976,7 2
I mm 21
21 21
21 21
21
Universitas Sumatera Utara
3 z
154 152
149 147
144 141
4 P
u
kg 5,32
5,6 5,73
5,87 6,66
6,22 5
b
kgcm
2
73,2 125,55
179,5 225,63
296,5 376,1
Nilai tegangan lentur akibat tekanan uap yang diperoleh dari hasil perhitungan sudah memenuhi syarat ,σ
b
≤ 380 kgcm² untuk turbin dengan pemasukan penuh. P. Shlyakhin, 1990.
5.6. Konstruksi Cakram
