39
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan
Pengolahan data menggunakan berbagai asumsi untuk mempermudah dalam proses perhitungan, yaitu sebagai berikut :
a. Percepatan gravitasi bumi
= 9,81
m
s
2
b. Massa jenis Udara
= 1,18 kgm
3
4.2.1 Perhitungan Torsi
Contoh perhitungan torsi, data diambil dari pengujian yang dilakukan dari Tabel 4.1 pada pengujian ke empat dan pembebanan yang ke dua. Dari data yang
diperoleh, besaran gaya dalam satuan Newton adalah F = 1,18 Newton dan jarak
lengan torsi ke poros sebesar 0,1 m. Nilai torsi dapat dihitung sebagai berikut : T = F . l
= 1,18 . 0,1 = 0,12 N.m
Jadi, nilai torsi yang dihasilkan adalah sebesar 0,12 N.m
4.2.2 Perhitungan Daya Kincir
Contoh perhitungan untuk daya kincir P
out
, data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian ke empat dan pembebanan yang ke dua. Diperoleh kecepatan angin
sebesar 8,1 ms, putaran poros n sebesar 262,9 rpm, dan torsi yang telah diperhitungkan pada Sub Bab 4.2.1 adalah sebesar = 0,12 N.m. Besar nilai daya
kincir dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : P
out
= T . ω = 0,12 .
40
= 0,12 . = 3.24 watt
Jadi, nilai daya kincir yang diperoleh adalah sebesar 3.24 watt
4.2.3 Perhitungan tip speed ratio
Contoh perhitungan untuk tsr, data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian ke empat dan pembebanan yang ke dua. Diperoleh putaran poros kincir angin dalam
rads adalah sebesar
27,5
rads, jari jari kincir angin sebesar r = 0,35 m, dan kecepatan angin sebesar 8.19
m s
. Nilai tip speed ratio dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
tsr =
= = 1,23
Jadi, nilai tip speed ratio yang diperoleh adalah 1,23
4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya
Contoh perhitungan koefisien daya C
p
, data diambil dari perhitugan diatas yakni, besar nilai daya angin adalah 157,8 watt dan nilai dari daya yang dihasilkan
kincir angin pada Sub Bab 4.2.2 adalah sebesar 1,23 watt. Nilai koefisien daya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
C
p
= x 100
= x 100
= 1,79 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Jadi, nilai koefisien daya yang diperoleh adalah sebesar 1,79
4.3 Hasil Perhitungan
Pengujian kincir angin sumbu vertikal tipe giromill dengan sudu NACA 0015, panjang Chord 18 cm, empat sudu dan tiga sudu, untuk dua variasi diameter
: 50 cm dan 70 cm, yang sudah diuji ini diperoleh hasil data – data seperti berikut
yang dapat dilihat pada Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7 dan Tabel 4.8. Tabel 4.5 Data perhitungan empat sudu dengan variasi diameter 70 cm
Putaran Poros
Beban Gaya
Pengimbang Beban
Torsi Kec. Sudu
Daya Output
Kincir
λ
Koefisien Daya
n
rpm
Fgram
N N.m
rads Watt
C
p
269,5 0,00
0,00 28,2
0,00 1,21
0,00 276,2
0,00 0,00
28,9 0,00
1,24 0,00
274,4 0,00
0,00 28,7
0,00 1,23
0,00 262,9
120 1,18
0,12 27,5
3,24 1,18
1,79 264,1
120 1,18
0,12 27,7
3,26 1,18
1,79 245,6
120 1,18
0,12 25,7
3,03 1,10
1,67 221,7
250 2,45
0,25 23,2
5,69 0,99
3,14 224
250 2,45
0,25 23,5
5,75 1,00
3,17 223,3
250 2,45
0,25 23,4
5,73 1,00
3,16 218,8
450 4,41
0,44 22,9
10,11 0,98
5,57 212,9
450 4,41
0,44 22,3
9,84 0,95
5,42 209,3
450 4,41
0,44 21,9
9,68 0,94
5,33 208,2
560 5,49
0,55 21,8
11,98 0,93
6,60 203,2
560 5,49
0,55 21,3
11,69 0,91
6,44 199,9
560 5,49
0,55 20,9
11,50 0,89
6,34 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Lanjutan Tabel 4.5 Data perhitungan empat sudu dengan variasi diameter 70 cm
Putaran Poros
Beban Gaya
Pengimbang Beban
Torsi Kec. Sudu
Daya Output
Kincir
λ
Koefisien Daya
n
rpm
Fgram
N N.m
rads Watt
C
p
198,1 600
5,89 0,59
20,7 12,21
0,89 6,73
198 600
5,89 0,59
20,7 12,20
0,89 6,72
198,8 600
5,89 0,59
20,8 12,25
0,89 6,75
195,2 640
6,28 0,63
20,4 12,83
0,87 7,07
197,3 640
6,28 0,63
20,7 12,97
0,88 7,15
197 640
6,28 0,63
20,6 12,95
0,88 7,14
192,9 710
6,97 0,70
20,2 14,07
0,86 7,75
194,3 710
6,97 0,70
20,3 14,17
0,87 7,81
189,7 710
6,97 0,70
19,9 13,84
0,85 7,62
181,1 850
8,34 0,83
19,0 15,81
0,81 8,71
174,6 850
8,34 0,83
18,3 15,25
0,78 8,40
179,6 850
8,34 0,83
18,8 15,68
0,80 8,64
155,9 880
8,63 0,95
16,3 15,50
0,70 8,54
148,3 880
8,63 0,95
15,5 14,75
0,66 8,12
147,1 880
8,63 0,95
15,4 14,63
0,66 8,06
Tabel 4.6 Data perhitungan tiga sudu dengan variasi diameter 70 cm
Putaran Poros
Beban Gaya
Pengimbang Beban
Torsi Kec. Sudu
Daya Output
Kincir
λ
Koefisien Daya
n
rpm
Fgram
N N.m
rads Watt
C
p
314,1 0,00
0,00 32,9
0,00 1,41
0,00 313,5
0,00 0,00
32,8 0,00
1,40 0,00
310,5 0,00
0,00 32,5
0,00 1,39
0,00 295,3
140 1,37
0,14 30,9
4,25 1,32
2,34 308,9
140 1,37
0,14 32,3
4,44 1,38
2,45 308,8
140 1,37
0,14 32,3
4,44 1,38
2,45 276,5
320 3,14
0,31 29,0
9,09 1,24
5,01 273,6
320 3,14
0,31 28,7
8,99 1,22
4,96 272,6
320 3,14
0,31 28,5
8,96 1,22
4,94 251,6
440 4,32
0,43 26,3
11,37 1,13
6,27 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Lanjutan Tabel 4.6 Data perhitungan tiga sudu dengan variasi diameter 70 cm
Putaran Poros
Beban Gaya
Pengimbang Beban
Torsi Kecepatan
Sudu Daya
Output Kincir
λ
Koefisien Daya
n
rpm
Fgram
N N.m
rads Watt
C
p
253,4 440
4,32 0,43
26,5 11,45
1,13 6,31
263,7 440
4,32 0,43
27,6 11,92
1,18 6,57
248,6 550
5,40 0,54
26,0 14,05
1,11 7,74
248,1 550
5,40 0,54
26,0 14,02
1,11 7,72
238 550
5,40 0,54
24,9 13,45
1,07 7,41
225 650
6,38 0,64
23,6 15,02
1,01 8,28
226,3 650
6,38 0,64
23,7 15,11
1,01 8,33
223 650
6,38 0,64
23,4 14,89
1,00 8,20
208,2 700
6,87 0,69
21,8 14,97
0,93 8,25
204,1 700
6,87 0,69
21,4 14,68
0,91 8,09
203,7 700
6,87 0,69
21,3 14,65
0,91 8,07
195,9 730
7,16 0,72
20,5 14,69
0,88 8,09
197,2 730
7,16 0,72
20,7 14,79
0,88 8,15
193,3 730
7,16 0,72
20,2 14,50
0,87 7,99
185,6 880
8,63 0,86
19,4 16,78
0,83 9,24
188,7 880
8,63 0,86
19,8 17,06
0,84 9,40
177,6 880
8,63 0,86
18,6 16,06
0,79 8,85
Tabel 4.7 Data perhitungan empat sudu dengan variasi diameter 50 cm
Putaran Poros
Beban Gaya
Pengimbang Beban
Torsi Kecepatan
Sudu Daya
Output Kincir
λ
Koefisien Daya
n
rpm
Fgram
N N.m
rads Watt
C
p
272,7 0,00
0,00 28,6
0,00 0,87
0,00 274,6
0,00 0,00
28,8 0,00
0,88 0,00
268,7 0,00
0,00 28,1
0,00 0,86
0,00 251,8
90 0,88
0,09 26,4
2,33 0,80
1,28 257,9
90 0,88
0,09 27,0
2,38 0,82
1,31 257,2
90 0,88
0,09 26,9
2,38 0,82
1,31 230,9
220 2,16
0,22 24,2
5,22 0,74
2,88 231,9
220 2,16
0,22 24,3
5,24 0,74
2,89 229,7
220 2,16
0,22 24,1
5,19 0,73
2,86 198,1
340 3,34
0,33 20,7
6,92 0,63
3,81 201
340 3,34
0,33 21,0
7,02 0,64
3,87 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Kategori