BAB 5 PERHITUNGAN UKURAN UTAMA TURBIN UAP PLTGU
5.1 Nosel dan Sudu Gerak
Nosel merupakan suatu laluan yang penampangnya bervariasi dimana energi potensial uap dikonversikan menjadi energi kinetik berupa pancaran uap ke sudu gerak
turbin. Dari penyelidikan-penyelidikan secara teoritis dan percobaan, ternyata bahwa uap yang mengalir melalui bagian nosel dengan penampang konvergen sewaktu
berekspansi didalamnya hanya mencapai nilai minimum tertentu yang disebut tekanan kritis p
kr
yang sama dengan 0,577 p
o
untuk uap jenuh dan 0,546 p
o
untuk uap panas lanjut. Kecepatan uap pada tekanan ini disebut kecepatan kritis.
Bila tekanan sesudah nosel lebih besar dari tekanan kritis p
1
p
kr
, maka ekspansi uap yang terjadi hanya sampai tekanan p
1
, dalam hal ini digunakan nosel konvergen, sedangkan untuk mendapatkan tekanan sisi keluar p
1
p
kr
dan kecepatan superkritis c
1
c
kr
digunakan nosel konvergen divergen. Untuk menentukan jenis nosel yang digunakan dalam perencanan ini, terlebih dahulu ditentukan harga-harga tekanan
kritis p
kr
pada tiap tiap tingkat.
5.1.1 Tinggi Nosel dan Sudu Gerak
Kondisi uap pada tingkat pertama adalah uap panas lanjut, maka tekanan kritisnya :
Universitas Sumatera Utara
p
kr
= 0,546 x p = 0,546 x 77,9 bar = 42,5334 bar
dimana tekanan sesudah nosel p
1
= 43 bar, karena p
1
lebih besar dari p
kr,
maka digunakan nosel konvergen.
Penampang sisi keluar nosel [Menurut lit. 7, hal. 22] adalah : f
1
=
1 1
o
c G υ m
2
...5-1 Dimana :
G = laju aliran massa = 92,456 kgs
ν
1
= volume spesifik uap pada penampang sisi keluar = 0,0747 m
3
kg c
1
= kecepatan aktual uap pada penampang sisi keluar = 631,628 ms Maka :
f
1
= 010934
, 0747
, 628
, 631
456 ,
92 =
× m
2
= 109,34 cm
2
Tinggi nosel, disarankan diantara 10 mm - 20 mm, dan derajat pemasukan parsial,
ε tidak kurang dari 0,2. Untuk turbin-turbin dengan kapasitas besar dan menengah dengan sudu-sudu yang relatif besar, nilai derajat pemasukan parsial dapat
mencapai satu. Sehingga dengan membuat tinggi nosel l
n
sebesar 15 mm akan diperoleh nilai derajat pemasukan parsial 0,7778. Jumlah nosel yang dipakai, direncanakan z
n
= 50 buah, dimana nosel dipasang disekeliling cakram, sehingga besar luas penampang
setiap nosel adalah : f
1
’ =
n
z f
1
= 50
34 ,
109
2
cm = 2,1868 cm
2
Universitas Sumatera Utara
Lebar penampang sisi keluar nosel adalah : a =
458 ,
1 5
, 1
1868 ,
2
1
= =
l f
cm Tinggi sisi masuk sudu gerak baris yang pertama dibuat sebesar :
l
1
= l
n
+ 2 = 15 + 2 = 17 mm
Tinggi sudu gerak baris yang pertama pada sisi keluarnya, dari [Menurut lit. 7, hal. 58] adalah :
l
1
=
2 2
1 o
sin .
. d
. v
. G
β ω
ε π
...5-2 Dimana :
ν
1
: volume spesifik uap keluar sudu gerak baris pertama = 0,075 m
3
kg Maka :
l
1
= 01933
, 589
, 19
sin 487
, 429
7778 ,
01911 ,
1 075
, 456
, 92
= ×
× ×
× ×
o
π m = 19,33 mm
Tinggi masuk sudu pengarah : l
gb ’
= l
1
+ 0,5 = 19,33 + 0,5 = 19,83 mm
Tinggi sisi keluar sudu ini akan sebesar [Menurut lit. 7, hal. 56] adalah : l
gb
=
1 1
gb o
sin c
. .
d .
v .
G α
ε π
...5-3
= 02018
, 30
sin 6
, 305
7778 ,
01911 ,
1 0831
, 456
, 92
= ×
× ×
× ×
o
π m
l
gb
= 20,18 mm
Universitas Sumatera Utara
Tinggi sudu gerak sisi masuk baris kedua : l
2
= l
gb
+ 2 l
2
= 20,18 + 2 = 22,18 mm Tinggi sudu gerak sisi keluar baris kedua, dari [Menurut lit. 7, hal. 58] adalah :
l
2
=
2 2
2
sin .
. .
.
β ω
ε π
d v
G
o
...5-4
l
2
= 02521
, 35
sin 579
, 166
7778 ,
01911 ,
1 0835
, 456
, 92
= ×
× ×
× ×
o
π m
l
2
= 25,21 mm
Berikut ini merupakan gambar penampang nosel, sudu gerak, dan sudu pengarah untuk tingkat pengaturan :
Gambar 5.1 Ukuran Nosel dan Sudu Gerak
5.1.2 Lebar dan Jari-jari Busur Sudu
Kategori