Tumpal Batara Nababan : Perancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Dengan Daya 80 Mw Pada Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap, 2009.
USU Repository © 2009
BAB 5 PERHITUNGAN DIMENSI KOMPONEN UTAMA
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
Tumpal Batara Nababan : Perancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Dengan Daya 80 Mw Pada Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap, 2009.
USU Repository © 2009
Kondisi uap pada tingkat pertama adalah uap panas lanjut, maka tekanan kritisnya :
p
kr
= 0,546 x p = 0,546 x 76 bar = 41,496 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
...Lit.7, hal.22 Dimana :
G = massa aliran uap = 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 :
Tumpal Batara Nababan : Perancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Dengan Daya 80 Mw Pada Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap, 2009.
USU Repository © 2009
f
1
’ =
n
z f
1
= 50
34 ,
109
2
cm = 2,1868 cm
2
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 sisi keluar sudu gerak baris pertama, dari [Menurut lit. 7, hal. 58] adalah : l
1
=
2 2
1 o
sin .
. d
. v
. G
β ω
ε π
...Lit.7, hal.58 Dimana :
1
: volume spesifik uap keluar sudu gerak baris pertama = 0,075 m
3
kg Maka :
l
1
= 1933
, 589
, 19
sin 487
, 429
7778 ,
01911 ,
1 075
, 456
, 92
= ×
× ×
× ×
o
π m = 19,33 mm
Tinggi nozel pada tingkat yang kedua [Menurut lit. 7, hal. 56] adalah : l
gb
=
1 1
gb o
sin c
. .
d .
v .
G α
ε π
...Lit.7, hal.56
= 2018
, 30
sin 6
, 305
7778 ,
01911 ,
1 0831
, 456
, 92
= ×
× ×
× ×
o
π m
l
gb
= 20,18 mm
Tinggi sisi masuk sudu gerak baris kedua :
Tumpal Batara Nababan : Perancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Dengan Daya 80 Mw Pada Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap, 2009.
USU Repository © 2009
l
2
= l
gb
+ 2 l
2
= 20,18 + 2 = 22,18 mm
Tinggi sisi keluar sudu gerak baris kedua, dari [Menurut lit. 7, hal. 58] adalah : l
2
=
2 2
2
sin .
. .
.
β ω
ε π
d v
G
o
...Lit.7, hal.58
l
2
= 2521
, 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
