105
dengan menggunakan hubungan isentropik :
− =
−
−
γ γ
1 01
03 01
01 03
01
1 1
P P
T T
T T
s
Sehingga kecepatan tangensial impeler turbin
− =
−
γ γ
η
1 01
03 01
2 2
1 P
P T
c u
p TT
[ ]
333 ,
1 1
333 ,
1 2
2
58 ,
1 17
, 790
1147 8
,
−
− =
K kgK
kJ u
2
u = 303,71 mdet
4.1.1 Temperatur dan Tekanan Gas Keluar Nosel
Sepanjang sudu nosel entalphy stagnasinya tetap, entalphy stagnasinya h dapat didefenisikan sebagai berikut :
2
2
C h
h +
=
Untuk gas ideal, dengan panas spesifik konstan, stagnasi atau temperatur total dapat ditulis :
Cp C
T T
2
2 2
2 01
+ =
Keterangan C
2
= Merupakan kecepatan absolut gas keluar nosel, dari hubungan segitiga kecepatan diperoleh C
2
= u
2
cosec
2
α
2
α = Sudut aliran masuk pada rotor turbin yang dibentuk oleh segitiga kecepatan
C
p
= Kalor panas spesifik gas yaitu1147 Jkg K
Universitas Sumatera Utara
106
Karena aliran sepanjang nosel adalah adiabatik, maka :
2 2
2 2
2 2
2 2
02 01
sin 2
2 α
p p
C u
T C
C T
T T
+ =
+ =
=
2 2
01 2
2 01
2
sin 2
1 α
T C
u T
T
p
− =
1 −
= γ
γR C
p
2 2
2 01
2 2
2 2
01 2
2 01
2
sin 2
1 1
sin 2
1 1
α γ
α γ
γ
a u
RT u
T T
− −
= −
− =
Dimana,
02 2
01 2
2 1
01 2
a a
a a
T T
= =
, Karena T
01
= T
02
dan juga,
2 02
2 2
02 2
sin α
a M
u a
a =
2 2
2 02
2 2
2 2
02 2
sin 2
1 1
sin α
γ α
a u
a u
− −
=
+ −
=
2 2
2 2
02 2
1 2
1 sin
1 M
a u
γ α
+ −
=
2 2
2 02
2 2
2
1 2
1 sin
M a
u γ
α
17 ,
790 287
333 ,
1
02 2
02
K kg
J RT
a =
=
γ
12 ,
302296
2 02
= a
m
2
s
2
Universitas Sumatera Utara
107
Untuk bilangan much number keluar nosel adalah bernilai 0,6 atau juga supersonik, dalam hal ini direncanakan bilangan much number keluar nosel adalah
0,6 sehingga sudut yang dibentuk pada sisi masuk impeler adalah :
+ −
=
2 2
2 02
2 2
2
1 2
1 sin
M a
u γ
α
+ −
=
2 2
2 2
2 2
6 ,
1 2
1 333
, 1
12 ,
302296 71
, 303
sin s
m s
m
α
777 ,
2 1665
, 3051
, sin
2 2
+ =
α 898
, sin
2 2
= α
2
43 ,
71 =
α Maka temperatur keluar nosel pada keadaan statik adalah :
2 2
2 2
01 2
sin 2
α
p
C u
T T
− =
o
kgK kJ
s m
K T
43 ,
71 sin
1147 2
71 ,
303 17
, 790
2 2
2
− =
28 ,
744
2
= T
K Sehingga diperoleh temperatur keluar nosel sebesar,
28 ,
744
2
= T
K Untuk tekanan statik p
2
pada keluaran dapat ditentukan dengan rasio kecepatan isentropis :
s N
C C
2 2
= ϕ
= 0,9 97
, Φ
N
= 0,94 direncanakan
Universitas Sumatera Utara
108
Dimana,
s s
c h
h
2 2
2 01
2 1
= −
2 2
2 01
2 1
c h
h =
−
Maka suhu keluar nosel dalam keadaan isentropis adalah :
s N
T T
T T
2 01
2 01
2
− −
= Φ
[ ]
N s
T T
T T
2 01
2 01
2
1 1
Φ −
− =
[ ]
2 01
2
94 ,
17 ,
790 28
, 744
1 1
K K
T T
s
− −
=
0657 ,
1
01 2
− =
T T
s
934 ,
01 2
=
T
T
s
T
2s
= 0,934 790,17 K T
2s
= 738,0 K Dari hubungan isentropik dapat dicari tekanan statik P
2
sebagai berikut :
k k
s
T T
P P
1 01
2 01
2 −
=
Maka tekanan keluar nosel pada keadaan statik adalah : =
2
P 0,934
01
P 10
659 ,
1 934
,
5 2
Pa P
× =
Pa P
5 2
10 55
, 1
× =
Universitas Sumatera Utara
109
4.1.2 Perhitungan Segitiga Kecepatan a Segitiga kecepatan masuk
