Gambar 4.6 Grafik Putaran Turbin vs Daya Turbin Dari gambar 4.6 putaran turbin vs daya turbin di dapat hubungan antara
putarn turbin rpm dengan daya turbin Watt. Dari grafik di atas di dapat data bahwa daya turbin maksimum didapat pada putaran 235 rpm.
4.1.3 Efisiensi Turbin Bukaan Katub 90
o
ω = ω =
rads 0 Nm . 44,59 rads
Universitas Sumatera Utara
Sehingga Efisiensi Turbin adalah
= 0 Dengan cara yang sama seperti diatas, maka diperoleh hasil
lengkap perhitungan efisiensi pada tabel 4.12 :
Beban N Turbin
0.00 1
5.36 2
10.44 3
15.31 4
19.94 5
24.35 6
28.44 7
32.09 8
35.74 9
39.16 10
41.96 11
44.73 12
47.40 13
49.49 14
51.67 15
53.03 16
55.74 17
55.92 18
55.24 19
54.62 20
53.87 21
51.94 22
51.57 23
49.74 24
47.55 25
45.97
Universitas Sumatera Utara
26 43.43
27 36.71
28 33.36
29 29.29
30 25.25
31 20.47
32 0.00
Tabel 4.12 Tabel Hubungan Antara Beban dengan Efisiensi Sudu Mangkuk Bukaan 90
o
Gambar 4.7 Grafik Efisiensi vs Beban Dari gambar 4.7 Efisiensi vs Beban didapat hubungan antara efisiensi
dengan beban, dimana beban N yang digunakan mulai dari 0 N sampai 32 N turbin berhenti. Dari grafik diatas didapat data bahwa efisiensi
maksimum pada percobaan turbin pelton head 5,21 meter mengunakan satu buah nosel, 24 buah sudu berbentuk mangkok adalah saat beban yang
digunakan 17 N, dikarenakan atas perhitungan daya yang keluar dari dinamo meter pada beban 16 N adalah yang paling besar sebesar 112,99
Watt.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 Grafik Putaran vs Beban Dari gambar 4.8 Putaran Turbin vs Beban, di dapat hubungan antara putaran
turbin dengan beban dimana beban N yang digunakan mulai dari 0 N sampai 32 N turbin berhenti. Sehinga didapat hasil dari grafik di atas
adalah semakin besar beban N yang digunakan semakin kecil putaran turbin rpm yang di peroleh. Dan sebaliknya semakin kecil beban N yang
digunakan semakin putaran turbin rpm yang diperoleh.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik Putaran Turbin vs Daya Turbin Dari gambar 4.9 putaran turbin vs daya turbin di dapat hubungan antara
putarn turbin rpm dengan daya turbin Watt. Dari grafik di atas di dapat data bahwa daya turbin maksimum didapat pada putaran 254 rpm.
4.2 PERHITUNGAN EFISIENSI TURBIN PELTON PADA HEAD 5,21 METER DENGAN MENGGUNAKAN SATU NOSEL BUKAAN
KATUB 60
O
, 75
O
, DAN 90
O
DENGAN MENGGUNAKAN 24 SUDU SETENGAH SILINDER
Kapasitas Aktual pada Head 5,21 meter dengan variasi bukaan katub
60
o
,75
o
, dan 90
o
Bukaan katub 60
o
Q = 0,00303
Bukaan katub 75
o
Q = 0,00338
Bukaan katub 90 Q = 0,0035
Panjang Pipa yang di gunakan pada Head 5,21 meter
Panjang Pipa 4 inch = 7,14 meter Panjang Pipa 2 inch = 0,57 meter
Universitas Sumatera Utara
Jadi Panjang Total Pipa yang di gunakan adalah 7,71 meter
Head Losses Mayor pada Pipa 4 inch Menurut Persamaan Umum Hazen Williams[2] ;
Katub bukaan 60
o
Dimana ; Q = Debit air
C = Koefisien Kekasaran Pipa PVC menurut Hazen Williams 130
D = Diameter Pipa 0,1016 meter L = Panjang Pipa 7,14 meter
Dengan cara yang sama didapatkan nilai head losses mayor pada pipa 4 inch dengan variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.13.
Bukaan katub Q
60
o
0.00303 0.0134
75
o
0.00338 0.0164
90
o
0.0035 0.0175
Tabel 4.13 Nilai head losses mayor pada pipa 4 inch bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
Universitas Sumatera Utara
Head Losses Mayor pada Pipa 2 inci
Menurut Persamaan Umum Hazen Williams; Katub bukaan 60
o
Dimana ; L = Panjang Pipa 0,57 meter
D = Diameter Pipa 0,0508
meter Dengan cara yang sama didapatkan nilai head losses mayor pada pipa 2
inch dengan variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.14.
Bukaan katub Q m
3
s 60
o
0.00303 0.0309
75
o
0.00338 0.0378
90
o
0.0035 0.0403
Tabel 4.14 Nilai head losses mayor pada pipa 2 inch bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
Head Loses Minor pada Pipa 4 inci
Universitas Sumatera Utara
Dimana ; Bukaan katub 60
o
V = 0,374
Dengan cara yang sama didapatkan nilai kecepatan pada pipa 4 inch dengan variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.15.
Bukaan katub Q m
3
s Vms
60
o
0,00303 0,374
75
o
0,00338 0,417
90
o
0,0035 0,432
Tabel 4.15 Nilai kecepatan pada pipa 4 inch bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
N k
∑k Elbow
3 0,4
1,2 Tee
1 1,0
1,0 Sisi Masuk
1 0,25
0,25 Sisi Keluar
1 0,04
0,04 Flow meter
1 7
7 9,49
Tabel 4.16 Head Losses Minor pada Pipa 4 inci
Universitas Sumatera Utara
Jadi harga Koefisie n Kerugian pipa 4 inci ∑K = 9,49
Sehingga : Bukaan katub 60
o
Dengan cara yang sama didapatkan nilai head losses minor pada pipa 4 inch dengan variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.17.
Bukaan katub Vms
h
m
m
60
o
0,374 0,067
75
o
0,417 0,084
90
o
0,432 0,090
Tabel 4.17 Nilai head losses minor pada pipa 4 inch bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
Head Loses Minor pada Pipa 2 inci
Dimana ; Bukaan katub 60
o
V = 1,515
Universitas Sumatera Utara
Dengan cara yang sama didapatkan nilai kecepatan pada pipa 2 inch dengan variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.18.
Bukaan katub Q m
3
s Vms
60
o
0,00303 1,515
75
o
0,00338 1,69
90
o
0,0035 1,75
Tabel 4.18 Nilai kecepatan pada pipa 2 inch bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
n k
∑k Katup Bola
1 0,05
0,05 Sisi Keluar
1 0,04
0,04 0,09
Tabel 4.19 Head Losses Minor pada Pipa 2 inci
Jadi harga Koefisien Ke rugian pipa 4 inci ∑K = 0,09
Sehingga : Bukaan katub 60
o
Universitas Sumatera Utara
Dengan cara yang sama didapatkan nilai head losses minor pada pipa 2 inch dengan variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.20.
Bukaan katub Vms
h
m
m
60
o
1,515 0,0105
75
o
1,69 0,0131
90
o
1,75 0,0140
Tabel 4.20 Nilai head losses minor pada pipa 2 inch bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
Head Efektif pada instalasi Turbin Pelton
Bukaan katub 60
o
Dengan cara yang sama didapatkan nilai head efektif untuk tiap variasi bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
seperti pada tabel 4.21.
Bukaan katub
h
eff
m
60
o
5,885 75
o
5,576 90
o
5,495
Tabel 4.21 Nilai head efektif bukaan katub 60
o
,75
o
dan 90
o
Efisiensi Turbin
= x 100
= Daya Air watt
Universitas Sumatera Utara
= Daya turbin watt
Dimana ; = torsi N.m
F = beban pembebanan diberikan 0 N sampai maksimum l = panjang lengan dinamometer 0,25m
kemudian ω =
Dimana ; ω = kecepatan sudut rads
n = putaran turbin rpm
4.2.1 Efisiensi Turbin Bukaan Katub 60
