Dimana ; N
s
= kecepatan spesifik raddetik n = kecepatan rotasi rpm
P = daya yang deterima oleh poros Watt H
E
= head efektif pada bagian inlet turbin m
2.5. Perbandingan Karakteristik Turbin
Kecepatan spesifik setiap turbin mempunyai kisaran range tertentu berdasarkan data eksperimen. Kisaran kecepatan spesifik beberapa turbin air
adalah sebagai berikut:
Tabel 2.2. Kecepatan Spesifik Turbin
Turbin Pelton 12 n
s
25 Turbin Francis
60 n
s
300 Turbin Crossflow
40 n
s
200 Turbin Propeller
250 n
s
1000
Sumber: http:www.google.co.idimgres?q=tabel+kecepatan+spesifik+turbin
Dengan mengetahui kecepatan spesifik turbin, maka perencanaan dan pemilihan jenis turbin akan menjadi lebih mudah, bahkan dimensi dasar turbin
dapat diestimasi diperkirakan.
Gambar 2.8 Perbandingan Karakteristik Turbin http:cr4.globalspec.comthread22899Hydrogen-vapour-pressure-above-20C
Pada gambar terlihat turbin Kaplan adalah turbin yang beroperasi pada head yang rendah dengan kapasitas aliran air yang tinggi, atau bahkan beroperasi pada
kapasitas yang sangat rendah. Hal ini karena pada saluran sudu jalan belokannya hanya sedikit saja. Pada waktu bekerja sudu jalan turbin ini dapat diatur posisinya,
disesuaikan dengan perubahan tinggi air jatuh.
Gambar 2.9 Daerah Penggunaan dari Beberapa Jenis Konstruksi Turbin yang Berbeda http:www.ccitonline.commekanikaltiki-read_article.php?articleId=29
Dalam pembuatan roda turbin, kebanyakan pertama sekali membuat modelnya, setelah model tersebut diselidiki, diuji dan diubah-ubah sehingga
menghasilkan daya dan randemen turbin yang baik, kemudian baru dibuat roda turbin yang besarsesungguhnya menurut bentuk modelnya.
2.6. Turbin Pelton
Turbin Pelton adalah turbin untuk tinggi terjun yang tinggi, yaitu di atas 300 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik
pada roda air turbin dilakukan melalui proses impuls sehingga turbin Pelton disebut juga turbin impuls.
Turbin Pelton disebut juga turbin impuls atau turbin tekanan rata atau turbin pancaran bebas karena tekanan air keluar nosel sama dengan tekanan
atmosfer. Dalam instalasi turbin ini semua energi geodetic dan tekanan diubah menjadi kecepatan keluar nosel. Tidak semua sudu menerima hempasan air, tetapi
secara bergantian tergantung posisi sudu tersebut. Jumlah tergantung besarnya
kapasitas air, dapat bervariasi satu sampai enam. Turbin pelton dipakai untuk tinggi jatuh air yang besar, dengan kecepatan spesifik 1 sampai 15.
Gambar dari turbin pelton dapat dilihat pada gambar 2.4 . Pancaran air dari nozzle menghantam sudu yang terpasang disekeliling runner dengan jarak yang
sama. Untuk head bersih net head kecepatan teoritis dari pancaran air keluar nozzle didapat menurut persamaan Bernoulli
2.18 Bagaimanapun, kehilangan energi energy loss pasti terjadi di nozzle.
Pengaruh ini karena koefisie n gesek φ, dan persamaan di atas menjadi
2.19 Berdasarkan pengalaman nilai dari koefisien gesek ini adalah φ = 0,98.
Gambar 2.10. Aliran pancaran air dan diagram kecepatan turbin pelton http:www.google.co.idimgres?q=aliran+pancaran+turbin+pelton
C
1
adalah kecepatan absolute. U
1
= r
1
ω merupakan kecepatan peripheral dari runner yang berhubungan dengan radius r
1
pada posisi 1. Arah kecepatan ini sama dengan persinggungan pada posisi 1 dari lingkaran.
Jika c
1
dan u
1
diketahui, maka kecepatan v
1
dari partikel air relative terhadap sudu dapat dicari. c
1
merupakan hasil penjumlahan dari v
1
dan u
1
. Jajaran genjang yang tercipta dari ketiga besaran ini disebut diagram kecepatan saat
masuk ke sudu. Partikel air bergerak melewati sudu dan berubah arahnya secara berangsur-
angsur sampai meninggalkan sudu pada posisi 2 seperti yang diperlihatkan gambar 2.10. Pada saat pergerakan ini partikel air mentransfer gaya impuls sesuai
dengan perubahan dari arah vector kecepatan relative v
1
ke vector kecepatan relative v
2
. Nilai dari v
2
tergantung pada energi loss selama pergerakan sudu turbin. Kerugian ini dapat dinyatakan dengan
dimana adalah koefisien
rugi. Dari pengalaman perkiraan nilai = 0,06. Hubungan antara v
1
dan v
2
didapat menurut persamaan Bernoulli : 2.20
Pada kasus ini h
1
= h
2
maka persamaan menjadi 2.21
Dan 2.22
Besar dari kecepatan v
2
hampir sama dengan v
1
dan memiliki arah seperti yang ditunjukkan posisi 2.
Persamaan umum dari daya yang ditransfer adalah : 2.23
