67 d = diameter poros direncanakan sebesar 220 mm
Δs = celah antara poros dengan packing labirin 0,3 mm ν = volume spesifik uap sesudah nozel 0,2030 m
3
kg z = jumlah labirin, 50 buah.
Kalor total uap sebelum nozel tingkat kedua: h
= h
01
- h -
∑h
kerugian
h = 811,33 – [70 –6,138+8,630+3,08+1,166+1,689+0.9442]
h = 762,977 kkalkg
Dengan mengukurkan harga tersebut pada diagram i-s diperoleh kondisi uap sebelum nozel tingkat kedua yaitu sebesar 15 bar dan temperatur 370,56
C.
3.7. Penurunan Kalor dari Tingkat Tekanan sampai Ke Tekanan Ekstraksi
Penurunan kalor total teoritis dari tekanan 15 bar; 370,56 C ke tekanan
ekstraksi 3,9 bar: h
01
= 762,977-683,127 = 79,850 kkalkg Sedangkan penurunan kalor pada suatu tingkat adalah :
59 ,
26 42
, 95
, 8378
324 ,
188 8378
2 2
2 2
2 2
= ×
× =
× ×
= x
u h
n o
ϕ kkalkg
Dengan membandingkan penurunan kalor h
01
terhadap h
II
diperoleh bahwa empat tingkat dapat dipasang diantara tingkat pengaturan dengan titik ekstraksi. Dengan
membuat penurunan kalor yang sama pada setiap tingkat sebesar: h
rata -rata =
62 ,
26 3
850 ,
79 =
kJkg Penurunan kalor pada setiap tingkat didistribusikan sebagai berikut :
Pada tingkat 2 sebesar 26,65kkalkg Pada tingkat 3 sebesar 26,75 kJkg
Pada tingkat 4 sebesar 26,80 kkalkg
Universraitas Sumatera Utara
68 Tekanan uap sesudah tiap-tiap tingkat dari diagram I-s adalah :
P
3
= 10 bar P
5
= 3,9 bar = P
eks
P
4
= 6,47 bar Pada tingkat kedua turbin untuk memperkecil kerugian pemasukan, kita akan
membuat terjadi 5 reaksi padi setiap baris sudu, untuk tingkat kedua kita pilih uc
1
= 0,462, kecepatan teoritis uap keluar nozel tingkat kedua: 356
, 472
65 ,
26 5
, 91
5 ,
91
1
= ×
= ×
= h
C mdet
Kecepatan keliling sudu : u =uc
1
x C
1
=0,462 x 472,356 mdet = 218,229 mdet Diameter rata-rata sudu:
731 ,
5700 229
, 218
60 60
= ×
× =
⋅ ×
=
π π
n u
d
m Penurunan kalor pada nozel tingkat kedua:
h
01
= 1- ρx h
= 0,95 x 26,65 = 25,32 kkalkg, Pada sudu gerak :
h
02
= 26,65-25,32 = 1,33 kkalkg Kecepatan aktual uap:
376 ,
437 32
, 25
95 ,
5 ,
91 5
, 91
1
= ×
× =
× ×
= h
C ϕ
mdet C
1
u = C
1
x cos α
1
= 437,376 x cos 12 = 427,818
mdet Sudut masuk uap
[13,141]
diambil α
1
= 12, s ehingga bila ε = 1 tinggi nozel yang
akan diperoleh berada dalam jangka yang diizinkan, dan kecepatan teoritisnya: 396
, 460
95 ,
376 ,
437
1 1
= =
= ϕ C
t C
mdet, dimana φ = 0,95
Dari segitiga kecepatan diperoleh kecepatan relatif uap terhadap sudu gerak tingkat 2:
w
1
=
1 1
2 2
1
cos C
u 2
u C
α ⋅
⋅ ⋅
− +
Universraitas Sumatera Utara
69 =
467 ,
228 12
cos 376
, 437
229 ,
218 2
229 ,
218 376
, 437
2 2
= °
× ×
× −
+ mdet,
besar sudut kecepatan relatif ini: sin β
1
=
1 2
1 2
1
12 sin
467 ,
228 376
, 437
sin =
× α
w C
β
1
=23,46 Sudut keluar uap relatif β
2
dipilih sebesar 21 β
2
= β
1
– 3 sampai 5
sehingga diperoleh ψ = 0,86. Kecepatan relatif uap terhadap meninggalkan sudu gerak tingkat kedua:
w
2
= 33
, 1
8378 467
, 228
86 ,
8378
2 02
2 1
× +
= ×
+ h
w ϕ
= 216,476 mdet
Kecepatan teoritis relatif uap : 716
, 251
86 ,
476 ,
216
2 2
= =
= ψ w
t w
mdet Selanjutnya dari segitiga kecepatan diperoleh:
C
2
=
2 2
2 2
2
cos 2
β ⋅
⋅ ⋅
− +
w u
u w
= 237
, 79
21 cos
476 ,
216 229
, 218
2 229
, 218
476 ,
216
2 2
= °
× ×
× −
+ mdet
Sudut keluar uap sudu gerak kedua: sin α
2
=
2 2
2 2
2
21 sin
237 ,
79 476
, 216
sin =
×
β
c w
α
2
= 102 C
2
u = C
2
x cos α
2
= 79,237 x cos 102 = -16,474 mdet.
Efisiensi turbin akan sebesar : η
u
= 8047
, 356
, 472
474 ,
16 818
, 427
229 ,
218 2
2
2 2
2 1
= −
× ×
= −
× ×
ad
c u
c u
c u
Dengan menentukan kerugian pada laluan-laluan sudu setiap tingkat diperoleh: Kerugian pada nozel :
kg kkal
c h
n
467 ,
2 8378
376 ,
437 1
95 ,
1 8378
1 1
2 2
2 1
2
= ×
− =
× −
=
ϕ
Universraitas Sumatera Utara
70 Kerugian pada sudu gerak:
kg kkal
h
b
194 ,
2 8378
476 ,
216 1
86 ,
1 8378
1 1
2 2
2 1
2
= ×
− =
× −
=
ω ψ
Kerugian akibat kecepatan keluar : kg
kkal c
h
e
749 ,
8378 237
, 79
8378
2 2
2
= =
= .
Untuk memeriksa ketepatan perhitungan yang diperoleh diatas kita akan membandingkan dengan efisiensi yang diperoleh dengan rumus berikut:
7970 ,
65 ,
26 749
, 194
, 2
467 ,
2 65
, 26
= +
+ −
= +
+ −
=
n e
b n
u
h h
h h
h η
,
Kesalahan perhitungan : 950
, 100
8047 ,
7970 ,
8047 ,
= ×
− .
Persen error 2
[13,84]
Kerugian-kerugian akibat gesekan dan pengadukan:
kW u
d N
a ge
435 ,
21 6049
, 3
10 229
, 218
731 ,
07 ,
1 1
10 07
, 1
6 3
2 6
3 2
.
= ×
× ×
× =
⋅ ⋅
⋅ ⋅
= γ
λ Dimana : λ = koeffisien uap panas lanjut
[13,63]
, antara 1,1 dan 1,2, dan untuk uap jenuh sama dengan 1,3.
γ =1 0,2774 = 3,6049 kgm
3
adalah volume spesifik uap sesudah nozel.
kg kkal
G N
h
gea gea
4245 ,
06190 ,
12 427
435 ,
21 102
427 102
= ×
× =
⋅ ×
=
Kalor total uap sesudah sudu-sudu dengan memperhitungkan kerugian adalah :
[ ]
kg kkal
h
total
412 ,
742 4245
, 749
, 194
, 2
467 ,
2 65
, 26
977 ,
762 =
+ +
+ −
− =
Universraitas Sumatera Utara
71 Kebocoran uap melalui perapat labirin:
1 1
2 2
2 1
100 υ
⋅ ⋅
− ⋅
× ×
= p
z p
p g
f G
s kebocoran
det 1453
, 2774
, 15
6 10
15 81
, 9
10 20734
, 100
2 2
3
kg =
× ×
− ×
× ⋅
× =
−
dimana : g = 9,81 mdet
2
, kecepatan gravitasi z = jumlah labirin, 6 buah
v
1
= 0,2774 m
3
kg, volume uap sesudah nozel. Kerugian akibat kebocoran :
kg kkal
h h
G G
h
kebocoran kebocoran
2508 ,
82 ,
20 06190
, 12
1453 ,
2
= ×
= −
× =
Penjumlahan seluruh kerugian pada tingkat :
kg kkal
h
ugian
08 ,
6 2508
, 4245
, 749
, 194
, 2
467 ,
2
ker
= +
+ +
+ =
Σ
Penurunan kalor yang bermanfaat pada tingkat tersebut:
kg kkal
h h
h
ugian i
57 ,
20 08
. 6
65 .
26
ker
= −
= Σ
− =
Efisiensi tingkat: 7717
, 65
, 26
57 ,
20 =
= =
h h
i tk
oi
η
Daya yang dibangkitkan oleh tingkat ini :
42 ,
1038 102
57 ,
20 06190
, 12
427 102
427 =
× ×
= ×
× =
i i
h G
N
kW Seluruh tingkat yang berikutnya dihitung persis dengan cara diatas dan
hasilnya ditabelkan pada lampiran 5.
Universraitas Sumatera Utara
72
3.8. Kelompok turbin tingkat ekstraksi sampai tingkat terakhir
