Tabel 4.7 Hasil perhitungan daya turbin, koefisien daya, dan tip speed ratio untuk head statis 5 meter
v
1
ms v
2
ms n
rpm Daya turbin Pt
Watt Koefisien daya
Cp Tip speed ratio
λ 6.0
1.16 40.74 64.17350
0.57450 0.35552
7.0 1.30 45.51
101.53372 0.57241
0.34039 8.0
1.41 57.00 150.85365
0.56974 0.37309
4.5 Kapasitas pompa
Pompa yang digunakan adalah pompa piston dengan diameter pompa Dp = 0,035 m, jarak langkah piston s = 0,08 m. dengan data ini dapat dicari volume
dari pompa dengan menggunakan persamaan 40 sehingga didapat volumenya sebagai berikut:
�
�
= �
4 �
2
� = �
4 0,035
2
∙ 0,08 = 0,000076969 �
3
= 0,076969 �����
Dengan perhitungan volume pompa piston telah diperoleh maka dengan data pengujian turbin angin dengan 4 sudu dengan beban turbin head statis pompa
2 m V
1
= 6 ms, putaran rotor turbin N = 51.64 rpmkapasitas pompa secara teoritis yang dihasilkan adalah:
�
�
= �
�
∙ � = 0,076969 ∙ 51,64 �
�
= 3,97494 ����
Dengan membandingkan kapasitas aliran teoritis dengan kapasitas yang diperoleh dari hasil pengujian turbin tiga sudu untuk head statis 2 meter dengan
kecepatan V
1
= 6 ms dimana Q
a
= 2,52 lmenit, didapat efesiensi pompa piston yang dirancang adalah:
�
�
= �
�
�
�
= 2,52
3,97494 = 0.6339 = 63,39
Universitas sumatera utara
Dengan mengabaikan head losses yang terjadi pada jalur perpipaan, maka daya pompa pada turbin 4 sudu dengan head statis h = 2 meter; Q
a
=2,52 lmenit = 0,04x10
-3
m
3
s adalah �
ℎ
= ���
�
ℎ
�
�
�
= 10009,80,04 × 10
−3
2 0,68068
�
ℎ
= 1.29848 ����
Berikut adalah tabel hasil perhitungan nilai kapasitas aliran teoritis, efesiensi dan daya pompa dari pengujian turbin angin tiga sudu untuk variasi
kecepatan dan tinggi head statis pompa. Tabel 4.8 Hasil perhitungan kapasitas aliran teoritis, efesiensi dan daya pompa
untuk head statis 2 meter v
1
ms n
rpm Daya
turbin Pt Watt
Kapasitas actual Q
a
lmenit Kapasitas
teoritisQ
t
lmenit Daya
pompa P
h
Watt Effesiensi
pompa η
p
6.0 51.64
63.81948 2.52
3.97494 1.29848
63.40 7.0
55.22 100.47323
2.77 4.25049
1.38849 65.09
8.0 58.54
148.50417 3.91
4.50577 1.47188
86.85
Tabel 4.9 Hasil perhitungan kapasitas aliran teoritis, efesiensi dan daya pompa untuk head statis 5 meter
v
1
ms n
rpm Daya
turbin Pt Watt
Kapasitas actual Q
a
lmenit Kapasitas
teoritisQ
t
lmenit Daya
pompa P
h
Watt Effesiensi
pompa η
p
6.0 40.74
64.17350 1.76
3.13572 2.56084
56.23 7.0
45.51 101.53372
2.18 3.50260
2.86046 62.14
8.0 57.00
150.85365 2.70
4.38749 3.58312
61.54
Universitas sumatera utara
Efesiensi keseluruhan turbin dalam mengkonversi energi angin untuk mengalirkan air dapat dicari dengan membandingkan daya pompa dengan energi
angi yaitu �
�
= �
ℎ
�
�
× 100 = 1.29848
111.71 × 100
�
�
= 1,162444 Tabel 4.10 Hasil perhitungan efesiensi total konversi energi angin untuk
menggerakkan pompa v
1
ms Tinggi head
statis meter Daya angin
Po Watt
Daya pompa P
h
Watt Effesiensi
total η
t
6.0 2
111.70253 1.29848
1.162444 7.0
177.37948 1.38849
0.782781 8.0
264.77637 1.47188
0.555897 6.0
5 111.70253
2.56084 2.29255
7.0 177.37948
2.86046 1.612621
8.0 264.77637
3.58312 1.353262
Dari hasil analisa data diatas apabila dibentuk dalam bentuk grafik maka akan diperoleh grafik seperti dibawah ini.
Gambar 4.3 Grafik Daya turbin angin dan putaran turbin 4 sudu pada variasi kecepatan angin dan beban turbinhead statis pemompaan
0,00 20,00
40,00 60,00
80,00 100,00
50 70
90 110
130 150
170
P ut
a r
a n T
ur bi
n r
pm
Daya turbin W
tanpa beban bebab 2 meter
Beban 5 meter
Universitas sumatera utara
Gambar 4.4 Grafik Kecepatan angin dan efesiensi total turbin 4 sudu pada variasi kecepatan angin dan beban head statis pemompaan
Gambar 4.5 Grafik Tip speed-ratio dan koefisien daya turbin 4 sudu pada variasi kecepatan angin dan beban head statis pemompaan
Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa garis Cp- λ semakin kekanan
semakin menurun, hal ini membuktikan bahwa tipe speed ratio turbin savonius tidak dapat melebihi 1.
0,25 0,5
0,75 1
1,25 1,5
1,75 2
5,0 6,0
7,0 8,0
9,0 E
fe si
e n
si si
st e
m η
Kecepatan angin
Beban 2 meter Beban 5 meter
Poly. Beban 2 meter
Poly. Beban 5 meter
0,555 0,560
0,565 0,570
0,575 0,580
0,585 0,590
0,595 0,600
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 K
oe fi
si e
n D
aya C
p
Tip Speed Ratio λ
4 sudu 4 sudu
Poly. 4 sudu
Universitas sumatera utara
4.6. PERBANDINGAN HASIL
