68
Dengan cara seperti perhitungan analisa rumah turbin variasi lubang buang 9 cm, demikian juga dilakukan perhitungan variasi lubang buang 7,5 cm
dan 6 cm dengan hasil dapat dilihat dibawah ini.
Tabel 4.2 Hasil Ketinggian Air Pada Simulasi CFD-FLUENT
No D
2 [
A cm]
2
[m
2
V ]
2
H [cm] [ms]
Rumah Turbin Berbentuk Lingkaran 1
9cm 0,0063585 m
0.8178 ms
2
0,43 m 2
7,5 cm 0,004415625 m
1.17764 ms
2
0,44 m 3
6 cm 0,002826 m
1.84006 ms
2
0,45 m Dimana :
H = HeadKetinggian Air m D
2
A = Diameter Lubang Buang cm
2
, = Luas Penampang Buang m
2
V
2
4.2 Analisa Daya Air Pada Rumah Turbin
, = Kecepatan Rata - Rata Buang ms
Perumusan daya adalah energi dibagi satuan waktu. Energi yang terjadi adalah energi kinetik yang disebabkan kecepatan air yang nantinya akan
mendorong sudu. Besar kecil daya air yang terjadi pada rumah turbin sangat berhubungan dengan kecepatan air yang terjadi.Aliran massa air yang mengalir
dengan kecepatan tertentu menentukan besar daya yang terjadi. Dengan menggunakan Persamaan 2.19 dapat dicari daya air dengan mengetahui Energi
kinetik yang diperoleh dari besar kecepatan yan terjadi pada rumah turbin vortex.
4.2.1 Kecepatan Aliran Air Pada Variasi Lubang Buang
Supaya menganalisis kecepatan arah aliran, sebuah garis ukur diatur pada posisi di setiap bagian permukaan air.Untuk menentukkan diameter keluar yang
yang cocok, kecepatan tangential dan kecepatan radial dihitung.Distribusi vektor kecepatan pada garis ukur ditampilkan pada gambar 4.4 yang adalah pandangan
atas dari rumah vortex.Ditribusi Kecepatan ditunjukkan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4. Simulasi dinamika fluida secara komputerisasi berjalan dengan
kondisi tanpa slip pada dinding dan dengan tekanan keluar pada lubang buang.
Universitas Sumatera Utara
69
Kecepatan masuk sebesar 1,44 ms.
Gambar 4.4Pandangan Atas dari Rumah Turbin dimana posisi garis ukur pada setiap bagian yang ditunjukan pada titik 1, titik 2, titik 3, dan titik 4
Tabel 4.3 Distribusi kecepatan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4 diukur pada
ketinggian 5 cm dari dasar rumah turbin, dengan lubang buang 9cm Jari -jari m
kecepatan ms 1
2 3
4
0,05 0,778795 0,886575 0,800805 0,761188
0,1 0,820988 0,896199 0,872059 0,906875
0,15 0,85798
0,88697 0,847592 0,921459 0,2
0,87505 0,88618 0,829678 0,92679
0,25 0,877809 0,899477 0,815163 0,901067
0,3 0,866168 0,717728 0,79807 0,678579
0,35 0,762144 0,705067 0,695032 0,71362
0,4 0,595813 0,927985 0,803633 0,862321
Kecepatan rata-rata
0,767349 0,808619 0,77038
0,793699
Universitas Sumatera Utara
70
Grafik 4.2 Distribusi kecepatan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4 diukur pada ketinggian 5 cm dari dasar rumah turbin, dengan lubang buang 9cm
R² = 0,866
R² = 0,879
R² = 0,885
R² = 0,951
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 K
ec ep
a ta
n [
m s
]
r [m]
v1
v2
v3
v4
Poly. v1
Poly. v2
Poly. v3
Poly. v4
Universitas Sumatera Utara
71
Tabel 4.4 Distribusi kecepatan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4 diukur pada
ketinggian 5 cm dari dasar rumah turbin, dengan lubang buang 7,5cm Jari -jari m
kecepatan ms 1
2 3
4
0,05 0,743133 0,83389 0,767206 0,721852
0,1 0,80973 0,863098 0,839704 0,84728
0,15 0,854333 0,877733 0,843432 0,889176
0,2 0,884604 0,886384 0,854196 0,904812
0,25 0,891596 0,895303 0,846572 0,908085
0,3 0,898327
0,8449 0,777849 0,635549
0,35 0,793409 0,909388 0,710332 0,821655
0,4 0,6863
0,691928 0,824704 0,83391 0.789658 0.816458 0.778832 0.789757
Universitas Sumatera Utara
72
Grafik 4.3 Distribusi kecepatan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4 diukur pada ketinggian 5 cm dari dasar rumah turbin, dengan lubang buang 7,5cm
R² = 0,797
R² = 0,697 R² = 0,911
R² = 0,921
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5
k ec
ep a
ta n
[ m
s ]
r [m]
v1
v2
v3
v4
Poly. v1
Poly. v2
Poly. v3
Poly. v4
Universitas Sumatera Utara
73
Tabel 4.5 Distribusi kecepatan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4 diukur pada
ketinggian 5 cm dari dasar rumah turbin, dengan lubang buang 6cm Jari -jari m
kecepatan ms 1
2 3
4
0,05 0,560401 0,608678 0,588918 0,545024
0,1 0,660102 0,666518 0,666654 0,695791
0,15 0,764421 0,73058
0,70966 0,762871 0,2
0,804568 0,787468 0,733105 0,790385 0,25
0,804982 0,82119 0,735019 0,781246 0,3
0,709855 0,848689 0,752901 0,648612 0,35
0,654886 0,79868 0,716379 0,555616 0,4
0,714937 0,608957 0,470604 0,465315 0.689736 0.711581 0.656301 0.642037
Universitas Sumatera Utara
74
Grafik 4.4 Distribusi kecepatan pada garis 1, garis 2, garis 3, dan garis 4 diukur pada ketinggian 5 cm dari dasar rumah turbin, dengan lubang buang 6cm
R² = 0,965
R² = 0,865
R² = 0,835
R² = 0,874
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7 0,8
0,9 1
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5
k ec
ep a
ta n
a [
m s
]
r [m]
Series1
Series2
Series3
Series4
Universitas Sumatera Utara
75
Dari perbandingan ketiga grafik di atas dapat disimpulkan bahwa kecepatan fluida terbesar pada lubang outlet 7,5 cm, kemudian lubang buang 9cm
dan yang terkecil lubang buang 6cm. Perbandingan rata-rata antara kecepatan di setiap lubang buang, dapat dilihat pada tabel dan grafik di bawah.
Tabel 4.6 Perbandingan rata-rata antara kecepatan di setiap lubang buang
No D
V
2 1
V [ms]
2
V [ms]
3
V [ms]
4
[ms] Rumah Turbin Berbentuk Lingkaran
1 9 cm
0,767349 0,808619
0,77038 0,793699
2 7,5 cm
0.789658 0.816458
0.778832 0.789757
3 6 cm
0.689736 0.711581
0.656301 0.642037
Grafik 4.5 Perbandingan rata-rata antara kecepatan di setiap lubang buang
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7 0,8
0,9
1 2
3 4
5
k ec
ep a
ta n
[ m
s ]
titik
0,09 0,075
0,06 Poly. 0,09
Poly. 0,075 Poly. 0,06
Universitas Sumatera Utara
76
4.2.2 Daya Yang Terjadi Pada Rumah Turbin
