PengujianPrototypeTurbinAir Aliran Silang (CrossFlowTurbine)Dengan Variasi Debit.

TUGAS AKHIR

Pengujian Prototype Turbin Air Aliran Silang
(CrossFlow Turbine) Dengan Variasi Debit

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana

Oleh :

Nanda Putra
NBP : 05 171 080

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG, 2012

LEMBAR PENGESAHAN

Pengujian Prototype Turbin Air Aliran Silang
(Cross Flow Turbine) Dengan Variasi Debit

Oleh :

Nanda Putra
NBP : 05 171 080

Disetujui :

Pembimbing

Ir. Adly Havendri, M.Sc

NIP. 19600810 198803 1 001

✁✂✄✁☎ ✆✝✆
✞BSTRAK

.

DAFTAR ISI

..

KATA PENGANTAR

DAFTAR GAMBAR

.

DAFTAR SIMBOL

✟✠✟ ✡

☛☞✌✍✠✎✏✑✏✠✌

..

1.1. Latar Belakang

1.2. Tujuan Penulisan

1.3. Manfaat Penulisan
1.4. Batasan Masalah

...
..

.

✟✠✟ ✡✡ ✒✡✌✓✠✏✠✌ ☛✏✔✒✠✕✠

...

2.1.Pengenalan Pengenalan Turbin Secara Umum

.....

2.1.1 Turbin Impuls .............................................

...

...................

2.3.1 Posisi Penyemburan Terhadap Sumbu Roda Jalan.....

✟✠✟ ✡✡✡ ✖☞✒✗✍✗✑✗✘✡

3.1 Diagram Alir Pengujian Turbin Aliran Silang ...
3.2 Data Rancangan Turbin

..

3.3 Skema Pengujian Turbin Aliran Silang .

.....

.....................

3.4 Alat-alat yang Digunakan Pada Turbin Aliran Silang

3.5 Prosedur Percobaan Turbin Aliran Silang

.

.

2.5 Daya dan Efisiensi ........................................................

.

...

....

........

3.6 Perhitungan Daya dan Efisiensi ............................................

vii

1
1
1
2
2
3

8

2.1.4 Berdasarkan Head dan Debit .....................................

2.4 Persamaan Energi

vi

5

2.1.3 Berdasarkan Kecepatan Spesifik (ns)........................

2.3 Turbin Cross-Flow Secara Umum

iv

3

2.1.2 Turbin Reaksi .......................................................

2.2 Kriteria Pemilihan Jenis Turbin Air

ii

1

.

1.5. Sistematika Penulisan

i

10

11

11
14
18
21
22
23
23
24
24
25
28
28
iv

✙✚✙ ✛✜ ✢✚✣✛✤ ✥✚✦ ✧★✩✙✚✢✚✣✚✦

4.1 Hasil .....................................................

..

4.1.1 Contoh Perhitungan ...................................................
4.1.2 Analisa Hasil Perhitungan .........................................

4.2 Pembahasan ................

✙✚✙ ✜

✪★✣✛✩✧✫✤✚✦ ✥✚✦ ✣✚✬✚✦
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

.

30
30
30

.

..

..

32
34
38
38
38

✥✚✭✮✚✬ ✧✫✣✮✚✪✚
✤✚✩✧✛✬✚✦

v

ABSTRAK
Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena

pada air tersiman energi potensial (pada air jatuh) dan eneri kinetik (pada air

mengalir). Tenaga air (hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang
mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud

energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan
dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adaanya sesuatu

air terjun atau aliran air di sungai. Apalagi di daerah pedesaan, dimana terdapat

banyak sekali sumber-sumber air terjun dan sungai-sungai yang belum
termanfaatkan secara optimal.

Pemanfaatan sumber energi air pada umumnya membutuhkan investasi tinggi.

Namun untuk skala kecil dengan menggunakan teknologi terbarukan hal ini tersebut
bias terlaksana. Salah satu bentuk pemanfaatannya adalah dengan penggunaan

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-Mini Hidro (PLTMH). Turbin yang digunakan

dalam PLTMH ada dua jenis , yaitu : turbin reaksi dan turbin impuls. Penerapan
jenis turbin ini bergantung pada head dan flow rate suatu daerah serta biaya

pembangunannya. Turbin Crossflow dapat dioperasikan pada debit 0.2 m 3 / s hingga

10 m3 / s dan head antara 1 s/d 200 m. dan dalam pembahasan ini akan dilakukan

pengujian terhadap prototype dari turbin aliran silang dengan memvariasikan

bukaan debit, yaitu masing-masing (0.003 m3/s, 0.004 m3/s, 0.005 m3/s, 0.006 m3/s)

untuk mendapatkan nilai daya dan efisiensi.

✯✰✯ ✱
✲✳✴✵✰✶✷✸✷✰✴
✹✺✹ ✸✻✼✻✽ ✯✾✿✻❀✻❁❂
❃❄❄❅ ❆❇❆ ❈❉❆❊❆❊ ❋❇❋❉●❆ ❅❋❍❄■ ❏❑❍❄❆ ▲❆❉❄❊❄❈❄❇ ■❄❏▼❆❉ ▲❆❊❋❍❑❉❑■ ❇❋●❄❉❄ ▲❆▲❑❇❆❄◆
❈■❑❊❑❊❇❄y ❖❄n●❄s P❇▲◗❇❋❊❆❄ ▼❄▲❄ ❄❈■❆❉ ❘❄❈■❆❉ ❆❇❆❙ ❚❉❆❊❆❊ ❋❇❋❉●❆ ❏❋❉❑▼❄❈❄❇
▼❋❉❏❄❊❄❍❄■❄❇ ❯❄❇● ❈◗❏▼❍❋❈❊ ▲❄❇ ❖❄❇❯❄❈ ❱❄❈❅◗❉ ❯❄❇● ▼❋❇❯❋❖❄❖❇❯❄❙ ❖❋❖❋❉❄▼❄ ❱❄❈❅◗❉
❯❄❇● ▲◗❏❆❇❄❇ ❊❋❖❄●❄❆ ▼❋❇❯❋❖❄❖❇❯❄◆ ▲❆❄❄nt❄r ❄ny ❄▲❄l❄■ ❲ ❖◗❉◗❊❇❯❄ ▼❋❇●●❑❇❄❄❇ ❋❇❋❉●❆◆
❙
❋t usr m
❋❇❆●n❈❄❄tny p❋❇●●un❄❄n ❋❇❋r●❆ ▲❄n ❈❋❋t ❖r ❄t❄s❄n p❋❊r❋▲❆❄❄n ❋❇❋●r ❆ ❱◗❊❆❍
❚❋❖❑❅❑■❄❇ ❋❇❋❉●❆ ❄▲❄❍❄■ ■❄❍ ❑❅❄❏❄ ❯❄❇● ■❄❉❑❊ ▲❆▼❋❇❑■❆ ▲❄❍❄❏ ❈❋■❆▲❑▼❄❇ ❊❋■❄❉❆ hari,
yang meliputi kebutuhan akan energi listrik, minyak bumi, panas bumi, angin, cahaya

dan yang lainnya. Sumber energi secara umum terbagi 2 yaitu : energi terbarukan dan

energi tak terbarukan. Energi terbarukan adalah energi yang bisa diperbaharui dan tidak
akan habis dipakai berkali

kali, berasal dari sumber energi air, angin, cahaya matahari.

Sedangkan energi yang tak terbarukan adalah energi yang habis untuk sekali pakai dan
sumbernya tidak bisa diperbaharui seperti minyak bumi, gas alam dan lain

lain.

Air sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui dan persediaanya yang

banyak di Indonesia mendorong lahirnya pusat pengembangan Pembangkit Listrik

Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Untuk itu dibuat berbagai jenis turbin air untuk
mengatasi masalah kekurangan energi yang terjadi tersebut. Salah satu upaya
pemanfaatan sumber daya tersebut adalah pemanfaatan air sebagai penggerak kincir air

ataupun turbin aliran silang (❳❨❩❬❬❭❪❩❫) dimana kita ketahui bahwa turbin aliran silang
(❳❨❩❬❬❭❪❩❫) ini memiliki efisiensi yang tinggi, bentuk yang sederhana, konstruksi

sedarhana dan mudah dalam melakukan perawatan.

✹✺❴ ❵❛❜❛✻❁

Mengetahui pengaruh variasi debit terhadap daya maksimum yang dihasilkan turbin
aliran silang (❳❨❩❬❬❭❪❩❫).

✹✺❝ ❞✻❁faat

1. Dapat mengetahui mengetahui prestasi (❡❢❨❭❩❨❣❤❳❢) dari turbin aliran silang
(❳❨❩❬❬❭❪❩❫).

2. Mengetahui daya optimum yang dihasilkan turbin dengan debit tertentu.

✐❥❦❧♠♥♦♣♦♠❦
⑤.4 Batasan masalah

Tugas akhir ini dibatasi pada pengujian kapasitas keluaran dari pembangkit

listrik tenaga mikrohidro turbin aliran silang (⑥⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷ ) ❸⑦⑧❹⑧❹❺❸❻ serta untuk

menganalisa daya ⑧❼❹❸❼❹ turbin dan pengaruh dari debit air. Pengujian ini juga dibatasi
pada pengujian dengan debit yang kecil sesuai skala laboratorium.
1.5 Sistematika penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri atas:

Bab I

Bab II

Pendahuluan, berisikan :

Latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah dan sistematika
penulisan.

Landasan teori, berisikan :

Pengenalan turbin secara umum, teori dasar turbin aliran silang (⑥⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷❽,
sistem hidrolik terbuka

Bab III Metodologi Pengujian Turbin Aliran Silang (❾⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷ ), berisikan :

Skema pembuatan, komponen utama turbin aliran silang (⑥⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷❽ ,

proses pembuatan turbin aliran silang (⑥⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷❽, dimensi utama turbin
aliran silang (⑥⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷❽, skema pengujian, alat-alat yang digunakan dan

prosedur percobaan

Bab IV Hasil dan Pembahasan, berisikan :

Tabel hasil perhitungan pengujian turbin aliran silang (⑥⑦⑧⑨⑨⑩❶⑧❷❽. Contoh
perhitungan, grafik percobaan dan analisa data.

Bab V Penutup, berisikan :

Kesimpulan dan saran

qrstr ✉✈✇①r (②③④71080)

2