BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
Data pengujian kincir angin meliputi kecepatan angin ms, putaran poros rpm, dan gaya pengimbang N. Pengambilan data dengan variasi sudu dari
sektor busur 70º, 80º, dan 90º. Data - data yang diperoleh dalam pengujian ini seperti ditunjukan pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3.
Tabel 4.1. Hasil pengambilan data kincir sudu dari sektor busur 70 .
No Siklus
percobaan Putaran Kincir
n rpm
Gaya Pengimbang F
gram Kec. Angin
ms
1
1 1150
8,5 2
1062 90
3 1004
180 4
931 220
5 844
320 6
740 375
7 611
400 8
562 430
9 561
440 1
2 1148
2 1073
90 3
994 180
4 933
220 5
838 320
6 733
375 7
608 400
8 553
430 9
553 440
1
3 1158
2 1086
90 3
1017 180
4 940
220 5
856 320
6 730
375 7
601 400
8 552
430 9
532 440
Tabel 4.2. Hasil pengambilan data kincir sudu dari sektor busur 80 .
No Siklus
percobaan Putaran Kincir
n rpm
Gaya Pengimbang F
gram Kec. Angin
ms
1
1 1133
8,5 2
1011 90
3 1007
150 4
896 200
5 837
240 6
803 290
7 737
330 8
672 375
9 520
410 1
2 1097
2 1016
90 3
978 150
4 897
200 5
823 240
6 796
290 7
712 330
8 668
375 9
512 410
1
3 1108
2 1018
90 3
982 150
4 921
200 5
830 240
6 796
290 7
756 330
8 662
375 9
521 410
Tabel 4.3. Hasil pengambilan data kincir sudu dari sektor busur 90 .
No Siklus
percobaan Putaran Kincir
n rpm
Gaya Pengimbang F
gram Kec. Angin
ms
1
1 1031
8,5 2
987 90
3 920
150 4
881 215
5 807
250 6
787 260
7 733
310 8
708 350
9 570
400 1
2 1047
2 962
90 3
927 150
4 872
215 5
807 250
6 783
260 7
740 310
8 708
350 9
578 400
1
3 1032
2 969
90 3
918 150
4 856
215 5
803 250
6 781
260 7
732 310
8 689
350 9
562 400
4.2 Perhitungan
Langkah-langkah perhitungan dapat dilihat pada contoh sampel yang diambill dari tabel. Data yang digunakan dalam contoh perhitungan di bawah
menggunakan data pecobaan kincir sudu 70 , pada siklus percobaan pertama
langkah ke 6.
4.2.1 Daya Angin
Daya yang dihasilkan angin pada kincir angin dengan A= 0,5026
2
dan kecepatan angin 8,5 ms, dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 4.
dengan diketahui : ρ
=1.18 kgm
3
r kincir
= 0.4 m angin
= 8,5 ms maka,
P
in
=
1 2
�
3
=
1 2
. 1,18 . . 0,4
2
. 8,5
3
= 182 watt
4.2.2 Daya Kincir
Untuk mendapatkan daya kincir harus diketahui kecepatan sudut dan torsi, maka perlu dicari terlebih dahulu menggunakan Persamaan 7 dan 5. Setelah
kecepatan sudut dan torsi diketahui, daya yang dihasilkan oleh kincir angin dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 8.
Berikut ini adalah perhitungan kecepatan sudut kincir: ω =
n π
30
rads =
740 . π
30
rads = 77,5 rads
Untuk mencari torsi digunakan rumus : T
= F . r
Dengan diketahui F
= 3,68 N r
= 0,2 m maka,
T = F . r
= 3,68 N. 0,2 m = 0,735 Nm
P
out
= T . ω
= 0,735 Nm . 77,5 rads = 57 watt
4.2.3 Tip Speed Ratio
Untuk mengetahui besarnya perbandingan kecepatan ujung kincir dengan kecepatan angin atau tip speed ratio dapat dicari dengan menggunakan
Persamaan 9: tsr =
�
=
77,5 .0,4 8,5
=
3,65
4.2.4 Koefisien Daya Kincir
Koefisien daya kincir dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 10: C
p
=
� ��
.
100 =
57 182
.
100 = 31,3
4.3 Data Hasil Perhitungan
Parameter yang diperoleh dari penelitian diolah dengan menggunakan Microsoft Excell, hasil perhitungan masing-masing posisi sudu kincir dapat dilihat
pada gambar grafik. Tabel 4.4. Data perhitungan untuk variasi sudu dari sektor busur 70
.
No Gaya
pengimbang Gaya
pengimbang Putaran
kincir n
Torsi T
Kec, Sudut
ω Daya
output P
o
tsr C
P
gram N
rpm Nm
rads watt
1 0,00
1150 0,000
120,4 0,0
5,67 0,0
2 90
0,88 1062
0,176 111,2
19,6 5,23
10,8 3
180 1,76
1004 0,353
105,1 37,1
4,95 20,4
4 220
2,16 931
0,431 97,5
42,0 4,59
23,1 5
320 3,14
844 0,627
88,4 55,4
4,16 30,5
6 375
3,68 740
0,735 77,5
57,0 3,65
31,3 7
400 3,92
611 0,784
64,0 50,2
3,01 27,6
8 430
4,21 562
0,843 58,9
49,6 2,77
27,2 9
440 4,31
561 0,862
58,7 50,7
2,76 27,8
1 0,00
1148 0,000
120,2 0,0
5,66 0,0
2 90
0,88 1073
0,176 112,4
19,8 5,29
10,9 3
180 1,76
994 0,353
104,1 36,7
4,90 20,2
4 220
2,16 933
0,431 97,7
42,1 4,60
23,1 5
320 3,14
838 0,627
87,8 55,0
4,13 30,2
6 375
3,68 733
0,735 76,8
56,4 3,61
31,0 7
400 3,92
608 0,784
63,7 49,9
3,00 27,4
8 430
4,21 553
0,843 57,9
48,8 2,73
26,8 9
440 4,31
553 0,862
57,9 49,9
2,73 27,4
1 0,00
1158 0,000
121,3 0,0
5,71 0,0
2 90
0,88 1086
0,176 113,7
20,1 5,35
11,0 3
180 1,76
1017 0,353
106,5 37,6
5,01 20,6
4 220
2,16 940
0,431 98,4
42,4 4,63
23,3 5
320 3,14
856 0,627
89,6 56,2
4,22 30,9
6 375
3,68 730
0,735 76,4
56,2 3,60
30,9 7
400 3,92
601 0,784
62,9 49,3
2,96 27,1
8 430
4,21 552
0,843 57,8
48,7 2,72
26,8 9
440 4,31
532 0,862
55,7 48,0
2,62 26,4
Tabel 4.5. Data perhitungan untuk variasi sudu dari sektor busur 80 .
No Gaya
pengimbang Gaya
pengimbang Putaran
kincir n
Torsi T
Kec, Sudut
ω Daya
output P
o
tsr C
P
gram N
rpm Nm
rads watt
1 0,00
1133 0,000
118,6 0,0
5,58 0,0
2 90
0,88 1011
0,176 105,9
18,7 4,98
10,3 3
150 1,47
1007 0,294
105,5 31,0
4,96 17,0
4 200
1,96 896
0,392 93,8
36,8 4,42
20,2 5
240 2,35
837 0,470
87,7 41,2
4,12 22,6
6 290
2,84 803
0,568 84,1
47,8 3,96
26,3 7
330 3,23
737 0,647
77,2 49,9
3,63 27,4
8 375
3,68 672
0,735 70,4
51,7 3,31
28,4 9
410 4,02
520 0,804
54,5 43,8
2,56 24,0
1 0,00
1097 0,000
114,9 0,0
5,41 0,0
2 90
0,88 1016
0,176 106,4
18,8 5,01
10,3 3
150 1,47
978 0,294
102,4 30,1
4,82 16,5
4 200
1,96 897
0,392 93,9
36,8 4,42
20,2 5
240 2,35
823 0,470
86,2 40,5
4,06 22,3
6 290
2,84 796
0,568 83,4
47,4 3,92
26,0 7
330 3,23
712 0,647
74,6 48,2
3,51 26,5
8 375
3,68 668
0,735 70,0
51,4 3,29
28,2 9
410 4,02
512 0,804
53,6 43,1
2,52 23,7
1 0,00
1108 0,000
116,0 0,0
5,46 0,0
2 90
0,88 1018
0,176 106,6
18,8 5,02
10,3 3
150 1,47
982 0,294
102,8 30,2
4,84 16,6
4 200
1,96 921
0,392 96,4
37,8 4,54
20,8 5
240 2,35
830 0,470
86,9 40,9
4,09 22,5
6 290
2,84 796
0,568 83,4
47,4 3,92
26,0 7
330 3,23
756 0,647
79,2 51,2
3,73 28,1
8 375
3,68 662
0,735 69,3
51,0 3,26
28,0 9
410 4,02
521 0,804
54,6 43,8
2,57 24,1
Tabel 4.6. Data perhitungan untuk variasi sudu dari sektor busur 90 .
No Gaya
pengimbang Gaya
pengimbang Putaran
kincir n
Torsi T
Kec, Sudut
ω Daya
output P
o
tsr C
P
gram N
rpm Nm
rads watt
1 0,00
1031 0,000
108,0 0,0
5,08 0,0
2
90
0,88 987
0,176 103,4
18,2 4,86
10,0 3
150
1,47 920
0,294 96,4
28,3 4,53
15,6 4
215
2,11 881
0,421 92,3
38,9 4,34
21,4 5
250
2,45 807
0,490 84,6
41,4 3,98
22,7 6
260
2,55 787
0,510 82,5
42,0 3,88
23,1 7
310
3,04 733
0,608 76,8
46,6 3,61
25,6 8
350
3,43 708
0,686 74,1
50,9 3,49
27,9 9
400
3,92 570
0,784 59,7
46,8 2,81
25,7 1
0,00 1047
0,000 109,6
0,0 5,16
0,0 2
90
0,88 962
0,176 100,7
17,8 4,74
9,8 3
150
1,47 927
0,294 97,1
28,5 4,57
15,7 4
215
2,11 872
0,421 91,4
38,5 4,30
21,1 5
250
2,45 807
0,490 84,5
41,4 3,98
22,7 6
260
2,55 783
0,510 82,0
41,8 3,86
23,0 7
310
3,04 740
0,608 77,6
47,1 3,65
25,9 8
350
3,43 708
0,686 74,1
50,9 3,49
27,9 9
400
3,92 578
0,784 60,6
47,5 2,85
26,1 1
0,00 1032
0,000 108,1
0,0 5,09
0,0 2
90
0,88 969
0,176 101,5
17,9 4,78
9,8 3
150
1,47 918
0,294 96,2
28,3 4,52
15,5 4
215
2,11 856
0,421 89,7
37,8 4,22
20,8 5
250
2,45 803
0,490 84,2
41,2 3,96
22,6 6
260
2,55 781
0,510 81,8
41,7 3,85
22,9 7
310
3,04 732
0,608 76,7
46,6 3,61
25,6 8
350
3,43 689
0,686 72,2
49,5 3,40
27,2 9
400
3,92 562
0,784 58,9
46,1 2,77
25,3
4.4 Grafik Hasil Perhitungan
Kategori