2.6.2 Dimensi Sudu Gerak
Sudu gerak digunakan sebagai pengonversian energi kinetik uap yang mengalir menjadi kerja mekanis pada poros turbin. Sudu gerak dipasang
disekeliling rotor membentuk suatu piringan. Dalam suatu rotor turbin terdiri dari beberapa baris piringan dengan diameter yang berbeda-beda. Banyaknya baris
sudu gerak biasanya disebut banyaknya tingkat.
Gambar 2.16 Nomenklatur sudu impuls
Luas penampang sudu gerak pada arah tegak lurus aliran uap didefinisikan sebagai berikut :
Untuk penampang sisi masuk sudu :
=
Universitas Sumatera Utara
Untuk penampang sisi keluar sudu :
= Dimana :
G = massa aliran uap melalui tingkatan turbin kgs
2 1
, v v
= volume spesifik uap pada sisi masuk dan sisi keluar sudu m
3
kg
2 1
, w w
= kecepatan aliran uap pada sisi masuk dan sisi keluar sudu mdet
Tinggi sudu gerak dihitung dengan persamaan berikut :
=
Dimana : d = diameter rata-rata roda tempat sudu gerak mm
ε = derajat pemasukan uap Dimensi-dimensi lain sudu gerak ditentukan berdasarkan persamaan berikut :
Lebar sudu tambahan c :
c = 0,1 b mm
Radius depan sudu R :
R = mm
Dimana, b adalah lebar sudu Pitch dari biling t
: t =
mm Jumlah sudu z
: z =
Harga c pada sisi pengeluaran uap dimaksudkan untuk memperlama aliran uap pada sudu sewaktu meninggalkan sudu sehingga separasi uap pada sudu dapat
dikurangi. Jumlah sudu berdasarkan dari persamaan briling tidak selamanya
menghasilkan jumlah sudu dalam jumlah bilangan bulat. Jumlah sudu yang
Universitas Sumatera Utara
dihasilkan sebaiknya dibulatkan kebawah supaya pitch sudu yang dihasilkan sama dengan 1 sampai 1,2 pitch yang diberikan Briling.
Lebar sisi keluar sudu a
b
: a
b
= t.sin β
2
– t
2
mm Dimana, t
2
adalah tebal sudu pada sisi keluar Radius belakang sudu r
: r = R – – t
– –
–
mm Persamaan radius belakang sudu tersebut berlaku jika tebal sudu pada sisi masuk
dan tebal sudu pada sisi keluar adalah sama.
2.7 Model Matematis
Pada bagian ini akan dipaparkan persamaan – persamaan yang digunakan dalam simulasi sebagai bentuk pendekatan secara numerik, serta beberapa asumsi
tentang aliran yang berlaku di dalamnya.
2.7.1 Persamaan Atur Aliran Fluida Governing Equation
Model persamaan atur aliran fluida menggambarkan pernyataan matematis dari hukum konservasi fisik, yang terdiri dari :
a Konservasi massa persamaan kontinuitas
b Konservasi momentum, laju perubahan momentum sama dengan
penjumlahan gaya – gaya pada partikel fluida Hukum Newton II c
Konservasi energi, laju perubahan energi sama dengan laju penambahan panas pada fluida dan laju dari kerja yang dilakukan pada partikel fluida
Hukum I Termodinamika Fluida dapat dianggap sebagai kontinum, artinya analisis aliran pada skala
makroskopik ≥1μm struktur molekular dari bahan dan gerakan molekular dapat
diabaikan. Perilaku fluida digambarkan dalam properti makroskopik seperti kecepatan, tekanan, massa jenis dan temperatur pada ruang dan waktu. Hal ini
dapat dibayangkan sebagai rata – rata dari sejumlah tertentu molekul – molekul fluida. Oleh karena itu, dapat didefinisikan elemen fluida terkecil yaitu elemen
fluida dimana properti makroskopiknya tidak dipengaruhi molekul individualnya.
Universitas Sumatera Utara
Kategori