Untuk mengetahui Laju aliran massa uap, maka rumus luas penampang juga dipengaruhi oleh sudut masuk uap α
1
dan pemasukan uap parsial ε, sehingga rumus diatas menjadi : A = Π d .ε . sin α
1
Maka : =
=
=
5,342312581 kgs = 5,34 kgs
4.4 Perhitungan Distribusi Laju Aliran Massa pada Permukaan Sisi Keluar Nozel
Dari survey diperoleh data berikut: Jenis nozel konvergen – divergen
Tinggi sisi keluar nozel : 18 mm
Lebar sisi keluar nozel : 3 mm
Suhu uap masuk turbin : 240
o
C Tekanan uap masuk turbin
: 15 bar Viskosity dinamik μ
: 1,302.10
-4
Pa.s Volume spesifik
: 0,1483 m
3
kg Massa jen
is ρ : 6,7430 kgm
3
Dalam analisa ini diasumsikan Aliran dalam nozel adalah : -
Laminar -
Satu dimensi
Universitas Sumatera Utara
Untuk menganalisa distribusi laju aliran massa, kita menggunakan persamaan : C
1
= 0 yang mana dengan menggunakan residu galerkin diperoleh :
R
e
= C
1
dx = 0
Jika U = ψ maka :
;
C
1
= 0 Dari persamaan ini dapat diperoleh C
1
= μ, C
2
= 0, dan C
3
= -dPdx. =
-3
m T = 273 + 240
= 513 K a
x
= =
= 437,34 ms
2
=
ρ a
x
=
a
x
v
1
= = 2949,022 Pam
= -2949,022 Pam
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Permukaan sisi keluar nozel yang telah dibagi dalam 5 node
Matrik Kekakuan Elemen Karena suhu pada sisi-sisi keluar permukaan nozel sama, maka matrik elemen
memiliki besar yang sama. [k]
1
= [k]
2
= [k]
3
= [k]
4
= [k]
e
[k]
e
= =
+ 0 [k]
1
=
=
= 0,289 kgm
2
s
Universitas Sumatera Utara
[K]
G
= Matrik Kekakuan Global
[K]
G
=
Matrik gaya pada masing-masing elemen : [F]
1
= [F]
2
= [F]
3
= [F]
4
= [F]
e
[F]
e
=
[F]
1
=
=
= 6,6353
[F]
1
=
[F]
G
= Matrik Gaya Global
Universitas Sumatera Utara
1 0 U1
-0.289 0.578
-0.289 0 U2
132706 -0.289
0.578 -0.289
0 U3 = 132706
-0.289 0.578
-0.289 U4 132706
1 U5 Persamaan1
U1 = 0 Persamaan2
-0.289 U1 +
0.578 U2 - 0.289 U3 =
13.2706 Persamaan3
-0.289 U2 +
0.578 U3 - 0.289 U4 =
13.2706 Persamaan4
-0.289 U3 +
0.578 U4 - 0.289 U5 =
13.2706 Persamaan5
U5 = 0 Substitusi U1 ke Pers 2 :
-0.289 U1 + 0.578 U2 -
0.289 U3 = 13.2706
+ 0.578 U2 -
0.289 U3 = 13.2706
Maka didapat Pers 6 : 0.578 U2 -
0.289 U3 =
3.2706 Substitusi U5 ke Pers 4 :
-0.289 U3 + 0.578 U4 -
0.289 U5 = 13.2706
-0.289 U3 + 0.578 U4 -
0 = 13.2706
Maka didapat Pers 7 : -0.289 U3 +
0.578 U4 = 13.2706
Eliminasi Pers 6 3 : 0.578 U2 -
0.289 U3 = 13.2706
-0.289 U2 + 0.578
U3 -
0.289 U4 =
13.2706 0.578 U2 -
0.289 U3 = 13.2706
-0.578 U2 + 1.156
U3 -
0.578 U4 = 26.5412
Maka didapat Pers 8 : 0.867 U3 -
0.578 U4 = 39.8118
Eliminasi Pers 8 7 : 0.867 U3
- 0.578
U4 =
39.8118 -0.289 U3 +
0.578 U4 = 13.2706
0.578 U3 = 53.0824
U3 = 91.83806
Substitusi U3 ke Pers 6 : 0.578 U2 -
0.289 U3 = 13.2706
0.578 U2 - 26.5412 =
13.2706 0.578 U2 =
39.8118 U2 =
68.87855
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh Nilai Masing masing : U1 =
U2 = 68.87855
U3 = 91.83806
U4 = 68.87855
U5 =
U
3
= U
max
= 91,838 Maka :
C
1 1
= C
1
= 0 ms C
1 2
= C
1
= 714
= 535,496 ms C
1 3
= C
1
= 714
= 714 ms C
1 4
= C
1
= 535,496 ms
= ms
Substitusi U3 ke Pers 8 : 0.867 U3 -
0.578 U4 = 39.8118
79.6236 -0.578 U4 =
39.8118 U4 =
68.87855
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Distribusi kecepatan aliran uap pada sisi luar nozel
total
=
e e
= =
= ρW
1
= ρW
= 6,7430 . 3.10
-3
.4,5.10
-3
= 3,135.10
-3
kgs
2
= 6,7430 . 3.10
-3
.4,5.10
-3
= 7,315.10
-3
kgs
3
= 6,7430 . 3.10
-3
.4,5.10
-3
= 7,315.10
-3
kgs
4
= 6,7430 . 3.10
-3
.4,5.10
-3
= 3,135.10
-3
kgs
Universitas Sumatera Utara
total
=
1
+
2
+
3
+
4
= 19,756.10
-3
kgs
1
= 5,34 kgs
= 0,847 kgs
2
= 5,34 kgs
= 1,977 kgs
3
= 5,34 kgs
= 1,977 kgs
4
= 5,34 kgs
= 0,847 kgs
= kgs
Gambar 4.7 Distribusi laju aliran massa pada nozel
Universitas Sumatera Utara
4.5 Perhitungan Momen Kelembaman Rotor dari Masing-Masing Tinggi Sudu yang Divariasikan
