Dalam pembuatan roda turbin, kebanyakan pertama sekali membuat modelnya, setelah model tersebut diselidiki, diuji dan diubah-ubah sehingga
menghasilkan daya dan randemen turbin yang baik, kemudian baru dibuat roda turbin yang besarsesungguhnya menurut bentuk modelnya.
2.1.3. Head Turbin
Head turbin dapat juga disebut sebagai tinggi jatuh air dan sering dinotasikan sebagai H. Head turbin dapat ditentukan berdasarkan persamaan
Bernoulli. Menurut persamaan Bernoulli besar energi aliran adalah :
Nm
dimana notasi : m = massa
g = kecepatan gravitasi bumi z = selisih ketinggian
tinggi air atas – tinggi air bawah
P = tekanan c = kecepatan
Jika pada aliran tersebut m = 1 kg, maka energi spesifiknya :
Bila energi spesifik tersebut dibagi dengan gravitasi maka ketinggian : m
Universitas Sumatera Utara
dimana : z adalah ketinggian dari suatu tempat yang dipakai sebagai
standar Dinamakan Tinggi Tekan
Dinamakan Tinggi Kecepatan
Hal ini sesuai dengan Bunyi Persamaan Bernoulli : “ Pada tiap saat dan tiap posisi yang ditinjau dari suatu aliran di
dalam pipa tanpa gesekan yang tidak bergerak, akan mempunyai jumlah energi ketinggian tempat, tekanan da
n kecepatan yang sama besarnya”
Gambar 2.7 Diagram Bernoulli Untuk Turbin Air.
Persamaan momentum untuk pipa yang dialiri fluida, dimana sifat fluida konstan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Saat head loses akibat gesekan tidak diperhitungkan, maka persamaan momentum akan berubah menjadi persamaan Bernoulli.
Persamaan ini ditemukan pada aliran fluida yang tidak mengalami gesekan.
Persamaan momentum untuk titik 1 dan 3, diperoleh:
Persamaan momentum untuk titik 2 dan 3, diperoleh:
Keterangan: P = tekanan absolut Nm
2
v = kecepatan ms H
l
= head loses pada pipa m H
eff
= head efektif m
Untuk kondisi-kondisi instalasi turbin air di atas dimana: Untuk waduk reservoir titik 1 kecepatan V
1
≈ 0.
pressure grade adalah nol.
Maka,
Persamaan kontinuitas : Q = V × A
Universitas Sumatera Utara
Keterangan: Q = debit aliran m
3
detik V = kecepatan aliran ms
A = luas penampang pipa m
2
Head losses yang terjadi pada saluran pipa: 1.
Mayor Loses yang terjadi akibat gesekan aliran dalam satuan pipa
2. Minor Loses yang terjadi akibat adanya perlengkapan equipment
pipa, seperti belokan elbow, valve, saringan dan peralatan lainnya.
2.2 TURBIN PELTON
