LABORATORIUM KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA JOBSHEET TURBIN AIR (FRANCIS) PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR 200 MENIT

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "LABORATORIUM KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA JOBSHEET TURBIN AIR (FRANCIS) PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR 200 MENIT"

Suryadi Sudjarwadi
4 tahun lalu
Tontonan:

1 1. TUJUAN 1. Setelah mempelajari dan melakukan percobaan turbin francis diharapkan mahasiswa dapat Menjelaskan fungsi dan cara kerja turbin francis. 2. Menghitung analisa tanpa dimensi, menghitung unit kecepatan, laju aliran, torsi dan daya. 3. Karakteristik efisiensi turbin pada kecepatan poros yang berubah. 4. Memahami efek pembebanan yang terjadi, terhadap putaran 2. DASAR TEORI Air merupakan salah satu sumber energi alternatif sebagai pengganti sumber energi konvensional yang ramah lingkungan dan posiif untuk pengembangannya. Besarnya daya yang dihasilkan tentunya tidak sebesar dengan daya yang dihasilkan dari sumber ernergi konvensional, namun banyak pihak yang mengembangkan energi alternatif hingga hasil dari koversi energi alternatif tersebut dapat mencukupi kebutuhan energi semua orang. Pengembangan yang sudah berjalan hingga saat ini yakni PLTA. Pada pembangkit tersebut terdapat peralatan mesin konversi fluida yakni, turbin air. Turbin air adalah turbin dengan air sebagai fluida kerja. Air mengalir dari tempat tinggi menuju ke tempat yang lebih rendah. Dalam hal ini air tersebut memiliki energi potensial. Dalam proses aliran di dalam pipa energi potensial berangsur-angsur berubah menjadi energi kinetik. Di dalam turbin energi kinetik air diubah menjadi energi mekanis, di mana air memutar roda turbin. Dan salah satu dari Turbin yang akan di bahas adalah Turbin Francis

2 2.1. Turbin Francis Turbin Francis adalah jenis turbin air yang dikembangkan oleh James B. Francis. Ini adalah reaksi aliran batin turbin yang menggabungkan aliran radial dan aksial konsep. Turbin Francis adalah turbin air yang paling umum digunakan saat ini. Mereka beroperasi dalam kisaran kepala sepuluh meter untuk beberapa ratus meter dan terutama digunakan untuk produksi listrik. Turbin Francis adalah turbin reaksi, yang berarti bahwa perubahan fluida kerja tekanan ketika bergerak melalui turbin, melepaskan energi. Sebuah tingkap diperlukan untuk mengendalikan aliran air. Turbin terletak antara sumber air tekanan tinggi dan keluar air tekanan rendah, biasanya di dasar bendungan. Inlet adalah berbentuk spiral. Panduan vanes tangensial air langsung ke roda turbin, yang dikenal sebagai pelari. Aliran radial ini bekerja pada baling-baling pelari, menyebabkan pelari berputar. Panduan baling-baling (atau gerbang kecil) dapat disesuaikan untuk memungkinkan operasi turbin efisien untuk berbagai kondisi aliran air. Ketika air bergerak melalui jari-jari pelari yang berputar menurun, lebih bekerja pada pelari. Untuk analogi, bayangkan mengayunkan bola tergantung pada tali di dalam lingkaran, jika tali ditarik pendek, bola berputar lebih cepat karena konservasi momentum sudut. Properti ini, di samping tekanan air, membantu Francis dan lainnya ke dalam aliran air memanfaatkan energi turbin efisien. Dan turbin francis merupakan jenis yang paling popular digunakan di Industri

2.2. Bagian-bagian Turbin Francis Turbin francis yaitu turbin yang memiliki 3 bagian utama yaitu rumah turbin (casing), sudu gerak (runner) dan sudu pengarah (nozzle) yang mengelilingi runner dimana

3 2.2. Bagian-bagian Turbin Francis Turbin francis yaitu turbin yang memiliki 3 bagian utama yaitu rumah turbin (casing), sudu gerak (runner) dan sudu pengarah (nozzle) yang mengelilingi runner dimana semua komponen tersebut terbenam ke dalam air. Turbin francis digunakan untuk memanfaatkan energi potensial pada ketinggian menengah (dari beberapa puluh meter sampai 100 m). Selain itu turbin francis dapat menghasilkan kecepatan putaran poros tinggi yang biasanya digunakan untuk menggerakkan generator.

4 Gambar 2 Turbin francis 2.3. Parameter Pengukuran o Daya Hidrolik, NH (W) NH = ρ.g.q.h H = Hs + Hd ρ = densitas air pada temperatur air tersebut (kg/m3) g = percepatan gravitasi pada tempat percobaan (m/s2) Q = laju aliran air (m3/s) H = tinggi tekan (m) o Daya Turbin, NT (W) n = putaran (rpm) τ = torsi (Nm) NT = τ.ω NT = (2.Π.n.τ) / 60

o Efisiensi Turbin, η (%) η = ( N T / N H ) 100 % Untuk berbagai kondisi kerja mesin, harga dari parameter tersebut akan bervariasi menunjukan kemampuan kerja mesin untuk suatu daerah kerja tertentu.

5 o Efisiensi Turbin, η (%) η = ( N T / N H ) 100 % Untuk berbagai kondisi kerja mesin, harga dari parameter tersebut akan bervariasi menunjukan kemampuan kerja mesin untuk suatu daerah kerja tertentu Parameter Tanpa Dimensi o Unit Kecepatan, N11 = (n.d) / H o Unit Kapasitas Air Q11 = Q / (D 2. H) o Unit Torsi T11 = τ / (D 2. H) o Unit Daya NP11= P3 / (D 2. H 2 ) o Effisiensi Generator = (Po Generator / Np) x 100% o Effisiensi System = (Po Generator / NH) x 100% o 3. JOBSHEET TURBIN FRANCIS Safety Requirement Earplug

6 Safety Shoes No. Alat Jumlah 1. Unit Turbin Air Francis 1 2. Tachometer 1 Daftar Peralatan

7 STANDAR PROSEDUR PENGOPERASIAN Langkah Kerja Keterangan 1. Mempersiapkan peralatan 2. Nyalakan dengan membuka kunci incoming supply

8 3. Setelah membuka kunci, tekan hingga on 4. Operasikan motor listrik, agar pompa mendapatkan daya

9 5. Atur sudut propeller pompa 6. Masukan beban pada pompa hingga posisi pompa seimbang

10 7. Atur tekanan low dengan menekan tombol low pada panel 8. Perhatikan dan catat data yang tercatat di alat ukur pada pompa dan turbin

12 9. Mengulangi langkah sebelumnya dengan pengaturan tekanan pada kenaikan skala tertentu. Perhatikan dan catat data yang tercatat di alat ukur

13 10. Atur sudut propeller pompa dengan sudut pompa berbeda 11. Setelah selesai matikan pompa dengan menekan tombol stop, tekan off dan mengunci incoming supply kembali

15 TUGAS 1. Buatlah grafik hubungan antara daya pompa dengan debit! 2. Buatlah grafik hubungan antara daya turbin dengan debit! 3. Buatlah grafik hubungan antara effisiensi hidrolik dengan debit! 4. Buatlah grafik hubungan antara putaran generator dengan debit! 5. Buatlah grafik hubungan antara tegangan dengan debit! 6. Buatlah grafik hubungan antara arus dengan debit! 7. Buatlah grafik hubungan antara torsi dengan debit!

16 TABEL PENGISIAN DATA PRAKTIKUM A. PERCOBAAN I No. α Q (l/s) Q (m 3 /s) N (rpm) Pompa Hin (m) Hout (kg/cm 2 ) Hout (m) m (kg) Dh (Watt) Ds (Watt) η pompa (%) No. Α Hin (m) Hout (m) Turbin n (rpm) ω (rad/s) τ (Nm) Dh (Watt) Ds (Watt) η (%) 1 2 3

17 B. PERCOBAAN II No. α Q (l/s) Q (m 3 /s) N (rpm) Pompa Hin (m) Hout (kg/cm 2 ) Hout (m) m (kg) Dh (Watt) Ds (Watt) η pompa (%) No. Α Hin (m) Hout (m) Turbin n (rpm) ω (rad/s) τ (Nm) Dh (Watt) Ds (Watt) η (%) 1 2 3

dokumen-dokumen yang mirip

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Dasar Teori Pompa Sentrifugal 2.1.1. Definisi Pompa Sentrifugal Pompa sentrifugal adalah suatu mesin kinetis yang mengubah energi mekanik menjadi energi fluida menggunakan