Oleh: ADITIYA DANI CHURNIAWAN Dosen Pembimbing: Dr. Ir. HERU MIRMANTO,MT D III TEKNIK MESIN FTI-ITS

Transkripsi

1 Oleh: ADITIYA DANI CHURNIAWAN Dosen Pembimbing: Dr. Ir. HERU MIRMANTO,MT D III TEKNIK MESIN FTI-ITS

2 Latar Belakang Listrik merupakan kebutuhan utama manusia dalam segala aktifitas. PLTMH merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan Indonesia mempunyai sumber energi air yang sangat besar untuk dimanfaatkan sebagai PLTMH

3 Rumusan Masalah Permasalahan bagaimana melakukan perancangan turbin air crossflow yang digunakan sebagai pembangkit tenaga mikro hidro. Berdasarkan kondisi yang ada di lapangan head (H) 10 m dan kapasitas (Q) 4 in.

4 Tujuan Pemilihan jenis turbin Menghitung kecepatan air keluar pipa penstock. Melakukan perhitungan dimensi turbin antara lain: diameter luar (D 1 ), diameter dalam (D 2 ), lebar (b) dan jumlah sudu (z) Luasan pancaran nozzle. Perhitungan dan perencanaan diameter poros dan dimensi pasak, bearing

5 Batasan Masalah Aliran dalam keadaan steady. Air dianggap sebagai fluida incompressible (ρ) konstan. Tidak ada perubahan energi dalam. Kapasitas aliran konstan Bahan pipa penstock PVC (smooth pipe) Asumsi-asumsi yang diambil: Efisiensi turbin 80 % Putaran yang dihasilkan turbin 300 rpm

6 Diagram Alir Tugas Akhir Studi Literatur Survey data di lapangan (head dan diameter pipa penstock) Penentuan kecepatan awal Perhitungan Daya turbin, dimensi runner, jumlah sudu ya Perhitungan Kecepatan sesungguhnya tida k Perhitungan Diameter poros, dimensi pasak dan bearing kesimpulan selesai

7 Perhitungan kecepatan(v) Kecepatanair ditentukan 7,185 Perhitungan 0,3164. tidak Heff =H-Hl Hl = Head loss Hl = Hlmayor + Hlminor

8 Tabel perhitungan kecepatan

9 Perhitungan Perhitungan kecepatan awal Perhitungan Daya Air 1,5 Perhitungan Daya Turbin ƞ 1,2

10 Perhitungan Kecepatan Tangensial Roda Turbin 2 3,6 Perhitungan Diameter Luar Turbin (D1) 2 D1 = 0,23 m Perhitungan Diameter Dalam Turbin (D2) 1.4 D2 = 16.3

11 Segi tiga kecepatan Perhitungan komponen kecepatan pada sudu bagian luar Perhitungan kecepatan relatif Kecepatan absolut 7,185 Kecepatan tangensial 3,6

12 Segi tiga kecepatann Perhitungan Sudut α 1 c 1 cos α 1 = u 1 + w 1 cos (180-β 1 ) α1 = Kecepatan Absolute ke Arah Tangensial (c 1 u) c 1 u = c 1 cos α 1 c 1 u = 5,93 m/sec

13 Segi tiga kecepatann c 12 = u w u 1 w 1 cos (180 β 1 ) w 1 = 4,68 m/sec

14 Segi tiga kecepatan Perhitungan Komponen Kecepatan pada Sudu Bagian Dalam Kecepatan Tangensial (u 2 ) u 2 = 2,57 m/sec Kecepatan Relatif (w 2 ) w 2 = 9,1732 m/sec

15 β 2 α 2 U 2 Segi tiga kecepatan Kecepatan Absolute W 2 C 2 c 2 = 9,5253 m/sec Perhitungan Sudut α 2 c 2 u = u 2 = c 2 cos α 2 α 2 = 74,37 o

16 Perancangan turbin Perhitungan Jumlah Sudu Z min = 2 π tan α 2 α 2 = 74,37 o Z min = 23 buah sudu Perhitungan Lebar Turbin Dari persamaan Continuitas: A= 0,01245 m 2 Sehingga untuk jumlah sudu Z = 23, maka A = B = 39,8 cm

17 Gaya yang bekerja F mr Berat Runner m b = Lebarrunner0,398 m r =panjang kelengkungan sudu 0,0345m z = jumlahsudu 23 buah t disk =tebaldisk 0,002 m t sudu =tebalsudu 0,002m

18 Perancangan turbin Perhitungan Diameter Poros d 10,2N syp. M M D (diameter poros) = 1 inc W (lebar pasak) = 0.25 inc Perhitungan Dimensi Pasak F 2M d Syarat supaya pasak aman 2M syp WLd N L 2. M. N w. d. syp. 0,577

19 Perancangan turbin Perencanaan Bearing F F F F 39 lb P 23,4 lb P F X V F Y F d (insidediameter) = 40mm D (outside diameter) = 90 mm Jari-jari villet maximum = 0,054 inc Lebar(B) = 23 mm Basic Static Load Ratings(C o ) = 2740lbf Basic Dynamic Load Ratings(C) = 5110 lbf FaktorX= 0,4 V faktor putaran = 1 (ring dalam berputar) = 1,5(Karenabebankejutrelatif kecil) F s L C P n Perhitungan Umur Bantalan L 13,9 10 jam

20 KESIMPULAN 1. Dayaair(W HP )sebesar1,5 Kw. 2. Daya turbin yang dihasilkan sebesar 1,2 Kw. 3. Diameterluarturbin23cmdandiameterdalam turbin 16,3 cm. 4. Sudut kelengkungan sudu β1 = 120 dan β2 = Lebarturbin(B) 40cm. 6. Jumlahsuduimpeller(z) 23 buah. 7. Beratrunner6,3 kg. 8. Diameterporos1 inatau2.54cm 9. Jamkerjabearing 13,3x10 6 jamkerja.

21