PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014"

Handoko Hermanto
6 tahun lalu
Tontonan:

PRESTASI RANCANG BANGUN TURBIN VORTEX DENGAN CASING BERPENAMPANG LINGKARAN PADA SUDU BERDIAMETER 32 CM UNTUK 3 VARIASI JARAK SUDU DENGAN SALURAN KELUAR SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk

1 PRESTASI RANCANG BANGUN TURBIN VORTEX DENGAN CASING BERPENAMPANG LINGKARAN PADA SUDU BERDIAMETER 32 CM UNTUK 3 VARIASI JARAK SUDU DENGAN SALURAN KELUAR SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik HERI KRISTIAN BATH NIM PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

9 KATA PENGANTAR Puji Syukur Penulis Panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-nyalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Prestasi Rancang Bangun Turbin Vortex Dengan Casing Berpenampang Lingkaran Pada Sudu Berdiameter 32cm Untuk 3 Variasi Jarak Antara Sudu Dan Saluran Keluar. Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Strata-1 (S1) Ekstensi pada Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik,. Dalam menyelesaikan Skripsi ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi penulis, namun berkat dorongan, semangat, Doa dan bantuan baik materiil, moril, maupun spirit dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi. Untuk itu sebagai manusia yang harus tahu terimakasih, degan penuh ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga : 1. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT Selaku dosen pembimbing dan Selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin, yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis. 2. Bapak Dr. Ing. Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin. 3. Ibunda penulis, R br.rumahorbo yang tidak pernah putus-putusnya memberikan dukungan, doa, moril serta kasih sayangnya yang tak terhingga kepada penulis. 4. Seluruh staf pengajar dan staf tata usaha Departemen Teknik Mesin, yang telah membimbing serta membantu segala keperluan penulis selama penulis kuliah. 5. Abang penulis, Daniel Bath dan Adik penulis, Theresia Bath yang selalu memberikan semangat kepada penulis. 6. Abangda Endi, Boy, Gibran, Stefanus, dan Musa yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan saran dan kritik. i

10 7. Seluruh rekan mahasiswa Ekstensi angkatan 2011 yang telah bersama-sama melewati masa-masa selama kuliah di teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. 8. Kepada Abangda Lilik yang selama ini telah memberikan nasehat dan masukan yang membuat penulis semakin bersemangat didalam menyelesaikan Skripsi ini. Penulis meyakini bahwa tulisan ini masih belum sempurna. Oleh karena itu penulis akan sangat berterima kasih dan dengan senang hati menerima saran, usul, dan kritik yang membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik. Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pembaca. Terima Kasih. Medan, 3 Juni 2014 Heri Kristian Bath ii

11 ABSTRAK Energi pada saat sekarang ini semakin berkurang akibat penggunaan energy fosil secara berlebihan di semua bidang, Ilmuwan di seluruh dunia menyadari hal ini dan mencoba berbagai energi alternatif. Salah satu sumber energi saat ini yang banyak dilakukan penelitian adalah arus air. Indonesia adalah Negara agraris yang menghasilkan air secara terus menerus, sehingga turbin air lebih diutamakan dari turbin angin karena angin di Indonesia relatif stabil. Microhydro ataupun picohydro yang dibuat biasanya memanfaatkan air terjun dengan head jatuh yang besar, sedangkan untuk aliran sungai dengan head jatuh yang kecil dimanfaatkan dengan optimal. Hal ini menjadi referensi untuk memanfaatan aliran sungai dengan mengubahnya menjadi aliran vortex. Tujuan dari rancang bangun ini adalah untuk mendapatkan rancangan casing turbin vortex, rancangan poros, rancangan sudu dan bantalan serta bahan- yang sesuai. Turbin Vortex ini dirancang dengan debit air dan kecepatan air 1.44 m/s. Menggunakan casing berpenampang lingkaran berbahan Akrilik, dengan sudu berbahan seng. Hasil dari rancang bangun ini diharapkan akan bermanfaat untuk pengguna turbin vortex, sehingga didapat turbin vortex yang aman pada saat digunakan. Kata Kunci : Energi,arus air,turbin air,head,vortex,lingkaran,akrilik. iii

12 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii DAFTAR ISI iv DAFTAR GAMBAR vii DAFTAR TABEL ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistem Penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Potensi Energi Air Mesin-Mesin Fluida Pengertian Turbin Air Komponen Komponen Turbin Jenis-Jenis Turbin Air Turbin Impuls Turbin Reaksi Klasifikasi Turbin Klasifikasi Berdasarkan Ketinggian Jatuh Air Klasifikasi Berdasarkan Kecepatan Spesifik Turbin Klasifikasi Berdasarkan Arah Aliran Fluida Turbin Vortex (Pusaran Air) iv

13 2.7.1 Cara Kerja Turbin Vortex Komponen Utama Turbin Vortex Keunggulan Turbin Vortex Pengaruh Turbin Vortex Pada Lingkungan Pengembangan Turbin Vortex di Air Sungai Aliran Vortex Aliran Vortex Bebas Aliran Vortex Paksa Aliran Vortex Kombinasi Penampang Air Lubang Masuk( Inlet area) BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Umum Rancang Bangun Instalasi Rumah Turbin (Casing) Poros Turbin Sudu Turbin Bantalan (Bearing) Dudukan Bearing Saluran Buang Talang Peralatan pengujian Hand Tachometer Timbangan Pegas Pulley Pompa Pengumpan Pelaksanaan Pengujian Penentuan Debit Aliran Air Analisa Segitiga Kecepatan Analisa Segitiga Kecepatan Pada Sisi Masuk Analisa Segitiga Kecepatan Pada Sisi Keluar v

14 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Perhitungan Efisiensi Vortex Lingkaran Saluran Keluar 7,5cm (Ketinggian Sudu dan Saluran Keluar 2,4,6cm) Efisiensi Turbin Lingkaran jarak Sudu dan Saluran KeluarKetinggian 2cm Efisiensi Turbin Lingkaran jarak Sudu dan Saluran Keluar Ketinggian 4cm Efisiensi Turbin Lingkaran jarak Sudu dan Saluran Keluar Ketinggian 6cm BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

15 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sudu Turbin Pelton 11 Gambar 2.2 Turbin Pelton 11 Gambar 2.3 Turbin Crossflow 13 Gambar 2.4 Turbin Kaplan 14 Gambar 2.5 Turbin Francis 15 Gambar 2.6 Turbin Vortex 16 Gambar 2.7 Rumah Turbin Vortex 21 Gambar 2.8 Gravitasi Air Pembangkit Listrik Pusaran Sebagai Bio Reaktor 23 Gambar 2.9 Gravitasi Water Vortex Power Plants 24 Gambar 2.10 Tipe Tipe Vortex 27 Gambar 2.11 Beberapa Tipe Lubang Masuk 28 Gambar 3.1 Casing Lingkaran 30 Gambar 3.2 Sudu Turbin Vortex 32 Gambar 3.3 Bantalan (Bearing) 32 Gambar 3.4 Dudukan Turbin 32 Gambar 3.5 Instalasi Turbin Vortex Tampak Depan 33 Gambar 3.6 Hand Tachometer 34 Gambar 3.7 Timbangan Pegas 34 Gambar 3.8 Pulley 35 Gambar 3.9 Pompa Pengumpan 35 Gambar 3.10 Segitiga Kecepatan pada Konstruksi Jalan 40 Gambar 3.11 Segitiga Keceppatan pada Sisi Masuk dan Keluar 44 Gambar 4.1 Grafik Torsi vs Efisiensi Ketinggian 2 cm 47 Gambar 4.2 Grafik Torsi vs Kecepatan Sudut Ketinggian 2 cm 48 Gambar 4.3 Grafik Kecepatan Sudut vs Daya Turbin Ketinggian 2 cm 48 Gambar 4.4 Grafik Torsi vs Efisiensi Ketinggian 4 cm 50 Gambar 4.5 Grafik Torsi vs Kecepatan Sudut Ketinggian 4 cm 51 Gambar 4.6 Grafik Kecepatan Sudut vs Daya Turbin Ketinggian 4 cm 51 vii

16 Gambar 4.7 Grafik Torsi vs Efisiensi Ketinggian 6 cm 53 Gambar 4.8 Grafik Torsi vs Kecepatan Sudut Ketinggian 6 cm 54 Gambar 4.9 Grafik Kecepatan Sudut vs Daya Turbin Ketinggian 6 cm 54 viii

17 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Klasifikasi Turbin Air Berdasarkan Tinggi Jatuh Air 17 Tabel 2.2 Klasifikasi Berdasarkan Putaran Spesifik 18 Tabel 2.3 Klasifikasi Berdasarkan Arah Aliran Fluida 19 Tabel 3.1 Percobaan Aliran Debit Air Berdasarkan Tekanan Pompa Air 39 Tabel 4.1 Nilai Laju Aliran Massa Saluran Keluar 6 cm Ketinggian 2,4,6cm 45 Tabel 4.2 Hasil Percobaan jarak sudu dan lubang buang Ketinggian 2cm 46 Tabel 4.3 Hasil Percobaan jarak sudu dan lubang buang Ketinggian 4cm 49 Tabel 4.4 Hasil Percobaan jarak sudu dan lubang buang Ketinggian 6cm 52 ix

dokumen-dokumen yang mirip

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik GIBRAN

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik GIBRAN Rancang Bangun Turbin Vortex Dengan Casing Berpenampang Lingkaran Yang Menggunakan Sudu Diameter 46cm Pada 3 Variasi Jarak Antara Sudu Dan Saluran Keluar SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi