LAPORAN TUGAS AKHIR Pembuatan dan Pengujian Turbin Pelton Diameter 20cm pada Sistem Simulator Sirkulasi Air Manufacturing and Testing of Turbine Pelton Diameter of 20 cm on the simulation of water circulation system Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memenuhi Pelaksanaan Tugas Akhir Pada Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung Oleh Muhammad Galih M.I NIM 091711022 PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 i
ii
Abstrak Pembuatan dan pengujian turbin pelton ini bertujuan memenuhi persyaratan kelulusan tugas akhir. Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada tugas akhir ini meliputi, perancangan, pembuatan, dan pengujian untuk mengetahui karakteristik Turbin. Pada perancangan turbin ini daya yang diinginkan adalah 34 watt. Pengujian turbin pelton ini bertujuan untuk menguji performansi turbin pelton yang telah dibuat. Dimana turbin ini bekerja pada tekanan atmosfir. Turbin yang diuji memiliki nosel tunggal, dengan diameter turbin 20 cm dan jumlah sudu 12 buah. Pengujian turbin pelton ini dilakukan pada simulator sirkulasi air. Pengujian hanya difokuskan pada daya maksimal dan efisiensi berdasarkan bukaan valve dan pembebanan. Dari data yang diperoleh daya poros maksimal yang mampu dihasilkan 5.68 watt dengan efisiensi tertinggi 39.3 %, rpm maksimal turbin pelton 20 cm ini berkisar pada 800 rpm pada kondisi tanpa beban. Daya kinetik maksimal yang mampu dihasilkan simulator sirkulasi air adalah 14.5 watt dengan kecepatan air maksimal 10 m/s. iii
Abstract Manufacture and testing of the Pelton turbine is intended to meet graduation requirements of the final task. The steps undertaken in this thesis include, design, manufacture, and testing to determine the characteristics of the turbine. In the design of this turbine the desired power is 34 watts. Pelton turbine testing aims to test the performance of Pelton turbines has been made. Where the turbine is working at atmospheric pressure. Turbine under test has a single nozzle, the turbine diameter 20 cm and the number of blades 12 pieces. Pelton turbine testing was performed on water circulation simulator. Testing is focused only on the maximum power and efficiency based on the valve opening and loading. From the data obtained are capable of maximum shaft power produced 5.68 watts with the highest efficiency of 39.3%, maximum rpm Pelton turbine is around 20 cm at 800 rpm at no load condition. Maximum kinetic power generated simulator is capable of circulating water is 5.14 watts with a maximum water speed iv
Kata Pengantar Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini yang berjudul Pembuatan dan Pengujian Turbin Pelton Diameter 20 cm Pada Simulator sirkulasi air. Maksud dan tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi persyaratan kelulusan program Studi Diploma pada Jurusan Teknik Konversi Energi di Politeknik Negeri Bandung. Selain itu penulis juga dapat mencoba menerapkan dan membandingkan pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh dibangku kuliah dengan eksperimen yang dilakukan. Penulis merasa bahwa dalam menyusun laporan ini masih menemui beberapa kesulitan dan hambatan, disamping itu juga menyadari bahwa penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan-kekurangan lainnya, maka dari itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Menyadari penyusunan laporan ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan karunia-nya dan membalas segala amal budi serta kebaikan pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan laporan ini dan semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan. Bandung, Juli 2012 Penulis v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... Error! Bookmark not defined. Kata Pengantar... v BAB I... Error! Bookmark not defined. PENDAHULUAN... Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang... Error! Bookmark not defined. 1.2 Tujuan... Error! Bookmark not defined. 1.2.1 Tujuan Umum... Error! Bookmark not defined. 1.2.2 Tujuan Khusus... Error! Bookmark not defined. 1.3 Rumusan Masalah... Error! Bookmark not defined. 1.4 Batasan Masalah... Error! Bookmark not defined. 1.5 Metodologi Pembahasan... Error! Bookmark not defined. 1.6 Sistematika Penulisan Laporan... Error! Bookmark not defined. BAB II... Error! Bookmark not defined. LANDASAN TEORI... Error! Bookmark not defined. 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Air... Error! Bookmark not defined. 2.1.1 Prinsip Kerja... Error! Bookmark not defined. 2.2 Turbin Air... Error! Bookmark not defined. 2.3 Jenis Jenis Turbin Air... Error! Bookmark not defined. 2.3.1 Turbin reaksi... Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Turbin Impuls... Error! Bookmark not defined. 2.3.3 Kecepatan Spesifik... Error! Bookmark not defined. 2.4 Turbin Pelton... Error! Bookmark not defined. 2.4.1 Tipe Turbin Pelton... Error! Bookmark not defined. 2.4.1 Nozel... Error! Bookmark not defined. 2.5 Parameter Perhitungan... Error! Bookmark not defined. BAB III... Error! Bookmark not defined. PEMBUATAN TURBIN PELTON... Error! Bookmark not defined. 3.1 Spesifikasi Ukuran Turbin... Error! Bookmark not defined. 3.2 Parameter Perancangan... Error! Bookmark not defined. 3.3 Pembuatan Sudu Turbin... Error! Bookmark not defined. 3.4 Pemilihan Nozzel... Error! Bookmark not defined. vi
3.5 Pembuatan Poros... Error! Bookmark not defined. 3.5 Pembuatan casing... Error! Bookmark not defined. 3.6 Bahan dan Alat.... Error! Bookmark not defined. BAB IV... Error! Bookmark not defined. PENGUJIAN DAN ANALISA... Error! Bookmark not defined. 4.1 Tujuan Pengujian... Error! Bookmark not defined. 4.3 Pengujian... Error! Bookmark not defined. 4.3.1 Prosedur Pengujian... Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Alat Ukur Pengujian... Error! Bookmark not defined. 4.3 Data Perhitungan... Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Data Pengukuran... Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Perhitungan Data... Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Perhitungan Data... Error! Bookmark not defined. 4.4 Analisa... Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Debit Terhadap Daya... Error! Bookmark not defined. 4.4.2. Torsi Terhadap Rpm... Error! Bookmark not defined. BAB V... Error! Bookmark not defined. 5.1 Simpulan... Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran... Error! Bookmark not defined. Daftar Pustaka... 10 vii
Daftar Gambar Gambar 2.1 Runner Turbin Pelton. 8 Gambar 2.2 Bucket Turbin Pelton...... 8 Gambar 2.3 Tipe Poros Horizontal.... 9 Gambar 2.4 Tipe Poros Vertikal... 9 Gambar 2.5 Nozzle dan Bucket... 10 Gambar 3.1 Skema Perancangan Runner... 15 Gambar 3.2 Skema Perancangan Sudu Turbin....... 17 Gambar 3.3 Modeling Sudu Turbin...... 18 Gambar 3.4 Bahan Komposit......... 18 Gambar 3.5 Cetakan Bucket......... 19 Gambar 3.6 Sudu Hasil Cetakan.......... 20 Gambar 3.7 Hasil Pembuatan Runner..... 20 Gambar 3.8 Reducer diameter 6 mm.......... 21 Gambar 3.9 Skema Poros Turbin......... 23 Gambar 3.10 Perancangan Casing Turbin....... 24 Gambar 3.11 Bahan Akrilik....... 24 Gambar 3.12 Skema Turbin dan Casing....... 25 Gambar 4.1 Instalasi Turbin Pelton....... 27 Gambar 4.2 Alat Ukur Pengujian....... 28 viii
Daftar Tabel Tabelr 2.1 Perbandingan Impuls dan Reaksi.. 6 Tabel 3.1 Daya Transimisi... 22 Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran 29 Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan.... 30 ix
Daftar Pustaka Budi, S.Kurnia. (2005). Modifikasi Rancang Bangun Pembangkit Listrik Tenaga Air Dengan Menggunakan Turbin Pelton, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Dipenogoro, Semarang. Indarto. (2008). Karakteristik Daya Turbin Pelton Mikro Dengan Variasi Bentuk Sudu. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Luknanto, Joko. (1999). Bangunan Tenaga Air. Diktat Kuliah, Riptahadi.W.K, Tiar. (2008). Perancangan dan pembuatan Turbin Pelton, Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Surabaya, Surabaya Suyatyo, Anjar. (2003). Perancangan Turbin Pelton. Pusar Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik, LIPI. Bandung. Wahyono. (2007). Perancangan Dan Pengujian Instalasi Pompa Sebagai Turbin. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Wikipedia ( diakses tgl, 12 Maret 2012). Turbin Air. http://id.wikipedia.org/wiki/turbin_air. Scribd (diakses tgl, 12 Maret 2012). Makalah Turbin Air. http://www.google.co.id/search?hl=id&client=firefox-a&rls=org.mozilla Docstoc (diakses tgl, 15 April) Prinsip Kerja dan Macam-Macam Turbin. http://www.docstoc.com/docs/34599145/?key=nmuxzthkzdqt&pass=zgnlyi00 OWI0 Pdf ( Diakses tgl,20 Mei 2012) http://studentresearch.umm.ac.id/index.php/pimnas/article/viewfile/324/500_umm_s tudent_research.pdf 36
Curiculum Vitae DATA PRIBADI NAMA IRIANSYAH : MUHAMMAD GALIH MAULANA TEMPAT, TANGGAL LAHIR : JAYAPURA, 21 SEPTEMBER 1991 JENIS KELAMIN AGAMA ALAMAT STATUS WARGANEGARA SUKU BANGSA HOBI : LAKI - LAKI : ISLAM : PERUMAHAN KOTABARU KENCANA BLOK 2, RT 01/014 NO.88 DESA KOTABARU, CIBEREUM, TASIKMALAYA : BELUM MENIKAH : INDONESIA : SUNDA : MUSIK, FUTSAL, ADVENTURE LATAR BELAKANG PENDIDIKAN Formal : - 2009-2012 POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JURUSAN T.KONVERSI ENERGI - 2006-2009 SMA NEGERI 3 TASIKMALAYA - 2003-2006 SMP NEGERI 10 TASIKMALAYA - 1997-2003 SD NEGERI 1 SAMBONG JAYA TASIKMALAYA - 1997-1997 TK YAPIS 1 JAYAPURA 11
Curiculum Vitae GAMBARAN FISIK - TINGGI BADAN : 171 cm - BERAT BADAN : 64 Kg - WARNA MATA : HITAM - WARNA KULIT : SAWO MATANG - RAMBUT : HITAM LURUS - GOLONGAN DARAH : O KORESPONDENSI - E-mail : galihley@gmail.com - BLOG : galihley.blogspot.com Motto Gak Akan Ada Perubahan Kalo Bukan Kita Yang Mengubahnya Setiap Detik adalah Kehidupan 12