Haurissa, Jusuf (2012) Pengaruh Penambahan Pipa Pancar (Nozzle) Tingkat Kedua terhadap Karakteristik Aliran Fluida dan Kinerja Turbin Arus Lintang (Cross Flow Turbine). Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Untuk meningkatkan efisiensi turbin arus lintang, peneliti-peneliti sebelumnya selalu memodifikasi pada bagian mekanis turbin, antara lain modifikasi radius sudu, modifikasi pipa pancar, dan modifikasi jumlah sudu yang mendapatkan semburan awal pipa pancar. Sedangkan, penelitian yang akan dilakukan adalah membuat pipa pancar (nozzel) tingkat kedua yang terdiri dari g uide passage (saluran pengarah) dan gate vanes (sudu pengarah). Masalah dari penelitian ini adalah seberapa besar pengaruh penambahan pipa pancar tingkat kedua ini terhadap karakteristik aliran fluida dan kinerja turbin arus lintang (cross flow turbine) . Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan turbin arus lintang yang telah dimanfaatkan saat ini . Turbin ini juga akan bekerja pada putaran yang lebih stabil. Kestabilan putaran ini dibutuhkan untuk kualitas listrik yang dihasilkan generator jauh lebih baik. Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah pengamatan perilaku aliran, analisis segitiga kecepatan dan lintasan aliran air pada roda penggerak (runner) . Kemudian kajian ini akan dilakukan melalui teori dan eksperimen laboratorium. Hal ini dilakukan untuk menganalisa hubungan antara bentuk karakteristik alir fluida dan kinerja turbin arus lintang (cross-flow turbine) . Analisa secara teori menggunakan segitiga kecepatan, lintasan aliran air dan eksperimen dengan menggunakan tubin arus lintang dalam skala laboratorium. Penelitian dilaksanakan di laboratorium mesin-mesin fluida jurusan teknik mesin Universitas Brawijaya Malang, Jawa Timur. Penelitian dilakukan dalam 3 tahapan. Adapun rancangan penelitiannya sebagai berikut : a). Mengamati perilaku aliran pada runner turbin terhadap kestabilan putaran. b). Analisa segitiga kecepatan dan lintasan aliran air untuk mendapatkan arah dan besar sudut pipa pancar tingkat kedua. c). Eksperimen laboratorium untuk mendapatkan kinerja dari turbin arus lintang. Selanjutnya, variable penelitian terdiri dari variabel bebas yaitu pipa pancar tingkat kedua . Variabel terikat adalah kestabilan putaran turbin dan daya turbin. Variabel terkontrol adalah putaran turbin 300 rpm. Selanjutnya data yang diperoleh berupa gambar-gambar dan data pengukuran dengan menggunakan analog-to-digital converter (ADC) . Dari hasil penelitian didapatkan bahwa turbin arus lintang (cross flow turbine) tanpa menggunakan guide passage mengakibatkan olakan dan tumbukan aliran ditengah ruang kosong roda penggerak turbin, sehingga membuat aliran tidak terarah dan menghambat aliran masuk ke sudu masuk tingkat kedua, hal ini juga membuat aliran yang masuk ke sudu masuk tingkat kedua dengan kondisi tidak stabil (unsteady), mengakibatkan putaran poros yang di hasilkan kurang stabil (fluktuatif). Dengan menggunakan guide passage , membuat tumbukan fluida melemah dan fluktuatif aliran mengecil, sehingga membuat aliran menjadi terarah dan lebih stabil masuk kesudu tingkat kedua. Hal ini juga mengakibatkan putaran poros turbin lebih stabil (steady) . Dengan menggunakan guide passage dan diberi gate vanes membuat tumbukan hilang, aliran terarah dan stabil masuk kesudu tingkat kedua. Kestabilan putaran ini dibutuhkan untuk kualitas listrik yang dihasilkan jauh lebih baik. Dari segitiga kecepatan didapatkan kecepatan tangensial tingkat kedua 3,09 m/det (u 1 ), lebih kecil dari tingkat pertama 3,14 m/det (u 2 ), hal ini disebabkan karena fluida air yang keluar tingkat pertama saling berpotongan ditengah ruang kosong turbin, sehingga laju kecepat
English Abstract
To improve the efficiency of the cross flow turbine, researchers had previously always modify the turbine mechanical modification to radius, among others, modify the pipe thereby vanes, and modification of the number of vanes which get a burst of early pipe dispersed. Whereas, research that will be done is make the nozzel second level comprising a guide passage and gate vanes. Problems of research is how big the influence of addition of second-level dispersed this pipe to the characteristics of fluid flow and performance of cross flow turbine. The goal of this research is to gain higher efficiency compared to current turbines that have utilized latitude at this time. These turbines will also work on your lap is more stable. The stability of this round is needed for the quality of the resulting electricity generator is much better. The methods used in this research is the observation of the behavior of the flow, velocity and trajectory analysis triangle water flow on the runner. Then this will be done through the study of theory and laboratory experiments. This was done to analyze the relationship between the form of fluid flow characteristics and performance of cross-flow turbine. Analysis in theory use triangle speed, trajectory and water flow experiments with the use of cross flow turbine in laboratory scale. Research carried out in the laboratory of fluid machinery Department of mechanical engineering University of Brawijaya Malang, East Java. Research done in 3 stages. As for the design of his work as follows: a). Observe the behavior of the flow in turbine runner of the stability of the round. b). analysis of triangular speed and trajectory of the flow of water to get the direction and angle of the pipe thereby second-level. c). laboratory experiments to get performance of cross flow turbine. Furthermore, the research consisted of the variable variable encyclopedia that is secondstage nozzle. Variables are bound is the stability of turbine and turbine power round. Controlled variables are revolusion turbine 300 rpm . Next the data obtained in the form of images and data measurement by using analog-to-digital converter (ADC). Of research results obtained that the cross flow turbine without using a guide passage resulted in collisions in the middle of an empty room flow turbine wheels, making your flow is not directional and impede the inflow to the vanes in the second level, this also makes the flow coming into the second entrance with vanes condition unsteady, resulting in a rotation of the shaft in the produce less steady. By using the guide passage, making a collision for the flow of fluid is weakening and shrinking, making the flow of a directional and more stable in to blade second level. This also results in a rotation of the turbine shaft is more steady. By using guide passage and given gate vanes make the collision of missing , the flow of a directed and stable entered sudu the second degree. stability round is needed to the quality of electricity produced much better. Obtained from the velocity triangle tangential velocity second level 3.08 m/s (u 1 ), smaller than the first level of 3.14 m / s (u 2 ), this is because the fluid is water coming out the first level intersects the middle of empty space turbines, so that the rate of speed toward the second level becoming unfocused and inhibited. The second cause is the water flow in the second level, increase torque, but it is not burdensome, because the jets of water actually hits the back of the blade. The third cause is the first entry level water jets with multi disk made of water jets chaos. From this velocity triangle analysis also obtained the cross flow turbine without the use of nozzel second level of 49,60 watts, then the power generated using a cross flow turbine nozzel second level of 50.37 watts. Seen that on debit the same, there is an increasing trend of turbine power in each round of testing with a constant turbine 300 rpm. Furthermore, it brings also the direction and angle of the big guide passage most maximum is φ=180, while radius gate vanes is 40 mm. using guide vanes passage and increase the efficiency of advanced gate turbines for 11, 12%, and increase the power turbine by 10%. Design of guide vanes gate passage and this new model can be used on model cross flow turbines more.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DES/621.165/HAU/p/061200932 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.1 Steam engineering |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 12 Sep 2012 10:02 |
| Last Modified: | 12 Sep 2012 10:02 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/161045 |
Actions (login required)
 |
View Item |