Sule, Luther (2014) Kinerja Roda Air Arus Bawah Dengan Model Sudu Plat, Bengkok dan Lengkung Vertikal. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui berbagai model sudu terhadap kinerja roda air arus bawah model sudu meliputi plat, plat bengkok dan lengkung vertikal sedangkan kinerja meliputi efisiensi yang dihasilkan dari berbagai model sudu tersebut. Penelitian terhadap roda air arus bawah sudu plat dan sudu bengkok telah dilakukan secara eksperimen untuk pembebanan dengan torsi dan jumlah sudu divariasikan dari 4, 6, dan 8 sudu. Volume aliran air dibuat konstan 0,0594 m 3 /s pengujian dilakukan di saluran air yang dirancang dengan ukuran panjang 6,5 meter lebar 30 cm dan tinggi 30 cm dibuat dengan dilengkapi dengan pompa sirkulasi ( centrifucal pump ) berkekuatan 5 kW dengan reservoir penampungan air dan reservoir penenang aliran masing-masing diujung saluran dimana air dialirkan, penempatan benda uji (roda air) di ujung saluran yang satu dan saluran dibuat dari bahan araldite (sejenis kaca plastik) sehingga memudahkan pengambilan data dan pengamatan terhadap perilaku aliran untuk mempermudah visualisasi dan pengukuran data primer dan sekuder ukuran sudu plat dan bengkok dengan diameter 30 cm dan lebar 25 cm ditempatkan sedemikian rupa untuk pengujian torsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi roda air plat bengkok hampir dua kali lipat efisiensi turbin sudu plat datar. Hal ini terjadi karena sudu plat datar mebangkitkan olakan aliran baik di depan maupun di belakang sudu yang menghalangi sudu belakang menerima momentum. Sedangkan sudu bengkok hanya membangkitkan olakan di belakang sudu tetapi menyebabkan terakumulasinya air di antara sudu depan dan belakang sehingga sudu bengkok memperoleh momentum yang besar. Efisiensi turbin sudu plat datar meningkat dengan semakin banyaknya jumlah sudu sedangkan pada sudu bengkok efisiensi maksimum dicapai pada jumlah sudu 6. Hal ini merupakan penemuan dari penelitian, bahwa dari model plat semakin banyak jumlah sudu kinerjanya semakin meningkat tetapi pada sudu bengkok bahwa pada jumlah sudu 6 diperoleh kinerja terbaik dibandingkan dengan jumlah 4, 8 sudu bengkok. Hasil temuan untuk jumlah 6 sudu bengkok mempunyai kinerja terbaik dibandingkan dengan jumlah 4, 6 dan 8 sudu plat, dibuat roda air yang ukurannya berdiameter 60 cm dengan jumlah sudu 6, 8 dan 10 sudu yang di tempatkan sedemikian rupa di saluran uji dengan pembebanan generator listrik yang sesuai, diperoleh hasil perbandingan kinerja roda air arus bawah antara Model sudu bengkok dengan sudu Lengkung vertikal untuk pembebanan generator listrik oleh beban balon listrik pijar 3,5 volt pada jumlah sudu 6, 8 dan 10 untuk ukuran-ukuran yang sama pada kondisi debit aliran air yang sama, maka hasil yang diperoleh untuk debit aliran yang sama Q = 0,0137 m 3 /s untuk jumlah sudu 6, 8 dan 10 model sudu bengkok diperoleh efisiensi berturut-turut : 57 %, 49% dan 27% sedangkan untuk model sudu lengkung vertikal diperoleh efisiensi berturut-turut; 54%, 36% dan 27%. Hasil yang diperoleh bahwa untuk kinerja terbaik ada pada sudu bengkok dengan jumlah 6 sudu bengkok, diperoleh juga hasil penelitian untuk model sudu bengkok bahwa semakin banyak jumlah sudu maka kinerja semakin menurun itu diakibatkan adanya gejolak air dengan kesempatan sudu dalam menerima momentum air yang mengalir semakin kecil karena terhalang oleh banyaknya jumlah sudu yang menimbulkan pusaran air serta percikan air yang semakin membesar seiring bertambahnya jumlah sudu, diperoleh juga baik model sudu bengkok maupun sudu lengkung vertikal bahwa semakin banyak jumlah sudu semakin menurun pula kinerjanya terkecuali jumlah 6 sudu bengkok menempai capaian kinerja (efisiensi) tertinggi.
English Abstract
The goals of this research are: (1) to discover how greatly blade model affects water wheel efficiency, (2) to find which blade model has the highest efficiency when submitted to a specific water flow volume, and (3) to determine how greatly the number of blades influence water wheel efficiency. Research on undercurrent water wheels was performed using flat blade and angled blades. Experiments were performed on water wheels fitted with both types of blades with varying numbers of blades (4, 6, and 8 bladed models). Water flow volume was controlled to flow constantly at 0.0594 m 3 /s in an artificial water channel 6.5 m long, 30 cm tall, and 30 cm wide. The artificial water channel was equipped with a centrifugal pump with a power rating of 5 kW and a water reservoir on both ends of the channel. A 30 cm diameter and 25 cm wide water wheel was located on one end of the artificial channel and situated in such a way that water flow pushed the blades and allowed torque measurement. The water channel was constructed from araldite, a type of transparent glass, to facilitate data acquisition and observation of water behavior. Experiment results showed that turbine efficiency for angled blades was nearly two-times more efficient than flat blades. Observation showed that the flat-bladed variants created eddy currents in front and behind the blades which prevented the rear blades from receiving full momentum from the water current. Angled-bladed variants, however, only created eddy currents behind the blades but allowed the accumulation of water between the front and rear blades thus receiving a greater percentage of the current`s full momentum. Flat-bladed variants became more efficient as the number of blades was increased, whereas angled-bladed variants showed maximum efficiency with 6 blades. To further prove that the 6 angled-bladed variant provided greater efficiency than the 4, 6, and 8 flat-bladed variants, a larger water wheel with a 60 cm diameter was constructed to test angled blades and vertical curved bladeswith varying numbers of blades (6, 8, and 10). This larger water wheel was placed in the same artificial water channel with a water flow volume Q = 0.0137 m 3 /s . To measure efficiency, the water wheel was connected to an electrical generator with a 3.5 volt light bulb as its load, and such an experiment with test variants as stated above had yet to be performed by anyone. Experiment results for the 6, 8, and 10angled-bladed variants were 57%, 49%, and 27% respectfully. Results for the 6, 8, and 10 vertical-curved blades achieved efficiencies of 54%, 37%, and 29% respectfully. Results showed that the 6 bladed vertical curved blade was the most efficient, but as the number of blades increased machine efficiency decreased. This negative correlation between efficiency and blade amount was caused by turbulence in water surface which created splashing caused by the vertical curved blades thus preventing the turbine from receiving the maximum momentum from the water current. For both angled-bladed and vertical-curved-bladed models a greater amount of blades resulted in lower machine efficiency and the 6 angled-bladed variant achieved the greatest efficiency.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DES/621.21/SUL/k/061404560 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.2 Hydraulic-power technology |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 08 Oct 2014 11:58 |
| Last Modified: | 08 Oct 2014 11:58 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/161046 |
Actions (login required)
 |
View Item |