Lempoy, Kennie Abraham (2019) Optimasi Unjuk Kerja Turbin Kinetik Poros Vertikal Menggunakan Sudu Ber-Engsel Dengan Response Surface Methodology. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Salah satu potensi air di Indonesia terutama potensi air sungai sangat banyak dimana pada air sungai salah satu potensi energi yang sangat besar adalah energi kinetik akibat adanya kecepatan aliran dan bila kecepatan aliran ini dapat dimanfaatkan dengan baik, maka krisis energi di Indonesia dapat diatasi. Dari permasalahan tersebut, perlu dipikirkan upaya untuk meningkatkan kinerja dari turbin kinetik yang akan berfungsi sebagai pembangkit listrik di pedesaan. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan kinerja yang optimal pada turbin kinetik poros vertikal dengan menggunakan sudu berengsel. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dan perangkat penelitian dibuat dalam skala laboratorium, pengambilan data dilaksanakan di Laboratorium Mesin-Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang. Metode ini dilaksanakan dengan melakukan pengujian untuk mengetahui kinerja dari turbin kinetik poros vertikal dengan menggunakan sudu ber-engsel. Pengolahan data berdasarkan hasil eksperimen, Response Surface Methodology (RSM) digunakan untuk menganalisa data dengan menampilkan grafik untuk mengetahui daya, dan efisiensi turbin. Turbin kinetik yang diuji adalah turbin kinetik dengan sudu berbentuk mangkok dan dengan sudu berbentuk lengkung, kedua bentuk sudu ini mempunyai engsel dan jumlah sudu 8 buah, Sudut pengarah aliran 30O, 40O, dan 50O. Kecepatan aliran air divariasikan: 1,7; 2,2; dan 2,7 m/dtk. Putaran turbin 35, 45, dan 55 rpm Pengamatan dilakukan pada putaran turbin, dan torsi, hasil yang didapat akan mempengaruhi kinerja, yaitu daya dan efisiensi turbin kinetik. Berdasarkan hasil optimasi kinerja turbin kinetik didapat model matematis daya turbin sudu lengkung: Y = 4,24 – 0,159X1 + 0,422X2 + 0,720X3 – 0,21X1 2 – 0,36X2 2 + 0,058X1 2 + 0,118X1.X2 – 0,071X1.X3 + 0,141X2.X3, untuk efiesiensi sudu lengkung didapat model matematis: Y = 6,71 + 0,98X1 – 3,99X2 + 1,11X3 – 0,54X1 2 + 0,68X2 2 + 0,05X3 2 – 0,54X1.X2 – 0,13X1.X3 – 0,37X2.X3. Hasil optimasi kinerja turbin kinetik didapat model matematis daya turbin sudu mangkok: Y = 6,193 – 0,17X1 + 0,56X2 + 0,94X3 – 0,25X1 2 – 0,4X2 2 – 0,21X3 2 + 0,25X1.X2 – 0,23X1.X3 + 0,24X2.X3, untuk efisiensi turbin sudu mangkok model matematis: Y = 10,36 + 1,97X1 – 6,38X2 + 1,51X3 – 0,62X1 2 + 1,31X2 2 – 0,04X3 2 – 0,95X1X2 – 0,54X1X3 – 0,32X2X3. Dari hasil pembahasan didapat daya dan efisiensi pada sudu mangkok lebih besar di bandingkan pada daya dan efisiensi sudu lengkung.
English Abstract
One of the big potential energy in Indonesia is from water. Especially the potential from river water is huge enough. One of the enormous water energy comes from the water kinetic energy due to the water flow velocity and water flow rate. When this potential energy source could exactly be implemented, then the energy crisis in Indonesia could be overcome. Based on the energy problem in Indonesia, it should be considered an attempt to improve the kinetic turbines performance for rural areas power plants. The purpose of this study is to obtain optimal performance of a vertical axis kinetic turbine. This research was done experimentally and the experiment devices were made in a laboratory scale research. The data collection was taken in the Fluid Mechanics Laboratory, Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Brawijaya University. The research was done by observing experimentally to find out the kinetic turbine vertical axis performance. The data processing is based on the experiment results. The Response Surface Methodology (RSM) was used to analyze the data by displaying a graph to determine the turbine rotation, turbine power and turbine efficiency. The kinetic turbine tested was limited on the water flow steering angle of 15O, 25O and 35O. The blade number is eight blades, the open channel cross sectional area is 0.26 x (0.1 and 0.12) and the water flow rate is varied to 50, 55, and 60 m3/h. The turbine rotation was varied from 30, 40 till 50 rpm. Based on the kinetic turbine performance optimization a mathematical model was created for bowled bladed kinetic turbine, as follows: Y = 1,38 – 1,13X1 + 0,07X2 + 0,445X3 + 0,97X1 2 + 0,42X2 2 + 0,85X1 2 – 1,43X1X2 – 0,09X1X3 – 2,16X2X3, and the mathematical model for the bowled bladed kinetic turbine efficiency is as follows: Y = 14,28 + 3,38x – 0,661y + 1,6z – 2,5x2 – 0,2199y2 – 0,355z2 + 2,73xy – 3,2xz – 2,29yz. While for the curved bladed kinetic turbine power performance optimization the mathematical model is: Y = 2,12 – 2,2X1 + 0,43X2 + 1,12X3 + 1,18X1 2 + 0,3X2 2 + 0,08X3 2 – 0,13X1X2 – 1,58X1X3 + 0,058X2X3, and for the curved bladed kinetic turbine efficiency the mathematical model is: Y = 3,23 + 3,69x – 1,159y + 0,75z + 6,17x2 + 1,13y2 + 1,32z2 – 0,54xy + 0,49xz + 0,87yz.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/621.406/LEM/o/2019/061904864 |
| Uncontrolled Keywords: | Energi air, Potensi energi, Turbin kinetik,-Water Energy, Potential Energy, Kinetic Turbine. |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.4 Prime movers and heat engineering |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 02 Feb 2022 07:39 |
| Last Modified: | 02 Feb 2022 07:39 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/189169 |
Preview |
Text
Kennie Abraham Lempoy.pdf Download (4MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |