Sutikno, Djoko and Prof. DR .Ir. Rudy Soenoko,, M.Eng.Sc. and Prof. DR. Ir. Sudjito Soeparman,, PhD. and DR. Slamet Wahyudi,, ST.MT. (2019) Studi Besar Sudut Busur Sembur Nosel Terhadap Karakteristik Turbin Air Arus Lintang. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Tujuan dari studi eksperimen ini adalah untuk mengetahui perbedaan karakteristik dari tiga pasang turbin air arus lintang yang didesain dengan sudut busur sembur yang berbeda (75o, 90o dan 120o) dimana masing-masing pusat jari-jari kelengkungan atap nosel terletak pada sumbu poros roda turbin. Uji karakteristik terhadap tiga buah turbin model tersebut (pada variasi putaran dan kapasitas aliran) dilakukan di Labolatorium Mesin Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik – Universitas Brawijaya. BAB I berisi uraian singkat mengenai konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di dunia. Bab ini juga menyajikan konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di Indonesia. Potensi energi air yang tersedia dan yang telah dimanfaatkan di Indonesia disampaikan dalam rangka menggambarkan bahwa di Indonesia masih terdapat banyak potensi tenaga air yang belum dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dalam rangka penyediaan energi listrik.Tujuan dan lingkup studi disajikan dalam bab ini. BAB II menyajikan literature review , dalam bab ini disajikan eksperimen yang telah dilakukan oleh para peneliti dalam rangka mempelajari dan memperbaiki kinerja turbin air arus lintang. Teori dasar konversi energi dan pertimbangan perancangan turbin arus lintang disampaikan secara detail dalam rangka mendasari penentuan demensi model uji. Selanjutnya dalam bab ini disajikan formula untuk menghitung diameter dan lebar roda turbin, jari jari sudu, jari jari atap dan tinggi nosel yang disertai pertimbangan ketersediaan potensi hidro, ketersediaan material dan kemampuan bengkel pembuat turbin. Dalam hal ini faktor faktor tersebut dapat mempengaruhi penentuan ukuran turbin arus lintang.BAB III menetapkan kerangka konsep dan hipotesis. Variabel bebas pada penelitian ini adalah dimensi turbin model, kapasitas aliran dan putaran operasi turbin model. Dalam penelitian ini digunakan 3 buah turbin model yang memiliki diameter, jumlah sudu, sudut masuk pancaran air dan kelengkungan atap nosel yang sama. Jarijari kelengkungan atap nosel merupakan fungsi dari sudut busur sembur dan berpusat pada sumbu roda turbin. Selanjutnya ketiga model tersebut didesain dengan sudut busur sembur dan lebar roda turbin yang berbeda. Variabel terikat yang ingin diketahui adalah, karakteristik kinerja dan pola aliran air selama memberikan aksi/ melewati roda turbine. Kinerja turbin air yang dimaksud adalah meliputi daya bangkitan dan efisiensi turbin. Sedangkan variabel terikat yang penting juga untuk diketahui adalah perbandingan kecepatan, kecepatan spesifik, putaran liar, perbandingan head, perbandingan kapasitas aliran dan perbandingan putaran. Hipotesis pada penelitian ini adalah bahwa : a) perubahan parameter operasi turbin (head, kapasitas aliran dan putaran turbin) akan berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, b) perbedaan besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, dan c) perbedaan besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap pola aliran air yang beraksi pada turbin air arus lintang. BAB IV berisi penjelasan berkenaan dengan metode, lokasi, variabel, dan analisis data penelitian. Metode penelitian yang dilakukan adalah penelitian eksperimen dengan menggunakan 3 model turbin uji yang dilaksanakan di labolatorium mesin-mesin fluida jurusan mesin fakultas teknik universitas brawijaya. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah sudut busur sembur nosel, kapasitas aliran alir dan putaran poros turbin model. Variabel terkontrol yang dipilih adalah diameter roda turbin, jari-jari kelengkungan atap nosel, jari-jari kelengkungan sudu dan luas penampang nosel. Variabel terikat yang dipilih adalah daya bangkitan, efisiensi, perbandingan kecepatan serta putaran liar. Analisis data dilakukan dengan menggunakan formula yang disajikan pada sub bab 2.5 dan hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik pada BAB V.BAB V memuat hasil penelitian dan pembahasan. Hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik yang menunjukan kinerja masing masing model. Perbandingan kinerja dari ketiga turbin model dan visualisasi aliran aliran air melewati roda turbin yang terjadi pada saat uji kinerja dilakukan. Pembahasan yang diberikan merupakan interpretasi hasil penelitian yang akan berguna untuk memberikan pertimbangan kepada operator turbin dalam mengoperasikan turbin air arus lintang dan atau memberikan pertimbangan kepada desainer dalam menentukan ukuran utama turbin air arus lintang. BAB VI memberikan kesimpulan dan saran. Dalam kesimpulan disampaikan hal hal yang, penting berdasarkan hasil penelitian, mengenai kinerja turbin air arus lintang berkenaan dengan daerah atau titik pengoperasian turbin air arus lintang dalam rangka pemanfaatan energi hidro secara efektif dan efisien. Dalam saran disampaikan pertimbangan penentuan parameter desain dan studi lebih lanjut berkenaan dengan usaha untuk memperbaiki efisiensi turbin air arus lintang.
English Abstract
This experimental study is intended to investigate performance characteristics of three cross flow turbine models designed on the same value of flow rates, runner diameters and rotational speeds; but each turbine model having the different value of runner width as well as nozzle entry arc. Both of the nozzle and runner widths were designed as the function of the nozzle entry arc, therefore the shorter pair of runnernozzle width the larger nozzle entry arc and vice versa. The nozzle entry arcs used in this experimental study were 75o, 90o and 120o. In addition, the nozzle of each model has the same cross-sectional area and the roof of each nozzle was designed having roof curvature radius centered on shaft axis. Therefore; the nozzle roof curvatures were expected to be able to deliver water in the better direction as well as its flow condition as the water entering the turbine runner. The magnitude of the nozzle entry arc determines the number of active vanes pounded by the jet of water coming out of the subsequence nozzle, these conditions would affect the pattern of water flow at the moment of passing through the empty space of turbine wheel and then this flow pattern believed to affect the performance characteristic of cross flow turbine. The conditions of water flowing through the empty space of the runner were taken by a camera in order to gather material discussions related with the efficiencies and power produced by each turbine model. The results and discussion are well presented in the chapter V, the conclusion and recommendation are delivered in the chapter VI
| Item Type: | Thesis (Doktor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/621.204 22/SUT/s/2019/061901977 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.2 Hydraulic-power technology > 621.204 Special topics of hydraulic-power technology > 621.204 2 Specific liquids > 621.204 22 Water |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | soegeng sugeng |
| Date Deposited: | 14 Oct 2022 01:24 |
| Last Modified: | 14 Oct 2022 01:24 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/195650 |
![[thumbnail of Djoko Sutikno.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
Djoko Sutikno.pdf Download (5MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |