Turbin Air
- 1. TURBIN AIR Illustrasi Contoh Penggunaan Turbin di Sekitar Kita – Gambar (1) PLTA, Gambar (2) Turbin air Sungai, Gambar (3) Propeller Pada Kapal Disusun Oleh : M. Syarif Akbar Randa Wirana Rizal Pahlevi Butar Butar Teknik Pertambangan Univ. Bangka Belitung - Semester II © 2015
- 2. Pilih Slide Untuk Dipresentasikan Sejarah Turbin Air Konstruksi & Cara Kerja Jenis Jenis Turbin Perhitungan Perawatan Pemilihan Sesuai Kebutuhan
- 3. Sejarah Turbin Air Ján Andrej Segner (1700) mengembangkan turbin air reaksi pada pertengahan tahun 1700. Turbin ini mempunyai sumbu horizontal dan merupakan awal mula dari turbin air modern. Turbin ini merupakan mesin yang sederhana yang masih diproduksi saat ini untuk pembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner bekerja dengan Euler dalam membuat teori matematis awal untuk desain turbin. Jean-Victor Poncelet (1820) mengembangkan turbin aliran kedalam Benoit Fourneyon (1826) mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sangan efisien (Hingga 80%) yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satu dimensi. Saluran keluaran juga mempunyai lengkungan pengarah. Uriah A. Boyden (1844) mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkan performa dari turbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis. digunakan secara James B. Francis (1849) meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran kedalam hingga lebih dari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan dan mengembangkan metode engineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakan sesuai dengan namanya, yang merupakan turbin air modern pertama dan masih luas.
- 4. Komponen dlm Turbin Air Rotor yaitu bagian yang berputar pada sistem yang terdiri dari : Sudu-sudu berfungsi untuk menerima beban pancaran yang disemprotkan Oleh nozzle. Poros berfungsi untuk meneruskan aliran tenaga yang berupa gerak putar yang dihasilkan oleh sudu. Bantalan berfungsi sebagai perapat-perapat komponen-komponen dengan tujuan agar tidak mengalami kebocoran pada sistem. Stator yaitu bagian yang diam pada sistem yang terdiri dari: Pipa pengarah/nozzle berfungsi untuk meneruskan aliran fluida sehingga tekanan dan kecepatan alir fluida yang digunakan di dalam sistem besar. Rumah turbin berfungsi sebagai rumah kedudukan komponen komponen dari turbin. Rotor Stator
- 5. Cara Kerja
- 6. Jenis Jenis Turbin Berdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya ENERGI POTENSIAL ENERGI MEKANIK TURBIN AIR IMPULS Tekanan air dari nozzle = tekanan atmosfer lingkungan REAKSI tekanan air masuk > tekanan air keluar Turbin Pelton Turbin Turgo Turbin Cross-Flow Turbin Francis Turbin Kaplan dan Propeller
- 7. Turbin Pelton Karakteristik Turbin Pelton : Bentuk sudu turbin terdiri dari dua bagian yang simetris sehingga pancaran air mengenai tengah sudu lalu berbelok ke kedua arah sehinga bisa membalikkan pancaran air dengan baik dan membebaskan sudu dari gaya-gaya samping. Kelebihan Turbin Pelton : Daya yang dihasilkan besar Konstruksi yang sederhana Mudah dalam perawatan Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir. Kekurangan : Memerlukan investasi yang lebih banyak
- 8. Turbin Turgo Seperti Pelton, namun kecepatan putar turbin turgo lebih besar. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung dari turbin ke generator Karakteristik Turbin Turgo : Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300 m. Seperti turbin pelton turbin turgo merupakan turbin impuls, tetapi sudunya berbeda. Pancaran air dari nozzle membentur sudu pada sudut 20 derajat Kelebihan : Efisiensi total dalam operasi meningkat Biaya Maintenance Turun. Kekurangan : Membutuhkan lebih banyak tempat
- 9. Turbin Cross-Flow Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanis. Air mengalir keluar membentur sudu dan memberikan energinya (lebih rendah dibanding saat masuk) kemudian meninggalkan turbin Karakteristik Turbin Cross-Flow : ukuran Turbin Cross-Flow lebih kecil dan lebih kompak dibanding kincir air. Diameter kincir air yakni roda jalan atau runnernya biasanya 2 meter ke atas, tetapi diameter Turbin Cross-Flow dapat dibuat hanya 20 cm saja sehingga bahan-bahan yang dibutuhkan jauh lebih sedikit, itulah sebabnya bisa lebih murah. Demikian juga daya guna atau effisiensi rata-rata turbin ini lebih tinggi dari pada daya guna kincir air. Kelebihan : Pemanfaatan air 2x membuat Efektivitas & Efisiensi Meningkat Kekurangan : Perputaran Turbin sangat lambat
- 10. IMPULS REAKSI
- 11. Turbin Francis Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial Keuntungan Variasi dalam kepala operasi dapat dengan mudah dikendalikan pada turbin Francis Kelemahan : Sulit dalam Perawatan & Pembersihan Turbin yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalam air. Air yang masuk kedalam turbin dialirkan melalui pengisian air dari atas turbin (schact) atau melalui sebuah rumah yang berbentuk spiral (rumah keong). Semua roda jalan selalu bekerja. Daya yang dihasilkan turbin diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan sudu pengarah. Karakteristik Turbin Francis :
- 12. Turbin Kaplan dan Propeller Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial.Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu. Karakteristik Turbin Kaplan & Propeller : Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu. Keuntungan : Turbin Ini Memiliki Tingkat Efisiensi Tertinggi Kekurangan Membutuhkan Biaya Yang Besar Untuk Mendesain,Menginstalasi
- 13. Perhitungan
- 14. Pemilihan Turbin Pemilihan dengan Pengaruh harga kecepatan spesifik terhadap jenis atau macam turbin. Putaran Spesifik (Ns) Jenis Turbin 4 - 35. Pelton satu nozzel 17 - 50 Pelton dua nozzel 24 - 70 Pelton banyak nozzel 70 - 120 Francis kecepatan rendah 120 - 200 Francis kecepatan menengah 200 - 350 Francis kecepatan tinggi 350 - 450 Francis Express Type 300 - 550 Propeller atau Kaplan kecepatan rendah 550 - 750 Propeller atau Kaplan kecepatan menengah 750 - 1000 Propeller atau Kaplan kecepatan tinggi
- 15. Pemilihan Turbin Pemilihan Berdasarkan Tinggi Jatuh Air No Tinggi jatuh air / head (m) Type / Jenis Turbin 1 2 3 4 5 6 0 sampai 25 25 sampai 50 50 sampai 150 150 sampai 250 250 sampai 300 Di atas 300 Kaplan atau Francis (lebih cocok Kaplan) Kaplan atau Francis (lebih cocok francis) Francis Francis atau pelton (lebih cocok francis) Francis atau pelton (lebih cocok pelton) Pelton