BAB III

PENGUJIAN TURBIN FRANCIS

3.1. PENDAHULUAN

PLTA merupakan pembangkit listrik yang sangat penting bagi kemajuan

di Indonesia. Hal ini didukung oleh kondisi alam di Indonesia yang mana

terdapat sungai , danau, dan air terjun yang dapat digunakan sebagai PLTA.

Dalam pembuatan PLTA sering digunakan Turbin untuk merubah energi

potensial menjadi energi mekanik. Ada bermacam-macam jenis turbin, tetapi

yang paling sering digunakan dalam pembangkit tenaga listrik adalah Turbin

Pelton, Turbin Francis dan Turbin Kaplan. Turbin Francis merupakan jenis

turbin yang paling banyak digunakan diantara turbin-turbin air yang ada, dan

pengembangan turbin francis dalam dekade terakhir ini telah memberikan

dampak yang besar dalam pengembangan aplikasi-aplikasi baru untuk jenis tipe

ini.

Penelitian-penelitian yang dilakukan saat ini membawa dampak yang besar

dalam peningkatan performa turbin, pemilihan material yang cocok, dan desain

dari turbin itu sendiri ditinjau dari sisi kontruksi, tingkat kesukaran yang

ditimbulkan oleh proses manufaktur, dan faktor perawatan pada sisi desain.

( reff : www.google.com/turbin-air )

3.2. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengetahui besarnya efisiensi tertinggi turbin.

2. Mengetahui daya efektif maksimum turbin.

3. Agar praktikan mengetahui cara kerja Turbin Francis.

(reff : Jobsheet Praktikum Prestasi Mesin Teknik Mesin UNDIP)

3.3. DASAR TEORI

3.3.1 Pengetahuan Umum Tentang Turbin Francis

Turbin francis petama kali dikembangkan oleh James B. Francis, pada

tahun 1848 dia mampu membuktikan desainnya untuk menciptakan turbin

dengan efisiensi sampai dengan 90%, dia mengaplikasikan ilmu science dengan

metode pengujian untuk menghasilkan turbin dengan efisiensi yang cukup besar,

kemudian ia juga membuktikannya dengan perhitungan matematika dan grafik.

Turbin francis adalah salah satu jenis turbin air (hidraulik) yang paling

sering digunakan sampai sekarang, turbin ini beroperasi dalam headrange antara

10 sampai beberapa ratus meter dan fungsi utamanya adalah dalam

memproduksi tenaga listrik. Memiliki vane antara 9 atau lebih, dimana air

akanmengenai vane-vane tersebut dan mengelilinginya hingga dapat

menyebabkannya berputar.

Turbin francis bekerja dengan mengunakan proses tekanan lebih. Pada

waktu air masuk ke roda jalan, sebagian dari energi tinggi jatuh telah bekerja di

dalam sudu pengarah dan diubah sebagai kecepatan arus masuk, kemudian sisa

energi tinggi jatuh dimanfaatkan di dalam sudu jalan.Adanya pipa isap

memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja di sudu jalan dengan semaksimum

mungkin Turbin ini termasuk turbin reaksi aliran yang mengkombinasikan

konsep aliran radial dan axial.Temasuk dalam turbin reaksi yangberarti kerja

fluida dalam hal ini air mengubah tekanan dan bergerak memasuki turbin dan

memberikan energi.

Inlet dari turbin perancis berbentuk spiral (rumah keong) yang

menyebabkan air bergerak tangensial memasuki daun baling-baling runner

(penggerak turbin), aliran radial ini mengenai runner dan menyebabkan runner

ini berputar. Turbin francis dilaksanakan dengan posisi poros vertical atau

horizontal.

(reff:Turbin Pompa dan Kompresor Fritz Diesel)

3.3.2 Klasifikasi Turbin

Secara umum tipe turbin air dikelompokkan menjadi dua:

a. Turbin reaksi

Turbin yang digerakkan oleh air, dimana perubahan tekanan hidrolis air

menjadi energi mekanis mengakibatkan pergerakan turbin. Jadi kerja turbin ini

bisa dijelaskan dengan teori Newton III. Kebanyakan turbin air menggunakan

turbin reaksi. Semuanya menggunakan head medium dan rendah. Yang termasuk

dalam kelompok turbin reaksi adalah Turbin Francis, Kaplan, Propeller, Bulb,

Tube, Straflo, Tyson, Water wheel.

Gambar.3.1 Turbin Francis (a) Turbin Kaplan (b)

( reff : http.www.emt-india.netprocesspower_plants Hydraulic_Turbine.htm )

b. Turbin Impuls

Pada Turbin Impuls kecepatan air ditambah sehingga momentumnya

membesar dan kemudian momentum tersebut menggearkkan turbin. Contoh dari

Turbin impuls adalah Turbin Pelton, Pelton, Turgo, Michell-Banki (disebut juga

Crossflow or Ossberger turbine).

Gambar 3.2 a. Banki Turbine dan b. Turbin Pelton

(reff : http.www.viswiki.comenBanki_turbine)

3.3.3 Prinsip Kerja Turbin Francis

Turbin francis termasuk salah satu turbin reaksi, artinya fluida yang

bekerja mengubah tekanan bersamaan dengan gerak dari turbin tersebut, yang

menghasilkan energi. Inletnya berbentuk spiral. Guide Vane membawa air

secara tangensia menuju runner. Aliran radial ini bekerja pada runner vanes,

menyebabkan runner berputar. Guide vane (atau wicket gate) dapat disesuaikan

untuk memberikan operasi turbin yang efisien untuk berbagai kondisi aliran air.

Air pertama kali memasuki volute, dimana sebuah celah yang berbentuk

gelang mengelilingi runner, dan aliran diantara guide vanes, yang memberikan

air pada arah aliran yang optimum. Kemudian memasuki runner, yang secara

total bergabung, merubah momentum dari air, yang menghasilkan reaksi pada

turbin. Air mengalir secara radial menuju pusat. Runner dilengkapi dengan vane

berbentuk kurva yang akan ditabrak oleh air. Guide vane dibuat sedemikian rupa

sehingga sebagian energi dari air diubah menjadi gerakan berputar yang tidak

akan timbul fenomena aliran eddies dan aliran-aliran lain yang tidak diinginkan

yang dapat menyebabkan energi yang hilang. Guide vane dapat disesuaikan

untuk memberikan derajat adaptabilitas untuk bermacam-macam variasi pada

kecepatan aliran air dan beban dari turbin.

( reff : Turbin Pompa dan Kompresor Fritz Dietzel).

3.3.4 Bagian-Bagian Turbin Francis

Gambar 3.3 bagian-bagian turbin Francis

( reff :Turbin Pompa dan Kompresor Fritz

Dietzel).

Masing-masing bagian dari turbin francis mempunyai fungsi diantaranya

sebagai berikut :

a. Sudu pengarah : berfungsi untuk mengarahkan air yang masuk sehingga

aliran air berubah menjadi searah (uniform).

b. Casing spiral : Sebagian dari mesin ini memiliki poros vertikal meskipun

beberapa mesin yang lebih kecil dari jenis ini memiliki poros horisontal. Cairan

masuk dari penstock (pipa yang menuju ke turbin dari reservoir pada ketinggian

tinggi) ke casing spiral yang benar-benar mengelilingi runner. Casing ini dikenal

sebagai gulir casing atau volute. Luas penampang casing ini menurun merata

sepanjang keliling untuk menjaga kecepatan fluida konstan dalam besar di

sepanjang jalan yang menuju guide vane.

c. Guide on stay vanes : fungsi guide vanes atau baling-baling tetap adalah

untuk mengkonversi bagian dari energi tekanan fluida di pintu masuk ke energi

kinetik dan kemudian untuk mengarahkan cairan pada pisau runner pada sudut

yang tepat untuk desain

d. Sudu runner : berfungsi untuk mengubah energi hidrolis air menjadi

energi mekanis.

e. Poros turbin : berfungsi untuk meneruskan torsi dan putaran ke poros

generator.

f.Pipa hisap : berfungsi untuk mengubah energi kecepatan menjadi energi

tekanan.

g. Draft-tube : Fungsi utama dari draft tube adalah untuk mengurangi

kecepatan air dibuang untuk meminimalkan kehilangan energi kinetik di outlet.

Hal ini memungkinkan turbin yang akan ditetapkan di atas tail water tanpa

appreciable drop yang cukup tersedia

( reff :Turbin Pompa dan Kompresor Fritz Dietzel)

3.3.5 Aplikasi Turbin Francis

Contoh pemakaian turbin francis dalam kehidupan sehari-hari adalah:

Turbin Francis untuk pembangkit listrik tenaga mini hidro (PLTM) sungai putih

2 x 815 kW, Head 41 m dan kapasitas aliran 4,5 m3/s.

Indonesia memiliki sumber daya air yang banyak berupa sungai, air

terjun, danau dan laut yang dapat dimanfaatkan sebagai tenaga pembangkit

listrik. Dilatar belakangi oleh krisis energi listrik dan kebutuhan energi yang

terus meningkat, maka sumber daya yang ada dimanfaatkan semaksimal

mungkin. Maka Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM) adalah salah

satu pembangkit listrik tenaga air yang menjadi pilihan dimana PLTM

memanfaatkan energi air yang memiliki kapasitas aliran yang tidak terlalu besar.

Perancangan ini bertujuan untuk menentukan jenis turbin yang sesuai dengan

head dan kapasitas aliran yang tersedia berupa tinggi jatuh air, H = 41 m dan

kapasitas aliran, Q = 4,5 m3/s yang diperoleh pada Sungai Putih, Pesisir Selatan

dan menentukan spesifikasi bagian-bagian utama turbin berupa roda jalan, sudu

pengarah, rumah turbin, saluran isap dan bagian pendukungnya. Berdasarkan

hasil perancangan maka turbin yang digunakan adalah turbin Francis berukuran

kecil dengan diameter terbesar rumah turbin 1,0023 m, putaran tinggi yaitu 1000

rpm dan daya yang dihasilkan 803,814 kW. Sehingga turbin Francis hasil

rancangan sesuai untuk digunakan pada pembangkit mini hidro.

Gambar 3.4 Aplokasi Turbin francis

( reff: http. http://mesin.unand.ac.id/index.php?cat=post&id=60)

3.3.6 Karakteristik Dan Performansi Turbin Francis

a) Daya Air

Daya yang masuk ked lam turbin francis adalah daya potensial air

WHP = .g.Q.H

Dimana :

WHP : daya hidrolis air (watt)

: massa jenis air (kg/m3)

g : percepatan gravitasi (m/dt2)

Q : laju aliran masa (m3/dt)

H : head dari tinggi jatuh air (mH2O)

b) Daya keluar turbin

Daya yang dikeluarkan oleh turbin adalah daya poros karena tujuan turbin

adalah mengubah energi hidrolis menjadi energi mekanis.

BHP = 60

...2 Tnpi

Dimana :

BHP : daya mekanis (watt)

n : kecepatan putar (rpm)

T : Torsi (Nm) = F . s

c) Daya Listrik

Daya poros yang dihasilkan turbin diubah oleh generator DC menjadi daya

listrik

Pel = Vj.IjPel : daya listrik efektif

Vj : tegangan jangkar (Volt)

Ij : Arus Jangkar (Ampere)

d) Efisiensi Turbin

T = daya mekanik / daya air .100%

= WHPBHP

x 100 %

e) Efisiensi total

e = WHPPel

x 100 %

f) Efisiensi Generator

G = BHPPel

X 100 %

(reff : Jobsheet Praktikum Prestasi Mesin" Teknik Mesin UNDIP)

3.4 PERALATAN DAN BAHAN PENGUJIAN

Bagian-bagian alat beserta fungsinya

Gambar 3.5 Mesin uji turbin Francis secara keseluruhan

155

165

Gambar 3.6 Bagian bagian alat uji Turbin Francis

Gambar 3.7 V-Notch

Nama bagian-bagian mesin percobaan :

1. Saklar Lampu Beban

Berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan lampu pembebanan untuk

mengatur besarnya pembebanan yang diberikan.

2. Voltmeter

Berfungsi untuk mengukur besarnya tegangan yang dihasilkan oleh

generator dengan adanya variasi hambatan berupa lampu listrik.

3. Amperemeter

Berfungsi untuk mengukur besarnya arus yang dihasilkan oleh generator

dengan adanya variasi hambatan berupa lampu listrik.

4. Lampu / beban

Berfungsi sebagai hambatan listrik.

5. Sight Glass

Berfungsi untuk mengukur ketinggian air terhadap weir.

6. Katup Discharge.

Berfungsi untuk mengatur laju aliran yang akan masuk ke turbin.

7. Pompa

Berfungsi untuk merubah tekanan pada air menjadi kecepatan sehingga

menghasilkan aliran air untuk dipindahkan ke atas sehingga menimbulkan

energy potensial sebagai pengganti air terjun pada PLTA.

8. Turbin

Berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanis.

9. Generator

Berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

10. Pengatur bukaan

Berfungsi untuk mengatur besar sudut bukaan pada sudu pengarah.

11. Saklar Motor

Berfungsi untuk menghidupkan atau mematikan arus dan tegangan.

12. Pengatur Kecepatan Motor

Berfungsi untuk mengatur Head masukan turbin.

13. Turbin Inlet

Berfungsi untuk menunjukkan besarnya Head masukan turbin.

14. V-notch

V-notch/ Weir digunakan untuk mengontrol laju aliran air, sehingga debit air

yang melaluinya dapat diatur.

15. Indikator Gaya

Berfungsi untuk mengetahui besarnya gaya yang dihasilkan turbin.

16. Pulsemeter

Sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan yang dipasang pada

kabel keluaran pada poros turbin.

(reff : Laboratorium Thermofluid Teknik Mesin UNDIP)

3.5 PROSEDUR PENGUKURAN

Parameter yang diukur untuk menganalisa Turbin Francis ini adalah Head,

Debit dan Kecepatan Poros.

3.5.1 Pengukuran Torsi

Untuk memberi beban sekaligus mengetahui besarnya beban tersebut maka pada

poros turbin dipasang lengan torsi dan indeks massa yang berfungsi untuk menghitung

besarnya torsi yang dihasilkan. Untuk memberi beban sekaligus mengukur besarnya

beban tersebut pada poros turbin digunakan electronic charging scale.

m

V

A

electronic charging scale

indeks massarotor

Rangkaian Jangkar Rangkaian Beban

Gambar 3.8 Instalasi electronic charging scale

a. Memberi tegangan field dengan memutar pengatur tegangan.

b. Mengatur batang penyeimbang sampai seimbang kembali dengan memutar

screw, membaca besarnya gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas.

c. Menghidupkan saklar beban pertama, kemudian menyeimbangkan kembali

dengan screw, mencatat besarnya gaya.

L

d. Dengan mengalikan gaya yang terbaca dengan jarak L maka didapatkan torsi.

(reff : Jobsheet Praktikum Prestasi Mesin Teknik Mesin UNDIP)

3.5.2 Pengukuran Tinggi Tekanan (Head)

Pengukuran tinggi tekan untuk peralatan ini terdapat tiga manometer, yaitu

untuk mengukur suction head pompa, discharge head pompa dan turbin inlet

head. Manometer ini menggunakan tabung bourdon sebagai peralatan utama.

Untuk penelitian kali ini hanya pengukuran head Turbin Inlet yang digunakan.

3.5.3 Pengukuran Debit

Pembacaan untuk mengukur besarnya debit yang mengalir pada sistem ini

menggunakan V notch/gerbang V. Dengan membaca ketinggian air yang

mengalir melalui gerbang dapat dibaca melalui sight glass. Kemudian dengan

menggunakan gambar dapat kita ketahui besarnya debit dalam m3/menit.

3.5.4 Pengukuran Kecepatan

Untuk mengukur besarnya kecepatan tinggal menghubungkan Pulsemeter,

dengan memasang sensor Pulsemeter dikabel keluaran pada poros turbin.

(reff : Jobsheet Praktikum Prestasi Mesin Teknik Mesin UNDIP)

3.6 PROSEDUR PENGUJIAN

Prosedur pengujian dalam praktikum Turbin Francis adalah sebagai

berikut :

1. Menghidupkan saklar utama.

2. Menghidupkan saklar motor.

3. Mengatur bukaan sudu pengarah.

4. Mengatur head masukan turbin.

5. Menyalakan saklar pembebanan untuk masing-masing variasi jumlah

lampu.

6. Menstabilkan head masukan turbin.

7. Mencatat besarnya tegangan listrik, gaya/pembebanan, tinggi arus

reservoir, kuat arus dan putaran mesin.

8. Melakukan pencatatan untuk variasi head masukan turbin (3, 4 dan 5)

dan variasi banyaknya lampu yang dinyalakan (5, 4, 3, 2, 1, dan 0).

9. Mematikan saklar pembebanan dan kurangi kecepatan putaran pompa,

kemudian atur bukaan sudu pengarah. Ulangi prosedur 1 s/d 8 di atas

untuk variasi bukaan sudu pengarah 100%, 75% dan 50%.

10. Mematikan peralatan.

11. Menulis laporan sementara.

(reff : Jobsheet Praktikum Prestasi Mesin Teknik Mesin UNDIP)

3.7 CONTOH SOAL DAN PENYELESAIAN TURBIN FRANCIS

Contoh Soal dan Penyelesaian Turbin Francis

Di ketahui turbin francis spiral dengan H = 156,5 V= 6 m3/dtk. n = 600

menit-1 ,P = 6000 KW.efisiensi turbin = 0,886. Berapakah nilai kecepatan air

keluar ?

Jawab.

Kecepatan spesifik

nq = n . 75,0HV = 600 . 6,43

5,2

= 34,4 / menit

Faktor yang digunakan adalah :

Hg..2 = 5,156.81,9.2 = 55 m/detik

Pada pengeluaran yang tegak lurus ke dalam pipa hisap, maka c2u = nol dan

2 = 90o , jadi :

Cu1 = 1u

HgT = 5,385,15681,9886,0

= 33,8 m / detik

(Reff: Turbin Pompa dan Kompresor Fritz Dietzel)

3.8 PERHITUNGAN DAN ANALISA

3.8.1. Data Praktikum

( s : 32,5 cm )

No Bukaan H n h V I Jumlah F mH2O rpm mm volt ampere Lampu N1

100%

3

1285 58 0,32 1,89 5 0,062 1300 58 0,4 1,85 4 0,0553 1310 57 0,48 1,74 3 0,054 1322 57 0,8 1,59 2 0,0455 1360 56 1,75 1,11 1 0,0356 1365 55 4,72 0 0 07

4

1596 59 0,45 2,4 5 0,0658 1600 59 0,54 2,4 4 0,0659 1610 59 0,76 2,29 3 0,05510 1625 59 1,37 1,97 2 0,05511 1650 58 2,46 1,29 1 0,0412 1655 58 5,56 0 0 0,0113

5

1850 60 0,54 2,71 5 0,06514 1850 60 0,66 2,67 4 0,06515 1820 65 1,17 2,7 3 0,0716 1850 62 1,88 2,22 2 0,06517 1860 61 3,2 1,47 1 0,05518 1915 60 6,77 0 0 0,015

No Bukaan H n h V Arus Jumlah F mH2O rpm mm volt ampere lampu N1 75% 3 1220 58 0,4 1,85 5 0,0652 1240 58 0,45 1,85 4 0,073 1270 57 0,53 1,8 3 0,0654 1290 57 0,88 1,62 2 0,0655 1280 56 1,58 1,08 1 0,0456 1317 55 4,53 0 0 0,02

74

1580 59 0,45 2,2 5 0,0558 1570 59 0,5 2,19 4 0,0559 1590 59 0,67 2,13 3 0,0510 1609 59 1,13 1,81 2 0,04511 1588 58 2,05 1,19 1 0,0312 1611 57 5,3 0 0 013

5

1845 60 0,5 2,47 5 0,0614 1828 60 0,6 2,4 4 0,0615 1835 60 0,85 2,35 3 0,0616 1847 60 1,53 2,05 2 0,05517 1869 59 2,2 1,36 1 0,04518 1878 59 6,29 0 0 0,015

No Bukaan H n h V Arus Jumlah F mH2O rpm mm volt ampere lampu N1

50%

3

920 55 0,27 1,49 5 0,062 980 50 0,3 1,48 4 0,053 1006 50 0,36 1,45 3 0,0454 1042 49 0,54 1,31 2 0,0455 1100 49 1,22 0,98 1 0,056 1170 48 4,01 0 0 0,0157

4

1340 52 0,34 2,83 5 0,058 1350 52 0,39 2,75 4 0,0559 1358 51 0,5 2,71 3 0,0610 1360 51 0,87 2,25 2 0,0511 1405 50 1,75 1,45 1 0,04512 1445 50 4,79 0 0 0,0213

5

1460 54 0,42 2,57 5 0,05414 1630 54 0,48 2,36 4 0,0615 1646 53 0,7 2,21 3 0,0616 1650 53 1,15 1,88 2 0,05517 1654 52 2,32 1,27 1 0,04518 1730 52 5,6 0 0 0,015

3.8.2. Perhitungan Ralat

Contoh perhitungan ralat :

Datum no. 1 (bukaan 100%, H = 3 mH2O, jumlah lampu = 5)

a. Ralat putaran

n = 1285 rpm

n = 0,5

Ralat Nisbi = n/n . 100 % = 0,5/1285 . 100% = 0,03 %

Keseksamaan = 100% - Ralat Nisbi = 100% - 0,03 % = 99,97 %

b. Ralat Gaya

F = 0,060

F = 0,0005

Ralat Nisbi = F/F . 100 % = 0,0005/0,060 .100% = 0.83 %

Keseksamaan = 100% - Ralat Nisbi = 100% - 0,83% = 99,17%

c. Head

h = 60

5,01.21

==h

%86,0%100.58

5,0%100. ===hhRalatNisbi

%14,99%86,0%100%100 === RalatNisbinKeseksamaa

1. Perhitungan RalatPutaran : n = 0, 5Bukaan 100 %H = 3 H = 4 H = 5No n n

ralat nisbi

keseksamaan

No n n

ralat nisbi

keseksamaan

No n n

ralat nisbi

keseksamaan

rpmrpm % % rpm rpm % % rpm rpm % %

1 1285 0,5 0,04% 99,96% 1 1596 0,5 0,03% 99,97% 1 1850 0,5 0,03% 99,97%2 1300 0,5 0,04% 99,96% 2 1600 0,5 0,03% 99,97% 2 1850 0,5 0,03% 99,97%3 1310 0,5 0,04% 99,96% 3 1610 0,5 0,03% 99,97% 3 1820 0,5 0,03% 99,97%4 1322 0,5 0,04% 99,96% 4 1625 0,5 0,03% 99,97% 4 1850 0,5 0,03% 99,97%5 1360 0,5 0,04% 99,96% 5 1650 0,5 0,03% 99,97% 5 1860 0,5 0,03% 99,97%6 1365 0,5 0,04% 99,96% 6 1655 0,5 0,03% 99,97% 6 1915 0,5 0,03% 99,97%

Bukaan 75%H = 3 H = 4 H = 5No n n

ralat nisbi

keseksamaan

No n n

ralat nisbi

keseksamaan

No n n

ralat nisbi

keseksamaan

rpmrpm % % rpm rpm % % rpm rpm % %

1 1220 0,5 0,04% 99,96% 1 1580 0,5 0,03% 99,97% 1 1845 0,5 0,03% 99,97%2 1240 0,5 0,04% 99,96% 2 1570 0,5 0,03% 99,97% 2 1828 0,5 0,03% 99,97%3 1270 0,5 0,04% 99,96% 3 1590 0,5 0,03% 99,97% 3 1835 0,5 0,03% 99,97%4 1290 0,5 0,04% 99,96% 4 1609 0,5 0,03% 99,97% 4 1847 0,5 0,03% 99,97%5 1280 0,5 0,04% 99,96% 5 1588 0,5 0,03% 99,97% 5 1869 0,5 0,03% 99,97%

6 1317 0,5 0,04% 99,96% 6 1611 0,5 0,03% 99,97% 6 1878 0,5 0,03% 99,97%

Bukaan 50%H = 3 H = 4 H = 5No n n

ralat nisbi

keseksamaan

No n n

ralat nisbi

keseksamaan

No n n

ralat nisbi

keseksamaan

rpm rpm % % rpm rpm % % rpm rpm % %1 920 0,5 0,05% 99,95% 1 1340 0,5 0,04% 99,96% 1 1460 0,5 0,03% 99,97%2 980 0,5 0,05% 99,95% 2 1350 0,5 0,04% 99,96% 2 1630 0,5 0,03% 99,97%3 1006 0,5 0,05% 99,95% 3 1358 0,5 0,04% 99,96% 3 1646 0,5 0,03% 99,97%4 1042 0,5 0,05% 99,95% 4 1360 0,5 0,04% 99,96% 4 1650 0,5 0,03% 99,97%5 1100 0,5 0,05% 99,95% 5 1405 0,5 0,04% 99,96% 5 1654 0,5 0,03% 99,97%6 1170 0,5 0,04% 99,96% 6 1445 0,5 0,03% 99,97% 6 1730 0,5 0,03% 99,97%

Gaya : F = 0,0005Bukaan

100%H = 3 H = 4 H = 5No F F

ralat nisbi

keseksamaan No F F

ralat nisbi

keseksamaan

No F F

ralat nisbi

keseksamaan

Newtonnewto

n % % Newtonnewto

n % % Newtonnewto

n % %

1 0,060,000

5 0,83% 99,17% 1 0,065 0,00050,77

% 99,23% 1 0,0650,000

50,77

% 99,23%

2 0,0550,000

5 0,91% 99,09% 2 0,065 0,00050,77

% 99,23% 2 0,0650,000

50,77

% 99,23%

3 0,050,000

5 1,00% 99,00% 3 0,055 0,00050,91

% 99,09% 3 0,070,000

50,71

% 99,29%

4 0,0450,000

5 1,11% 98,89% 4 0,055 0,00050,91

% 99,09% 4 0,0650,000

50,77

% 99,23%

5 0,0350,000

5 1,43% 98,57% 5 0,04 0,00051,25

% 98,75% 5 0,0550,000

50,91

% 99,09%

6 00,000

5 0% 100,00% 6 0,01 0,00055,00

% 95,00% 6 0,0150,000

53,33

% 96,67%

Bukaan 75%H = 3 H = 4 H = 5No F F

ralat nisbi

keseksamaan

No F F

ralat nisbi

keseksamaan

No F F

ralat nisbi

keseksamaan

Newtonnewto

n % % Newtonnewto

n % % Newtonnewto

n % %

1 0,0650,000

5 0,77% 99,23% 10,055 0,000

5 0,91% 99,09% 10,06 0,000

5 0,83% 99,17%

2 0,070,000

5 0,71% 99,29% 20,055 0,000

5 0,91% 99,09% 20,06 0,000

5 0,83% 99,17%

30,065 0,000

5 0,77% 99,23% 3 0,050,000

5 1,00% 99,00% 3 0,060,000

5 0,83% 99,17%

40,065 0,000

5 0,77% 99,23% 4 0,0450,000

5 1,11% 98,89% 4 0,0550,000

5 0,91% 99,09%

5 0,0450,000

5 1,11% 98,89% 5 0,030,000

5 1,67% 98,33% 5 0,0450,000

5 1,11% 98,89%

6 0,020,000

5 2,50% 97,50% 6 00,000

5 0% 100,00% 6 0,0150,000

5 3,33% 96,67%

Bukaan 50%H = 3 H = 4 H = 5No F F

ralat nisbi

keseksamaan

No F F

ralat nisbi

keseksamaan

No F F

ralat nisbi

keseksamaan

Newtonnewto

n % % Newtonnewto

n % % Newtonnewto

n % %

1 0,060,000

5 0,83% 99,17% 1 0,050,000

5 1,00% 99,00% 1 0,0540,000

5 0,93% 99,07%

2 0,050,000

5 1,00% 99,00% 2 0,0550,000

5 0,91% 99,09% 20,06 0,000

5 0,83% 99,17%

3 0,0450,000

5 1,11% 98,89% 3 0,060,000

5 0,83% 99,17% 30,06 0,000

5 0,83% 99,17%

4 0,0450,000

5 1,11% 98,89% 4 0,050,000

5 1,00% 99,00% 4 0,0550,000

5 0,91% 99,09%

5 0,050,000

5 1,00% 99,00% 5 0,0450,000

5 1,11% 98,89% 5 0,0450,000

5 1,11% 98,89%

6 0,0150,000

5 3,33% 96,67% 6 0,020,000

5 2,50% 97,50% 6 0,0150,000

5 3,33% 96,67%

Ketinggian : h = 0,Bukaan 100 %H = 3 H = 4 H = 5No h h

ralat nisbi

keseksamaan

No h h

ralat nisbi

keseksamaan

No h h

ralat nisbi

keseksamaan

mm mm % % mm mm % %No mm mm % %

1 58 0,5 0,86% 99,14% 1 59 0,5 0,85% 99,15% 1 60 0,5 0,83% 99,17%2 58 0,5 0,86% 99,14% 2 59 0,5 0,85% 99,15% 2 60 0,5 0,83% 99,17%3 57 0,5 0,88% 99,12% 3 59 0,5 0,85% 99,15% 3 65 0,5 0,77% 99,23%4 57 0,5 0,88% 99,12% 4 59 0,5 0,85% 99,15% 4 62 0,5 0,81% 99,19%5 56 0,5 0,89% 99,11% 5 58 0,5 0,86% 99,14% 5 61 0,5 0,82% 99,18%6 55 0,5 0,91% 99,09% 6 58 0,5 0,86% 99,14% 6 60 0,5 0,83% 99,17%

Bukaan 75%H = 3 H = 4 H = 5No h h

ralat nisbi

keseksamaan

No h h

ralat nisbi

keseksamaan

No h h

ralat nisbi

keseksamaan

mm mm % % mm mm % % mm mm % %1 58 0,5 0,86% 99,14% 1 59 0,5 0,85% 99,15% 1 60 0,5 0,83% 99,17%2 58 0,5 0,86% 99,14% 2 59 0,5 0,85% 99,15% 2 60 0,5 0,83% 99,17%3 57 0,5 0,88% 99,12% 3 59 0,5 0,85% 99,15% 3 60 0,5 0,83% 99,17%4 57 0,5 0,88% 99,12% 4 59 0,5 0,85% 99,15% 4 60 0,5 0,83% 99,17%

5 56 0,5 0,89% 99,11% 5 58 0,5 0,86% 99,14% 5 59 0,5 0,85% 99,15%6 55 0,5 0,91% 99,09% 6 57 0,5 0,88% 99,12% 6 59 0,5 0,85% 99,15%

Bukaan 50%H = 3 H = 4 H = 5No h h

ralat nisbi

keseksamaan

No h h

ralat nisbi

keseksamaan

No h h

ralat nisbi

keseksamaan

mm mm % % mm mm % % mm mm % %1 55 0,5 0,91% 99,09% 1 52 0,5 0,96% 99,04% 1 54 0,5 0,93% 99,07%2 50 0,5 1,00% 99,00% 2 52 0,5 0,96% 99,04% 2 54 0,5 0,93% 99,07%3 50 0,5 1,00% 99,00% 3 51 0,5 0,98% 99,02% 3 53 0,5 0,94% 99,06%4 49 0,5 1,02% 98,98% 4 51 0,5 0,98% 99,02% 4 53 0,5 0,94% 99,06%5 49 0,5 1,02% 98,98% 5 50 0,5 1,00% 99,00% 5 52 0,5 0,96% 99,04%6 48 0,5 1,04% 98,96% 6 50 0,5 1,00% 99,00% 6 52 0,5 0,96% 99,04%

3.8.3. Tabel Perhitungan

a. Tabel Perhitungan untuk bukaan 100 %

No Bukaan H n h V I Jumlah F Torsi Q Pel BHP WHP T e G

mH2O rpm mm volt ampere Lampu N Nm m3/s Watt W W Turbin Total Generator

1100%

3

1285 58 0,32 1,89 5 0,060 0,0200,0011

76 0,60482,62

334,60

07,58

%1,75

%23,06

%2 1300 58 0,4 1,85 4 0,055 0,018

0,001176 0,7400

2,432

34,600

7,03%

2,14%

30,43%

3 1310 57 0,48 1,74 3 0,050 0,0160,0011

3 0,83522,22

833,26

06,70

%2,51

%37,48

%4 1322 57 0,8 1,59 2 0,045 0,015

0,00113 1,2720

2,024

33,260

6,08%

3,82%

62,86%

5 1360 56 1,75 1,11 1 0,035 0,0110,0010

86 1,94251,61

931,95

05,07

%6,08

%119,97

%6 1365 55 4,72 0 0 0 0

0,001042 0 0

30,670 0% 0% 0%

74

1596 59 0,45 2,4 5 0,065 0,0210,0012

22 1,08003,52

947,95

87,36

%2,25

%30,60

%8 1600 59 0,54 2,4 4 0,065 0,021

0,001222 1,2960

3,538

47,958

7,38%

2,70%

36,63%

9 1610 59 0,76 2,29 3 0,055 0,0180,0012

22 1,74043,01

247,95

86,28

%3,63

%57,78

%10 1625 59 1,37 1,97 2 0,05

50,018 0,0012

222,6989 3,04

047,95

86,34

%5,63

%88,77

%

11 1650 58 2,46 1,29 1 0,040 0,0130,0011

76 3,17342,24

546,13

34,87

%6,88

%141,35

%12 1655 58 5,56 0 0 0,010 0,003

0,001176 0

0,563

46,133

1,22% 0% 0%

13

5

1850 60 0,54 2,71 5 0,065 0,0210,0012

7 1,46344,09

162,27

96,57

%2,35

%35,78

%14 1850 60 0,66 2,67 4 0,065 0,021

0,00127 1,7622

4,091

62,279

6,57%

2,83%

43,08%

15 1820 65 1,17 2,7 3 0,070 0,0230,0015

23 3,15904,33

474,69

05,80

%4,23

%72,89

%16 1850 62 1,88 2,22 2 0,065 0,021

0,001368 4,1736

4,091

67,092

6,10%

6,22%

102,03%

17 1860 61 3,2 1,47 1 0,055 0,0180,0013

18 4,70403,48

064,66

15,38

%7,27

%135,18

%18 1915 60 6,77 0 0 0,015 0,005

0,00127 0

0,977

62,279

1,57% 0% 0%

b. Tabel Perhitungan untuk bukaan 75 %

No Bukaan H n h V Arus Jumlah F Torsi Q Pel BHP WHP T e G

mH2O rpm mm volt ampere lampu N Nm m3/s Watt W W Turbin Total Generator

175%

3

1220 58 0,4 1,85 5 0,065 0,0210,0011

76 0,74002,69

834,600

7,80%

2,14%

27,43%

2 1240 58 0,45 1,85 4 0,070 0,0230,0011

76 0,83252,95

334,600

8,53%

2,41%

28,20%

3 1270 57 0,53 1,8 3 0,065 0,0210,0011

3 0,95402,80

833,260

8,44%

2,87%

33,97%

4 1290 57 0,88 1,62 2 0,065 0,0210,0011

3 1,42562,85

233,260

8,58%

4,29%

49,98%

5 1280 56 1,58 1,08 1 0,045 0,0150,0010

86 1,70641,95

931,950

6,13%

5,34%

87,09%

6 1317 55 4,53 0 0 0,020 0,0070,0010

42 00,89

630,670

2,92% 0% 0%

7

4

1580 59 0,45 2,2 5 0,055 0,0180,0012

22 0,99002,95

647,958

6,16%

2,06%

33,49%

8 1570 59 0,5 2,19 4 0,055 0,0180,0012

22 1,09502,93

747,958

6,12%

2,28%

37,28%

9 1590 59 0,67 2,13 3 0,050 0,0160,0012

22 1,42712,70

447,958

5,64%

2,98%

52,77%

10 1609 59 1,13 1,81 2 0,045 0,0150,0012

22 2,04532,46

347,958

5,14%

4,26%

83,04%

11 1588 58 2,05 1,19 1 0,030 0,0100,0011

76 2,43951,62

146,133

3,51%

5,29%

150,53%

12 1611 57 5,3 0 0 0 00,0011

3 0 044,347 0% 0% 0%

13 5 1845 60 0,5 2,47 5 0,060

0,020 0,00127

1,2350 3,766

62,279

6,05%

1,98%

32,80%

14 1828 60 0,6 2,4 4 0,060 0,0200,0012

7 1,44003,73

162,279

5,99%

2,31%

38,60%

15 1835 60 0,85 2,35 3 0,060 0,0200,0012

7 1,99753,74

562,279

6,01%

3,21%

53,33%

16 1847 60 1,53 2,05 2 0,055 0,0180,0012

7 3,13653,45

662,279

5,55%

5,04%

90,77%

17 1869 59 2,2 1,36 1 0,045 0,0150,0012

22 2,99202,86

159,948

4,77%

4,99%

104,58%

18 1878 59 6,29 0 0 0,015 0,0050,0012

22 00,95

859,948

1,60% 0% 0%

c. Tabel Perhitungan untuk bukaan 50 %

No Bukaan H n h V Arus Jumlah F Torsi Q Pel BHP WHP T e G

mH2O rpm mm volt ampere lampu N Nm m3/s Watt W W Turbin Total Generator

150%

3

920 55 0,27 1,49 5 0,060 0,0200,0010

4 0,40231,87

830,67

06,12

%1,31

%21,42

%2 980 50 0,3 1,48 4 0,050 0,016

0,00084 0,4440

1,667

24,702

6,75%

1,80%

26,64%

3 1006 50 0,36 1,45 3 0,045 0,0150,0008

4 0,52201,54

024,70

26,23

%2,11

%33,90

%4 1042 49 0,54 1,31 2 0,045 0,015

0,00080 0,7074

1,595

23,595

6,76%

3,00%

44,35%

5 1100 49 1,22 0,98 1 0,050 0,0160,0008

0 1,19561,87

123,59

57,93

%5,07

%63,90

%6 1170 48 4,01 0 0 0,015 0,005

0,00077 0

0,597

22,516

2,65% 0% 0%

7

4

1340 52 0,34 2,83 5 0,050 0,0160,0009

18 0,96222,27

936,00

46,33

%2,67

%42,22

%8 1350 52 0,39 2,75 4 0,055 0,018

0,000918 1,0725

2,526

36,004

7,02%

2,98%

42,46%

9 1358 51 0,5 2,71 3 0,060 0,0200,0008

78 1,35502,77

234,45

18,05

%3,93

%48,89

%10 1360 51 0,87 2,25 2 0,050 0,016

0,000878 1,9575

2,313

34,451

6,71%

5,68%

84,63%

11 1405 50 1,75 1,45 1 0,045 0,0150,0008

39 2,53752,15

132,93

76,53

%7,70

%117,98

%12 1445 50 4,79 0 0 0,020 0,007

0,000839 0

0,983

32,937

2,98% 0% 0%

13 5 1460 54 0,42 2,57 5 0,054

0,018 0,00100

1,0794 2,682

49,030

5,47%

2,20%

40,25%

14 1630 54 0,48 2,36 4 0,060 0,0200,0010

0 1,13283,32

749,03

06,79

%2,31

%34,05

%15 1646 53 0,7 2,21 3 0,060 0,020

0,00096 1,5470

3,359

46,993

7,15%

3,29%

46,05%

16 1650 53 1,15 1,88 2 0,055 0,0180,0009

6 2,16203,08

746,99

36,57

%4,60

%70,04

%17 1654 52 2,32 1,27 1 0,045 0,015

0,00092 2,9464

2,532

45,005

5,63%

6,55%

116,37%

18 1730 52 5,6 0 0 0,015 0,0050,0009

2 00,88

345,00

51,96

% 0% 0%

3.8.4 Analisa Perhitungan

Data diambil dari data no 7, dimana data no. 7, percobaan pada bukaan

100%, H = 3 mH2O, jumlah lampu = 5.

1. Datum no. 7 (bukaan 100%, H = 4 mH2O, jumlah lampu = 5)

a. Debit Aliran (Q)

Gambar 3.9. Grafik Kalibrasi Weirs

Dari grafik kalibrasi weirs didapat ; ( ) 2702,2610.7 xy = Dimana y = Q (m3/menit)

x = h (mm)

Maka untuk h = 59 mm

( )601.59.10.7 2702,26=Q

0,00122=Q m3/s

Daya Air (WHP)

WHP = .g.Q.H

Dimana :

= 1000 kg/m3

g = 9,81 m/s2

Q = 0,00122 m3/s

H = 4 mH2O

Sehingga ms

msm

mkgWHP 4.00122,0.81,9.1000

3

23=

wattWHP 47,958=

Torsi (T)

sFT .=

Dimana F = 0,065 N

s = 32,5 cm = 0,325 m

maka T = 0,065 x 0,325 = 0,021 Nm

Daya Turbin (BHP)

BHP = 60

...2 Tnpi

= 60

0,021.1596.14,3.2

= 3,529 watt

Daya Listrik (PEL)

Pel = Vj.Ij = 0,45volt . 2,40 A

= 1.08 watt

Efisiensi Generator

G = BHPPel

X 100 %

= 529,308,1

x 100 %

= 30,60 %

Efisiensi Turbin

T = daya mekanik / daya air .100%

= WHPBHP

x 100 %

= 958,47529,3

x 100%

= 7,36 %

Efisiensi total

e = WHPPel

x 100 %

= 958,4708,1

x 100 %

= 2,25 %

3.8.5 Grafik dan Analisa Grafik

a. Grafik Hubungan n-Q

Gambar 3.11 Grafik Hubungan n-Q pada H=3 mH2O dengan variasi bukaan vane

Pada grafik digambarkan bukaan sudu 100% dengan warna biru, bukaan

sudu 75% dengan warna merah dan bukaan sudu 50% dengan warna hijau.

Dengan mengetahui nilai n (rpm) dan debit (Q) maka akan diketahui titik dan

korelasinya. Titik pada grafik menunjukkan beban lampu, titik pertama beban 5

lampu, titik kedua beban 4 lampu, titik ketiga beban 3 lampu, titik keempat

beban 2 lampu, titik kelima beban 1 lampu, dan titik keenam tidak ada beban

lampu.

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa pada masing-masing bukaan

terdapat kecenderungan menurun. Misal pada bukaan 100%, jika nilai rpm

turbin naik maka nilai debit dari inlet masuk turbin akan turun. Pada bukaan

yang lainnya pun juga memiliki kecenderungan seperti itu. Hubungan ini bisa

didapat dari skema sistem seperti:

Gambar 3.12 Skema sistem pengujian turbin francis

WHP turbin = .g.Q.H WHP pompa = .g.Q.H

BHP turbin = 60

...2 Tnpi BHP pompa = 60

...2 Tnpi

Dalam sistem pengujian turbin francis ditentukan bahwa daya listrik dari

generator yang tersalurkan pada lampu adalah tetap. Ketika beban lampu ada 5

buah, maka semua daya akan tersalurkan pada lampu tersebut. Tapi ketika beban

lampu hanya 4 lampu, maka sisa daya dari generator akan dikonversikan ke

poros turbin sehingga putaran (rpm) turbin akan meningkat. Padahal selain daya

juga tetap, head pada pompa juga dijaga tetap. Karena itulah debit pada inlet

masuk turbin akan menurun nilainya.

Pada bukaan sudu 100% dan 75% terdapat anomali yaitu pada titik 4

lampu dan titik 2 lampu nilai debit (m3/s) dari inlet turbin tetap, hal ini

disebabkan oleh adanya parameter-parameter yang kadang tidak konstan seperti

torsi. Sedangkan pada bukaan sudu 50% terdapat anomali yaitu pada titik 3

lampu yang mengalami peningkatan nilai debit (m3/s), hal ini disebabkan oleh

adanya parameter-parameter yang kadang tidak konstan seperti putaran (rpm).

b. Grafik Hubungan n-T

Gambar 3.13 Grafik Hubungan n-T pada H=3 mH2O dengan variasi bukaan vane

Pada grafik digambarkan bukaan sudu 100% dengan warna biru, bukaan

sudu 75% dengan warna merah dan bukaan sudu 50% dengan warna hijau.

Dengan mengetahui nilai putaran (rpm) dari turbin dan torsi (N.m) dari inlet

turbin maka akan diketahui korelasinya. Titik pada grafik menunjukkan beban

lampu, titik pertama beban 5 lampu, titik kedua beban 4 lampu, titik ketiga

beban 3 lampu, titik keempat beban 2 lampu, titik kelima beban 1 lampu, dan

titik keenam tidak ada beban lampu.

Semakin banyak nyala lampu pembebanan, maka gaya semakin besar

sehingga torsi juga besar. Sedangkan putarannya semakin kecil. Pada bukaan

yang lainnya pun juga memiliki kecenderungan serupa dikarenakan torsi dan

nilai putaran (rpm) memiliki hubungan berbanding terbalik sesuai dengan

rumus:

BHP turbin = 60...2 Tnpi

=

Pada grafik diatas terdapat anomali pada bukaan 50% dititik lampu ke 3,

titik lampu ke 2 dan titik lampu ke1 nilai torsi meningkat . pada bukaan 75%

juga terdapat anomali dimana pada titik lampu ke 2 nilai Torsinya (N.m) tetap.

Hal ini disebabkan oleh adanya parameter-parameter yang tidak konstan seperti

nilai putaran (rpm).

c. Grafik Hubungan n-WHP

Gambar 3.14 Grafik Hubungan n-WHP pada H=3 mH2O dengan variasi bukaan vane

Pada grafik hubungan antara putaran dengan daya hidrolisis air (WHP)

digambarkan bukaan sudu 100% dengan warna biru, bukaan sudu 75% dengan

warna merah dan bukaan sudu 50% dengan warna hijau. Seperti halnya pada

grafik n-Q, besarnya WHP dipengaruhi oleh debit (Q), semakin besar debit

maka akan semakin besar nilai WHP. Pada bukaan 100% akan lebih besar nilai

WHP dibanding dengan bukaan 75% dan 50%. Berdasarkan grafik di atas

bahwa semakin kecil putaran turbin maka semakin besar nilai WHP-nya.

Pada bukaan sudu 100% dan 75% terdapat anomali yaitu pada titik 4

lampu dan titik 2 lampu nilai WHP (watt) dari inlet turbin tetap, hal ini

disebabkan oleh adanya parameter-parameter yang kadang tidak konstan seperti

torsi. Sedangkan pada bukaan sudu 50% terdapat anomali yaitu pada titik 3

lampu nilai WHP (watt) dari turbin mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan

oleh adanya parameter-parameter yang tidak konstan seperti nilai debit (m3/s).

d. Grafik Hubungan H- t

Gambar 3.15 Grafik Hubungan H-t pada Lampu 5 dengan variasi bukaan vane

Pada grafik digambarkan bukaan sudu 100% dengan warna biru, bukaan

sudu 75% dengan warna merah dan bukaan sudu 50% dengan warna hijau.

Dengan mengetahui nilai head pompa (m) dan t (%) dari turbin maka akan diketahui korelasinya.

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa pada masing-masing bukaan

terdapat kecenderungan menurun. Misal pada bukaan 100%, jika nilai head

pompa (m) naik dan t (%) dari turbin naik. Hal ini dikarenakan nilai putaran (rpm) yang berubah sangat drastis, dari nilai 1285 rpm head 3, lalu 1596 rpm

head 4, dan 1850 rpm head 5. Pada bukaan yang lainnya pun juga memiliki

kecenderungan serupa.

Pada grafik diatas terdapat anomali pada bukaan 50%, dimana Efisiensi

turbin ( t) pada titik head 4 mH2O mengalami peningkatan dibanding pada titik head 3 mH2O. Hal ini disebabkan oleh perubahan nilai n (rpm) yang tidak tajam.

e. Grafik Hubungan H- t

Gambar 3.16 Grafik Hubungan H-t pada Lampu 1 dengan variasi bukaan vane

Pada grafik digambarkan bukaan sudu 100% dengan warna biru, bukaan

sudu 75% dengan warna merah dan bukaan sudu 50% dengan warna hijau.

Dengan mengetahui nilai head pompa (m) dan t (%) dari turbin maka akan diketahui korelasinya.

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa pada masing-masing bukaan

terdapat kecenderungan menurun . Misal pada bukaan 50%, jika nilai head

pompa (m) naik dan t (%) dari turbin naik. Hal ini dikarenakan nilai putaran (rpm) yang berubah sangat drastis, dari nilai 1280 rpm head 3, lalu 1588 rpm

head 4, dan 1869 rpm head 5. Pada bukaan yang lainnya pun juga memiliki

kecenderungan serupa.

Pada bukaan sudu 100% terdapat anomali yaitu pada head 5, nilai t (%) turbin meningkat. Sedangkan pada bukaan sudu 75% yaitu pada head 5, nilai t (%) turbin meningkat, daripada head 4. Hal ini disebabkan oleh perubahan nilai

n yang tidak tajam.

f. Grafik Isoefisiensi

Gambar 3.17 Grafik Isoefisiensi H = 4 mH2O

Isoefisiensi pada grafik ini merupakan perpotongan titik antara nilai

efisiensi-efisiensi yang sama pada grafik hubungan debit (m3/s) dan putaran

(rpm) pada nilai head yang sama yaitu 4 mH2O tetapi pada bukaan yang

berbeda. Bukaan divariasikan yaitu bukaan sudu 100% dengan warna biru,

bukaan sudu 75% dengan warna merah dan bukaan sudu 50% dengan warna

hijau.

Nilai isoefisiensi pada grafik diatas semakin naik, ini menunjukkan

bahwa nilai efisiensi yang terbaik adalah pada bukaan 100%. Grafik Isoefisiensi

untuk efisiensi 6,33% pada bukaan 100%, 75%, dan 50% digambarkan dengan

warna kuning. Garis lengkung menandakan efisiensi. Garis efisiensi yang

terbentuk ada yang menyimpang, yang disebabkan kurang akuratnya pada

pembacaan skala.

Pada efisiensi bukaan 50% mampu menghidupkan 5 lampu, bukaan 75%

mampu menghidupkan 5 lampu, sedangkan bukaan 100% hanya mampu

menghidupkan 3 lampu. Karena itu pada bukaan 100% agar mampu

menghidupkan 5 lampu, nilai efisiensinya harus dinaikkan.

3.9 Kesimpulan dan Saran

3.9.1 Kesimpulan

1. Persentase vane bukaan 100% akan menghasilkan daya yang lebih besar

dibandingkan dengan persentase vane bukaan 75% dan 50 %

2. Torsi yang lebih besar akan menghasilkan daya yang lebih besar

3. Effisiensi turbin tertinggi terjadi pada

H = 4 mH2O dengan efisiensi 8,58% pada bukaan 100 % Q = 0,00113 m3/sT = 0,021 N.mBHP = 2,852 WattWHP = 33,260 Watt

4. PEL maksimum terjadi pada :

H = 5 mH2O dengan PEL 4,7040 watt pada bukaan 100% ,V = 3,2 VoltI = 1,47 Ampere

5. Nilai gaya bertambah sebanding dengan bertambahnya lampu dikarnakan

daya keluaran turbin yang dibutuhkan tergantung besarnya nilai arus (I) dan

hambatan (R)

3.9.2 Saran

1. Agar mesin tetap stabil sebaiknya di tambah stabilizer

2. Kurangnya kalibrasi pada alat ukur dan mesinnya, karna pada suatu

pengukuran kesalahan dengan selisih 0,01 akan berpengaruh besar pada

pengukuran torsi dan effisiensi

3. Karena percobaan manual maka praktikan harus benar benar teliti, agar

kesalahan dalam perhitungan dapat dihindari.

4. Praktikan harus lebih berhati hati dalam melakukan pembacaan gaya

(F) dan head (H) sehingga didapatkan hasil pengamatan yang benar.

5. Setelah melaksanakan praktikum hendak membersihkan peralatan dan

perlengkapan dengan tertib.