BAB I

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDalam bangunan PLTA, terdapat saluran-saluran yang merupakan komponen

dari bangunan PLTA tersebut yang berguna untuk mengalirkan air dari bangunan air yang satu ke bangunan air selanjutnya. Dalam saluran tersebut tentunya dibutuhkan perhitungan untuk menentukan dimensinya agar sesuai dengan debit air yang ada. Selain itu ukuran saluran yang sesuai dengan debit yang ada merupakan saluran yang ekonomis, efektif dan efisien.

Untuk menentukan diameter saluran yang sesuai, dibutuhkan perhitungan dengan rumus – rumus yang telah ada. Oleh karena itu perlu adanya perhitungan yang cermat mengenai besarnya debit sungai yang terjadi dan berapa besarnya bangunan-bangunan air yang ada untuk menanpung air tersebut.

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang muncul yakni :1.2.1 Bangunan air apa sajakah yang merupakan bagian dari bangunan PLTA?1.2.2 Apa saja fungsi dari bangunan tersebut?1.2.3 Bagaimana rumus-rumus perhitungan yang digunakan untuk setiap

bangunan yang ada?

1.3 TujuanMelihat dari rumusan masalah yang dikemukakan, maka tujuan dari penulisan

ini yaitu untuk mengetahui :1.3.1 Bangunan air yag merupakan bagian dari banguna PLTA1.3.2 Fungsi dari setiap bangunan yang ada1.3.3 Rumus-rumus perhitungan yang digunkan untuk setiap bangunan yang ada.

Bangunan Tenaga AirSiti Ai Nurhayati 1005315

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 WadukWaduk menurut pengertian umum adalah tempat pada permukaan tanah yang

digunakan untuk menampung air saat terjadi kelebihan air / musim penghujan sehingga air itu dapat dimanfaatkan pada musim kering. Sumber air waduk terutama berasal dari aliran permukaan dtambah dengan air hujan langsung. Waduk dapat dimanfaatkan antara lain sebagai berikut :1. Irigasi

Pada saat musim penghujan, hujan yang turun di daerah tangkapan air sebagian besar akan mengalir ke sungai. Kelebihan air yang terjadi dapat di tampung waduk sebagai persediaan sehingga pada saat musim kemarau tiba air tersebut dapat digunakan untuk berbagai keperluan antara lain irigasi lahan pertanian.

2. PLTADalam menjalankan fungsinya sebagai PLTA, waduk dikelola untuk mendapatkan kapasitas listrik yang dibutuhkan. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah suatu system pembangkit listrik yang biasanya terintegrasi dalam bendungan dengan memanfaatkan energi mekanis aliran air untuk memutar turbin yang kemudian akan diubah menjadi tenaga listrik oleh generator.

3. Penyediaan Air BakuAir baku adalah air bersih yang dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air minum dan air rumah tangga. Waduk selain sebagai sumber pengairan persawahan juga dimanfaatkan sebagai sumber penyediaan air baku untuk bahan baku air minum dan air rumah tangga. Air yang dipakai harus memenuhi persyaratan sesuai kegunaannya.

A. Klasifikasi dan penggunaan wadukBerdasarkan fungsinya, waduk diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu :1. Waduk ekaguna (single purpose)

Waduk eka guna adalah waduk yang dioperasikan untuk memenuhi satu kebutuhan saja, misalnya untuk kebutuhan air irigasi, air baku atau PLTA. Pengoperasian waduk eka guna lebih mudah dibandingkan dengan waduk multi guna dikarenakan tidak adanya konflik kepentingan di dalam. Pada waduk eka guna pengoperasian yang dilakukan hanya mempertimbangkan pemenuhan satu kebutuhan.


3

2. Waduk multiguna (multi purpose)Waduk multi guna adalah waduk yang berfungsi untuk memenuhi berbagai kebutuhan, misalnya waduk untuk memenuhi kebutuhan air, irigasi, air baku dan PLTA. Kombinasi dari berbagai kebutuhan ini dimaksudkan untuk dapat mengoptimalkan fungsi waduk dan meningkatkan kelayakan pembangunan suatu waduk.

B. Karakteristik wadukKarakteristik suatu waduk merupakan bagian pokok dari waduk yaitu

volume hidup (live storage), volume mati (dead storage), tinggi muka ai (TMA) maksimum, TMA minimum, tinggi mercu bangunan pelimpah berdasarkan debit rencana.

Dari karakteristik fisik waduk tersebut didapatkan hubungan antara elevasi dan volume tampungan yang disebut juga liku kapasitas waduk. Liku kapasitas tampungan waduk merupakan data yang menggambarkan volume tampungan air di dalam waduk pada setiap ketinggian muka air.

C. Istilah dan definisi1. Debit aliran

adalah volume air yang mengalir melalui penampang melintang sungai atau saluran dalam satuan waktu tertentu.

2. Kapasitas tampunganadalah kemampuan suatu waduk menampung sejumlah air sampai pada tinggi normal.

3. Tampungan efektifadalah kemampuan suatu waduk menampung sejumlah air sampai pada tinggi normal.

4. Tampungan matiadalah suatu wadah atau tempat yang terletak dibawah TMA minimum. Wadah tersebut direncanakan sebagai kantong Lumpur.

5. Tinggi muka airadalah tinggi muka air waduk yang dapat diketahui dengan cara melihat pada alat ukur ketinggian yang terpasang pada tepi waduk. TMA waduk biasanya berkaitan/dihubungkan dengan volume atau luas permukaan waduk atau danau.


4

6. Tinggi minimumadalah elevasi muka air terendah dari suatu waduk. Pada elevasi ini waduk sudah tidak dapat dioperasikan lagi. Satuan yang umum dipakai adalah meter (m).

7. Tinggi normaladalah elevasi muka air sampai elevasi mercu (m).

8. Volume wadukadalah sejumlah volume air yang tertampung dalam suatu waduk pada TMA tertentu. Satuan yang dipergunakan biasanya dalam juta meter kubik (106 m3).

9. Kurva TMA – luas permukaan wadukadalah garis lengkung yang menggambarkan hubungan antara TMA waduk dengan luas permukaan waduk.

10. Kurva TMA – volume tampunganadalah garis lengkung yang menggambarkan hubungan antara TMA waduk dengan volume waduk.

11. Luas genanganadalah luas permukaan air yang tergenang dalam suatu waduk.

12. Tahun normaladalah debit air masuk merupakan debit rata-rata dari data pengamatan yang terjadi, yang deviasinya berkisar antara nilai rata-rata+ y σ sampai - y σ suatu ambang dimana nilai σ adalah standar deviasinya dan y adalah suatu besaran yang tergantung dari resikon dan tingkat akurasi yang diinginkan.

13. Tahun basahadalah debit air masuk pada tahun basah dinyatakan dengan besarnya debit diatas nilai rata-rata ditambah dengan τ y.

14. Tahun keringadalah debit air masuk pada tahun kering dinyatakan dengan besarnya debit dibawah nilai rata-rata dikurangi dengan τ y.


5

2.2 PLTADalam PLTA, potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga listrik. Mula-

mula tenaga air dikonversikan menjadi tenaga mekanik oleh turbin air, kemudian turbin air memutar generator yang membangkitkan tenaga listrik.

Gambar 2.1 Proses konversi energi dalam PLTA

A. Klasifikasi PLTAPLTA dapat diklasifikasikan sebagai berikut (Patty,1995) :1. Pembagian secara teknis

PLTA secara teknis dibagi lagi manjadi :a. PLTA yang menggunakan air sungai atau wadukb. PLTA yang menggunakan air yang telah dipompa ke suatu reservoir

yang letaknya lebih tinggic. PLTA yang menggunakan pasang surut air lautd. PLTA yang menggunakan energi ombak

2. Pembagian menurut kapasitasPLTA menurut kapasitas dibagi lagi manjadi :a. PLTA mikro yaitu dengan daya hingga 99 kWb. PLTA kapasitas rendah yaitu dengan daya 100 hingga 999 kWc. PLTA kapasitas sedang yaitu dengan daya 1000 hingga 9999 kWd. PLTA kapasitas tinggi yaitu dengan daya diatas 10.000 kW

3. Pembagian menurut tinggi jatuhnya airPLTA menurut tinggi jatuhnya air dibagi lagi manjadi :a. PLTA dengan tekanan rendah, H < 15 m


6

b. PLTA dengan tekanan sedang, H = 15 hingga 50 mc. PLTA dengan tekanan tinggi, H > 50 m

B. Perencanaan PLTADalam bangunan PLTA terdapat bangunan lain yang menjadi komponen

penyusunnya, mualai dari diambilnya air ari sungai sampai air dikeluarkan lagi ke aliran sungai.

Berikut ini merupakan gambaran dari bangunan air yang menjadi komponen penyusun PLTA :

Gambar 2.2 Sketsa bangunan PLTA

1. Bangunan Pengambilan (Intake)Bangunan intake adalah suatu bangunan pada bendungan yang berfungsi

sebagai penyadap aliran sungai, mengatur pemasukan air dan sedimen serta menghindarkan sedimen dasar sungai dan sampah masuk ke intake. Fungsi bangunan ini dalam perencanaan PLTA adalah untuk membelokkan aliran air dari sungai dalam jumlah yang diinginkan untuk kebutuhan PLTA. Letak intake diatur sedekat mungkin dengan bangunan pembilas, dan merupakan satu kesatuan dengan pembilas serta tidak menyulitkan penyadapan aliran


7

dan tidak menimbulkan pengendapan sedimen dan turbulensi aliran diudik intake. Letak Intake diatur sedemikian rupa supaya berada ditikungan luar aliran, sehingga pada keadaan banjir angkutan sedimen dasar yang mendekat keintake akan terlempar ketikungan dalam menjauhi intake.

Macam – macam intake yaitu :1. Intake biasa yaitu intake dengan pintu berlubang satu atau lebih dan

dilengkapi dengan pintu dinding banjir, lebar satu pintu tidak lebih dari 2,5 m dan diletakkan dibagian udik.

2. Intake gorong – gorong yaitu intake tanpa pintu dibagian udik, pintu – pintu diletakkan dibagian hilir gorong – gorong, lubang intake lebih dari dengan lebar masing – masing lubang tidak kurang dari 2,5 m.

3. Intake frontal diletakkan ditembok pangkal, jauh dari bangunan pembilas/bendung.

Lebar dan tinggi lubang intake dimensi lubang penyadap aliran harus ditentukan berdasarkan kebutuhan air maksimum, baik untuk pemasokan kebutuhan air maupun untuk pembilasan sedimen dikantong sedimen. Besarnya bukaan pintu tergantung dengan kecepatan aliran masuk yang diinginkan. Kecepatan ini tergantung pada ukuran butir bahan yang diangkut.

Kapasitas pengambilan harus sekurang-kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan (dimension requirement) guna menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek. Bila bangunan pengambilan mempunyai bukaan lebih dari satu, maka pilar sebaiknya dimundurkan untuk menciptakan kondisi aliran masuk yang lebih mulus.

Adapun rumus untuk menghitung debit rencana pada intake yaitu :Qn=1,2∗Q

Qn=μ∗a∗b∗√2∗g∗zDimana :Qn = debit rencana (m3/det)Q = kebutuhan air (m3/det) = koefisien debita = tinggi bukaan (m)b = lebar bukaan (m)g = gaya gravitasi = 9,81 m/det2 z = kehilangan tinggi energi pada bukaan antara 0,15–0,30 m


8

Gambar 2.3 Potongan melintang bangunan pengambilan

2. Saluran Kantong LumpurKantong lumpur merupakan pembesaran potongan melintang saluran

sampai panjang tertentu untuk mengurangi kecepatan aliran dan kesempatan pada sedimen untuk mengendap. Untuk menampung endapan sedimen tersebut dasar bagian saluran tersebut diperdalam dan diperlebar. Tampungan ini dibersihkan setiap jangka waktu tertentu dengan cara membilas sedimennya kembali ke sungai dengan aliran super kritis. Kantong lumpur ditempatkan dibagian belakang pengambilan.

Gambar 2.4 Sketsa kantong lumpur

Dimana :w = kecepatan endapan partikel sedimen (m/dt)B = lebar kantong lumpur (m)


9

L = panjang kantong lumpur (m)Q = debit pengambilan (m3/det)H = kedalaman aliran saluran (m)

Rumus menghitung kantong lumpur :

Vn=1n∗(Rn)2 /3∗in

1 /2

Qn=Vn∗An

Dimana :Vn = kecepatan rata-rata selama eksploitasi normal = 0,40 m/detn = koefisien kekasaran Manning (m3/det)Rn = jari-jari hidrolis (m)in = kemiringan saluranQn = debit pengambilan (m3/det)An = luas penampang basah (m2)

Perhitungan kemiringan saluran kantong lumpur (ic)Agar pengambilan dapat dilakukan dengan baik, maka kecepatan aliran harus tetap kritis di mana Fr = 1.Rumus :

hc= 3√ q2

g→ dengan q=Q

Bmaka :

hc=3√(Q

B )2

∗1

g

Vc=√g∗hc

Fr= Vc√g∗hc

=1

Dengan : hc = kedalaman kritisVc = kecepatan kritis

Sehingga kemiringan saluran (ic) menjadi :

ic= Vc2

( 1ns

∗Rs2 /3)2


10

Perhitungan panjang kantong lumpurRumus :Hw

=Lv

→ dengan v= QHB

Dengan :w = kecepatan endap, diambil berdasarkan hubungan antara diameter

saringan dan kecepatan endap untuk air tenang (KP-02 hal 145). Dengan diameter sedimen 0,07 mm dan suhu air sebesar 20oC maka didapat kecepatan endap sebesar 0,004 m/det.

Gambar 2.5 Grafik hubungan diameter saringan dan kecepatan endap lumpur untuk air tenang

3. Bangunan Pengambilan Saluran PenghantarBangunan pengambilan saluran penghantar dilengkapi dengan pintu air

untuk mencegah agar selama pembilasan air tidak mengalir kembali dari


11

saluran penghantar dan mencegah masuknya air pembilas yang mengandung sedimen kedalam saluran.

4. Saluran PenghantarSaluran Penghantar berfungsi untuk mengalirkan air dari intake sampai ke kolam penenang sehingga dalam perencanaan saluran diperlukan kriteria yang mencakup :a. Dapat berfungsi secara efisienb. Mempunyai nilai ekonomis tinggic. Aman terhadap tinjauan teknisd. Mudah pengerjaan dan pemeliharaannyae. Mempunyai keawetan dan keandalan struktur bangunan yang memadaif. Mempunyai kehilangan tinggi yang kecil

Rumus perencanaan hidrolis saluranUntuk memperoleh penampang saluran yang optimal, dimensi saluran dihitung menggunakan rumus untuk perhitungan aliran seragam (uniform flow) pada saluran terbuka, yaitu :

Q=V∗A

V=1n∗R2/3∗I 1/2

A=B∗h

P=B+2 h

R= AP

Dimana :Q = Debit yang akan dialirkan (m3/detik)V = Kecepatan pengaliran (m/detik)A = Luas penampang aliran (m2)R = Jari-jari hidrolis saluran (m)P = Keliling basah saluran (m)n = Koefisien kekasaran dinding saluranI = Kemiringan dasar saluranb = Lebar dasar saluran (m)h = Tinggi air (m)w = Tinggi jagaan

Tabel 2.1 Koefisien kekasaran dinding saluran

No Bahan Koefisien Manning (n)


12

1 Tanah 0,0252 Pasangan batu 0,0203 Pasangan beton 0,015Sumber : Bangunan Tenaga Air, O. F. Patty

Jari – jari minimum tikungan saluran1. Saluran pasangan batu

Q < 10 m3/det maka r 3 hQ > 10 m3/det maka r 7 h

2. Saluran tanahr 8h

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan 4, Bagian Bangunan.

Kecepatan maksimum dan minimumKecepatan tinggi aliran tidak boleh menimbulkan dampak penggerusan

pada saluran dan tidak boleh terjadi sedimentasi akibat kecepatan yang rendah. Sehingga kecepatan aliran harus direncanakan sedemikian rupa.

Kecepatan minimum ditentukan berdasarkan material sedimen, dimaksudkan untuk mencegah pengendapan sedimen layang di dasar saluran.

Kecepatan aliran yang diijinkan dalam saluran :1. Kecepatan maksimum

3,0 m/det pakai lining/pasangan1,6 m/det tanpa lining/pasangan

2. Kecepatan minimum0,3 m/det pakai lining/pasangan0,6 m/det tanpa lining/pasangan

5. Saluran PembilasSaluran pembilas direncanakan agar debit yang mengalir pada saluran ini

mampu bangunan pembilas berfungsi untuk mengurangi sebanyak mungkin benda-benda terapung dan fraksi-fraksi sedimen kasar yang masuk ke jaringan saluran.

Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan jalan membuka pintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliran terkonsentrasi.

6. Kolam Penenang dan Trash Rack


13

Perencanaan Kolam Penenang pada prinsipnya sifat aliran adalah aliran seragam dengan syarat tidak terjadi turbulensi. Maka hubungan antara intake dengan Low Water Level (LWL) harus memenuhi kriteria berikut :

Gambar 2.6 Kriteria kolam penenang

Dengan :h = tinggi air di inlet (m) = h < 1,5-2DD = diameter dalam penstock (m) = 2,2 m

(Studi kelayakan dan penyusunan basic design dengan proyek PLTA Siteki, Vol I Bab 3 “Parameter Design Optimum”)

Trash rack adalah saringan yang terbuat dari plat besi yang berfungsi menyaring sampah-sampah atau puing – puing agar tidak masuk ke dalam bangunan selanjutnya. Trash rack diletakkan pada posisi melintang di bangunan.

Syarat – syarat trash rack yaitu :a. Trash rack tidak boleh terbuat dari bambu atau kayu. Trash

rack harus dibuat dengan menggunakan besi pejal dengan diameter minimal 4 mm atau besi plat dengan ketebalan minimum 3 mm.

b. Trash rack dipasang dengan bukaan yang relatif lebar tergantung kepada karakter ukuran sampah dengan bukaan minimal 5 cm dan maksimum 10 cm.

c. Trash rack harus mampu menahan tekanan air karena adanya penyumbatan pada kondisi air penuh.

d. Kemiringan trash rack paling tidak adalah 65 - 75º derajat dari dataran sehingga memudahkan untuk pembersihan.


14

e. Trash rack harus bisa dilepas dari struktur sipil untuk akses perbaikan dan pembersihan.

f. Untuk pabrikasi, bisa mengacu kepada bagian pabrikasi peralatan hidro mekanik.

7. Pipa pesat (penstock)Pipa pesat adalah pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air dari tanki

atas (head tank) atau langsung dari bangunan pengambilan sampai ke turbin. Pipa pesat ditempatkan di atas atau di bawah permukaan tanah sesuai dengan keadaan geografis dan geologi dimana pipa tersebut ditempatkan.

Diameter penstockPerhitungan awal diameter minimum minimum penstock dapat diestimasi dengan persamaan :

D = 0,72*Q0,5

Dengan :Q = debit rencana (m3/det)

Tebal platRumus untuk menghitung tebal plat yaitu :

tp=(P∗Dσ∗η )+ε

dimana :tp = tebal plat (mm)H = tinggi terjun desain (m)P = tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) = 0,1 * Hdyn Hdyn = 1,2 * H (m)σ = tegangan ijin (kg/cm2)

= efisiensi sambungan las = 0,9 untuk pengelasan dengan inspeksi x – ray = 0,8 untuk pengelasan biasa = korosi plat yang diijinksn (1-3 mm)

Hasil perhitungan awal tersebut akan dikoreksi dengan memperlihatkan faktor keamanan terhadap water hammer.


15

Tekanan maksimum akibat water hammerTekanan balik akibat tertahannya aliran air oleh penutupan katup akan

berinteraksi dengan tekanan air yang menuju inlet valve sehingga terjadi tekanan tinggi yang dapat merusak penstock. Konstanta Allievi

P=( α∗V2 g∗H )<1

V=( Q14

π D2 )Dimana :H = tekanan hidrostatis (m)a = kecepatan rambat gelombang tekanan (m/det)V = kecepatan rata-rata dalam aloran (m/det)

Rumus pendekatan :

α= 1000

[50+k Dt p ]

1/2

dengan harga : k = 0,5 untuk bajak = 1 untuk besi tuang

Penentuan jenis pipa :1. Pipa tipis

Pipa tidak perlu memakai beugel karena P*D < 10.000 kg/cm

2. Pipa tebalPipa memerlukan beugel karena P*D > 10.000 kg/cm

Tekanan lingkar akibat tekanan hidrostatikRumus :

σ= P∗R(t p−ε)η

(kg /cm2)

dimana :P = tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) = 0,1*Hdyn = 0,1*(1,2H)H = tinggi terjun desain (m) = 95% * Gross Head


16

R = luas basah = 0,5 (D + )D = diameter dalam pipa (m)tp = tebal plat (mm) = efisiensi sambungan las = 0,85 = korosi plat yang diijinkan (1-3 mm)

Tumpuan penstockBerfungsi untuk mengikat dan menahan penstock. Rumus mancari jaraknya yakni :

L=182,61∗{ [ ( D+0,0147 )2−D4 ]P }

0,333

Dimana :D = diameter dalam penstock (m)P = berat satuan dalam keadaan penuh berisi air (kg/m)P = Wpipa + Wair

Wpipa = D * t * baja

Wair = 0,25D2 * baja

8. Kehilangan energi (Head losses)Perhitungan kehilangan energi pada intake kemudian saluran

hingga intake tunnel merupakan salah satu tahapan yang diperlukan dalam penentuan tinggi jatuh bersih (Hnetto) maupun perhitungan daya yang dapat dibangkitkan.

A. Kehilangan energi (losses) pada saluran terbuka1) Pada bangunan pengambilan

he=1,3∗V 2

2 g

2) Pada saluran penghantar

he=V 2

2 g

3) Jika ada trash rack

Hf =Q( δ

b )4 /3

∗V 2

2 gsin α


17

Dimana :Q = koefisien penampang kisi = tebal kisi (m)D = diameter pipa (m)V = kecepatan air dalam pipa (m/det)g = percepatan gravitasi (m/det2)

B. Kehilangan energi (losses) pada saluran tertutupPada saluran tertutup ini terdapat dua macam kehilangan,

yaitu major losses dan minor losses. Major losses adalah kehilangan energi yang timbul akibat gesekan dengan dinding pipa. Sedangkan minor losses diakibatkan oleh tumbukan dan turbulensi, misal tejadi pada saat melewati kisi-kisi (trashrack), perubahan penampang, belokan dan lain-lain.1) Trash track

Gambar 2.7 Potongan Trash rack

Menurut O. Kirschmer :

he=φ∗( s

b )4 /3

∗V 2

2 g∗sin α

Tabel 2.2 Nilai pada trash track

Profil a b c d e f g 2,42 1,83 1,67 1,03 0,92 0,76 1,79

2) Inlet penstock


18

he=k∗V 2

2 gDimana : k = 0,5 untuk bentuk persegi/petak

K = 0,05 untuk bentuk yang dibulatkan

3) Gesekan dinding penstock

he=f∗L∗V 2

2 g∗D

Dimana : f = koefisien gesekan dinding pipa (f dari diagram Moody)D = diameter pipaV = kecepatan aliran dalam pipa

Gambar 2.8 Diagram Moody

4) Belokan

he=Kb∗V 2

2 gDimana : Kb = koefisien kehilangan tenaga karena belokan

V = kecepatan aliran dalam pipa

Tabel 2.3 Koefisien Kb sebagai fungsi sudut belokan


19

20 o 40 o 60 o 80 o 90o

Kb 0,05 0,14 0,36 0,74 0,98(Sumber : Hidrolika II, Bambang Triatmodjo)

5) Reducer

he=K∗(V 1

2−V 22)

2 g

Jika aliran dalam saluran steady flow maka berlaku persamaan kontinuitas, yaitu :Q = Vk * Ak = V2 * A2 , sehingga :

V k=V 2∗A2

Ak=

V 2

Ck

Dengan :

he=(V k

2−V 22)

2g

Sehingga :

he=[V 2

C k−V 2]

2

2 g=

[ 1Ck

−1]2

∗V 22

2 g

Jika :

[ 1C k

−1]2

=k

Maka :

he=k∗V 2

2

2g→ k tergantungnilai

A2

A1

Tabel 2.4 Koefisien k berdasarkan Weisbach

A2/A1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0k 0,5 0,48 0,45 0,41 0,3

60,29 0,21 0,13 0,07 0,0

10,00

(Sumber : Hidrolika II, Bambang Triatmodjo)

6) Outlet penstock


20

Rumus :

he=1,0∗V 1

2

2gDimana : he = kehilangan energi

V = kecepatan aliran dalam pipag = percepatan gravitasi = 9,81 m/s2

9. Perhitungan tinggi terjun (Head) Tinggi terjun akan mempengaruhi terhadap perhitungan kehilangan

energi (head losses). Terjun ini dibagi menjadi terjun bersih (terjun netto) dan terjun kotor (terjun bruto). Perbedaan kedua terjun ini dipengaruhi oleh bergerak atau tidaknya turbin.

10. Turbin Turbin terdiri dari beberapa jenis, yakni :a. Turbin Pelton

Untuk tinngi terjun di atas 300 m.b. Turbin Francis

Paling banyak digunakan di Indonesia, digunakan untuk PLTA dengan tinggi terjun sedang, yaitu 20 – 400 m.

c. Turbin Kaplan/PropellerUntuk PLTA dengan tinggi terjun yang rendah, yakni di bawah 20 m.

Perhitungan daya tubinBesarnya daya poros (output) turbin :P = 9,81 * Q * H * t

Dimana :P = daya poros turbin (MW)Q = debit air (m3/det)H = efektif head (m)

11. Saluran pembuang (tailrace)Saluran pembuangan ini berfungsi untuk mengalirkan debit

air yang keluar dari turbin air untuk kemudian dibuang ke sungai, saluran irigasi atau ke laut. Saluran ini dimensinya harus sama atau lebih besar daripada saluran pemasukan mengingat adanya kemungkinan adanya kemungkinan perubahan mendadak dari debit turbin air.


21

Rumus untuk mendimensi saluran ini sama dengan rumus untuk mendimensi saluran pemasukan yaitu:

Q=V∗A

V=1n∗R2/3∗I 1/2

R= PA

Dimana :Q = debit airA = luas penampang basahV = kecepatan airB = lebar saluranH = tinggi airP = keliling basahK = jari-jari hidrolisN = koefisien ManningI = kemiringan dasar saluran

12. Pipa hisap (Draft Tube)Pipa hisap umumnya dibuat ditempat pipa keluar atau

dibagian muka saluran pembuangan. Dimana fungsi draft tube pada turbin reaksi adalah untuk memanfaatkan tinggi, terjun antara rotor dan muka air bawah secara efisien, dan juga untuk mendapatkan kembali dan memanfaatkan energi kinetik air yang keluar.

Perhitungan hisapan pada draft tube :A = (Dr3 – Dt2 / 4)

Dimana : Dr = diameter runnerDt = diemeter poros turbin (35%)

Sedangkan kecepatan air yang keluar dari turbin :

V=QA

Dimana :Q = debit air yang keluarA = luas penampang


22

Tinggi kecepatan pada runner :Rumus :

H= V 2

2g Tinggi statis runner :

Hs=TWL−(∅ turbin+ Dr)2

=TWL−(∅ turbin+Hq)

2Dimana : Hq = tinggi barometer side (m)

Rata-rata kecepatan air dalam draft tube :Va = (Vv+V)/2

Dimana :Va = kecepatan rata-rata (m/det)Vv = kecepatan air yang keluar dai runner (m/det)V = kecepatan air yang keluar dari draft tube (m/det)

BAB III

3.1 SimpulanDari penulisan tersebut dapat diketahui bahwa pada banguna PLTA terdapat

bangunan air lain yang menjadi komponen bangunan untuk mengalirkan air yang ditampung. Bangunan penyusun PLTA tersebut terdiri dari bangunan pengambilan air (intake), kantong lumpur, bangunan pengambilan dan saluran penghantar, saluran pembilas, kolam penenang dan trash rack, pipa pesat (penstock), turbin, saluran pembuang serta pipa hisap.

Dalam pembahasan ini, yang menjadi permasalahan yaitu mengenai dimensi (diameter) saluran yang di desain supaya menjadi diameter (desain saluran) yang ekonomis. Oleh karena itu, terdapat rumus-rumus yang berbeda pada tiap bangunannya dan semua akan saling berkaitan, mulai dari bangunan pengambilan air (intake) sampai pada saluran pembuang.


23

DAFTAR PUSTAKA

www.eprints.undip.ac.id

www.equatorinitiative.org

www.petergo-civilengineering.blogspot.com


http://www.petergo-civilengineering.blogspot.com/

http://www.equatorinitiative.org/

http://www.eprints.undip.ac.id/

BAB I

Documents

Transcript of BAB I