PENGATURAN TURBIN AIR Pengaturan berdasarkan : dan H, yang paling sering dengan pengaturan .

Pengaturan turbin Pelton Untuk daya kecil : dengan pengaturan jarum sudu Untuk daya besar

o pembelokan pancarano dan pengaturan jarum nosel

Pembelokan bekerja lebih dulu, barupengecilan pancaran Pengaturan dengan pembelokan dimaksudkan untuk menghindari terjadinya water

hammer.

Pengaturan turbin Francis Pengaturan dengan megatur debit dan arah aliran dengan menggunakan sudu-sudu

pengarah yang membuka dan menutup, dinamakan pengarah Finkshce.

Pengaturan turbin Kaplan Dengan pengaturan ganda, yaitu :

o Pengaturan kapasitas alirandengan pengarah Finkshceo Pengaturan suduts udu jalan, dengan sistem hidrolik.

Penjelasan gambar … Putaran turbin dideteksi dengan governor sentrifugal Gerakan tuas governor sentrifugal diteruskan ke motor servo untuk membuka atau

menutup sudu pengarah (pengarah Finkshce). Gerakan motor servo juga diteruskan ke cakram melengkung, untuk mengatur

arah sudu jalan, lewat motor servo lainnya.

TURBIN UAP

Proses pembangkitan tenaga uapLihat gambar 1

gambar 1.

Air dipompa masuk ke ketel uap Air dipanaskan hingga menjadi uap di dalam ketel uap, dengan menggunakan

energi dari bahan bakar. Uap dari ketel uap dialirkan ke turbin uap, terjadi ekspansi uap dan menghasilkan

tenaga.

Uap dari turbin diembunkan dengan kondensor, menjadi airkondensat. Air kondensat dimasukkan lagike ketel uap.

Air dan uap dalam diagramT- s dan h - s

Diagram T – s (temperatur – entropi)Lihat gambar 2

Gambar2. Diagram T-s uap air

x : kwalitas uapo x = 0 :belum terjadi penguapano x = 1 : air sudah menjadi uapsemua.

bila uap dipanaskan lebih lanjut lagi, menghasilkan uap panas lanjut. Pada tekanan kritis ( p = 221,9 bar dan t = 374,15 0C) volume spesifik air sama

dengan volume spesifik uap = 0,00318 m3/kg. Jumlah kebutuhan kalor dicari dari luas diagram T-s.

Diagram h – s (entalpi – entropi)Lihat gambar 3

gambar 3. Diagram h – s uap air (diagram Mollier)

Digunakan untuk mengetahui entalpi uap secara cepat pada kondisi tertentu. Diagram dimulaidari h = 0 dan s = 0, yaitu keadaan air pada 0 0C.

Contoh penggunaan diagram h – sContoh 1a. Penggunaan uap pada turbi uap

Uap masuk ke turbin pada tekanan (p) 130 bar dan temperatur 530 0C, Di dalam turbin uap berekspansi secara isentropis (s tetap), hingga tekanan 0,04

bar.

Diminta untuk mencari efisiensi penggunaan kalor uap, bila kerugian kalor dalam turbin dan perlengkapannya diabaikan.

Solusi : lihat diagram h – s

Kondisi 1 (uap masuk turbin) : p = 130 bar dan t = 530 0C, diperoleh h1 = 3450 kJ/kg.

Dari kondisi 1, tarik garis vertikal ke bawah, karena prosesnya isentropis (s = konstan) hingga berpotongan dengan garis p = 0,04 bar (kondisi 2)

Pada kondisi 2 : p = 0,04 bar, diperoleh h2 1940 kJ/kg, x = 0,75 (75% uap dan 25% kabut air).

Diperoleh panas jatuh pada turbin (kalor yang digunakan oleh turbin)

h = h1 – h2 = 3450 – 1940 = 1510 kJ/kg

Uap bekas masih mempunyai energi 1940 kJ/kg yang tidak dapat dimanfaatkan lagi.

Efisiensi penggunaan kalor :

Bila kerugian dalam turbin dan perlengkapannya diperhitungkan, misal efisiensi ketel uap (ηk) = 0,9, eifisiensi alat-aat bantu (ηR) = 0,98 dan efisiensi turbin (ηe) = 0,86, maka efisiensi keseluruhan :

ηw = ηtt. ηk. ηR. ηe = 0,438.0,90.0,98.0,86 = 0,328

Contoh 1b. Penggunaan uap pada lokomotif Uap masuk mesin pada tekanan (p1) 20 bar dan temperatur (t1) 350 0C. Uap keuar mesin pada tekanan (p2) 1,1 bar

Solusi : Kondisi 1 (uap masuk mesin uap) : p = 20 bar dan t = 350 0C, diperoleh h1 = 3205

kJ/kg. Dari kondisi 1, tarik garis vertikal ke bawah, karena prosesnya isentropis (s =

konstan) hingga berpotongan dengan garis p = 1,1 bar (kondisi 2) Pada kondisi 2 : p = 1,1 bar, diperoleh h2 =2540 kJ/kg, x = 0,93 (93 % uap dan

7% kabut air). Diperoleh panas jatuh pada mesin (kalor yang digunakan oleh mesin)

h = h1 – h2 = 3205 – 2540 = 665 kJ/kg

Uap bekas masih mempunyai energi 1940 kJ/kg yang tidak dapat dimanfaatkan lagi.

Efisiensi penggunaan kalor :

Bila kerugian dalam mesin uap dan perlengkapannya diperhitungkan, misal efisiensi ketel uap (ηk) = 0,8, eifisiensi mesin uap (ηi) = 0,83 dan efisiensi transmisi (ηu) = 0,92, maka efisiensi keseluruhan :

ηw = ηtt. ηk. ηi. ηu = 0,27.0,80.0,92 = 0,165

Contoh 2a. Uap air basah dengan x = 0,96 dan tekanan (p1) = 10 bar dipanaskan dengan tekanan tetap hingga 400 0C.Cari :

Temperatur uap lembab (t1) Kebutuhan kalor untuk pemanasan. Volume spesifik mula-mula (v1) dan setelah pemanasan (v2)

Solusi : Kondisi 1 : x1 = 0,96 dan p1 = 10 bar; perpotongan kedua garis tersebut diperoleh

h1 = 2695 kJ/kg,v1 0,183 m3/kg (dengan interpolasi), t1 = 180 0C (sama dengan titik didih pada 10 bar)

Kondisi