LAPORAN RESMI PRAKTIKUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM SEMESTER GENAP 2012/2013 OLEH: KELOMPOK 1 1. Mohammad Candaru Lukman S 4211101001 2. Andhika Muhammad 4211101005 3. Muhammad Arifin 4211101008 4. Raka Van Dea 4211101013 5. Alika Hidayanti 4211101016 6. Fahmy Faizal Nursalam 4211101019 7. Denny Fajri 4211101021 8. Ardyas Wisnu Baskoro 4211101022

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2013

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM TURBIN PELTON

Disusun oleh : KELOMPOK 1

1. Mohammad Candaru Lukman S 4211101001 2. Andhika Muhammad 4211101005 3. Muhammad Arifin 4211101008 4. Raka Van Dea 4211101013 5. Alika Hidayanti 4211101016 6. Fahmy Faizal Nursalam 4211101019 7. Denny Fajri 4211101021 8. Ardyas Wisnu Baskoro 4211101022

Dengan ini telah menyelesaikan Praktikum Mesin Fluida dan Sistem TURBIN PELTON

Mengetahui/Menyetujui

Grader

Grader I, Grader II,

Adhi Iswantoro Bravo Yovan Sovanda 4210 100 077 4209 100 021

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2013

LEMBAR ASISTENSI LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM TURBIN PELTON

NO

MATERI

TANGGAL

PENGESAHAN

GRADER 1

GRADER2

ABSTRAK

I DASAR TEORI

II TAHAPAN PRAKTIKUM

2.1 TUJUAN PRAKTIKUM

2.2 PERALATAN PRAKTIKUM

2.3 GAMBAR PRAKTIKUM

2.4 PROSEDUR PRAKTIKUM

2.5 DATA HASIL PRAKTIKUM

III ANALISA DATA

3.1 PERHITUNGAN

3.2 ANALISA GRAFIK

IV KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2013

LEMBAR LOGBOOK LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM TURBIN PELTON

NO

MATERI

WAKTU

PARAF

KETERANGAN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SISTEM JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2013

ABSTRAK Turbin air adalah salah satu mesin pembangkit atau sarana yang berfungsi untuk mengubah energi potensial yang dimiliki oleh fluida/air menjadi energi mekanis. Setelah itu energi mekanis ini lalu dirubah menjadi energi listrik melalui generator. Turbin pelton termasuk dalam jenis turbin impuls dan merupakan salah satu turbin yang paling efisien. Turbin Pelton dapat diaplikasikan sebagai pembangkit listrik tenaga air atau dapat juga disebut pembangkit listrik tenaga mikrohidro, yaitu teknologi pembangkit listrik berskala kecil. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui performasi atau efisiensi dari turbin pelton. Alat yang akan digunakan dalam praktikum ini ialah Turbin pelton, pompa, pressure gauge, indikator gaya rem, rem prony, tachometer, flowmeter, spear, motor listrik, penggaris. Variable kontrol pada praktikum ini ialah turbin pelton, Variable Manipulasi pada praktikum ini ialah valve, pompa, rpm, dan spear. Variable Respons pada praktikum ini ialah efisiensi, tekanan, kapasitas, dan gaya. pada praktikum ini data yang diberikan grader adalah rpm dan bukaan spear. Rpm yang diberikan untuk praktikum ini ialah 1100, 1300, 1500, 1700,1900. Satu kali bukaan

spear ialah 2 x 360, bukaan spear yang dilakukan saat praktikum spear 1 ; 1 kali bukaan, spear 2 ; 2 kali bukaan, spear 3 ; 3 kali bukaan, spear 4 ; 4 kali bukaan. Kesimpulan dari praktikum ini ialah efisiensi tertinggi dari percobaan ini ialah terdapat pada percobaan spear 2, pada rpm 1300, dengan bukaan spear 2 kali bukaan,

Water turbine is a machine or plant that convert the potential energy of the fluid or water into

mechanical energy. After that mechanical energy converted into electricity energy by generator. Pelton turbine is one of impuls turbines type and it is one of the most efficient turbine. Pelton turbine can be applied as the hydropower plant. It called mikrohidro power plant, it means small scale power generation techologies. The purpose of this lab course is to know the performance or the efficiency of pelton turbine. Tools that will be used in this lab course is a pelton turbine, pump, pressure gauge, brake indicator, prony brake (rem prony), tachometer, flowmeter, spear, electrical motor, ruler. Control variable in this practical work is turbin pelton, Manipulation variable in this practical work are valve, the pump, rpm, and spear. Variable response in thi practical work are efficiency, pressure, capacity, and force. In this practical, the data’s given by grader are rpm and spear openings. In this practical work the rpm that given are 1100, 1300, 1500, 1700, 1900. One pushing

up around spear is 2 x 360, openings spear when do practical work, Spear 1; 1-time openings, spear 2; 2-time openings, spear 3; 3-time openings, spear 4; 4 openings. The conclusion for this practical work is the highest efficiency of this experiment is in the experiment spear 2, at 1300 rpm, with a spear twice openings.

BAB III TURBIN PELTON

BAB I DASAR TEORI

I.I Pengertian Turbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Turbin sederhana

memiliki satu bagian yang bergerak, "asembli rotor-blade". Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor.

(Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin)

Turbin adalah mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipengaruhi langsung untuk memutar roda turbin. Bagian turbin yang berputar dinamakan rotor atau roda turbin, sedangkan bagian yang tidak bergerak dinamakan rumah turbin.

Turbin pelton termasuk salah satu jenis turbin impuls, yang sistem kerjanya sama seperti turbin impuls

yaitu mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik dan dari putaran poros turbin dapat digunakan untuk memutar generator listrik yang akhirnya menghasilkan energi listrik. Turbin pelton adalah salah satu turbin air yang paling efisien yang terdiri atas satu set sudu jalan yang diputar oleh pancaran air yang disemprotkan dari satu atau lebih alat yang disebut nosel, serta merupakan turbin yang cocok digunakan untuk head tinggi.

I.II Jenis Jenis Turbin

1.2.1 Berdasarkan Fluida yang Digunakan Berdasarkan fluida kerjanya turbin dapat dikelompokan menjadi empat jenis yaitu : 1. Turbin Gas

Turbin Gas adalah suatu alat yang memanfaatkan aliran gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar, dan turbin gas.

(Sumber : http://www.scribd.com/doc/50496662/turbin-gas-fian) Prinsip kerja pada turbin gas ialah energi ditambahkan pada arus gas di pembakar, di

mana udara dicampur dengan bahan bakar dan dinyalakan. Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas. Kemudian diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui baling-baling turbin, memutar turbin dan mentenagai kompresor. Turbin gas biasa diaplikasikan sebagai prime mover pada kapal, pesawat terbang, dan kereta.

Gambar 1.2.1.1 Turbin Gas (Sumber : http:/www.hidrolink .cz./pictures/turbin gas.com)

2. Turbin Uap atau steam turbin

Turbin Uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi yang terdapat pada uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin.

Uap masuk kedalam turbin melalui nosel. Didalam nosel energi panas dari uap dirubah menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan.Tekanan uap pada saat keluar dari nosel lebih kecil dari pada saat masuk ke dalam nosel, akan tetapi sebaliknya kecepatan uap keluar nosel lebih besar dari pada saat masuk ke dalam nosel. Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang berbentuk lengkungan dan dipasang disekeliling roda turbin. Uap yang mengalir melalui celah-celah antara sudu turbin itu dibelokkan kearah mengikuti lengkungan dari sudu turbin. Perubahan kecepatan uap ini menimbulkan gaya yang mendorong dan kemudian memutar roda dan poros turbin.

Aplikasi turbin uap ialah digunakan sebagai pembangkit lisrik tenaga uap dan sebagai prime mover pada kapal.

Gambar 1.2.1.2 turbin Uap

(Sumber : http:/www.hidrolink .cz./pictures/turbin uap.com)

3. Turbin Angin

Turbin Angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll. Terdapat dua jenis trubin angin, turbin angin sumbu horizontal dan sumbu angin vertikal. Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik. Aplikasi menjadi pembangkit listrik tenaga angin.

(Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin)

Gambar 1.2.1.3 Turbin Angin

(Sumber : Ajilbab.com )

4. Turbin Air

Turbin Air adalah salah satu mesin pembangkit atau sarana yang berfungsi untuk mengubah energi potensial dan energi kinetis yang dimiliki oleh fluida/air menjadi energi mekanis. Setelah itu energi mekanis lalu dirubah menjadi energi listrik melalui generator.

Gambar 1.2.1.4 Turbin Air

(Sumber: hydropowerplantsttpln.blogspot.com)

Turbin air ialah suatu mesin yang menggunakan air sebagai fluida kerja, yang dialirkan melalui

pipa dari satu tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah dimana turbin ditempatkan. Maka, air memiliki energi potensial disaat mengalir di dalam pompa,kemudian energi potensial air berangsur-angsur berubah menjadi energi kinetis. Di dalam turbin air, energi kinetis air diubah menjadi energi mekanis. Pada umunya energi mekanis yang telah timbul dalam turbin digunakan untuk menggerakkan generator listrik yang dikopel langsung dengan poros turbin.

Secara umum suatu turbin air terdiri dari sebuah roda gerak yang disebut runner atau rotor, dengan sejumlah sudu-sudu, vane atau blade ataupun bucket yang ditumpu pada sekeliling roda gerak. Sehingga energi yang terkandung oleh air tersebut mendorong sudu-sudu dari roda gerak atau runner, sehingga runner ikut berputar.

Terdapat tiga jenis turbin air, yaitu : a. Turbin Francis

Gambar 1.2.1.5 Turbin Francis

(Sumber : http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html)

Turbin francis merupakan jenis turbin tekanan lebih. Sudunya terdiri atas sudu pengarah dan sudu jalan yang keduanya terendam dalam air. Perubahan energi terjadi seluruhnya dalam sudu pengarah dan sudu gerak, dengan mengalirkan air ke dalam sebuah terusan atau dilewatkan ke dalam sebuah cincin yang berbentuk spiral atau rumah kosong. Turbin Francis paling banyak digunakan di Indonesia. Turbin ini digunakan untuk tinggi terjun sedang,yaitu 20-440 meter.Teknik mengkonversikan energi potensial menjadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses reaksi sehingga turbin Francis juga sering disebut turbin reaksi.

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 sudut pengarah. Sudut pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial. Sudut pengarah pad turbin Francis dapat merupakan suatu sudut pengarah yang tetap ataupun sudut pengarah yang dapat diatur suduttnya. Untuk penggunaan pada berbagai kondisi aliran air penggunaan sudut pengarah yang dapat diatur merupakan pilihan yang tepat.

(Sumber : http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html)

b. Turbin Kaplan

Gambar 1.2.1.6 Turbin Kaplan (Sumber : Http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html)

Turbin Kaplan termasuk kelompok turbin air reaksi jenis baling-baling (propeller). Keistimewaannya

adalah sudut sudu geraknya (runner) bisa diatur (adjustable blade) untuk menyesuaikan dengan kondisi aliran saat itu yaitu perubahan debit air. Pada pemilihan turbin didasarkan pada kecepatan spesifiknya. Turbin Kaplan ini memiliki kecepatan spesifik tinggi (high spesific speed).

Turbin kaplan bekerja pada kondisi head rendah dengan debit besar . Pada perancangan turbin Kaplan ini meliputi perancangan komponen utama turbin Kaplan yaitu sudu gerak (runner), sudu pengarah (guide vane), spiral casing , draft tube dan mekanisme pengaturan sudut bilah sudu gerak. Pemilihan profil sudu gerak dan sudu pengarah yang tepat untuk mengasilkan torsi yang besar. Perancangan spiral casing dan draft tube menggunakan persamaan empiris . Perancangan mekanisme pengatur sudut bilah (β) sudu gerak dengan memperkirakan besar sudut putar maksimum sudu gerak berdasarkan jumlah sudu, debit air maksimum dan minimum. Turbin Kaplan ini dirancang untuk kondisi head 4 m dan debit 5 m³/s. Akhirnya dari hasil perancangan turbin Kaplan ini didapatkan dimensi dari komponen utama turbin yang diwujudkan ke dalam bentuk gambar kerja dua dimensi.

Turbin Kaplan digunakan untuk tinggi terjun yang rendah, yaitu di bawah 20 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik roda air turbin dilakukan melalui pemanfaatan kecepatan air. Roda air turbin Kaplan menyerupai baling-baling dari kipas angin. Sudu roda jalan turbin Kaplan mirip roda propeller yang letak sudunya terpisah jauh satu dengan yang lain. Memperlihatkan kaskade( cascade ) sudu roda jalan turbin Kaplan beserta segitiga kecepatan pada bagian masuk dan keluar sudu.

(Sumber : Http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html)

c. Turbin Pelton

Gambar 1.2.1.7 Turbin Pelton

(Sumber : Http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html)

Turbin Pelton adalah turbin untuk tinggi terjun yang tinggi, yaitu di atas 300 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses impuls sehingga turbin Pelton disebut juga turbin impuls. Turbin Pelton disebut juga turbin impuls atau turbin tekanan rata atau turbin pancaran bebas karena tekanan air keluar nosel sama dengan tekanan atmosfer. Dalam instalasi turbin ini semua energi ( geodetic dan tekanan ) diubah menjadi kecepatan keluar nosel. Konstruksi nosel dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Tidak semua sudu menerima hempasan air, tetapi secara bergantian tergantung posisi sudu tersebut.

Pemanfaatan turbin pelton biasa digunakan di bendungan atau di dam dan air terjun. Energi kinetik yang timbul dari gerakan air melalui sudu-sudu turbin dimanfaatkan sebagai salah satu sumber tenaga. Semakin besar energi kinetik dari air yang melalui sudu-sudu turbin, maka semakin besar pula tenaga yang dihasilkan sebagai sebuah pembangkit.Turbin peleton juga biasa dimanfaatkan di Industri – Industri untuk head antara 100 - 150 sampai 1000m lebih. ( Turbin Pompa dan Kompresor Fritz Dietzel )

Gambar 1.1.6 Turbin Pelton

(Sumber : http://europa.eu.int/en/comm/dg17/hydro/layman2.pdf)

Bentuk sudu turbin terdiri dari dua bagian yang simetris. Sudu didesain seperti itu agar pancaran air

mengenai bagian tengah permukaan sudu dan pancaran air tersebut akan berbelok ke kedua arah sehingga bias membalikan pancaran air dengan baik dan membebaskan sudu dari gaya-gaya samping. Untuk turbin dengan daya yang besar, sistem penyemprotan airnya dibagi lewat beberapa nosel. Dengan demikian diameter pancaran air bisa diperkecil dan ember sudu lebih kecil.

Gambar 1.1.7 Turbin Pelton dengan banyak nozel

(Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Pelton_wheel)

Keuntungan turbin pelton ialah :

a. Daya yang dihasilakn besar

b. Konstruksi yang sederhana

c. Mudah dalam perawatan

d. Mudah diterapkan di daerah yang terisolir atau terpencil, karena teknologi yang digunakan sederhana

Kekurangan dari turbin pelton ialah karena aliran air berasal dari atas, memerlukan biaya yang lebih banyak

Aplikasi dari Turbin Pelton ialah dapat diaplikasikan sebagai pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH), yaitu teknologi pembangkit listrik berskala kecil

Gambar 1.2.1 Sekma PLTMH (Sumber : http://repository.upi.edu/operator/upload/s_te_0610827_chapter1.pdf)

1.2.2 Berdasarkan Prinsip Kerja

Turbin air dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa cara, namun utamanya ialah klasifikasi turbin air berdasarkan prinsip kerja turbin yaitu mengubah energi potensial menadi energi mekanis, Berdasarkan klasifikasi tersebut maka turbin air dibagi menjadi dua yaitu Turbin impuls dan Turbin reaksi.

a. Turbin Impuls Turbin Impuls ialah turbin air yang cara bekerjanya dengan merubah seluruh energi air (yang

terdiri dari energi potensial + tekanan + kecepatan) yang tersedia menjadi energi kinetik untuk memutar turbin, sehingga menghasilkan energi puntir. Contohnya : turbin pelton, turbin turgo, turbin ossberger atau crossflow.

(Sumber : Turbin Air.pdf, Djoko Luknanto hal 1-1)

Hukum kedua Newton menggambarkan transfer energi untuk turbin impuls.

“Sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.”

(Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton)

Gambar 1.1.4 Turbin Impuls

(Sumber : http://repository.upi.edu/operator/upload/s_te_0610827_chapter1.pdf)

b. Turbin Reaksi Turbin Reaksi adalah turbin air yang cara bekerjanya dengan merubah seluruh energi air yang

tersedia menjadi energi puntir. Turbin air reaksi dibagi menjadi dua jenis yaitu : 1. Francis, contoh : turbin francis dan 2. Propeller :

a. Sudu tetap (fixed blade) b. Sudu dapat diatur (adjustable blade). Contoh : Kaplan, Nagler, Bulb, Moody.

(Sumber : Turbin Air.pdf, Djoko Luknanto hal 2)

Gambar 1.1.5 Turbin Reaksi

(Sumber : http://repository.upi.edu/operator/upload/s_te_0610827_chapter1.pdf)

I.III Rumus-rumus

1.3.1. Head Turbin Head adalah energi persatuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan

sejumlah zat cair yang direncanakan yang sesuai dengan kondisi instalasi. Head turbin dapat dirumuskan sebagai berikut :

Ht = [(P)/ ] + [V2/2g] + Z

Penurunan rumus : Ht = [(N/m2) / (N/m

3)] + [(m/s)

2 / (m/s

2)] + m

= [ (N/m2 x m

3/N) + (m

2/s

2 x s

2/m) + m

= m + m + m

= m

(Sumber : Turbin, Pompa dan Kompresor, Fritz Dietzel)

Dimana : Ht : head turbin (m) P : tekanan pada permukaan fluida (N/m

2)

V : kecepatan aliran dititik (m/s) p : massa jenis suatu fluida (kg/m

3)

g : gravitasi bumi (=9,8 m/s2)

Z : tinggi aliran dititik (m)

1.3.2. Momen Torsi

Mt = ( F x L ) / ηrem

Penurunan rumus : Mt = ( N x m ) / η

= N.m

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : Mt = momen torsi turbin (N.m)

F = gaya pada rem prony (N) η

rem = efisiensi rem dengan nilai 95%

L = panjang lengan momen (m)

1.3.3. Kecepatan Aliran

v = Q / A

Penurunan rumus : v = (m/s) / (m

2)

= m3/s

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : v = kecepatan aliran (m3/s)

Q = kapasitas / debit air (m/s) A = luas penampang pipa (m

2)

1.3.4. Daya Air (WHP)

WHP dapat didefinisikan sebagai daya efektif yang diterima oleh air dari pompa per satuan waktu

WHP = . Q . Ht Penurunan rumus : WHP = N/m

3 x m

3/s x m

=Nm/s

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana: γ = Berat Jenis (N/m3)

Q = Debit Air (m3/s)

Ht = Head turbin (m)

1.3.5. Daya Turbin (Bhp)

BHP dapat didefinisakan sebagai daya yang dihasilkan oleh fluida penggerak turbin untuk menggerakkan turbin pada torsi dan kecepatan tertentu, atau bisa disebut juga input power ke turbin dari fluida.

BHP = 2π x Mt x N

Penurunan rumus : BHP = 2π x Nm x rps

= Nm

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : N = Putaran turbin (Rps) Mt = Momen puntir (Nm)

1.3.6. Efisiensi Turbin Efisiensi merupakan suatu ukuran dalam membandingkan rencana penggunaan keluaran (output) dengan penggunaan masukan pada turbin. Nilai maksimum dari efisiensi adalah 1 atau 100%. Pada praktikum turbin pelton, output yang digunakan adalah daya pengereman pada turbin (BHP) sedangkan input yang digunakan adalah daya air itu sendiri (WHP).

=BHP/WHP x 100%

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : η = Efisiensi

WHP = Daya air (Watt) BHP = Daya motor pompa (Watt)

I.IV Head

Head adalah energi mekanik yang terkandung dalam satu satuan berat zat cair (kg) yang

mengalir. Secara umum head dirumuskan sebagai:

Penurunan satuan :

Dimana : P : tekanan zat cair (N/m

2)

v : rata-rata kecepatan aliran zat cair (m/s)

: berat zat cair persatuan volume (N/m3)

g : percepaan gravitasi (m/s2)

Z : ketinggian (m) (Sumber : Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme Hal.3)

Head total adalah gabungan antara static head (Hs), pressure head (Hp), velocity head (Hv) dan ditambah losses karena friction (Hf) pada suction dan discharge pump.

(Sumber : Petunjuk Praktikum Mesin Fluida, 2011)

Gambar 1.4.1 Gambar instalasi head pompa

(Sumber : Petunjuk Praktikum Mesin Fluida, 2011)

1.4.1 Head Static (Hs) Head statis merupakan head karena perbedaan ketinggian antara permukaan antara dua

permukaan cairan. Dirumuskan sebagai:

Penurunan satuan :

Dimana : Z1 : ketinggian permukaan cairan pada tanki suction (m) Z2 : ketinggian permukaan cairan pada tanki discharge (m)

(Sumber : Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme Hal.28)

1.4.2 Head Pressure (Hp) Head tekanan adalah head yang terjadi karena perbedaan tekanan pada sisi suction dan

discharge pompa. Dirumuskan sebagai:

Penurunan satuan :

Dimana :

P1-P2 : beda tekanan pada permukaan antara dua tangki yang diukur

R : berat jenis cairan

g : percepatan gravitasi

(Sumber : Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme Hal.28)

1.4.3 Head Velocity (Hv) Head velocity merupakan head karena perbedaan kecepatan pada sisi dischrage dan suction.

Dirumuskan sebagai:

Penurunan satuan :

Dimana :

v1 : kecepatan rata-rata aliran dititik 1, suction (m/s) v2 : kecepatan rata-rata aliran dititik 2, discharge (m/s)

(Sumber : Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme Hal.28)

1.4.4 Head Losses Merupakan head yang diperlukan untuk mengatasi kerugian gesekan pada pipa (head loss

minor) serta head yang diperlukan untuk mengatasi kerugian karena panjang pipa (head loss major).

Head Loss Major Head loss major adalah kerugian yang diakibatkan karena adanya gesekan dalam pipa. Secara matematis dirumuskan dengan:

Penurunan Satuan :

Dimana :

: koefisien kerugian gesekan

L : panjang pipa (m) D : diameter pipa (m)

(Sumber : Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme Hal.28)

Minor Head Loss (Minor Losses)

Merupakan kerugian head pada fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan Rumus:

Hlf = n.k (V2/2g)

Peurunan Satuan :

Dimana :

hlf : Minor loses N : jumlah fitting / valve untuk diameter yang sama K : koefisien gesek V : kecepatan rata-rata aliran

(Sumber : Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme Hal.28)

I.V Komponen Turbin Pelton

Komponen utama turbin pelton ialah :

1. Nosel, berfungsi mengarahkan aliran air agar sesuai dengan yang diinginkan. Didalam nosel terdapat jarum konis atau tombak (spear) yang bekerja dalam arah aksial, berfungsi untuk mengatur jumlah air yang mengalir pada nosel. Nosel dibuat dekat dengan mangkok untuk meminimalkan kerugian karena angin

2. Runner dan mangkok, berfungsi menangkap aliran air. Permukaan mangkok dibuat sangat halus. Untuk head rendah mangkok dibuat dari besi tuang, untuk head tinggi, mangkok dibuat dari perunggu, baja tahan karat atau paduan lainnya.

3. Rumah Turbin (casing), berfungsi mengamankan nozzle dan runner, melindungi dari kecelakaan, serta mencegah cipratan air dan mengarahkan air ke pembuangan.

4. Semburan Pengerem, berfungsi sebagai pengerem yang akan mengurangi kecepatan runner. karena runner tidak langsung berhenti saat turbin dihentikan.

5. Governor, berfungsi mengatur kecepatan air yang akan diarahkan nozzle

6. Ridge, berfungsi membagi air kearah kanan dan kiri mangkok runner

7. Deflector, berfungsi membelokkan pancaran air

Gambar 1.2.1 Komponen-Komponen Turbin Pelton

(Sumber :http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2012/06/bab6a-_mke.pdf)

BAB II TAHAPAN PRAKTIKUM

2.1 Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui performasi atau efisiensi dari turbin pelton

2.2 Peralatan Praktikum No. Nama Alat Fungsi Gambar

1. Turbin pelton Untuk mengubah energi potensial pada fluida menjadi energi mekanik

2. Pompa Untuk menyuplai air ke turbin

3. Pressure gauge Untuk mengetahui tekanan air

yang masuk ke turbin

4. Spear Untuk mengatur aliran ( luas penampang pipa) fluida

5. Indikator gaya rem Untuk mengetahui besar gaya rem pada turbin

6. Rem prony Untuk mengerem atau

mengurangi putaran turbin

7. Penggaris Untuk mengukur panjang

lengan momen

8. Tachometer Untuk mengetahui kecepatan

putaran turbin

9. Flowmeter untuk mengetahui volume air yang masuk di bak air

10. Motor Untuk memutar pompa

Tabel 2.2.1 Peralatan Praktikum

2.3 Gambar Rangkaian Praktikum

Gambar 2.3.1 Instalasi percobaan

(Referensi : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

2.4 Prosedur Praktikum

a. Alat pengukur seperti flowmeter, pressure gauge, serta indikator gaya rem harus dalam keadaan nol

b. Motor pompa dihidupkan dengan putaran pada kedudukan yang diberikan oleh asisten/greder

c. Kapasitas fluida yang menuju turbin diatur dengan spear yang telah diatur pada kedudukan satu (bukaan penuh)

d. Rem prony diatur untuk setiap kedudukan spear, sehingga putaran turbin sesuai yang diinginkan hingga pada putaran max.

e. Semua data yang diperlukan diukur dan dicatat, yaitu Q, P dan F.rem

f. Langkah-langkah pada poin b, c, dan d diulangi, untuk kedudukan spear pada kedudukan 2, 3, dan seterusnya, dengan diputar spear 2 kali putaran untuk setiap perubahan kedudukan.

2.5 Data Hasil Praktikum Dari percobaan didapatkan data sebagai berikut : Diameter pipa : 4 cm : 0,04 m Panjang lengan : 21 cm Spear 1

No. RPM Turbin Q (l/s) P (mH2O) F (kgf)

1. 1100 2 21,9 0,5

2. 1300 2,1 22 0,4

3. 1500 2 22 0,3

4. 1700 2,1 21,9 0,3

5. 1900 2,1 21,9 0,3

Spear 2

No. RPM Turbin Q (l/s) P (mH2O) F (kgf)

1. 1100 3,2 18 0,7

2. 1300 3,1 18 0,7

3. 1500 3,1 17,8 0,6

4. 1700 3,3 17,8 0,4

5. 1900 3,4 17,8 0,3

Spear 3

No. RPM Turbin Q (l/s) P (mH2O) F (kgf)

1. 1100 3,6 14,5 0,7

2. 1300 4 14,5 0,5

3. 1500 3,7 14,5 0,3

4. 1700 3,7 14,5 0,2

5. 1900 3,8 14,5 0,05

Spear 4

No. RPM Turbin Q (l/s) P (mH2O) F (kgf)

1. 1100 4,3 12,5 0,6

2. 1300 4,3 12,5 0,4

3. 1500 4,4 12,5 0,3

4. 1700 4,4 12,5 0,15

5. 1900 4,4 12,5 0

Tabel 2.5.1 Data Hasil Percobaan

BAB III ANALISA DATA

3.1 Perhitungan

Data hasil percobaan pada Table 2.5.1, dikonversikan terlebih dahulu sebelum dilakukan perhitungan : Data Konversi :

1 m H2O = 39,37 x 248,8 N/m2

1 l/s = 0,001 m3/s

1 kg = 9,80665 N

1 RPM = 0,016666667 RPS

Hasil dari konversi adalah sebagai berikut : Spear 1

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.002 214516.1064 4.903325 0.001256 1.592356688 18.33333333

0.0021 215495.632 3.92266 0.001256 1.671974522 21.6666671

0.002 215495.632 2.941995 0.001256 1.592356688 25.0000005

0.0021 214516.1064 2.941995 0.001256 1.671974522 28.3333339

0.0021 214516.1064 2.941995 0.001256 1.671974522 31.6666673

Spear 2

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.0032 176314.608 6.864655 0.001256 2.547770701 18.33333333

0.0031 176314.608 6.864655 0.001256 2.468152866 21.6666671

0.0031 174355.5568 5.88399 0.001256 2.468152866 25.0000005

0.0033 174355.5568 3.92266 0.001256 2.627388535 28.3333339

0.0034 174355.5568 2.941995 0.001256 2.707006369 31.6666673

Spear 3

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.0036 142031.212 6.864655 0.001256 2.866242038 18.33333333

0.004 142031.212 4.903325 0.001256 3.184713376 21.6666671

0.0037 142031.212 2.941995 0.001256 2.945859873 25.0000005

0.0037 142031.212 1.96133 0.001256 2.945859873 28.3333339

0.0038 142031.212 0.4903325 0.001256 3.025477707 31.6666673

Spear 4

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.0043 122440.7 5.88399 0.001256 3.423566879 18.33333333

0.0043 122440.7 3.92266 0.001256 3.423566879 21.6666671

0.0044 122440.7 2.941995 0.001256 3.503184713 25.0000005

0.0044 122440.7 1.4709975 0.001256 3.503184713 28.3333339

0.0044 122440.7 0 0.001256 3.503184713 31.6666673

Tabel 3.1.1 Data Hasil Konversi

Berikut merupakan rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung data hasil percobaan : 1. Head Turbin

Ht = [(P)/ ] + [V2/2g] + Z

(Turbin, Pompa dan Kompresor, Fritz Dietzel)

Dimana : Ht : head turbin (m) P : tekanan pada permukaan fluida (N/m

2)

V : kecepatan aliran dititik (m/s) p : massa jenis suatu fluida (kg/m

3)

g : gravitasi bumi (=9,8 m/s2)

Z : tinggi aliran dititik (m)

2. Momen Torsi

Mt = ( F x L ) / ηrem

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : Mt = momen torsi turbin (N.m)

F = gaya pada rem prony (N) η

rem = efisiensi rem dengan nilai 0,95

L = panjang lengan momen (m)

3. Kecepatan Aliran v = Q / A

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : v = kecepatan aliran (m3/s)

Q = kapasitas / debit air (m3/s)

A = luas penampang pipa (m2)

4. Daya Air (WHP)

WHP = . Q . Ht

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana: γ = Berat Jenis (N/m3)

Q = Debit Air (m3/s)

Ht = Head turbin (m)

5. Daya Turbin (BHP)

BHP = 2π x Mt x N

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : N = Putaran turbin (Rps) Mt = Momen puntir (Nm)

6. Efisiensi Turbin =BHP/WHP x 100%

(Sumber : Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310))

Dimana : η = Efisiensi

WHP = Daya air (Watt) BHP = Daya motor pompa (Watt)

3.2 Analisa Grafik dan Data Perhitungan data hasil percobaan : Contoh perhitungan pada Spear 1 : Spear 1, 1100 rpm

a. Perhitungan Kecepatan Aliran

v = Q/A A = 3.14 x 0,25 x D2

= x g v = 0.002 / 0.001256 A = 3.14 x 0.25 x (0.04)

2 = (m / v) x g

= 1,59235669 m/s A = 0.001256 m2 = (kg / m

3) x (m/s

2)

= N/m3

b. Perhitungan Head Total

Ht = Zg

V

γ

p++

2

2

= 9800 N/m3; z = 0

Ht = (214516,106 / 9800) + ((1,59235669)2

/ (2 x 9,8)) = 22,018766 m

c. Perhitungan Momen Torsi

Mt = remη

Fxl ; F = m x g (N) l = 0,21 m

Mt = 4,903325 x 0,21 / 0,95 = 1,08389289 N m

d. Perhitungan BHP

BHP = 2 x 3.14 x Mt x n BHP = 2 x 3.14 x 1,08389289 x 18,333 = 124,792202 watt

e. Perhitungan WHP

WHP = x Q x Ht WHP = 9800 x 0.002 x 22,018766 = 431,567813 watt

f. Perhitungan Efisiensi

Efisiensi Turbin = [ BHP / WHP ] x 100% Efisiensi Turbin = [ 124,792202 / 431,567813 ] x 100% = 28,9160123 %

Hasil perhitungan data lainnya diperoleh dengan cara yang sama, kemudian ditabelkan sebagai berikut :

Spear 1

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.002 214516.1064 4.903325 0.001256 1.592356688 18.33333333

0.0021 215495.632 3.92266 0.001256 1.671974522 21.6666671

0.002 215495.632 2.941995 0.001256 1.592356688 25.0000005

0.0021 214516.1064 2.941995 0.001256 1.671974522 28.3333339

0.0021 214516.1064 2.941995 0.001256 1.671974522 31.6666673

Mt(N.m) Ht(m) BHP(watt) WHP(watt) Efisiensi

1.083892895 22.01876595 124.7922019 431.5678126 28.91601234

0.867114316 22.13197769 117.9853569 455.4761009 25.90374263

0.650335737 22.11871754 102.1027127 433.5268638 23.5516461

0.650335737 22.0320261 115.7164078 453.4190972 25.52085002

0.650335737 22.0320261 129.3301028 453.4190972 28.52330296 Contoh perhitungan pada Spear 2 : Spear 2, 1100 rpm

a. Perhitungan Kecepatan Aliran v = Q/A A = 3.14 x 0,25 x D v = 0.0032 / 0.001256 A = 3.14 x 0.25 x (0.04)

2

= 2,5477707 m/s A = 0.001256 m2

b. Perhitungan Head Total

Ht = Zg

V

γ

p++

2

2

= 9800 N/m3; z = 0

Ht = (176314,608 / 9800) + ((2,5477707)2

/ (2 x 9,8)) = 18,3224669 m

c. Perhitungan Momen Torsi

Mt = remη

Fxl ; F = m x g (N) l = 0,21 m

Mt = (6,864655 x 0,21) / 0,95 = 1,51745005 N m

d. Perhitungan BHP

BHP = 2 x 3.14 x M x n BHP = 2 x 3.14 x 1,51745005 x 18,333 = 174,709083 watt

e. Perhitungan WHP

WHP = x Q x Ht WHP = 9800 x 0.0036 x 18,3224669

= 574,592562 watt

f. Perhitungan Efisiensi

Effisiensi Turbin = [ BHP / WHP ] x 100% Effisiensi Turbin = [ 174,709083 / 574,592562 ] x 100% = 30,4057334 %

Hasil perhitungan data lainnya diperoleh dengan cara yang sama, kemudian ditabelkan sebagai berikut :

Spear 2

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.0032 176314.608 6.864655 0.001256 2.547770701 18.33333333

0.0031 176314.608 6.864655 0.001256 2.468152866 21.6666671

0.0031 174355.5568 5.88399 0.001256 2.468152866 25.0000005

0.0033 174355.5568 3.92266 0.001256 2.627388535 28.3333339

0.0034 174355.5568 2.941995 0.001256 2.707006369 31.6666673

Mt(N.m) Ht(m) BHP(watt) WHP(watt) Efisiensi

1.517450053 18.32246692 174.7090827 574.5925625 30.40573341

1.517450053 18.30209156 206.4743746 556.0175416 37.13450731

1.300671474 18.10218838 204.2054255 549.9444829 37.13200729

0.867114316 18.14358592 154.2885437 586.7635688 26.29484036

0.650335737 18.16525495 129.3301028 605.266295 21.36747145

Contoh perhitungan pada Spear 3 : Spear 3, 1100 rpm

a. Perhitungan Kecepatan Aliran v = Q/A A = 3.14 x 0,25 x D

2

v = 0.0036 / 0.001256 A = 3.14 x 0.25 x (0.04)2

= 2,86624204 m/s A = 0.001256 m2

b. Perhitungan Head Total

Ht = Zg

V

γ

p++

2

2

= 9800 N/m3; z = 0

Ht = (142031,212 / 9800) + ((2,86624204)2

/ (2 x 9,8)) = 14,912131 m

c. Perhitungan Momen Torsi

Mt = remη

Fxl ; F = m x g (N) l = 0,21 m

Mt = (6,864655 x 0,21) / 0,95 = 1,51745005 N m

d. Perhitungan BHP

BHP = 2 x 3.14 x Mt x n BHP = 2 x 3.14 x 1,51745005 x 18,333 = 174,709083 watt

e. Perhitungan WHP

WHP = x Q x Ht WHP = 9800 x 0.0036 x 14,912131 = 526,099981 watt

f. Perhitungan Efisiensi

Effisiensi Turbin = [ BHP / WHP ] x 100% Effisiensi Turbin = [ 174,709083 / 526,099981] x 100% = 33,2083423 %

Hasil perhitungan data lainnya diperoleh dengan cara yang sama, kemudian ditabelkan sebagai berikut :

Spear 3

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.0036 142031.212 6.864655 0.001256 2.866242038 18.33333333

0.004 142031.212 4.903325 0.001256 3.184713376 21.6666671

0.0037 142031.212 2.941995 0.001256 2.945859873 25.0000005

0.0037 142031.212 1.96133 0.001256 2.945859873 28.3333339

0.0038 142031.212 0.4903325 0.001256 3.025477707 31.6666673

M(N.m) H(m) BHP(watt) WHP(watt) Efisiensi

1.517450053 14.91213099 174.7090827 526.0999814 33.20834231

1.083892895 15.01045017 147.4816962 588.4096466 25.06445926

0.650335737 14.93574053 102.1027127 541.5699516 18.85309782

0.433557158 14.93574053 77.14427184 541.5699516 14.2445628

0.108389289 14.95999691 21.55501713 557.1102848 3.869075427

Contoh perhitungan pada Spear 4 : Spear 4, 1100 rpm

a. Perhitungan Kecepatan Aliran v = Q/A A = 3.14 x 0,25 x D

2

v = 0.0043 / 0.001256 A = 3.14 x 0.25 x (0.04)2

= 3,42356688 m/s A = 0.001256 m2

b. Perhitungan Head Total

Ht = Zg

V

γ

p++

2

2

= 9800 N/m3; z = 0

Ht = (122440,7 / 9800) + ((3,42356688)2

/ (2 x 9,8)) = 13,0919495 m

c. Perhitungan Momen Torsi

Mt = remη

Fxl ; F = m x g (N) l = 0,21 m

Mt = (5,88399 x 0,21) / 0,95 = 1,30067147 N m

d. Perhitungan BHP

BHP = 2 x 3.14 x Mt x n BHP = 2 x 3.14 x 1,30067147 x 18,333 = 149,750642 watt

e. Perhitungan WHP

WHP = x Q x Ht WHP= 9800 x 0.0043 x 13,0919495 = 551,694752 watt

f. Perhitungan Efisiensi

Effisiensi Turbin = [ BHP / WHP ] x 100% Effisiensi Turbin = [ 149,750642 / 551,694752 ] x 100%

= 27.1437497 %

Hasil perhitungan data lainnya diperoleh dengan cara yang sama, kemudian ditabelkan sebagai berikut :

Q(m3/s) P(N/m2) F(kg.m/s2) A(m2) v(m/s) RPM (rps)

0.0043 122440.7 5.88399 0.001256 3.423566879 18.33333333

0.0043 122440.7 3.92266 0.001256 3.423566879 21.6666671

0.0044 122440.7 2.941995 0.001256 3.503184713 25.0000005

0.0044 122440.7 1.4709975 0.001256 3.503184713 28.3333339

0.0044 122440.7 0 0.001256 3.503184713 31.6666673

M(N.m) H(m) BHP(watt) WHP(watt) Efisiensi

1.300671474 13.0919495 149.7506423 551.6947519 27.1437497

0.867114316 13.0919495 117.9853569 551.6947519 21.38598501

0.650335737 13.12008689 102.1027127 565.7381469 18.04769809

0.325167868 13.12008689 57.85820388 565.7381469 10.22702892

0 13.12008689 0 565.7381469 0

Setelah dilakukan perhitungan data hasil percobaan, dibuatlah grafik dari hasil perhitungan tersebut yang telah di tabelkan sebagai berikut :

a. Grafik fungsi Q terhadap n

Grafik 3.2.1 Hubungan Q terhadap n

Berdasarkan grafik diatas dapat terlihat adanya kenaikan kapasitas seiring dengan kenaikan

putarannya. Hal tersebut sesuai dengan rumus yang menyatakan bahwa hubungan antara kapasitas dan putaran adalah berbanding lurus. Seperti pada rumus berikut : Effisiensi Turbin = BHP / WHP x 100%

= ( 2 x Mt x n / x Ht x Q ) x 100 % atau

Q = ( 2 x Mt x n / x Ht x ) x 100 %

b. Grafik fungsi H terhadap Q

Grafik 3.2.2 Hubungan H terhadap Q

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa semakin besar kapasitasnya maka akan semakin

kecil headnya. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa head berbanding lurus dengan kapasitas, seperti dalam rumus :

Ht = P/ +(V2/2g)+Z

Ht = P/ + ((Q/A)2/2g) +Z,

Apabila nilai P/ , Z, A konstan maka diperoleh nilai head berbanding lurus dengan kapasitas (Ht=Q). Head berbanding terbalik dengan kapasitas dapat dikarena oleh kurangnya ketelitian praktikan atau mungkin karena kondisi alat praktikum yang kurang baik.

c. Grafik fungsi η terhadap n

Grafik 3.2.3 Hubungan η terhadap n

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa terjadi penurunan putaran seiring dengan

bertambahnya efisiensi. Hal ini tidak sesuai dengan rumus yang menyatakan bahwa efisiensi berbanding lurus terhadap n :

η = BHP / WHP x 100%

η = ( 2 x Mt x n / x Ht x Q ) x 100 %

Perbedaan tersebut mungkin terjadi dikarenakan kesalahan praktikan dalam percobaan, kurang teliti atau akurat dalam pengukuran atau mungkin karena kondisi alat yang kurang baik.

d. Grafik fungsi η terhadap BHP

Grafik 3.2.4 Hubungan η terhadap BHP

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa adanya kenaikan efisiensi yang sebanding dengan

bertambanya nilai BHP. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan BHP berbanding lurus dengan efisiensi,

berdasarkan rumus : η = BHP / WHP x 100%

e. Grafik fungsi η terhadap Q

Grafik 3.2.5 Hubungan η terhadap Q

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa kapasitas cenderung menurun seiring dengan

bertambahnya nilai efisiensi. Menurut dasar teori yang ada efisiensi berbanding terbalik dengan nilai kapasitas, hal ini ditunjukan pada rumus :

η = BHP / WHP x 100%

= ( 2 x Mt x n / x Ht x Q ) x 100 % atau

Q = ( 2 x Mt x n / x Ht x ) x 100 % Sehingga dapat dikatakan bahwa hasil percobaan ini sesuai dengan dasar teori yang ada.

f. Grafik fungsi BHP terhadap Q

Grafik 3.2.6 Hubungan BHP terhadap Q

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa pada spear 1 terjadi kenaikan nilai BHP seiring

bertambahnya nilai kapasitas. Akan tetapi pada spear 2, 3, dan 4 terjadi penurunan nilai BHP seiring dengan kenaikan nilai kapasitas. Dari dasar teori diketahui bahwa BHP berbanding lurus dengan kapasitas dinyatakan dengan rumus:

η = BHP / WHP x 100%

= ( BHP / x Ht x Q ) x 100 % atau

BHP = ( x Ht x Q x ) / 100 % Sehinggap pada spear 1 sudah sesuai dengan teori yang menyatakn bahwa BHP berbanding lurus dengan

nilai kapasitas. Sedangkan untuk spear 2, 3, dan 4 tidak sesuai dengan dasar teori yang ada. Ketidaksesuaian ini kemungkinan terjadi akibat karena kurangnya ketelitian praktikan atau karena kondisi alat yang kurang baik.

g. Grafik fungsi η terhadap WHP

Grafik 3.2.7 Hubungan η terhadap WHP

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa pada saat efisiensi bertambah nilai WHP berkurang,

terlihat pada spear 1, 2, 3, dan 4. Sesuai dengan rumus =BHP/WHP x 100%, nilai efisiensi berbanding terbalik

dengan nilai WHP. Maka hasil percobaan sesuai dengan dasar teori yang telah ada.

h. Grafik fungsi F terhadap n

Grafik 3.2.8 Hubungan F terhadap n

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa adanya penurunan nilai F seiring dengan

bertambahnya nilai putaran. Hal ini menunjukan bahwa pada percobaan bertambahnya putaran sebanding dengan penurunan nilai F. Penurunan nilai F yang seiring dengan kenaikan niali n telah sesuai dengan dasar teori menurut rumus :

BHP = ( 2 x Mt x n) dimana Mt = ( F x L ) / ηrem

; maka nilai F berbanding terbalik dengan nilai n.

i. Grafik fungsi WHP terhadap n

Grafik 3.2.9 Hubungan WHP terhadap n

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa terjadi fluktuasi yang cenderung naik. Hal tersebut

tidak sesuai dengan dasar teori yang menyatak nilai WHP berbanding terbalik dengan nilai n, dimana dinyatakan pada rumus :

η = BHP / WHP x 100%

= ( 2 x Mt x n / x Ht x Q ) x 100 % Ketidaksesuaian ini kemungkinan terjadi karena kurang ketelitian praktikan saat precobaan atau dikarenakan kondisi alat yang kurang baik.

j. Grafik fungsi BHP terhadap n

Grafik 3.2.10 Hubungan BHP terhadap n

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui bahwa terjadi penurunan nilai BHP seiring meningkatnya

nilai n. Hal tersebut tidak sesuai dengan dasar teori yang menyatakan bahwa BHP berbanding lurus dengan n,

yang ditulis dalam rumus BHP = 2 x Mt x n. Perbedaan antara hasil percobaan dengan teori dasar dapat disebabkan oleh kurang telitinya praktikan ataupun kondisi alat yang kurang optimal.

BAB IV KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat ditarik dari praktikum turbin pelton ini ialah :

Turbin pelton adalah mesin penggerak , dimana eneri fluida kerja digunakan langsung untuk memutar

roda turbin serta menugbah energi potensial menjadi kinetik.

Nilai efisiensi tertinggi didapat pada percobaan spear 2, saat rpm 1300 dengan bukaan spear 2 kali bukaan.

Nilai kapasitas akan bertambah seiring bertambahnya nilai putaran.

Bertambahnya nilai kapasitas bersamaan dengan bertambahnya nilai head.

Semakin besar nilai putarannya akan membuat bertambahnya nilai efisiensi.

Semakin besar nilai BHP akan meningkatkan nilai efisiensi.

Nilai efisiensi akan menurun seiring bertambahnya nilai kapasitas.

Semakin besar nilai kapasitas akan membuat nilai BHP meingkat.

Semakin besar nilai WHP akan membuat menurunnya nilai efisiensi.

Bertambanya nilai putaran akan membuat penurunan nilai F (gaya beban).

Semakin besar nilai putaran akan berpengaruh pada penurunan nilai WHP.

Nilai putaran bertambah seiring dengan menurunnya nilai BHP.

DAFTAR PUSTAKA

http://repository.upi.edu/operator/upload/s_te_0610827_chapter1.pdf http://eprints.undip.ac.id/26342/1/Rancang_Bangun_Pembangkit_Listrik_Tng_Air.pdf

http://luk.staff.ugm.ac.id/bta/TurbinAir.pdf http://turbinpeltonunpam.blogspot.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/Pelton_wheel Modul Praktikum Mesin Fluida (ME 091310)

duniapembelajaran.files.wordpress.com

http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2012/06/bab6a-_mke.pdf

http://fajarmusdzalifah.blogspot.com/2012/04/mesin-turbin-air.html

http://europa.eu.int/en/comm/dg17/hydro/layman2.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20863/4/Chapter%20II.pdf

Turbin, Pompa dan Kompresor, Fritz Dietzel

http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin http://www.scribd.com/doc/50496662/turbin-gas-fian

http://www.scribd.com/doc/121592934/turbin-uap http:/www.hidrolink .cz./pictures/turbin gas.com http://www.scribd.com/doc/121592934/turbin-uap hydropowerplantsttpln.blogspot.com

http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin ajilbab.com

http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html Pompa dan Kompresor, Ir. Sularso Msme

LAMPIRAN