TURBIN AIR

Illustrasi Contoh Penggunaan Turbin di Sekitar Kita – Gambar (1) PLTA, Gambar (2) Turbin air Sungai, Gambar (3) Propeller Pada Kapal

Disusun Oleh :

M. Syarif Akbar

Randa Wirana

Rizal Pahlevi Butar Butar

Teknik Pertambangan Univ. Bangka Belitung - Semester II © 2015

Pilih Slide Untuk Dipresentasikan

Sejarah Turbin Air Konstruksi & Cara Kerja Jenis Jenis Turbin

Perhitungan Perawatan Pemilihan Sesuai Kebutuhan

Sejarah Turbin Air

Ján Andrej Segner (1700) mengembangkan turbin air reaksi pada pertengahan tahun 1700.

Turbin ini mempunyai sumbu horizontal dan merupakan awal mula dari turbin air modern.

Turbin ini merupakan mesin yang sederhana yang masih diproduksi saat ini untuk

pembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner bekerja dengan Euler dalam membuat teori

matematis awal untuk desain turbin.

Jean-Victor Poncelet (1820) mengembangkan turbin aliran kedalam

Benoit Fourneyon (1826) mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sangan efisien

(Hingga 80%) yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satu dimensi.

Saluran keluaran juga mempunyai lengkungan pengarah.

Uriah A. Boyden (1844) mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkan performa

dari turbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis.

digunakan secara James B. Francis (1849) meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran

kedalam hingga lebih dari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan dan

mengembangkan metode engineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakan

sesuai dengan namanya, yang merupakan turbin air modern pertama dan masih luas.

Komponen dlm Turbin Air

Rotor yaitu bagian yang berputar pada sistem

yang terdiri dari :

Sudu-sudu berfungsi untuk menerima beban

pancaran yang disemprotkan Oleh nozzle.

Poros berfungsi untuk meneruskan aliran

tenaga yang berupa gerak putar yang

dihasilkan oleh sudu.

Bantalan berfungsi sebagai perapat-perapat

komponen-komponen dengan tujuan agar

tidak mengalami kebocoran pada sistem.

Stator yaitu bagian yang diam pada sistem

yang terdiri dari:

Pipa pengarah/nozzle berfungsi untuk

meneruskan aliran fluida sehingga tekanan

dan kecepatan alir fluida yang digunakan di

dalam sistem besar.

Rumah turbin berfungsi sebagai rumah

kedudukan komponen komponen dari

turbin.

Rotor

Stator

Cara Kerja

Jenis Jenis TurbinBerdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya

ENERGI POTENSIAL ENERGI MEKANIK

TURBIN AIR

IMPULS

Tekanan air dari nozzle = tekanan atmosfer lingkungan

REAKSI

tekanan air masuk > tekanan air keluar

Turbin Pelton

Turbin Turgo

Turbin Cross-Flow

Turbin Francis

Turbin Kaplan dan Propeller

Turbin Pelton

Karakteristik Turbin Pelton :

Bentuk sudu turbin terdiri dari dua bagian yang

simetris sehingga pancaran air mengenai tengah

sudu lalu berbelok ke kedua arah sehinga bisa

membalikkan pancaran air dengan baik dan

membebaskan sudu dari gaya-gaya samping.

Kelebihan Turbin Pelton :

Daya yang dihasilkan besar

Konstruksi yang sederhana

Mudah dalam perawatan

Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.

Kekurangan :

Memerlukan investasi yang lebih banyak

Turbin Turgo

Seperti Pelton, namun kecepatan putar turbin turgo

lebih besar. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung

dari turbin ke generator

Karakteristik Turbin Turgo :

Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300

m. Seperti turbin pelton turbin turgo merupakan

turbin impuls, tetapi sudunya berbeda. Pancaran air

dari nozzle membentur sudu pada sudut 20 derajat

Kelebihan :

Efisiensi total dalam operasi meningkat

Biaya Maintenance Turun.

Kekurangan :

Membutuhkan lebih banyak tempat

Turbin Cross-FlowPancaran air masuk turbin dan mengenai sudusehingga terjadi konversi energi kinetik menjadienergi mekanis. Air mengalir keluar membentursudu dan memberikan energinya (lebih rendahdibanding saat masuk) kemudian meninggalkanturbin

Karakteristik Turbin Cross-Flow :

ukuran Turbin Cross-Flow lebih kecil dan lebih kompak

dibanding kincir air. Diameter kincir air yakni roda jalan

atau runnernya biasanya 2 meter ke atas, tetapi

diameter Turbin Cross-Flow dapat dibuat hanya 20 cm

saja sehingga bahan-bahan yang dibutuhkan jauh lebih

sedikit, itulah sebabnya bisa lebih murah. Demikian

juga daya guna atau effisiensi rata-rata turbin ini lebih

tinggi dari pada daya guna kincir air.

Kelebihan :

Pemanfaatan air 2x membuat Efektivitas & Efisiensi Meningkat

Kekurangan :

Perputaran Turbin sangat lambat

IMPULS REAKSI

Turbin Francis

Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara

sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di

bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah

mengarahkan air masuk secara tangensial

Keuntungan

Variasi dalam kepala operasi dapat dengan mudah dikendalikan pada turbin Francis

Kelemahan :

Sulit dalam Perawatan & Pembersihan

Turbin yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalam air. Air

yang masuk kedalam turbin dialirkan melalui pengisian air dari atas turbin (schact)

atau melalui sebuah rumah yang berbentuk spiral (rumah keong). Semua roda jalan

selalu bekerja. Daya yang dihasilkan turbin diatur dengan cara mengubah posisi

pembukaan sudu pengarah.

Karakteristik Turbin Francis :

Turbin Kaplan dan Propeller

Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran

aksial.Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller

tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu.

Karakteristik Turbin Kaplan & Propeller :

Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebut

biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu.

Keuntungan :

Turbin Ini Memiliki Tingkat Efisiensi Tertinggi

Kekurangan

Membutuhkan Biaya Yang Besar Untuk Mendesain,Menginstalasi

Perhitungan

Pemilihan Turbin

Pemilihan dengan Pengaruh harga kecepatan spesifik terhadap jenis atau

macam turbin.

Putaran Spesifik (Ns) Jenis Turbin

4 - 35. Pelton satu nozzel

17 - 50 Pelton dua nozzel

24 - 70 Pelton banyak nozzel

70 - 120 Francis kecepatan rendah

120 - 200 Francis kecepatan menengah

200 - 350 Francis kecepatan tinggi

350 - 450 Francis Express Type

300 - 550 Propeller atau Kaplan kecepatan rendah

550 - 750 Propeller atau Kaplan kecepatan menengah

750 - 1000 Propeller atau Kaplan kecepatan tinggi

Pemilihan Turbin

Pemilihan Berdasarkan Tinggi Jatuh Air

No Tinggi jatuh air / head (m) Type / Jenis Turbin

1

2

3

4

5

6

0 sampai 25

25 sampai 50

50 sampai 150

150 sampai 250

250 sampai 300

Di atas 300

Kaplan atau Francis

(lebih cocok Kaplan)

Kaplan atau Francis

(lebih cocok francis)

Francis

Francis atau pelton

(lebih cocok francis)

Francis atau pelton

(lebih cocok pelton)

Pelton