ppt turbin francis
DESCRIPTION
turbin prancis power pointTRANSCRIPT
DESAIN TURBIN FRANCIS
oleh
Marfizal, ST
Diagram Alir Perencanaan
Tidak
Ya
Mulai
Studi Literaratur
Survey Data
Penentuan Jenis Turbin
Perhitungan Putaran Spesifik
A
A
Perencanaan •Roda JalanDiameter Inlet RunnerDiameter Sisi Keluar TurbinSegitiga Kecepatan Lebar Roda Jari-Jari Kelengkungan PuncakJumlah Sudu GerakDll
Kesimpulan
Selesai
A. DESAINDATA LAPANGAN
Tempat Pengambilan Data : Pengambilan data dilakukan di desa Perantak yang berjarak 60 Km dari ibu kota kabupaten merangin dan 300 km dari ibu kota provinsi jambi : Sumber Air Terjun : Batang PerentakDesa : PerentakKecamatan : Pangkalan JambuKabupaten : MeranginProvinsi : Jambi
(Gambar Lokasi pengambilan data)
Lebar Dan Kedalam SungaiDari hasil pengukuran didapat data :• Lebar Sungai (b) : 1,5 m• Ketingian air sungai (h) : 0,4 m• Area penampang Aliran ( b x h) : 0,6 m2
Menghitung Kecepatan aliran
Untuk mendapatkan kecepatan aliran dilakukan dengan secara manual yaitu dengan Menghayutkan busa sejauh 20 meter dan di catat waktu yang di butuhkan busa untuk melewati jarak 20 meter tersebut sperti tabel di bawah :
Data waktu
No Waktu (S) yang dibutuhkan untuk menempuhjarak 20 m aliran
1 5,77
2 4,75
3 5,77
4 5,05
5 4,3
6 5,71
7 4,94
8 5,15
Rata-rata 5,18
Kecepatan aliran
• Dengan mendapatkan data area aliran sungai dan waktu tempuh dalam jarak 20 meter, maka kecepatan aliran :
t
SV
s
m
s
mV 8,3
18,5
20
Debit aliranDengan di peroleh penampang aliran dan kecepatan aliran maka :
AxVQ s
mmxsm
32 3,26,0/8,3
Tinggi Air Jatuh (H)Dari hasil pengukuran dari lapangan dimana kemiringan arah jatuh 350 dengan jarak kemiringan 40 m maka :
035SinSH mxmH 8,2257,040
Dasar-Dasar Penentuan Spesifikasi Turbin
Penentuan spesifikasi turbin berdasarkan data input berikut: •Head (H) :22,8 m•Jenis Turbin : Turbin Francis•Putaran Turbin: 750 rpm•Debit Aliran : 2,3 m3/s
Daya Turbin
Dari debit (kapasitas air) Q dan tinggi air jatuh H dapat diperoleh daya yang dihasilkan turbin dengan persamaan sebagai berikut:
P = .g.Q.H.T
Daya TurbinDimana:• P = Daya turbin (kW) = Massa jenis air = 1000 kg/m'• g = gravitasi bumi = 9,81 m/s2
• Q = Debit air = 2,3 m3/s• H = Head effisien = 22,8 m
• ηt = Efisiensi turbin = 0,84 - 0,94
maka:P = 1000 kg/m3. 9,81m/s2 .2,3m3/s. 22,8 m.0,90 = 462.992 W = 462,99 KW = 620 hp
Diameter RunnerNo Putaran turbin Diameter runner
1 125 3,830
2 150 3,192
3 175 2,736
4 185 2,588
5 200 2,394
6 250 1,915
7 300 1,596
8 350 1,368
9 400 1,197
10 450 1.064
11 500 0,958
12 550 0,871
13 600 0,798
14 650 0,737
15 700 0,684
16 725 0,660
17 750 0,638
Diameter Runner
• Dari tabel terlihat bahwa putaran turbin yang kecil didapat diameter runner yang besar begitu juga sebaliknya untuk putaran yang besar didapat diameter runner yang kecil. Berdasarkan perhitungan diperoleh:
• D1.n = 478,8 m rpm
• Maka direncanakan:• Putaran Turbin : 750 rpm• Diameter turbin : 0,638 meter
Pemilihan TurbinPemilihan turbin dapat ditentukan dengan berdasarkan kecepatan spesifik. Dimana kecepatan spesifik nq dipakai sebagai suatu besaran yang penting dalam merencanakan (desain) turbin air. Kecepatan spesifik diperoleh dengan persamaan:
4/5H
pnnq
nq= kecepatan spesifik (rpm)
n= putaran turbin = 750 rpmH= Head Efektif = 22,8 m P= Daya turbin = 462,992 KW = 620 hp Maka kecepatan spesifik (nq) adalah:
rpmnq 3248,22
462,992 7504/5
Pemilihan Turbin
• Berdasarkan perhitungan kecepatan spesifik maka disesuaikan dengan tabel kecepatan spesifik turbin, maka jenis turbin yang direncanakan adalah turbin francis dengan putaran tinggi, yang mana kecepatan spesifiknya dalam satuan SI berkisar antara 80 - 430 rpm.
Pemilihan Turbin
Spesifikasi Turbin
Dari perhitungan diatas maka didapatkan spesifikasi Turbin yaitu:•Jenis Turbin = Turbin Francis putaran tinggi •Daya Turbin = 462,992 kW = 620 hp•Putaran Turbin = 750 rpm
•Putaran spesifik turbin (nq) = 324 rpm
•Head Turbin = 22,8 m•Kapasitas aliran = 2,3 m3/s
Roda Jalan (Runner)
Diameter runner pada sisi masuk (inlet diameter) telah dihitung sebelumnya yaitu dengan:•Putaran (n) = 750 rpm
•Diameter runner (D1) = 0,638 m
Kecepatan KelilingDengan didapatnya diameter runner (D1) maka dapat
ditentukan kecepatan keliling (U1) yaitu dengan persamaan:
n
uD
11
60
Dimana:
• D1 = Diameter runner = 0,638 m
• ul = Kecepatan keliling (m/s) n = 3,14
• n = putaran = 750 rpm
smnd
u /04,2560
75014,3638,0
601
1
Menghitung Komponen – komponen Segi Tiga Kecepatan Terlebih dahulu menentukan harga U1* dimana:
hg
uu
21*
1u1 * = Koefisien penentu yang terdiri dari 0,69 - 1,22 seperti pada
grafiku1 = Kecepatan keliling = 2,3 m/s
g = gravitasi bumi = 9,81 m/sH = Head Turbin = 22,8 mmaka:
smu /20,18,2281,92
04,25*1
Menghitung Komponen – komponen Segi Tiga Kecepatan • Dengan u1* = 1,20 m/s dengan menarik garis lurus grafik secara horizontal ke kurva
ul * dan dari pertemuan titik tersebut ditarik secara vertikal ke bawah, maka didapat harga nq = 118 menit -1 seperti terlihat
Diameter Sisi Keluar Turbin Diameter Sisi Keluar Turbin
Dari gambar diatas dengan nq = 118 menit-1 maka didapat harga u*21= 0,48
Harga u21 adalah:
smu
u
Hgu
/15,10
8,2281,9248,0
248,0
21
21
21
Dengan demikian harga D21 yaitu
mn
uD 25,0
75014,3
15,106060 2121
Dengan cara yang sama harga u*2a = 1,25
smhgu a /43,268,2281,9225,1225,12
smn
uD a
a /67,075014,3
43,266060 22
smu
uuu a
/29,182
43,2615,102
2
2212