Kelompok 6 - Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading [PDF]

Citation preview

1.6 Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading Maulana Eko Saputro (04211746000019) Gerit Linggar Retmana (04211746000027) Dicky Subrata (04211746000028) Alvyn Hardyana (04211746000029) Rocky Deardo (04211746000030) Departemen Teknik Sistem Perkapalan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus ITS Keputih, Sukolilo, Surabaya 60111



1.



Pendahuluan



Turbin uap (Steam Turbine) adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit.



Gambar 2. Turbin uap



2. Nozzles



Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading



2



Nosel adalah saluran dengan mengalir melalui mana kecepatan cairan meningkat dengan mengorbankan penurunan tekanan. jika cairan itu uap, maka nosel disebut sebagai Nozzle uap. Aliran uap melalui nosel dapat diambil sebagai ekspansi adiabatik. Uap memiliki kecepatan yang sangat tinggi pada akhir ekspansi, dan entalpi berkurang ketika ekspansi terjadi. Ada gesekan antara uap dan sisi nozel; panas dihasilkan sebagai hasil dari resistensi terhadap aliran. Fenomena super saturation terjadi dalam aliran uap melalui nosel. Ini karena jeda waktu dalam kondensasi uap selama ekspansi. Cairan tersebut dapat dikompresi jika kerapatannya berubah dengan perubahan tekanan yang ditimbulkan oleh aliran. Jika kerapatan berubah sangat sedikit atau tidak berubah, cairan dikatakan dapat mampat. Secara umum gas dan uap bersifat kompresibel, sedangkan cairan bersifat mampat. Nosel juga dapat diartikan adalah perangkat yang dirancang untuk mengontrol arah atau karakteristik dari aliran fluida (terutama untuk meningkatkan kecepatan) saat keluar (atau memasuki) sebuah ruang tertutup atau pipa. Nosel sering disebut pipa atau tabung dari berbagai luas penampang, dan dapat digunakan untuk mengarahkan atau memodifikasi aliran fluida (cairan atau gas). Nosel sering digunakan untuk mengontrol laju aliran, kecepatan, arah, massa, bentuk, dan tekanan dari aliran yang muncul. Dalam nosel, kecepatan fluida meningkat dengan mengorbankan energi tekanannya. yang dilalui uap pertama kali masuk kedalam sudu turbin disebut Nosel Box ,Nosel/sudu tetap sendiri merupakan inner part turbin yang fungsinya sebagai alat untuk mengarahkan , menampah tekanan uap untuk memutar sudu ( blade ) turbin ,nosel ini terpasang pada casing sisi upper dan lower baik pada HP maupun LP , sedangkan pada HP terpasang pada inner casing.



Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading



3



Gambar 1 Nozzle Sumber : http://bsspray.com/imagepages/image4.html



2.1 Jenis Nosel 2.1.1. Jenis Nosel secara umum 1. Jet Jet gas , cairan jet , atau hidro jet adalah nosel yang dimaksudkan untuk mengeluarkan gas atau cairan dalam aliran koheren menjadi media sekitarnya. Jet gas biasanya ditemukan di kompor gas , oven .Jenis lain dari jet cairan ditemukan di karburator , di mana lubang kalibrasi digunakan untuk mengatur aliran bahan bakar ke dalam mesin. Nama lain jet khusus adalah laminar jet. Ini adalah jet air yang mengandung perangkat untuk melancarkan keluarnya tekanan dan aliran dan memberikan aliran laminar, seperti namanya. Hal ini memberikan hasil yang lebih baik untuk air mancur Busa jet adalah jenis lain dari jet yang menggunakan busa bukan dari gas atau cairan. Nosel yang digunakan untuk memberi ledakan ke dalam blast furnace disebut tuyeres . Nosel jet juga digunakan dalam industri besar di mana distribusi udara melalui diffusers langit-langit tidak mungkin atau tidak praktis. Diffusers yang menggunakan nosel jet disebut jet diffuser di mana itu akan diatur dalam sisi dinding untuk mendistribusikan udara. Ketika perbedaan suhu antara udara pasokan dan perubahan udara ruangan, aliran udara pasokan dibelokkan ke atas, untuk memasok udara hangat, atau ke bawah, untuk memasok udara dingin. 2. Kecepatan tinggi Tujuan dari nosel adalah untuk meningkatkan energi kinetik dari perantara yang mengalir dengan mengorbankan tekanan dan energi internal. Nosel dapat digambarkan sebagai konvergen (mempersempit dari diameter lebar untuk diameter yang lebih kecil dalam arah aliran) atau divergen (meluas dari diameter yang lebih kecil ke yang lebih besar). Sebuah nosel de Laval memiliki bagian konvergen diikuti dengan bagian divergen dan sering disebut nosel konvergen divergen. Nosel konvergen mempercepat cairan subsonic. Jika rasio tekanan nozzel cukup tinggi, maka aliran akan mencapai kecepatan sonic pada titik tersempit (yaitu tenggorokan nosel ). Dalam situasi ini, nozzel dikatakan tersedak. 3. Magnetik Nosel magnetik juga telah diusulkan untuk beberapa jenis propulsi, seperti VASIMR , di mana aliran plasma diarahkan oleh medan magnet bukan dinding yang terbuat dari materi padat. 4. Spray Banyak nosel menghasilkan semprotan yang cairannya sangat halus. Nosel penyemprot digunakan untuk lukisan semprot, parfum, karburator untuk mesin pembakaran internal , semprotan pada deodoran , antiperspiran dan banyak kegunaan lainnya Air-Aspirating Nosel menggunakan sebuah lubang di nosel berbentuk kerucut untuk menyuntikkan udara ke dalam aliran berbasis air busa (CAFS / AFFF / FFFP) untuk membuat konsentrat . Paling sering ditemukan pada alat pemadam dan Pancing busa. Nosel Swirl menyuntikkan cairan di tangensial, dan ke pusat lalu keluar melalui lubang tengah. Vortexing ini menyebabkan semprotan keluar dalam bentuk kerucut.



Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading



4



2.1.2. Jenis-jenis nosel turbin uap



Adapun jenis nosel pada tubin uap terdapat tiga yaitu : a. Nosel konvergen b. Nosel divergen c. Nosel konvergen – divergen Untuk penjelasan tiap-tiap nosel sebagai berikut : a.



Novel Konvergen



Sebuah nosel konvergen yang ditunjukkan pada diatas, Dalam nosel konvergen, luas penampang menurun terus menerus dari pintu masuknya untuk keluar. Ini digunakan dalam kasus di mana tekanan balik sama atau lebih besar dari rasio tekanan kritis. Konstruksi nosel konvergen : Segmen nosel konvergen yang cocok untuk tahap pertama dari turbin impuls untuk kekuatan menengah Segmen ini terdiri dari 6 nozel dan terdiri dari casting 'a' di mana baling-baling panduan nozzle 'b' disematkan oleh 'casting in'. Untuk pengecoran balingbaling pengarah, mereka pertama kali dibuat dari lembaran logam dengan ketebalan yang seragam yang dipotong untuk disimpan dan kemudian dilengkungkan dalam tekanan. Dengan bentuk yang benar dan kelengkungan yang benar di inlet, ini tertanam dalam inti pasir untuk membentuk saluran uap. Kemudian logam cair dituangkan ke dalam cetakan yang ujung-ujung memproyeksikan dari baling-baling panduan dikelilingi, pada pembekuan logam, baling-baling menjadi kuat dan pengecoran di lakukan. Untuk jenis nosel ini, untuk baja uap super panas atau baja paduan harus digunakan. Dalam bahan baja atau baja paduan kelompok seperti karbon rendah, baja, 3-5% Nikel, baja tahan karat, Besi dan hadfleld hecla A.T.V. baja dapat digunakan.



Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading



b.



5



Nosel Divergen



Daerah lubang masuk dari nosel yang berbeda meningkat terus dari pintu masuknya untuk keluar. Ini digunakan dalam kasus di mana tekanan balik kurang dari rasio tekanan kritis. Konstruksi Konversi divergen : Nosel built up Ini terbuat dari baja untuk B.S.En 58B dan siap diganti setiap saat. Ini terdiri dari dua bagian - bagian bawah dan atas membentuk penampang persegi panjang. Ini dimotori dari bar dengan menggunakan jig dan fixture ke bentuk yang dibutuhkan. Ini digunakan dalam banyak turbin impuls dan bentuk lain dari nozel ini. Ini terdiri dari 3 bagian segmen strip 'a' di mana saluran nozzle dikerjakan, segmen penutup 'b' dan sepotong irisan 'c'. Sekrup pengunci 'd' pada ring 'c' menyebabkan strip 'a' dan 'b' dipaksa melawan peti uap. Tutup kacang 'e' menutupi sekrup set 'd' sehingga tidak boleh ada kebocoran. Ini digunakan dalam banyak turbin. c.



Nosel divergen konvergen



Nozzles, Diaphgrams, and Stationary Blading



6



Dalam kondisi ini, area lubang masuk pertama menurun dari pintu masuk ke tengah dan kemudian meningkat dari tengah ke pintu keluar. Kasus ini digunakan dalam kasus di mana tekanan balik kurang dari tekanan kritis. Juga, dalam aplikasi saat ini, itu banyak digunakan di banyak jenis turbin uap. Pada Convergent-Divergent Nozzle harus mempunyai area yang halus dengan permukaan throat yang halus untuk menjaga agar aliran tetap menyentuh penampang dinding. Aliran dimulai dari hulu dan meningkat hingga kecepatan maksimum pada throat, dimana kecepatannya bisa M