Turbin Air [PDF]

Citation preview

1. Kincir air undershot Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak pada bagian bawah dari kincir air. Kincir air tipe undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head.Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut juga dengan ”Vitruvian”. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar.



2. Kincir air overshot Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudusudu



sisi bagian atas, dan karena gaya berat air roda kincir berputar. Kincir air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air yang lain.



3. Kincir air breastshot Kincir air Breastshot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air. Kincir air jenis ini memperbaiki kinerja dari kincir air tipe undershot.



Kerja Poros Kincir Air



Kerja Poros Kincir Air



Kincir air undershot memanfaatkan energi kinetik dari aliran air sungai untuk membangkitkan generator listrik. Gaya yang terjadi pada sebuah blade pada kincir air dapat dituliskan : F = 0,5 ρ Cd A Vr2……....(1) (Jones, Z. 2005) Dimana F adalah gaya pada sebuah balde atau sudu, ρ adalah massa jenis air, Cd adalah Coefisien of discharge, A adalah Luas blade yang tercelup air, dan V r adalah kecepatan relatif. Luasan sebuah blade yang tercelup didalam air tentunya berubah-ubah karena blade itu berputar dengan pusat rotasinya yaitu poros. Untuk perpindahan sebuah blade untuk secara matematisnya adalah dari posisi vertikal dalam air menjadi 90 derajat pada posisi awal. Jika θ= besarnya sudut antara pusat kincir dengan perpindahan blade yaitu dari θ=0 menjadi θ= θ 1 (ketika sebuah blade mulai meninggalkan air) hingga θ= θL(ketika sebuah blade meninggalkan air penuh).



Gambar 5. Blade ketika sebuah blade tercelup dalam air



Untuk menentukan besarnya a(x), kita dapat menggunakan teori trigoinometri yaitu:



Cos θ = DraftT : a(x)...........................(2) Jadi, a(x) = DraftT : cos θ.................(3)



Jika a(x) = L-d, ketika sebuah blade masih tercelup penuh maka luasan sebuah blade dapat dituliskan : A(x) = d f...............................(4) Walaupun sudut θ meningkat terhadap θ1 (ketika sebuah blade mulai meninggalkan air) maka a(x) akan bertambah besar dan luasan sebuah blade yang tercelup akan berkurang, dengan keadaan demikian dapat dituliskan rumus : A(x) = (L-(a(x)) f.........................(5) Dimana a(x) adalah jarak vertikal dari pusat kincir air ke permukaan air, y adalah jarak dari pusat kincir air ke ujung blade, DraftT adalah jarak dari pusat kincir air ke permukaan air, L adalah Jari-jari kincir air, d adalah tebal blade, dan f adalah lebar blade. Kecepan relative (V ) dapat ditentukan berdasarkan gambar di bawah ini.



Gambar 6. Diagram komponen kecepatan aliran menumbuk blade Untuk mengetahui besarnya Vc dapat kita ketahui dengan menggunakan teori trigonometri dengan berdasarkan gambar 6, dapat dituliskan :



Dimana Vb adalah kecepatan blade, Vc adalah komponen kecepatan pada blade, dan p adalah sebuah konstanta. Untuk nilai p(konstanta) pertama kali dikemukakan oleh Antoine Parent pada tahun 1740 yang telah memperkenalkan bahwa untuk nilai optimum nilai p adengan c,



Gambar. Desain kincir air jumlah sudu 8, 10, dan 12 buah



Gambar. Desain model saluran untuk uji kerja kincir air