BAB III METODOLOGI DAN ALAT PENELITIAN
3.4 Peralatan Pengujian
3.4.1 Hand Tachometer
Alat ini digunakan untuk mengukur putaran (rpm) poros turbin pelton dan poros generator. Dalam uji performansi turbin pelton pada head 9,41 meter dengan menggunakan satu nosel, 24 buah sudu, dan analisa perbandingan menggunakan variasi bentuk sudu (mangkuk dan setengah silinder) ini hand tachometer yang digunakan adalah Krisbow KW06-303 dengan spesifikasi :
Ketelitian (akurasi) : ± 0,05% + 1 digit Range : autrange
Gambar 3.4 Hand Tachometer Gambar 3.4 Hand Tachometer
3.4.2 Meteran
Meteran dalam uji performansi turbin pelton pada head 9,41 meter dengan menggunakan satu nosel, 24 buah sudu dan analisa perbandingan menggunakan variasi bentuk sudu (mangkok dan setengah silinder) ini digunakan untuk mengukur panjang dalam instalasi pipa, instalasi dudukan turbin pelton dan mengukur tinggi permukaan air pada tempat penampungan atas (TPA) dan tempat penampungan bawah (TPB).
3.4.3 Flow Meter Digital
Flowmeter adalah alat untuk mengukur jumlah atau laju aliran dari suatu fluida yang mengalir dalam pipa atau sambungan terbuka. alat ini terdiri dari primary device, yang disebut sebagai alat utama dan secondary device (alat bantu sekunder). Flowmeter umumnya terdiri dari dua bagian, yaitu alat utama dan alat bantu sekunder. Alat utama menghasilkan suatu signal yang merespons terhadap aliran karena laju aliran tersebut telah terganggu. Alat utamanya merupakan sebuah orifis yang mengganggu laju aliran, yaitu menyebabkan terjadinya penurunan tekanan. Alat bantu sekunder menerima sinyal dari alat utama lalu menampilkan, merekam, dan/atau mentrasmisikannya sebagai hasil pengukuran dari laju aliran. Flow Meter Digital dalam uji performansi turbin pelton pada head
9,41 meter dengan menggunakan satu nosel, 24 buah sudu dan analisa perbandingan menggunakan variasi bentuk sudu (mangkok dan setengah silinder) digunakan untuk mengukur debit air yang mengalir pada pipa.
Adapun spesifikasi dari Flow Meter Digital adalah Brand Name : Lebong.
Type : Flow Meter Digital (water measurement). Color optional : Black.
Usage : water.
Display : Digital display. Power supply : baterai kering 9V.
Gambar 3.6 Flow Meter Digital
3.4.4 Pompa Pengumpan
Pompa ini digunakan untuk mengumpankan air dari tempat penampungan bawah (TPB) ke tempat penampungan atas TPA). Dalam uji eksperimental turbin pelton pada head 9,41 meter dengan menggunakan satu nosel, 24 buah sudu dan analisa perbandingan menggunakan variasi bentuk sudu (mangkuk dan setengah silinder) ini, pompa pengumpan yang digunakan adalah pompa sentrifugal 6 (enam) inchi dengan daya motor penggerak (P) 5,5 kW, putaran (n) 1440 rpm dan dihubungkan secara direct drive.
Gambar 3.10 Pompa Pengumpan
3.5 PELAKSANAAN PENGUJIAN
Uji eksperimental turbin pelton pada head 9,41 meter dengan menggunakan satu nosel, 24 buah sudu dan analisa perbandingan menggunaan variasi bentuk sudu (mangkuk dan setengah silinder) dilakukan di Laboratorium Mesin Fluida, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Pengukuran-pengukuran yang dilakukan tehadap penelitian ini meliputi:
1. Pengukuran putaran (rpm) poros turbin pelton dengan menggunakan Hand Tachometer.
2. Pengukuran debit air dengan menggunakan Flow Meter Digital. 3. Pengukuran torsi poros turbin dengan Dinamo Meter.
Sebelum dilakukan pengujian turbin pelton dan pengambilan data, terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan (checking) terhadap beberapa instalasi dan peralatan, yang meliputi:
1. Pemeriksaan debit air di dalam tempat penampungan bawah (TPB) dan debit air di dalam tempat penampungan atas (TPA).
2. Pemeriksaan pipa penghubung antara TPB dan TPA, serta membuka keran pengatur (gate valve) kapasitas air pada pompa pengumpan.
3. Pemeriksaan katup (valve) untuk pengujian lantai dua atau lantai tiga. 4. Pemeriksaan katup pada turbin pelton.
5. Pemeriksaan poros penghubung pada poros turbin pelton dan poros dinamo meter .
6. Pemeriksaan dinamo meter.
Setelah prosedur pemeriksaan terhadap beberapa instalasi dan peralatan di atas selesai dilakukan dan pemeriksaan dipastikan dalam kondisi standby, maka prosedur pengujian pun dapat dimulai. Adapun prosedur pengujian uji eksperimental turbin pelton dengan jumlah sudu 24 sudu dan 26 sudu ini adalah sebagai berikut:
1. Pengujian pertama dilakukan dengan jumlah 24 sudu (bucket). 2. Katup pada sisi masuk nosel dibuka 60°, 75° dan 90°.
3. Sebelum pompa pengumpan dihidupkan, terlebih dahulu keran pengatur (gate valve) dibuka supaya umur pemakaian pompa pengumpan lebih lama. 4. Dilakukan monitoring terhadap ketinggian air di dalam TPA sesuai dengan
data pengujian yang dibutuhkan (80 cm).
5. Setelah ketinggian air di TPA dan aliran air pada pipa pengumpan konstan, maka dilakukan pengujian serta pengambilan data terhadap:
a. Pengukuran torsi (Nm) dengan Dinamo Meter.
b. Pengukuran debit (L/s) dengan Flow Meter Digital.
c. Pengukuran putaran (rpm) pada poros Turbin Pelton dan poros generator dengan Hand Tachometer.
6. Pengukuran terhadap beberapa variabel di atas dilakukan terhadap beban ; masing-masing 1 Newton sampai poros turbin berhenti (0 rpm)
7. Melakukan kembali pengukuran seperti prosedur pengujian sebelumnya berulang-ulang sebanyak tiga kali untuk mendapatkan data pengujian yang lebih akurat.
8. Setelah pengukuran pada turbin pelton dengan jumlah dua puluh satu sudu (bucket) selesai, maka dilakukan penggantian runner dan penambahan jumlah sudu (bucket) menjadi dua puluh enam buah. Kemudian dilakukan pengujian kembali seperti prosedur diatas.
Besaran-besaran yang diukur dan dicatat meliputi: 1. Debit air (L/s)
2. Torsi (Nm)
Dari besaran-besaran di atas dapat dihitung besaran turunan lainnya seperti: 1. Daya Air
2. Daya Turbin Pelton 3. Efisiensi Turbin Pelton
Setelah pengujian di atas, dilakukan pengujian torsi dengan prosedur sebagai berikut:
1. Katup menuju nosel pada turbin ditutup.
2. Pompa pengumpan dihidupkan dan air dipompakan dari TPB ke TPA, setelah tinggi air mencapai ketinggian pengujian (80 cm), gate valve pompa pengumpan diatur agar ketinggian air di tempat penampung atas stabil.
3. Secara bersamaan, katup menuju nosel Turbin Pelton dibuka sesuaidengan variasi bukaan katub yang diinginkan.
4. Segera setelah air menumbuk sudu turbin dan turbin berputar maka beban dapat diberikan dimulai dari 0 Newton sampai poros turbin berhenti berputar (0 rpm)
5. Dari data yang diperoleh, maka perhitungan torsi pun dapat dilakukan. Dengan cara nilai beban yang diberikan (N) dikalikan dengan jarak poros turbin ke beban yaitu 0,25 m.
Flowchart Uji performansi turbin pelton pada head 9,41 meter dengan menggunakan satu nosel, 24 buah sudu dan analisa perbandingan menggunakan variasi bentuk sudu (mangkok dan setengah silinder)
Survey tempat pengujian akan dilakukan
Rancang bangun instalasi Uji eksperimental turbin pelton pada head 9,41 meter dengan menggunakan satu nosel dan analisa perbandingan menggunakan variasi bentuk sudu (mangkokdan setengah silinder)
Pengambilan data hasil pengujian Pelaksanaan pengujian
Perhitungan dan analisa hasil
pengujian
Penulisan laporan hasil pengujian