• Tidak ada hasil yang ditemukan

PERANCANGAN TURBIN PROPELLER POROS HORIZONTAL KAPASITAS 100 kW BENDUNGAN BENING SARADAN MADIUN

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "PERANCANGAN TURBIN PROPELLER POROS HORIZONTAL KAPASITAS 100 kW BENDUNGAN BENING SARADAN MADIUN"

Copied!
16
0
0

Teks penuh

(1)

PERANCANGAN TURBIN PROPELLER POROS

HORIZONTAL KAPASITAS 100 kW

BENDUNGAN BENING SARADAN MADIUN

TUGAS AKHIR

BIDANG KONVERSI ENERGI Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)

Oleh :

M. SYAFRIAL HIDAYAT 09510003

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

(2)
(3)

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh : M. Syafrial Hidayat

NIM : 09510003

Yang telah disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I Pembimbing II

(Ir. Sudarman, MT) (Ir. Ali Mokhtar, MT)

NIP : 108.8909.132 NIP : 108.9109.0234

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

(4)

iv

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR Nama : M. Syafrial Hidayat

Nim : 09510003

Bidang Keahlian : Bidang Konversi Energi No. ST. Pemb. TA : E.2/ 188/ FT/ UMM/ V/ 2014

Judul : Perancangan Turbin Air Propeller Sumbu Horizontal Pembimbing I : Ir. Sudarman, MT

No. Catatan Asistensi Paraf

Dosen Pembimbing I 1 Persetujuan Judul dan Konsultasi Bab I

2 ACC Bab I

3 Konsultasi Bab II

4 ACC Bab II

5 Konsultasi Bab III 6 ACC Bab III

7 Konsultasi Bab IV dan Seminar Hasil 8 ACC Bab IV dan Seminar Hasil

Malang, 28 Oktober 2014 Dosen Pembimbing I

(5)

v

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR Nama : M. Syafrial Hidayat

Nim : 09510003

Bidang Keahlian : Bidang Konversi Energi No. ST. Pemb. TA : E.2/ 188/ FT/ UMM/ V/ 2014

Judul : Perancangan Turbin Air Propeller Sumbu Horizontal Pembimbing II : Ir. Ali Mokhtar, MT

No. Catatan Asistensi Paraf

Dosen Pembimbing II 1 Persetujuan Judul dan Konsultasi Bab I

2 ACC Bab I

3 Konsultasi Bab II

4 ACC Bab II

5 Konsultasi Bab III 6 ACC Bab III

7 Konsultasi Bab IV dan Seminar Hasil 8 ACC Bab IV dan Seminar Hasil

Malang, 28 Oktober 2014 Dosen Pembimbing II

(6)

vi

LEMBAR SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah :

Nama : M. Syafrial Hidayat

Nim : 09510003

Tempat/Tanggal Lahir : Rantau, 30 September 1989 Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Turbin Air Propeller Sumbu Horizontal” Yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan / atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 28 Oktober 2014 Yang menyatakan,

(7)

vii ABSTRAK

Mengingat kebutuhan tenaga listrik merupakan bagian mendasar di bumi dan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Listrik sendiri salah satu roda perputaran perekonomian yang sedang tumbuh, meningkatkan pasokan kebutuhan pasokan energi listrik bagi masyarakat akan terus diupayakan pemerintah khususnya untuk wilayah kabupaten. Potensi sumber energi terbarukan di Indonesia, khususnya tenaga air hingga saat ini baru di manfaatkan sebesar 4,2 GW (5,55%) dari seluruh potensi yang ada sebesar 75,67 GW, mikrohidro yang termanfaatkan sebesar 0,008 GW dari seluruh potensi 0,045 GW. (ESDM, 2006)

Pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) pada dasarnya memanfaatkan energi air. Semakin tinggi jatuh air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Disamping faktor geografis yang memungkinkan untuk dibangun pembangkit. Tinggi jatuh air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. (Anonim, 2008)

Pembangit listrik ini dirancang dengan memanfaatkan potensi di bendungan saradan madiun. Potensi air yang tersedia 21.4 meter. Namun untuk menggunakan turbin jenis propeller head dan kapasitas yang dapat dimanfaatkan adalah 6 meter dengan kapasitas aliran 2 m3/detik. Dengan kapasitas dan head tersebut dapat menghasilkan kapasitas listrik sebesar 100 kW.

Katakunci : Turbin, propeller, horizontal

Given the need for electricity is a fundamental part of the earth and one of the most widely used energy. Electricity itself one cycle in which the economy is growing, increasing the supply of electrical energy to supply the needs of the community will continue to be pursued, especially for the district government. The potential of renewable energy sources in Indonesia, particularly hydropower until now only in use by 4.2 GW (5.55%) of the existing potentials of 75.67 GW, micro hydro utilized by 0,008 GW of the entire potential of 0,045 GW. (EMR 2006)

Micro hydro power plant (MHP) basically harness the energy of water. The higher the water falls, the greater the potential energy of water that can be converted into electrical energy. In addition to geographical factors that allow plants to be built. High water falls can also be obtained by stemming the flow of water so that the water level is high. (Anonymous, 2008)

Power Plant is designed by utilizing the potential in dam Saradan madiun. Potential available water 21.4 meters. However, to use a propeller type turbine head and capacity that can be utilized is 6 meters with flow capacity of 2 m3 / sec. With the capacity and the head can result in electrical capacity of 100 kW.

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas

akhir dengan judul “Perancangan Turbin Air Bendungan Bening Madiun” ini

akhirnya dapat terselesaikan.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimaksih tersebut disampaikan kepada :

1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non

materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan

terlupakan.

2. Bapak Sudarman, Ir. MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan sekripsi ini dilakukan.

3. Ibu Ir. Ali Mokhtar, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

(9)

ix

5. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.

6. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2009 A,B, C dan D. 7. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan

kalian semuannya.

Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat rahim Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga sekripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 21 Oktober 2014

(10)

x DAFTAR ISI

COVER ... i

POSTER ... ii

LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ... iii

LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR ... iv

LEMBARAN PERYATAAN ... v

BERITA ACARA ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xiv

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Perancangan ... 2

1.4. Batasan Masalah... 2

1.5 Metode Pengumpulan Data ... 2

BAB II ... 3

TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1.Pengertian PLTMH ... 3

2.2.Prinsip kerja ... 4

2.3.Desain PLTMH ... 6

2.4.Turbin Air ... 11

(11)

xi

2.6.Pemilihan Turbin ... 21

2.7.Gaya Pada Sudu ... 22

2.8.Pasak ... 23

BAB III ... 27

METODE DESAIN ... 27

3.1.Tinjauan Umum ... 27

3.2.Pengukuran data ... 27

3.3.Langkah Perancangan Turbin ... 28

3.4.Flow Chart ... 29

BAB IV ... 30

PERANCANGAN ... 30

4.1.Data Awal Perancangan ... 37

4.2.Perancangan Dimensi Ruang Bakar ... 37

4.3.Perhitungan Daya yang disuplai ke Generator ... 38

4.4.runer ... 38

4.5.poros ... 39

4.6.Perencanaan Pasak ... 42

BAB V ... 44

KESIMPULAN DAN SARAN ... 44

5.1.Kesimpulan ... 44

5.2.Saran ... 45 DAFTAR PUSTAKA

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema Prinsip Kerja PLTMH ... 4

Gambar 2.2. Mekanisme energi ... 5

Gambar 2.3. Bangunan Penyadap ... 7

Gambar 2.4. Saluran Pembawa ... 8

Gambar 2.5. Bak Pengendap ... 9

Gambar 2.6. Saluran Pelimpah... 10

Gambar 2.7. Rumah Pembangkit ... 10

Gambar 2.8. Tair Race ... 11

Gambar 2.9. Turbin Impuls ... 12

Gambar 2.10. Sudu Pengarah ... 14

Gambar 2.11 Pipa Pesat ... 15

Gambar 2.12. Turbin Kaplan ... 17

Gambar 2.13. Prinsip Kerja Kaplan/Propeller ... 19

Gambar 2.14. Roda Jalan ... 20

Gambar 2.15. Karakteristik turbin ... 21

Gambar 2.16 Macam-Macam Bearing ... 25

Gambar 4.1. Grafik Pemilihan Turbin ... 31

Gambar 4.2. Segitiga Kecepatan Masuk ... 34

Gambar 4.3. Model runner turbin propeller ... 34

Gambar 4.4. Harga perkiraan untuk menentukan ukuran ... 35

Gambar 4.5. : Sudut masuk dan keluar aliran ... 36

Gambar 4.6. grafis ... 37

Gambar 4.7. Segitiga kecepatan ... 37

Gambar 4.8. Poros ... 39

(13)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Pengelompokan Turbin Air ... 12

Tabel 2.2. Pengelompokan turbin ... 13

Tabel 2.3. Standar pasak melintang ... 23

Tabel 2.4. Kecepatan Spesifik ... 26

Tabel 4.1. Representasi dimensi runner ... 38

Tabel 5.1. Main Characteristic ... 44

(14)

xiv

DAFTAR PUSTAKA

ESDM, K. (2006). Potensi Pembangkit Tenaga Air . p. 2.

Hartoyo. (2012). Jenis-jenis Valve. Retrieved from

http://eryhartoyo.wordpress.com/2012/08/14/jenis-jenis-valve/

Sularso. (1983). Dasar Perancangan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita.

Taty, A. (2009). Bangunan Turbin.

Tirta, J. (2011). Potensi Energi Air.

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_potensial

(15)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Kebutuhan energi di Indonesia terus meningkat mengingat karena pertambahan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan pola konsumsi energi itu sendiri yang senantiasa meningkat, sedangkan energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi utama, ketersediaannya sangat terbatas dan terus mengalami deplesi (menipis). Berdasarkan data Blueprint Pengelolaan Energi Nasional 2005-2025 yang dikeluarkan oleh Kementrian ESDM pada tahun 2006. Menyebutkan bahwa cadangan minyak bumi di Indonesia pada tahun 2005 diperkirakan akan habis dalam kurun waktu 23 tahun dengan ratio cadangan / produksi pada tahun tersebut, sedangkan gas diperkirakan akan habis dalam kurun waktu 62 tahun dan batu bara 146 tahun. (ESDM, Kebutuhan Energi Nasional, 2006)

Mengingat kebutuhan tenaga listrik merupakan bagian mendasar di bumi dan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Listrik sendiri salah satu roda perputaran perekonomian yang sedang tumbuh, meningkatkan pasokan kebutuhan pasokan energi listrik bagi masyarakat akan terus diupayakan pemerintah khususnya untuk wilayah kabupaten. Potensi sumber energi terbarukan di Indonesia, khususnya tenaga air hingga saat ini baru di manfaatkan sebesar 4,2 GW (5,55%) dari seluruh potensi yang ada sebesar 75,67 GW, mikrohidro yang termanfaatkan sebesar 0,008 GW dari seluruh potensi 0,045 GW. (ESDM, Potensi Pembangkit Tenaga Air , 2006)

(16)

2

pada Bendungan Bening, Saradan, Madiun dengan Head 21,4 m dan Kapasitas 2 m3/det. (Tirta, 2011)

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari perancangan turbin air ini adalah : 1. Berapa daya air yang dihasilkan?

2. Bagaimana desain turbin air propeller yang digunakan? 3. Berapa energi listrik yang dihasilkan?

1.3 Tujuan Perancangan

Tujuan yang ingin dicapai dari Perancangan Turbin Air Propeller Sumbu Horizontal, ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui daya air yang dihasilkan.

2. Menghasilkan desain turbin air propeller sumbu horizontal. 3. Untuk mengetahui besar energi listrik yang dihasilkan. 1.4 Batasan Masalah

Untuk mencegah agar tidak meluas pembahasan perancangan ini maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Dengan batasan masalah ini akan menuntun pada perancangan turbin air dengan jelas, baik dan terarah, mengenai pada permasalahan utama. Adapun batasan masalahnya adalah :

a. Perhitungan lebih ditekankan pada :  Perhitungan runner.

 Perhitungan guide vane.  Perhitungan draft tube.

 Perhitungan rumah turbin (casing).  Perhitungan poros, pasak dan bantalan. b. Tidak membahas tentang analisa biaya.

c. Tidak membahas masalah komposisi bahan dan sifat-sifatnya.

Referensi

Dokumen terkait

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “ Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50 kg/proses ” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “ PERANCANGAN BELT CONVEYOR UNTUK ECENG GONDOK DENGAN KAPASITAS 1310 Ton/Jam ” yang diajukan untuk mempero leh gelar sarjana

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “ PERANCANGAN BRAKE SYSTEM PROTOTYPE DIESEL 3,3HP ” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik

Box Berbasis Termoelektrik & Heat Sink Fan” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammdiyah

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “PERANCANGAN KETEL UAP PIPA AIR KAPASITAS 150 TON/JAM” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “ Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana ” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Jenis turbin angin yang dibuat dalam tugas sarjana ini adalah turbin angin sumbu horizontal tiga sudu berdiameter 3,5 meter upwind dengan pengarah ekor disertai modifikasi

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Chassis Aluminium Untuk Mobil Urban Diesel” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin