ABSTRAK
STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH JUMLAH SUDU DAN
DIAMETER ORIFICE TERHADAP KINERJA
TURBIN AIR ALIRAN VORTEX
Oleh
ANTON FITRIYADI
Mikrohidro atau pembangkit listrik skala kecil saat ini masih memanfaatkan air terjun, aliran sungai ataupun bendungan yang mempunyai beda ketinggian dan kecepatan aliran air yang besar. Sedangkan untuk aliran sungai dan saluran irigasi dengan kecepatan dan head jatuh yang relatif kecil belum termanfaatkan dengan optimal. Hal ini menjadi referensi untuk menaikkan kecepatan aliran tersebut dengan mengubahnya menjadi aliran vortex. Aliran vortex yang juga dikenal sebagai aliran pulsating atau pusaran dapat terjadi pada suatu fluida yang mengalir dalam suatu saluran yang mengalami perubahan mendadak. Aliran vortex atau pusaran air yang didapat mempunyai kecepatan yang cukup tinggi, yang pada akhirnya dimanfaatkan untuk menggerakkan sudu turbin.
Hasil analisis yang dilakukan membandingkan nilai torsi, daya poros, efisiensi aktual (hasil pengujian) dengan nilai torsi daya poros, efisiensi teoritik, dimana diperoleh nilai torsi, daya poros, dan efisiensi terbesar secara aktual pada jumlah sudu 4 pada diameter orifice 120 mm dengan nilai torsi sebesar 0,77 Nm, daya poros sebesar 5,19 watt, efisiensi sebesar 12,39 %. Sedangkan secara perhitungan teoritik nilai torsi terbaik pada jumlah sudu 4 dengan diameter orifice 80 mm yaitu sebesar 2,88 Nm, daya poros dan efisiensi terbaik pada jumlah sudu 4 dengan diameter orifice 120 mm sebesar 18,61 watt dan 44,41%.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Secara global energi yang tersedia dalam bentuk energi bahan bakar mineral atau sumber energi tak terbaharui semakin berkurang keberadaannya maka sudah selayaknya untuk dicari dan digalakan penemuan-penemuan atau pemanfatan-pemanfaatan energi-energi alternatif. Di alam semesta ini sebenarnya banyak terdapat energi alternatif hanya saja dikarenakan keterbatasan dari kemampuan manusia maka semua energi alternatif yang ada belum dapat dimanfaatkan secara maksimal dan integral. Beberapa contoh energi alternatif yang sudah banyak dimanfaatkan antara lain adalah; energi angin, energi air, energi matahari dan sebagainya. Suatu hal yang barang kali patut untuk dipertimbangkan di daerah Lampung adalah energi air. Hal ini dikarenakan Lampung merupakan daerah yang memiliki sungai-sungai, yang sangat berpotensi untuk dikembangkan menjadi pembangkit listrik baik skala besar maupun skala kecil.
2
sungai ,bendungan, ataupun air terjun. Seorang Peneliti dari Jerman Viktor Schauberger mengembangkan teknologi aliran vortex (pusaran) untuk diterapkan pada pemodelan turbin air. Aliran vortex yang juga dikenal sebagai aliran pulsating atau pusaran dapat terjadi pada suatu fluida yang mengalir dalam suatu saluran yang mengalami perubahan mendadak. Fenomena aliran vortex sering kali dijumpai pada pemodelan sayap pesawat, aliran vortex cendrung dianggap sebagai suatu kerugian dalam suatu aliran fluida. Dalam penelitiannya Viktor Schauberger, memanfaatkan aliran irigasi yang kemudian diubah menjadi aliran vortex (pusaran), yang kemudian dimanfaatkan untuk menggerakkan sudu turbin. Dari penelitian ini didapatkan efisiensi sebesar 75 % dengan tinggi air jatuh 0,6 m. Namun pada penelitiannya Viktor Schauberger tidak menjelaskan pengaruh lubang buang (orifice) dan bentuk sudu turbin yang dibuat, serta profil vortex yang terjadi. Bertolak dari kondisi tersebut di atas maka penyusun melakukan penelitian untuk melihat pengaruh jumlah sudu dan diameter orifice terhadap kinerja turbin air aliran vortex.
B. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari pelaksanaan dan penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk 1. Mengetahui pengaruh jumlah sudu dan variasi diameter lubang buang
3
Sedangkan manfaat yang diharapkan dari laporan ini adalah agar dapat memberikan informasi kepada khalayak umum bahwa fenomena aliran vortex dapat diterapkan pada turbin air.
C. Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan tugas akhir ini ada beberapa batasan masalah yang diberikan agar penelitian ini lebih terarah, yaitu:
1. Pengujian dilakukan untuk menentukan kinerja turbin berdasarkan tinjauan aliran vortex.
2. Variasi diameter lubang buang adalah 80 mm, 100 mm, 120 mm, 140 mm,160 mm.
3. Variasi jumlah blade adalah 3, 4 dan 6 buah
4. Variasi jarak blade dengan lubang buang adalah 5 cm
4
D. Sistematika Penulisan
Laporan penelitian Tugas Akhir ini menggunakan standar penulisan karya ilmiah yang diterapkan oleh Universitas Lampung antara lain :
BAB I : PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, hipotesa, dan sistematika penulisan dari penelitian ini.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan tentang energi, aliran pusaran (vortex), dinamika vortex, tipe vortex, hydropower, perhitungan turbin air.
BAB III : METODOLOGI
Berisi beberapa tahapan persiapan sebelum pengujian, prosedur pengujian, dan diagram alir pengujian.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Yaitu berisikan pembahasan dari data-data yang diperoleh pada pengujian Torsi turbin dan Putaran sudu.
BAB V : SIMPULAN DAN SARAN
Berisikan hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian ini.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari penelitian ini didapatkan bahwa sudu dan variasi diameter lubang berpengaruh terhadap nilai efisensi yang didapat. Dimana jumlah sudu 4 dengan diameter lubang buang 120 mm adalah kondisi terbaik pada penelitian ini.
51
B. Saran
Dari hasil penelitian ini untuk penelitian selanjutnya penulis memberikan saran : 1. Perlu adanya kajian teoritik lebih lanjut terhadap perhitungan turbin air
menggunakan aliran vortex ini.
2. Perlu adanya variasi bentuk sudu dan ketinggian level air, serta variasi laju aliran dengan cara mengatur bukaan gas pompa atau dengan cara menambahkan bevel pada saluran, guna mendapatkan efisiensi turbin yang lebih baik lagi.
