POMPA SEBAGAI TURBIN AIR DENGAN IMPELER TERBUKA

(1)

POMPA SEBAGAI TURBIN AIR DENGAN

IMPELER TERBUKA

TUGAS AKHIR

NO : 785 / TA / FT-USD / TM / Februari / 2007 Diajukan untuk memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh :

Nama : Yosafat Tri Hardi NIM : 035214030

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

(2)

PUMP AS WATER TURBINE WITH

OPEN IMPELER

FINAL PROJECT

NO : 785 / TA / FT-USD / TM / Februari / 2007

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

By

Yosafat Tri Hardi

Student Number: 035214030

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

ENGINEERING FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2007

(3)

(4)

(5)

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, Maret 2007 Penulis

Yosafat Tri Hardi

(6)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan Tugas Akhir dengan judul “Pompa Sebagai Turbin Dengan Impeler Terbuka“. Adapun Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai derajat Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

Penulis menyadari bahwa dalam proses belajar di Program Studi Teknik Mesin, sejak awal studi sampai berakhirnya studi melibatkan banyak hal. Atas segala saran, bimbingan, dukungan dan bantuan, pada kesempatan ini dengan penuh kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Romo Ir. Gregorius Heliarko, S.J., S.S., B.S.T., M.A., Msc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan dan Ketua Progran Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

3. Para karyawan dan laboran Laboratorium Proses Produksi dan Laboratorium Prestasi Mesin (Mas intan, Mas Rony) yang telah banyak membantu selama penelitian ini.

4. Kedua orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan dan doanya.

(7)

5. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dan memberi masukan selama penyelesaian Tugas Akhir ini.

Semoga Tuhan melimpahkan berkat dan rahmatNya atas segala kebaikan dan ketulusan yang telah diberikan.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran demi penyempurnaan Tugas akhir ini. Akhirnya besar harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan bermanfaat bagi orang banyak.

Yogyakarta, Januari 2007

Penulis

(8)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...i

LEMBAR PERSETUJUAN ...iii

LEMBAR PENGESAHAN ...iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...v

KATA PENGANTAR ...vi

DAFTAR ISI...viii

DAFTAR GAMBAR ...xi

DAFTAR TABEL...xii

DAFTAR LAMPIRAN...xiii

INTISARI...xiv

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang Masalah...1

1.2 Tujuan Penelitian ...2

BAB II DASAR TEORI ...3

2.1 Tinjauan Pustaka ...3

2.2 Landasan Teori...4

2.2.1 Aliran Zat Cair dan Bentuk Energinya...4

2.2.2 Persamaan Bernoulli...5

2.2.3 Cara kerja Turbin Francis...5

(9)

2.2.4 Daya yang dihasilkan Turbin dan persamaan

yang digunakan...7

BAB III METODE PENELITIAN...11

3.1 Sarana Penelitian...11

3.1.1 Peralatan Penelitian...13

3.2 Jalannya Penelitian...15

3.2.1 Persiapan ...16

3.2.2 Tahap Pelaksanaan Penelitian...17

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ...20

4.1 Data Penelitian ...20

4.1.1 Data pada Sarana Penelitian...20

4.1.2 Data Hasil Penelitian...21

4.2 Pengolahan dan Perhitungan Data ...23

4.2.1 Perhitungan untuk Variasi Debit Pertama...23

4.2.2 Perhitungan untuk Variasi Debit Kedua ...26

4.2.3 Perhitungan untuk Variasi Debit Ketiga ...27

4.2.4 Perhitungan untuk Variasi Debit Keempat ...29

4.2.5 Perhitungan Efisiensi Turbin ...31

4.3 Pembahasan...31

BAB V PENUTUP...33

5.1 Kesimpulan...33

5.2 Saran ...33

(10)

DAFTAR PUSTAKA ...35 LAMPIRAN ...36

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jalannya tekanan dan kecepatan air dalam turbin Francis ...6

Gambar 3.1 Rumah pompa dan impeler yang digunakan dalam penelitian ( dengan skala 1:1 ) ...11

Gambar 3.2 Jenis pompa yang digunakan...12

Gambar 3.3 Skema Peralatan Penelitian ...13

Gambar 3.4 Skema alat ...19

Gambar 4.1 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada Debit Pertama ...25

Gambar 4.2 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada Debit Kedua ...26

Gambar 4.3 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada Debit Ketiga...28

Gambar 4.4 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada Debit Keempat ...29

Gambar 4.5 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada tiap variasi debit...30

Gambar 4.6 Grafik Hasil Perhitungan Efisiensi Turbin...31

Gambar L.1 Dimensi Mekanisme Pengereman ...36

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien Gesek ...9

Tabel 4.1 Data Variasi Debit ...20

Tabel 4.2 Data Variasi Debit Pertama...21

Tabel 4.3 Data Variasi Debit Kedua ...21

Tabel 4.4 Data Variasi Debit Ketiga ...22

Tabel 4.5 Data Variasi Debit Keempat ...22

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Daya Poros Keluaran Debit Pertama...25

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Daya Poros Keluaran Debit Kedua ...26

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Daya Poros Keluaran Debit Ketiga ...27

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Daya Poros Keluaran Debit Keempat ...29

Tabel 4.10 Perhitungan Efisiensi Turbin ...31

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

1. Gambar L1 Dimensi Mekanisme Pengereman.

2. Gambar Pompa Sentrifugal dengan Impeler Terbuka yang digunakan sebagai Turbin.

(14)

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan menyelidiki pengaruh variasi debit terhadap prestasi pompa sentrifugal impeler semi terbuka sebagai turbin air.

Dalam penelitian ini, pompa yang digunakan sebagai turbin adalah pompa sentrifugal dengan impeler terbuka, dimana pompa ini merupakan pompa sirkulasi yang biasa digunakan pada kendaraan toyota kijang. Rumah pompa yang digunakan dalam penelitian terbuat dari bahan aluminium dan impeler yang digunakan dalam penelitian ini terbuat dari bahan besi . Impeler yang digunakan berdiameter 66 mm dan memiliki jumlah sudu sebanyak 8 sudu. Penelitian dilakukan dengan cara menggerakkan impeler dengan daya masukan air dan dihitung daya keluaran serta efisiensinya.

Dari penelitian pompa sentrifugal dengan impeler terbuka yang difungsikan sebagai turbin ini diperoleh efisiensi tertinggi sebesar η_T =0,351%, dicapai pada debit air masuk = 0,00146 m

•

V 3/detik dan pada head H =55 m.

(15)

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Tenaga air merupakan sumber energi yang tersedia secara terus menerus. Selain itu penggunaan tenaga air dapat memberikan kontribusi yang berarti dalam penghematan sumber energi. Di Negara berkembang seperti Indonesia, air memegang peranan yang sangat penting terutama pada daerah pedesaaan. Tetapi dalam prakteknya, potensi tenaga air yang ada di daerah pedesaan belum dimanfaatkan secara optimal.

(16)

2

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja pompa yang digunakan sebagai turbin .Penelitian ini dilakukan dengan metode mengamati pengaruh variasi debit terhadap prestasi kerja pompa sentrifugal sebagai turbin dan mencari efisiensi terbaik dari variasi debit tersebut.

(17)

3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Untuk kasus pada penelitian ini penulis belum menemukannya dalam jurnal, maupun pada buku-buku yang lengkap dan terperinci mengenai penggunaan pompa sebagai turbin, saya hanya mendapatkan artikel hasil pengujian laboratorium ITB .Hal ini menyebabkan kesulitan dalam melakukan perbandingan terhadap hasil penelitian.

(18)

4

2.2 Landasan Teori

Air yang mengalir mempunyai energi yang dapat digunakan untuk memutar roda turbin, karena itu pusat-pusat tenaga air dibangun di sungai-sungai dan di daerah pegunungan-pegunungan. Pusat tenaga air tersebut dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu pusat tenaga air tekanan tinggi dan pusat tenaga air tekanan rendah. Turbin yang saya buat merupakan turbin dengan pusat tegangan air tegangan tinggi jadi seperti yang ada seperti turbin francis.

2.2.1Aliran Zat Cair dan Bentuk Energinya

Kaidah energi menyatakan bahwa suatu bentuk energi akan dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain. Air yang mengalir mengandung energi dan energi tersebut tersebut dapat diubah bentuknya, misalnya perubahan dari energi potensial (tekanan) ke dalam energi kinetis (kecepatan), atau sebaliknya.

Arti selanjutnya dari dari kaidah kekekalan energi adalah apabila arus air dalam alirannya dilewatkan melalui turbin air, maka energi yang ada dalam air akan diubah menjadi bentuk energi yang lain. Aliran air pada suatu standar ketinggian tertentu mempunyai bentuk-bentuk energi sebagai berikut:

(19)

5

2.2.2 Persamaan Bernoulli

Pada suatu aliran air di dalam pipa, diambil suatu selisih ketinggian z antara tinggi air atas dan tinggi air bawah, maka menurut Bernoulli, besar energi aliran tersebut adalah:

Persamaan energi

2

Bila pada aliran tersebut diatas diambil suatu jumlah air tiap 1 kg untuk diperhitungkan, hal ini dinamakan “spesifik energi” satuannya dalam Nm/kg. Karena dibagi m akan didapat:

Persamaan spesifik energi tan

2

Kemudian dibagi lagi dengan percepatan gravitasi g, akan didapat salah satu ruas dari persamaan Bernoulli, yang mempunyai arti ketinggian:

Persamaan ketinggian tan

2

Dimana: z adalah ketinggian statis, g p

⋅

ρ dinamakan tinggi tekanan dan g c 2 2

dinamakan tinggi kecepatan.

2.2.3 Cara kerja turbin Francis

(20)

6

Fmemungkinkan energi tinggi jatuh bekerja di sudu jalan dengan semaksimum mungkin. Pada sisi sebelah ke luar roda jalan terdapat tekanan kerendahan (kurang dari 1 Atmosfir) dan kecepatan aliran air yang tinggi. Di dalam pipa isap kecepatan aliran akan berkurang dan tekanannya akan kembali naik, sehingga air bisa dialirkan keluar lewat saluran air bawah dengan tekanan seperti keadaan sekitarnya. Jalannya tekanan dan kecepatan air ketika melewati dan berproses di dalam turbin secara informatif terdapat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Jalannya tekanan dan kecepatan air didalam satu turbin tekanan lebih ( Sumber : Fritz Dietzel, Turbin Pompa Dan Kompressor, hal 44 )

Pipa isap pada turbin ini mempunyai tugas yang mirip dengan sudu hantar yang terdapat pada pompa sentrifugal, yaitu sama-sama mengubah energi kecepatan menjadi energi tekanan.

(21)

7

air. Air yang masuk ke dalam turbin bisa dialirkan melelui pengisian air dari atas (turbin Schacht) atau melalui suatu runah yang berbentuk spiral (rumah keong). Roda jalan semuanya selalu bekerja. Daya yang dihasilkan turbin bisa diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan sudu pengarah, dengan demikian kapasitas air yang masuk ke dalam roda turbin bisa diperbesar atau diperkecil. Turbin Francis dilaksanakan dengan posisi poros vertikal atau horisontal.

2.2.4 Daya yang dihasilkan turbin

Dari kapasitas air dan tinggi air jatuh H dapat diperoleh daya yang dihasilkan turbin.

•

( Fritz Dietzel, Turbin Pompa Dan Kompressor,1992, hal 2 )

= kapasitas air (m •

V 3/detik)

ρ = massa jenis air (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/detik2)

H = head total (m)

T

η = efisiensi turbin

(22)

8

a. Persamaan untuk menghitung daya air (P_in)

• Konversi satuan tekanan pressure meter (p(kg/cm2)) menjadi head (H(m))

p= tekanan pressure meter rata-rata (kg/cm2) ρ= massa jenis air (kg/m3)

=

g percepatan gravitasi (m/detik2)

• Konversi satuan waktu untuk mencapai 20 liter ( (detik/20liter) menjadi

debit (V (m

• Persamaan yang digunakan untuk menghitung daya air adalah:

H

(23)

9

H= head total air (m)

b. Persamaan untuk menghitung daya turbin (Pout) y Menghitung gaya gesek yang ditimbulkan rem ( f )

Persamaan yang digunakan untuk menghitung gesek yang ditimbulkan rem adalah:

( Sularso,Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 2004: hal 77) dengan: f = gaya gesek yang ditimbulkan rem (kg)

F= gaya pemberat (kg)

μ= koefisien gesek drum rem dan tuas rem

1

l = panjang tuas rem (mm)

2

l = jarak engsel tuas sampai garis kerja Q(mm) c= jarak engsel tuas sampai garis kerja f (mm)

Tabel 2.1 koefisien gesek

(24)

10

y Menghitung torsi (T)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung torsi adalah:

2

Persamaan yang digunakan untuk menghitung daya turbin adalah:

n

c. Persamaan untuk menghitung efisiensi turbin (η_T)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung efisiensi turbin adalah:

%

dengan: η= efisiensi turbin

in

P = daya air (W)

out

(25)

11

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Sarana Penelitian

Sarana atau materi penelitian adalah pompa sirkulasi dengan jenis impeler terbuka. Pompa model ini biasa digunakan sebagai pompa sirkulasi pada jenis kendaraan toyota kijang super.

(26)

12

(27)

13

3.1.1 Peralatan penelitian

Skema dari peralatan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Neraca pegas

Turbin

Selang air Pressure meter

Alat pengereman

Kran air

Landasan

Pengukur debit

Gambar 3.3 Skema peralatan penelitian

Peralatan penelitian ini dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Piranti pengereman

(28)

14

b. Neraca pegas

Neraca pegas digunakan untuk mengukur besarnya gaya pengereman pada poros pompa. Neraca pegas yang digunakan mempunyai skala minimum yang dapat dibaca sebesar 0,01 kg. Neraca pegas dipasang pada tuas rem bagian atas.

c. Tachometer

Tachometer digunakan untuk mengukur putaran poros keluaran turbin. Tachometer yang digunakan merupakan tachometer berjenis digital light tachometer, yang prinsip kerjanya dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor yang berupa pemantul cahaya (alumunium foil) yang dipasang pada poros.

d. Pressure gauge

Pressure meter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur tekanan yang terjadi di pipa air keluaran. Pressure meter yang digunakan adalah pressure meter yang umum dipakai untuk mengukur tekanan udara kompresor dengan skala minimum yang dapat dibaca sebesar 0,1 kg/cm2. e. Ember pengukur debit

(29)

15

f. Kran pengatur variasi debit

Pengatur variasi debit berupa kran air yang dipasang pada saluran air sebelum masuk turbin.

3.2 Jalannya Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap, yaitu tahap persiapan dan tahap pelaksanaan penelitian

3.2.1 Persiapan a. Percobaan Awal

Percobaan awal pertama dilakukan adalah mengukur tekanan air yang akan dipakai sebagai sumber energi untuk memutar poros turbin dengan menggunakan pressure gauge. Pada pengukuran tekanan ini digunakan pressure gauge untuk mengukur tekanan udara, sehingga pada pengukuran ini jangan sampai air masuk ke dalam pressure gauge. Untuk menghindari masuknya air ke dalam pressure gauge, digunakan selang sebagai penghubung pipa saluran air dengan pressure gauge. Pada pengukuran tekanan ini juga dipastikan bahwa selang tidak bocor, sehingga pembacaan pressure gauge dapat dilakukan dengan baik. Setelah pressure gauge terpasang pada selang yang sudah terhubung pada pipa

saluran air, kran air dibuka perlahan-lahan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh bukaan kran terhadap pencapaian tekanan maksimum, ternyata tekanan maksimum tercapai pada bukaan kran sekitar 25%.

(30)

16

dilakukan untuk memastikan tekanan air yang terjadi, karena saluran air yang digunakan untuk masukan turbin merupakan saluran air kampus yang mendistribusi air pada taman kampus . Percobaan awal ini pada awalnya dilakukan pada malam hari dimana kegiatan sudah tak berjalan, pada pengukuran tekanan air yang dilakukan pada malam hari ini didapatkan tekanan yang kurang stabil, hal ni dibuktikan dengan putaran turbin sering naik turun dalam bukaan kran yang tetap, setelah diukur ternyata terjadi perbedaan tekanan air yang berkisar antara 1-2 kg/cm2. perbedaan yang terjadi ini terlalu besar sehingga sangat berpegaruh pada hasil pengamatan yang mengasumsikan tekanan air adalah tetap. Sehingga penulis berinisiatif untuk melakukan pengukuran tekanan air pada pagi hari dimana kegiatan kampus juga belum berjalan tetapi dengan sumber air yang berbeda. Pada pengukuran pagi hari yang dilakukan beberapa kali ternyata tekanan air pada pagi hari adalah cenderung tetap dan lebih besar dibandingkan beberapa hari sebelumnya .

b. Persiapan Pendahuluan

(31)

17

debit. Selang yang dipasang pada saluran masukan turbin dipasang pada pipa air sumber yang sudah memiliki kran.

Setelah peralatan terpasang dan dipastikan tidak ada kebocoran air pada saluran maupun pada turbin, kran air dibuka penuh untuk beberapa saat. Hal ini dilakukan agar turbin benar-benar sudah terisi air, jangan sampai ada udara yang terjebak diantara saluran maupun sudu turbin.

3.2.2 UUUUUUUTahap pelaksanaan penelitian

(1) Pengukuran tekanan air dilakukan pada awal dan akhir penelitian, hal ini dilakukan untuk mengetahui rata-rata tekanan air yang terjadi.

(2) Pengukuran debit air. Pengukuran debit dilakukan dengan mengisi ember bervolume 20 liter dan diukur waktunya dengan stopwatch. Lama waktu yang diperlukan untuk mengisi ember bervolume 20 liter ini dicatat, kemudian dikonversi untuk mendapatkan debit air

(32)

18

(33)

19

(34)

20

BAB IV

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

4.1.1 Data pada sarana penelitian

Data yang diperoleh dari sarana penelitian adalah sebagai berikut:

a. Data air yang didapat

• tekanan pressure meter

awal : p₁= 5,5 kg/cm2

akhir : p₂= 5,6 kg/cm2

• massa jenis air : ρ= 1000 kg/m3

Tabel 4.1 Tabel variasi debit

No q (detik/20liter) _V• _(m3

/detik)

1 15,85 0,00126

2 14,96 0,00133

3 14,03 0,00142

4 13,65 0.00146

b. Mekanisme pengereman

panjang tuas rem : = 435 mm l₁

jarak engsel tuas sampai garis kerja : l₂= 100 mm

diameter drum rem : D= 45 mm

koefisien gesek : μ= 0,2

(35)

21

4.1.2 Data hasil penelitian a. Data variasi debit pertama

Data yang diperoleh pada saat pengujian turbin dengan variasi debit pertama

adalah sebagai berikut:

Tabel 4.2 Data variasi debit 0,00126 m3/detik

Variasi debit 1 ( ) = 0,00126 m

b. Data variasi debit kedua

Data yang diperoleh pada saat pengujian turbin dengan variasi debit kedua

(36)

22

Tanpa beban 1028

c. Data variasi debit ketiga

Data yang diperoleh pada saat pengujian turbin dengan variasi debit ketiga

Variasi debit 3 ( ) = 0,00142m

d. Data variasi debit keempat

Data yang diperoleh pada saat pengujian turbin dengan variasi debit keempat

(37)

23

4.2 Pengolahan dan Perhitungan Data

•

V = 0,00126m3/detik

4.2.1 Perhitungan untuk variasi debit pertama a. Perhitungan daya air (Pin)

Dengan menggunakan (Pers. 3.1), maka diperoleh head :

g

Dengan menggunakan (Pers. 3.2), maka diperoleh debit air :

1000

Dengan menggunakan (Pers. 3.3), maka diperoleh daya air :

(38)

24

b. Perhitungan daya turbin

Dengan menggunakan (Pers. 3.4), maka diperoleh gaya gesek yang

ditimbulkan rem :

Dengan menggunakan (Pers. 3.5), maka diperoleh torsi poros :

Dengan menggunakan (Pers. 3.6), maka diperoleh daya poros :

(39)

25

c. Perhitungan efisiensi turbin

Tabel 4.6 Tabel hasil perhitungan daya poros keluaran variasi debit

0,00126m3/detik

Variasi Debit 0,00126 m3/detik

0.00

Gambar 4.1 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada variasi debit

0,00126 m3/s

Dari hasil perhitungan dan grafik didapatkan bahwa daya keluaran terbesar

Pout = 0,299 W, daya inilah yang dipakai sebagai daya poros pada saat variasi

(40)

26

Selanjutnya Dengan menggunakan (Pers. 3.7), maka diperoleh efisiensi

turbin :

4.2.2 Perhitungan untuk variasi debit kedua

0,00133m3/detik

Variasi debit 2 q : 14.96 detik/20 liter

Variasi De bit 0,00133m3/detik

0.00

(41)

27

kedua.

turbin :

4.2.3 Perhitungan untuk variasi debit ketiga

(42)

28

Variasi Debit 0,00142 m3/detik

0.00

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Putaran (rpm)

Gambar 4.3 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada variasi debit 3

ketiga.

(43)

29

4.2.4 Perhitungan untuk variasi debit keempat •

V = 0.00146m /detik3

0.00146m3/detik

Variasi debit 4 q : 13.65 detik/20 liter

Variasi Debit 0.00146 m3/detik

0.00

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Putaran (rpm)

Gambar 4.4 Grafik Daya Keluaran versus Putaran pada variasi debit 4

(44)

30

Selanjutnya Dengan menggunakan (Pers. 3.7), maka diperoleh efisiensi turbin :

%

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Putaran ( rpm )

Debit 0.00126 m3/s

Debit 0.00133m3/s

Debit 0.00142 m3/s

Debit 0.00146 m3/s

(45)

31

4.2.5 Perhitungan efisiensi turbin

Tabel 4.10 Tabel perhitungan efisiensi turbin

Pin (W) Pout (W) η (%)

0.00125 0.00130 0.00135 0.00140 0.00145 0.00150

Efisiensi (%)

Gambar 4.6 Grafik hasil perhitungan efisiensi turbin

4.3 Pembahasan

Dari hasil perhitungan dan grafik-grafik di atas dapat dilihat bahwa :

a) Dari grafik daya keluaran versus putaran untuk berbagi variasi debit

menunjukkan bahwa besarnya daya keluaran berbanding lurus dengan

besarnya debit air masuk

b) Dari grafik hasil perhitungan efisiensi turbin, menunjukkan bahwa

besarnya efisiensi turbin berbanding lurus dengan besarnya debit air

(46)

32

c) Efisiensi turbin maksimum dari penelitian ini adalah 0,351 % pada debit

air masuk = 0,00146m

•

V 3/detik dan head H = 55 m.

d) Efisiensi yang dihasilkan turbin ini kurang baik diakibatkan oleh bentuk

impeler pompa tersebut kurang cocok untuk jumlah masukan debit yang

besar.

e) Hal lain yang membuat data perhitungan ini kurang baik, karena alat

pengukur yang saya gunakan belum ditera secara baik sehingga

(47)

33

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian mengenai prestasi turbin air dengan variasi debit air masuk dapat disimpulkan:

(1) Semakin besar debit air masuk, maka semakin besar pula efisiensi turbin yang dihasilkan.

(2) Didapatkan efisiensi turbin maksimum η_T =0,351 %, pada debit air masuk

0,00146 m

•

=

V 3/detik dan pada head H =55 m.

(3) Kenaikan daya keluaran sebanding dengan kenaikan debit masuk

5.2 Saran

Beberapa saran yang penting untuk berbagai pihak yang ingin mengembangkan penelitian pada bidang sejenis dengan penelitian ini :

1. Menyediakan alat sebagai pemberi masukan air turbin yang mempunyai rentang debit yang luas, sehingga apabila melakukan penelitian pengaruh variasi debit terhadap efisiensi turbin, nantinya akan menghasilkan efisiensi maksimum dari rentang debit yang luas.

(48)

34

3. Meneliti prestasi dari jenis-jenis pompa yang lain yang difungsikan sebagai turbin.

4. Sebaiknya menggunakan pompa yang baru dalam artian masih layak tuk digunakan, agar tidak kesulitan dalam pemodifikasian,sehingga dapat dihasilkan effisiensi yang baik.

5. Merancang lubang masukan air dari sudut yang berbeda agar putaran sudu dapat lebih optimal

(49)

35

DAFTAR PUSTAKA

Miller Franklin Jr, College Physics, Harcourt, Brace and Company, New York, 1959

Sriyono, D.; Dietzel Fritz., Turbin, Pompa, dan Kompresor, cetakan ke-4, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1993.

Sularso.; Suga Kiyokatsu, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, cetakan ke-11, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 2004

(50)

` 36

LAMPIRAN

Gambar L.1 Foto alat yang digunakan

(51)

` 37