PERANCANGAN TURBIN AIR DENGAN (Q) 0,675 m 3 /s DAN (H) 6 m UNTUK PLTMH SUMBER JERUK

(1)

PERANCANGAN TURBIN AIR DENGAN (Q) 0,675 m

³

/s DAN (H) 6 m

UNTUK PLTMH SUMBER JERUK

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun oleh :

DWIKI ADIMAS DARMAWAN 201610120311151

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2021

(2)

i

(3)

(4)

v

(5)

(6)

vii

ABSTRAK

Darmawan, Dwiki. Adimas. 2021. Perancangan Turbin Air dengan (Q) 0,675 m³/s dan (H) 6 m Untuk PLTMH Sumber Jeruk. Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin. Fakultas Teknik. Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing I : Ir.

Ali Mokhtar, MT. Pembimbing II : Dr.Ir Suwarsono, MT

Kata Kunci: pltmh, turbin air, turbin propeller, sumber jeruk, pagelaran malang

Energi adalah unsur paling penting yang memiliki banyak peranan dalam aspek kehidupan. Minyak bumi adalah energy yang digunakan saat ini. Mayoritas penggunaan minyak bumi sebagai energy yang secara terus-menerus ini mengakibatkan menipisnya sumber energy ini. Alternative sudah banyak dilakukan untuk menanggulangi penipisan sumber energy ini, salah satunya adalah dengan dibangunnya pembangkit listrik tenaga mikro hidro(PLTMH).

PLTMH adalah sumber energy terbarukan saat ini yang ramah untuk lingkungan.

Pembangkit listrik ini merupakan pembangkit listrik berskala kecil yang memanfaatkan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya. Di Malang terdapat banyak sumber air, salah satunya adalah sumber jeruk yang terdapat di desa Karangsuko, Kecamatan Pagelaran. Sumber air ini memiliki potensi untuk pembangunan PLTMH dan mempunyai debit sebesar 0,675 m3/s dan tinggi jatuh air 6m yang menghasilkan daya sebesar 33,77 kW. Tipe turbin air yang sesuai untuk debit adalah turbin propeller poros vertikal, kecepatan spesifik yang dihasilkan sebesar 160,731 rpm..

(7)

ABSTRACT

Darmawan, Dwiki. Adimas. 2021. Planning Water Turbien With (Q) 0.67 m³/s and (H) 6 m for PLTMH at Sumber Jeruk. [Technique. University of Muhammadiyah Malang. Advisor I : Ir. Ali Mokhtar, MT. Advisor II : Dr. Ir.

Suwarsono, MT

Keywords: pltmh, water turbine, propeller turbine, sumber jeruk, pagelaran malang

Energy is the most important element that has many roles in aspects of life.

Petroleum is the energy used today. The majority of the use of petroleum as energy which continuously results in the depletion of this energy source. Many alternatives have been done to overcome the depletion of this energy source, one of which is the construction of a micro hydro power plant (PLTMH). MHP is a renewable energy source that is currently friendly to the environment. This power plant is a small-scale power plant that utilizes hydropower as its driving force. In Malang, there are many sources of water, one of which is a source of citrus found in Karangsuko village, Pagelaran district. This water source has the potential for the construction of a MHP and has a discharge of 0.675 m3/s and a water fall height of 6m which produces a power of 33.77 kW. The type of water turbine that is suitable for discharge is a vertical shaft propeller turbine, the specific speed produced is 160.731 rpm.

.

(8)

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala rahmat-Nya lah penulis mendapat kesempatan untuk melaksanakan penulisan laporan skripsi ini. Puji dan syukur juga penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas bantuan-Nya lah penulis mampu menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini.

Laporan skripsi ini merupakan salah satu prasyarat untuk memenuhi persyaratan akademis dalam rangka meraih gelar sarjana di Program Studi S1 Teknik Mesin Produksi dan Perawatan, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Malang.

Pada penulisan skripsi ini penulis telah mendapat banyak bantuan, bimbingan dan petunjuk dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besar nya kepada:

1. Bapak Ir. Ali mokhtar, MT. sebagai pembimbing satu saya yang telah merelakan waktunya untuk membimbing saya.

2. Bapak Dr.Ir. Suwarsono. MT. sebagai pembimbing kedua saya yang telah merelakan waktunya untuk membimbing saya.

3. Kedua orang tua, beserta keluarga dan orang-orang yang sayang terhadap saya, selalu memberikan restu dan semangat.

Penulis berharap Allah SWT berkenan membalas semua kebaikan yang penulis peroleh dari berbagai pihak yang telah membantu penulis. Semoga penulisan laporan skripsi ini dapat memberikan kontribusi dan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran agar kedepannya dapat menjadi lebih baik lagi.

Malang, 11 November 2021

Dwiki Adimas Darmawan

(9)

DAFTAR ISI

POSTER ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR ASISTENSI ... iii

LEMBAR ASISTENSI ... iv

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ... v

LEMBAR DETEKSI PLAGIASI ... vi

ABSTRAK ... vii

ABSTRACT ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan ... 3

1.4 Manfaat ... 3

1.5 Batasan Masalah... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 PLTMH ... 5

2.2 Turbin Air ... 6

2.3 Klasifikasi Turbin Air ... 7

2.4 Spesifikasi Turbin Air ... 11

2.5 Bagian-Bagian Turbin Air... 13

2.6 Pemilihan Jenis Turbin Air ... 14

2.7 Kecepatan keliling pada turbin (U) ... 17

(10)

xi

2.11 Perancangan Bantalan Poros ... 25

2.12 Perancangan Runner... 25

2.13 Perancangan Sudu Pengarah ... 27

2.14 Poros ... 27

2.15 Bearing ... 28

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN ... 29

3.1 Tinjauan Umum ... 29

3.1 Perencanaan Turbin Air ... 30

3.2 Diagram Alir ... 32

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ... 33

4.1 Data Teknis ... 33

4.2 Pemilihan Tipe Turbin ... 33

4.3 Desain Kecepatan Spesifik ... 34

4.4 Kecepatan Aliran ... 34

4.5 Luas Penampang ... 35

4.6 Kerugian Akibat Gesekan ... 35

4.7 Perancangan Dimensi Roda Jalan ... 35

4.8 Segitiga Kecepatan ... 37

4.9 Perancangan Penstock dan Runner ... 43

4.10 Perancangan Blade ... 45

4.11 Perancangan sudu pengarah ... 47

4.12 Spiral Casing ... 49

4.13 Perancangan Draft Tube ... 52

4.14 Perencanaan Poros ... 55

4.15 Pemilihan Bantalan ... 57

4.16 Perencanaan Pasak ... 61

4.17 Perbandingan Desain Turbin PLTMH ... 62

BAB V PENUTUP ... 67

5.1 Kesimpulan ... 67

5.2 Saran ... 69

DAFTAR PUSTAKA ... 70

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

2.1 Pengelompokan Turbin ... ... 6

2.2 Spesifiksi pada Turbin Pelton... . 11

2.3 Spesifikasi pada Turbin Franciss... ... 11

2.4 Spesifikasi pada Turbin Kaplan ... 11

2.5 Head dan Jenis Turbin Air ... 13

2.6 Jenis Turbin dan Kecepatan Spesifik... 15

2.7 Pencarian Jumlah Sudu Berdasarkan Keepatan Spesifik ... 26

4.3 Untuk Menentukan Jumlah Sudu ... 45

4.4 Dimensi Bantalan ... 58

4.5 Spesifikasi Pasak ... 61

4.6 Perbandingan Desain Turbin PLTMH Sumber Jeruk dan Andeman ... 63

(12)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Prinsip Kerja PLTH ... ... 4

2.2 Turbin Pelton... ... 7

2.3 Sudu Turbin Pelton ... ... 8

2.4 Nosel ... 8

2.5 Turbin Crossflow ... 9

2.6 Turbin Francis ... 10

2.7 Grafik Pemilihan Jenis Turbin Berdasarkan Head dan Debit ... 15

2.8 Desain Kaplan ... 17

2.9 Spiral Casing Tampak Atas ... 21

2.10 Pandangan Samping Spiral Casing ... 22

2.11 Draft Tube... 23

2.12 Tabel Menentukan Ukuran Bantalan Poros ... 25

4.1 Grafik Penentuan Tipe Turbin Berdasarkan Head dan Debit ... 33

4.2 Perhitungan Runner Turbin ... 35

4.3 Grafik Untuk Menentukan Ukuran Utama Turbin Kaplan ... 36

4.4 Pandangan Atas Spiral Casing ... 50

4.5 Pandangan Samping Spiral Casing ... 50

4.6 Dimensi Draft Tube ... 53

4.7 Ukuran Bantalan Gelinding ... 58

(13)

D

AFTAR

P

USTAKA

Situasi, A. (2019). Potensi Pembangunan Pltmh Sumber Jeruk. 16, 1–5.

Mafruddin, M., Amrul, A., & Amrizal, A. (2017). Studi Eksperimental Sudut Nosel Dan Sudut Sudu Terhadap Kinerja Turbin Cross-flow. Mechanical, 8(1), 24–

33.

Azhiimah, A. N., Muslim, S., & Khusnul, K. (2019). Kajian Kritis Terhadap Beberapa Studi Kelayakan Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (Pltmh) Di Indonesia. Rang Teknik Journal, 2(2), 337–347.

Yuniarti, E. (2012). Rancangan Parameter Turbin Crossflow Generator Sikron Pada Pltmh. Berkala Teknik, 2(4), 1–8.

Irawan Hery, Syamsuri, R. Q. (2018). Analisis Performansi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air Jenis Turbin Pelton Dengan Variasi Bukaan Katup Dan Beban Lampu Menggunakan Inverter Hery Irawan1, Syamsuri 2, Rahmad Q3.

Jurnal Hasil Penelitian LPPM Untag Surabaya Januari, 03(01), 27–31.

Warnick, C.C. (1984). Hydropower Engineering.New Jersey: Prentice Hall Inc, Englewood Cliffs.

Dietzel, P. D. (1980). Turbin, Pompa dan Kompresor. Werzburg : Erlangga Saputra, Rudi dan Liichan, Taff (2018), Perancangan Ulang Turbin Kaplan Poros Vertikal Di PLTM Plumbung. Jakarta Selatan : Teknik Mesin, Institut Sains dan Teknologi Nasional.

Sularso, Kiyokatsu S. (1978). Dasar Perancangan Dan Pemilihan Elemen Mesin.

Jakarta Pridnya Paramita.

Suwignyo, Ilyas Masudin, Ali Mokhtar, K. N. (2018). Desain Dan Pembuatan Turbin Propeller. Seminar Nasional Teknologi Dan Rekayasa, 90–96.

Masudin, I., & Mokhtar, A. (2017). Perencanaan Dan Pembuatan Turbin Propeller Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (Pltmh). Seminar Nasional

SainsDan …, 5, 61–66.

http://conference.itats.ac.id/index.php/sntekpan/2017/paper/view/50.

(14)

70

D