ABSTRAKSI
PERENCANAAN MIKROHIDRO DENGAN
TURBIN KAPLAN SEBAGAI PENGGERAK MULA
PADA DEBIT (Q) 0,52 m
3/s DAN KETINGGIAN (H) 2,65 m
Oleh :
ARIF IMAM NUGROHO NIM : D 200 010 132
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “Perencanaan Mikrohidro dengan Turbin Kaplan Sebagai Penggerak Mula dengan Debit (Q) 0,52 m3/s dan Ketinggian (H) 2,65 m” telah dipertahankan di depan Dewan Penguji sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universtas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : ARIF IMAM NUGROHO
NIM : D 200 010 132 Disetujui pada :
Hari / tanggal :
Mengesahkan, Pembimbing Utama
( Ir. Tri Tjahjono, MT )
Pembimbing Pendamping
( Ir. H. Sarjito, MT ) Mengetahui,
Kepala Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
PERENCANAAN MIKROHIDRO DENGAN TURBIN KAPLAN SEBAGAI PENGGERAK MULA PADA DEBIT (Q) 0,52 m3/s DAN KETINGGIAN (H) 2,65 m
ABSTRAKSI
Turbin Kaplan adalah mesin konversi energi dengan air sebagai fluida kerjanya. Dalam merencanakan sebuah mikrohidro perlu diperhatikan besar kecilnya debit aliran serta ketinggian air jatuh. Dengan mengetahui debit aliran serta ketinggian air jatuh dapat ditentukan jenis turbin yang sesuai dengan sumber daya alam yang tersedia. Sering kali kita mengabaikan keberadaan sumber daya alam di sekitar kita, sehingga banyak aliran-aliran sungai yang belum dimanfaatkan sumber dayanya dan hanya terbuang sia-sia. Dengan debit aliran rendah kita dapat memanfaatkannya sebagai penggerak sebuah turbin yang kemudian energi mekanik yang dihasilkan turbin dapat berguna sebagai penggerak mesin-mesin seperti generator listrik, mesin penumbuk padi dan lain-lain. Dalam Tugas Akhir ini di bahas mengenai perencanaan mikrohidro dengan turbin Kaplan sebagai penggerak mulanya.
Perencanaan di mulai dengan melakukan survey lokasi guna mendapatkan data-data pada perencanaan turbin Kaplan. Pada perencanaan ini direncanakan turbin dengan posisi poros vertical. Dengan data-data yang diperooleh dapat dilakukan perhitungan dimensi turbin dan diperoleh spsifikasi turbin yang lain dengan menggunakan formula perhitungan yang tersedia pada beberapa referensi yang digunakan.
Dari hasil analisis perhitungan, diperoleh data-data: dimensi baling-baling turbin DL 0,379 m dengan bahan kuningan, diameter poros 50 mm dengan
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar, Wiranto., 1997, Penggerak Mula Turbin, ITB Bandung.
Dandekar, M. M., Sharma K.N., 1991, Pembangkit Listrik Tenaga Air, UI Press, Jakarta.
Dietzel, Fritz, 1996, Turbin, Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta. Kadir, A., 1979, Mesin Arus Searah, Percetakan Aka.
Patty, O.F., 1995, Tenaga Air, Erlangga, Jakarta.
Sularso dan Suga, Kiyokatsu, 1995, Dasar-dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta.
Triatmodjo, Bambang, 1996, Hidrolika I, Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo, Bambang, 1996, Hidrolika II, Beta Offset, Yogyakarta.
Vasandani, V.P., 1984, Hidraulika Machines Theory and Design, Khanna Publishers, Delhi.
TUGAS AKHIR
PERENCANAAN MIKROHIDRO DENGAN
TURBIN KAPLAN SEBAGAI PENGGERAK MULA
PADA DEBIT (Q) 0,52 m
3/s & KETINGGIAN (H) 2,65 m
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
OLEH :
ARIF IMAM NUGROHO D 200 010 132
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “Perencanaan Mikrohidro dengan Turbin Kaplan
Sebagai Penggerak Mula dengan Debit (Q) 0,52 m3/s dan Ketinggian (H) 2,65 m”
telah disetujui oleh pembimbing untuk dipertahankan di depan Dewan Penguji
sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : ARIF IMAM NUGROHO
NIM : D 200 010 132
Disetujui pada :
Hari :
Tanggal :
Menyetujui,
Pembimbing Utama
(Ir. Tri Tjahjono, MT. )
Pembimbing Pendamping
(Ir. H. Sarjito, MT.)
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “Perencanaan Mikrohidro dengan Turbin Kaplan
Sebagai Penggerak Mula dengan Debit (Q) 0,52 m3/s dan Ketinggian (H) 2,65 m”
telah dipertahankan di depan Dewan Penguji sebagai syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik di Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universtas
Muhammadiyah Surakarta.
a.n Dekan Fakultas Teknik Wakil Dekan I
(Ir. Subroto, MT.)
Ketua Jurusan Teknik Mesin
MOTTO
… Allah akan meninggikan orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat …
(QS. Al-Mujaadilah : 11)
“Cukuplah Allah bagiku; tidak ada Tuhan selain Dia. Hanya kepada-Nya aku
bertawakal, dan Dia adalah Tuhan yang memiliki arasy yang agung”
(QS.At-Taubah : 129)
“Barang siapa berjalan untuk mencari ilmu
pasti Allah akan memudahkan jalan ke surga”.
(H.R. Muslim)
PERSEMBAHAN
Kupersembahkan karya sederhana ini teruntuk :
á Papa tercinta, semoga keringat & darah Mama-Papa tidak menetes sia-sia;
á Mas Sigit, semoga kita selalu dalam hidayah-Nya untuk berbakti pada ortu;
á Endah SR, terima kasih atas motivasi, do’a & pengorbanannya
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil‘alamin, puji syukur yang tak terhingga kehadirat
ﷲا
Ta’ala yang telah melimpahkan rahmat, karunia, dan hidayah-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Perencanaan
Mikrohidro dengan Turbin Kaplan Sebagai Penggerak Mula dengan Debit (Q)
0,52 m3/s dan Ketinggian (H) 2,65 m2.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam mendapatkan
gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penyusunan tugas akhir ini banyak
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak baik yang bersifat lahir maupun bathin,
untuk itu pada halaman ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Tri Tjahjono, MT, selaku dosen Pembimbing I yang telah dengan
rela dan sabar memberikan bimbingan, arahan dan sarannya dari awal hingga
terselesaikannya tugas akhir ini.
2. Bapak Ir. H. Sarjito, MT, selaku Pembimbing II yang telah memberikan
motivasi dan bimbingan hingga terselesaikannya tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Subroto, MT, selaku Dewan Penguji pada ujian pendadaran, terima
kasih atas petunjuk, masukan serta kritik dan sarannya dalam penulisan dan
penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Joko Sedyono, ST. MT, selaku Pembimbing Akademik yang telah
memberikan bimbingan dan arahan selama penulis duduk dibangku kuliah di
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
5. Bapak Ibu dosen Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
khususnya Jurusan Teknik Mesin, yang telah memberikan bekal ilmu
pengetahuan kepada penulis.
6. Mama, Papa, Mas Sigit, Pak Dhe, Bu Dhe, Om, Bulek dan adik-adikku
semua, terima kasih atas motivasinya dan pengorbanan yang telah kalian
berikan selama Imam menempuh pendidikan di Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
7. Bapak Ibu Suhardi, dek Endah, dek Susi, terima kasih atas kasih sayang,
perhatian, motivasi semangat, dan atas kepercayaan yang kalian berikan
dalam penantian panjang ini.
8. Anton Sujarwo, terima kasih untuk tetap menjadi partner selama kuliah
hingga pengerjaan Tugas Akhir, semoga silaturahim kita tetap terjaga.
9. Ustadz Djaka Pramono, terima kasih atas do’a dan bantuannya.
10. Mas Agus Santoso (TU), Mas Dayat, Mas Ashar, Pak Sarno, Pak Yanto, all
ABSTRAKSI
Turbin Kaplan adalah mesin konversi energi dengan air sebagai fluida kerjanya. Dalam merencanakan sebuah mikrohidro perlu diperhatikan besar kecilnya debit aliran serta ketinggian air jatuh. Dengan mengetahui debit aliran serta ketinggian air jatuh dapat ditentukan jenis turbin yang sesuai dengan sumber daya alam yang tersedia. Sering kali kita mengabaikan keberadaan sumber daya alam di sekitar kita, sehingga banyak aliran-aliran sungai yang belum dimanfaatkan sumber dayanya dan hanya terbuang sia-sia. Dengan debit aliran rendah kita dapat memanfaatkannya sebagai penggerak sebuah turbin yang kemudian energi mekanik yang dihasilkan turbin dapat berguna sebagai penggerak mesin-mesin seperti generator listrik, mesin penumbuk padi dan lain-lain. Dalam Tugas Akhir ini di bahas mengenai perencanaan mikrohidro dengan turbin Kaplan sebagai penggerak mulanya.
Perencanaan di mulai dengan melakukan survey lokasi guna mendapatkan data-data pada perencanaan turbin Kaplan. Pada perencanaan ini direncanakan turbin dengan posisi poros vertical. Dengan data-data yang diperooleh dapat dilakukan perhitungan dimensi turbin dan diperoleh spsifikasi turbin yang lain dengan menggunakan formula perhitungan yang tersedia pada beberapa referensi yang digunakan.
Dari hasil perhitungan, dapat disimpulkan bahwa diperoleh dimensi turbin DL 0,379 m dengan efisiensi 85% dapat menghasilkan daya turbin sebesar
P 15.086,226 kW.
Kata kunci : turbin kaplan, kecepatan spesifik, daya turbin
DAFTAR ISI
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... v
2.1.2. Macam-macam Turbin Air ... 7
2.3.2. Persamaan Kontinuitas ... 11
2.3.3. Persamaan Energi ... 12
3.10.DAYA LISTRIK GENERATOR ... 36
3.11.RUMAH TURBIN ... 37
BAB IV KESIMPULAN ... 38
BAB V PENUTUP ... 40
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR NOTASI
Notasi Satuan Keterangan Notasi Satuan Keterangan
A mm; m Luas penampang Sf1 - Faktor keamanan poros
g 9,81 m/s2 Percepatan gravitasi β1 o Sudut kecepatan masuk
H mm; m Tinggi jatuh β2 o Sudut kecepatan keluar
PT kW Daya turbin kg/mm2 Tegangan geser terjadi
Q m3/s Debit aliran a kg/mm2 Tegangan geser ijin
r mm; m Jari-jari ω rad/s Kecepatan sudut
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1. Gambar Kontruksi Turbin Pelton ... 7
Gambar 2.2. Gambar Kontruksi Turbin Francis ... 8
Gambar 2.3. Gambar Kontruksi Turbin Kaplan ... 9
Gambar 2.4. Skema Gerak Melingkar ... 9
Gambar 2.5. Skema Benda Jatuh Bebas ... 14
Gambar 2.6. Skema Gaya ... 15
Gambar 3.1. Gambar Sket Baling-Baling ... 19
Gambar 3.2. Gambar Sket Profil Sudu ... 24
Gambar 3.3. Gambar Segitiga Kecepatan Bagian Luar ... 25
Gambar 3.4. Gambar Segitiga Kecepatan Bagian Tengah ... 26
Gambar 3.5. Gambar Segitiga Kecepatan Bagian Leher Poros ... 27
Gambar 3.6. Gambar Bantalan Aksial Kerah ... 33
Gambar 3.7. Gambar Turbin, Generator Dan Rumah Turbin ... 37
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. a. Gambar Air Terjun
b. Gambar Aliran Sungai
Lampiran 2. Tabel 1. Baja Paduan Bahan Poros
Tabel 2. Bahan & tekanan diizinkan bantalan aksial
Lampiran 3 Gambar 1. Grafik kecepatan spesifik dan faktor kecepatan
Gambar 2. Daerah pemilihan jenis turbin berdasar tinggi air jatuh
Lampiran 4 Gambar 3. Grafik sudut pemasangan & tahanan profil
Kartu Konsultasi Tugas Akhir
