UJI EKSPERIMENTAL TURBIN KAPLAN DENGAN 5
RUNNER BLADE DAN ANALISA PERBANDINGAN
VARIASI JARAK VERTIKAL RUNNER TERHADAP
SUDUT GUIDE VANE 60
0SKRIPSI
Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
DAVID HAROLD NIM. 090401047
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Listrik merupakan salah satu jenis energi yang paling banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari sehingga kebutuhan akan energi ini sangat tinggi. Berbagai jenis pembangkit listrik telah banyak dikembangkan. Salah satunya pembangkit listrik tenaga mikrohidro yang sangat berpotensi dikembangkan di Indonesia mengingat banyaknya sumber air yang tersedia dan dapat dimanfaatkan untuk membantu masyarakat pedesaan yang belum terjangkau PLN.
Dalam tugas akhir ini di desain dan dibuat turbin kaplan dengan menggunakan satu unit pompa sentrifugal sebagai simulasi aliran air di alam. Kapasitas air (Q) sebesar 0,88 liter/detik dan head instalasi (H) sebesar 1 meter. Selanjutnya untuk mengetahui efektivitas turbin Kaplan dengan 5 runner blade maka dilakukan uji eksperimental dengan variasi jarak vertikal runner terhadap guide vane sebesar 1 cm, 3 cm, dan 5 cm. Maka setelah dilakukan pengujian didapat daya pengisian listrik yang dihasilkan oleh alternator tanpa beban pada jarak 1 cm sebesar 3,969 Watt, pada jarak 3 cm sebesar 2,405 Watt, dan pada jarak 5 cm sebesar 1,591 Watt. Data ini memperlihatkan efisiensi turbin yang paling tinggi terletak pada jarak 1 cm.
ABSTRACT
Electricity is one of the most widely applied energy in everyday life so that the need for energy is very high. Various types of power plants has been developed. One of these micro hydro power plant which is very likely to be developed in Indonesia considering the number of water sources available and can be used to help rural communities not reached by PLN.
In this final task in the design and made kaplan turbine using a centrifugal pump unit as in the natural water flow simulation. Water capacity (Q) of 0.88 liters / sec and head installation (H) of 1 meter. Furthermore, to determine the effectiveness of Kaplan turbine with 5 runner blade then tested experimentally by variations in vertical distance runner of the guide vane by 1 cm, 3 cm and 5 cm. So after testing obtained charging power electricity generated by the alternator without load at a distance of 1 cm at 3,969 watt, at a distance of 3 cm of 2,405 Watt, and at a distance of 5 cm at 1,591 Watt. These data show that most high turbine efficiency lies at a distance of 1 cm.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang penulis kerjakan ini adalah “Uji Eksperimental Turbin Kaplan Dengan 5 Runner Blade Dan Analisa Perbandingan Variasi Jarak Vertikal Runner Terhadap Sudut Guide Vane 600”.
Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak sekali mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini, penulis ingin menghanturkan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak/Ibu Staf Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Abangda Sarjana,ST yang telah banyak membantu dalam pengerjaan instalasi turbin Kaplan ini.
5. David Permadi, Jannes Tampubolon, Jan Purba selaku teman satu kelompok dalam pengerjaan Turbin Kaplan.
6. Orang tua yang sangat disayangi penulis, H. Manurung dan M. Siahaan untuk perjuangan, doa dan kasih sayangnya kepada penulis.
8. Adik yang sangat disayangi penulis, Andreas Harison Manurung, Chyntia Regina Manurung dan Jonathan Perwira Manurung atas dukungan semangat dan doanya kepada penulis.
9. Teman yang sangat disayangi Anasthazya Christy Hanna Sinaga yang sangat mendukung dan memberi semangat kepada penulis.
10.Seluruh mahasiswa Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Terkhusus untuk kawan-kawan seperjuangan stambuk 2009 atas Solidarity Forevernya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan-kekurangan di dalam skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk penyempurnaan skripsi ini.
Medan, Desember 2014 Penulis,
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Turbin Pelton ... 12
Gambar 2.2 Turbin Turgo ... 13
Gambar 2.3 Turbin Ossberger atau Turbin Crossflow (Turbin Michell- Banki) ... 14
Gambar 2.11 Segitiga Kecepatan Masuk dan Keluar Ranner Blade ... 20
Gambar 2.12 Grafik Perbandingan Karakteristik Turbun ... 21
Gambar 2.13 Alternator ... 24
Gambar 2.14 Sabuk Terbuka ... 26
Gambar 2.15 Gerakan Membelit atau Melingkar pada Sabuk ... 27
Gambar 2.16 Gerakan dengan Puli Pengarah ... 27 Gambar 4.3 Grafik Perubahan Daya Alternator terhadap Penambahan
Beban pada Jarak Vertikal Runner 1 cm terhadap Guide
Gambar 4.4 Grafik Perubahan Putaran Alternator terhadap Penambahan
Beban Lampu pada Jarak Vertikal Sebesar 1 cm ... 47 Gambar 4.5 Grafik Torsi vs Putaran pada 5 Runner Blade Dengan Jarak
1 cm ... 48 Gambar 4.6 Grafik Perubahan Daya Alternator terhadap Penambahan
Beban pada Jarak Vertikal Runner 3 cm terhadap Guide
Vane 600 ... 53 Gambar 4.7 Grafik Perubahan Putaran Alternator terhadap Penambahan
Beban Lampu pada Jarak Vertikal Sebesar 3 cm ... 53 Gambar 4.8 Grafik Torsi vs Putaran pada 5 Runner Blade Dengan Jarak
3 cm ... 54 Gambar 4.9 Grafik Perubahan Daya Alternator terhadap Penambahan
Beban pada Jarak Vertikal Runner 5 cm terhadap Guide
Vane 600 ... 59 Gambar 4.10 Grafik Perubahan Putaran Alternator terhadap Penambahan
Beban Lampu pada Jarak Vertikal Sebesar 5 cm ... 59 Gambar 4.11 Grafik Torsi vs Putaran pada 5 Runner Blade Dengan Jarak
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis-jelis Turbin Air dan Kisaran Kecepatan Spesifikasi (Ns) 23
Tabel 2.2 Perbedana Alternator dengan Generator ... 25 Tabel 3.1 Jangkauan dan Akurasi Clamp Meter ... 33 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kapasitas Aktual Instalasi ... 39 Tabel 4.2 Hasil Percobaan dan Daya Alternator pada Jarak Vertikal
Sebesar 1 cm ... 46 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Torsi dan Putaran Berbeban pada 5 Runner
Blade dengan Jarak 1 cm... 48 Tabel 4.4 Hasil Percobaan dan Daya Alternator pada Jarak Vertikal
Sebesar 3 cm ... 52 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Torsi dan Putaran Berbeban pada 5 Runner
Blade dengan Jarak 3 cm... 54 Tabel 4.6 Hasil Percobaan dan Daya Alternator pada Jarak Vertikal
Sebesar 5 cm ... 58 Tabel 4.7 Hasil Pengujian Torsi dan Putaran Berbeban pada 5 Runner
DAFTAR NOTASI
Dalt Diameter Poros Altenator m
d Diameter Hub m
PA Daya Altenator Hasil Pengujian watt
Pair Daya Air watt
Ri Jari-jari hub cm
T Waktu s
V Tegangan Listrik volt
v Kecepatan m/s
ys Jarak pusat blade m
