ABSTRAK
Penelitian ini adalah analisis perancangan secara teoritis dari sebuah bak
vortex yang dirancang untuk membentuk dan memunculkan sebuah aliran vortex
yang dipengaruhi oleh gravitasi. Dalam aplikasinya, kecepatan air dari aliran
vortex memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energy
alternative terbarukan. Dalam penelitian ini, penulis tertarik dengan analisa
teoritis aliran vortex bebas yang terjadi dalam bak vortex, yang masih merupakan
cara baru dalam membangkitkan tenaga air dalam dunia teknik tenaga air.
Keuntungan dari teknologi ini adalah pembangkitan tenaga listrik oleh tenaga air
yang mempunyai nilai head sangat rendah, mulai dari 0.1 sampai 0.335 meter.
Penelitian ini menganalisis menggunakan teori potential vortex yang
sangat mendekati fenomena vortex bebas. Hasilnya nantinya dapat diterapkan
dalam pembangkit listrik tenaga mikrohidro. Penelitian ini meneliti beberapa
parameter yang mempengaruhi kecepatan pusar fluida kerja, yaitu 1) Diameter
lubangbuang, 2) Head vortex, dan 3) Diameter runner. Kecepatan tangensial atau
kecepatan memusar fluida mempunyai distribusi sepanjang radius bak yang
digunakan untuk menganalisa sudu dengan hasil optimal untuk diuji lapangan
pada penelitian berikutnya. Model atau prototype ini dirancang untuk
menganalisis kemampuannya untuk menghasilkan tenaga, pada akhirnya tenaga
listrik.
Dari hasil analisa ini didapat daya potensial air paling besar terdapat pada
lubang buang 5 sebesar 12.58 Watt, daya dan efisiensi turbin terbesar juga
ditunjukkan pada lubang buang 5 dan pada penggunaan runner A2 yakni 11.38
Watt dan 88.58%.
Kata kunci: gravitational vortex, vortex basin, vortex strength, circulation,
potential vortex, free vortex
ABSTRACT
This study is the analysis of a design of a basin structure which has the
ability to form a gravitational vortex stream. Such a high velocity water vortex
stream can possibly used as an alternative energy resource. In this study we are
interested in the formation of a water vortex stream by gravitation, which is a new
technique used in the field of hydro power engineering. The advantage of this
method for electrical generation is the capability of producing energy using low
heads of 0.01 to 0.335 meters.
This study used the potential vortex theorem that similar to free vortex
phenomenon. It can be applied in a low head micro hydro power plant. The
studies investigated parameters which affect the fluid swirl velocity, which
include 1) Outlet diameter at the bottom centre of the basin, 2) Gavitational vortex
head, and 3) Runner diameter. The tangensial velocity distribution is used to
determine the suitable blade for testing. A gravitational vortex power plant model
is created to investigate electrical power output.
The analysis study shows highest ideal theoretical potential water power is
in orifice 5 as 12.58 Watt, best power and efficiency of the turbine got in orifice 5
and by the usage of runner A2 was 11.38 Watt and 88.58%.
Keywords: gravitational vortex, vortex basin, vortex strength, circulation,
potential vortex, free vortex
