TEORI DASAR ALIRAN Air yang mengalir mempunyai energi

TEORI DASAR ALIRAN Air yang mengalir mempunyai energi yang dapat digunakan untuk memutar roda turbin, karena itu pusat-pusat tenaga air dihubungkan disungai-sungai dan di pegunungan- pegunungan. Pusat tenaga air tersebut dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu pusat tenaga air tekanan tinggi dan pusat tenaga air tekanan rendah.

Menunjukan bagan pusat tekanan tinggi, dari sini dapat diketahui bahwa dengan didirikanya bendungan di daerah yang tinggi akan terdapat sebuah reservoar air yang cukup besar. Dengan menggunakan pipa, air tersebut dialirkan ke rumah pusat tenaga. Yang dibangun di bagian bawah bendungan. Dan di dalam rumah tersebut telah dipasang dua buah nosel turbin pelton, lewat nosel itulah air akan menyemprot keluar dan menggerakkan roda turbin, kemudian baru air dibuang ke sungai.

Dari selisih tinggi permukaan air atas TPA dan permukaan air bawah TPB terdapat tinggi air jatuh H. Dengan menggunakan rumus- rumus mekanika fluida, daya turbin, luas penampang lintang saluran dimensi bagian- bagian turbin lainnya serta bentuk energi dari aliran air dapat ditentukan.

DAYA YANG DIHASILKAN TURBIN Dari kapasitas dan tinggi air jatuh H dapat diperoleh daya yang dihasilkan turbin

P= . ρ. g. H. ηT P dalam k. W, bila m 3 / detik ρ kg / m 3 ; g m / detik 2 H m ;

Sebab : m = = watt Note: 1000 W = 1 k. W

Bila massa aliran dan tinggi air jatuh telah diketahui, maka daya yang dihasilkan P= . g. H. ηT

Petunjuk : pada turbin air biasanya diketahui kapasitas air , tetapi pada turbin uap dan gas diketahui jumlah massa fluida ( uap dan gas ) m yang dialirkan, di antara kedua satuan tersebut terdapat hubungan: = = v

ρ kerapatan v volume spesifik Besarnya harga kerapatan dan volume spesifik cairan praktis tidak berubah, sedangkan untuk gas dan uap sangat tergantung kepada tekanan dan temperatur.

Perhitungan daya yang dihasilkan turbin dari faktor kerja spesifik Y dan massa aliran m adalah P= . Y. ηT

PENENTUAN LUAS PENAMPANG SALURAN Diameter pipa dan luas penampang lintang saluran dalam turbin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas. Yang dimaksud dengan luas penampang lintang saluran adalah suatu luasan permukaan irisan saluran yang dibuat tegak lurus dengan arah aliran cairan.

Dengan diketahuinya luas penampang lintang saluran A dan kecepatan c, maka kapasitas air yang mengalir. = A. c Dari sini didapat

Bila m adalah massa air yang mengalir, maka = v= Jadi persamaan air yang mengalir menjadi: = v= =A c

Persamaan energi

Persamaan spesifik energi

Persamaan Bernoulli tentang ketinggian

Z = merupakan ketinggian dari suatu tempat yang dipakai sebagai orientasi. Tinggi tekanan Tinggi kecepatan

Jadi persamaan Bernoulli dapat dikatakan sebagai berikut : ¡ Pada tiap saat dan tiap posisi yang ditinjau dari suatu aliran didalam pipa tanpa gesekan yang tidak bergerak, akan mempunyai jumlah energi potensial, energi tekanan, dan energi kecepatan yang sama besarnya.

Persamaan Bernoulli bentuk umum

Persamaan umum kecepatan aliran C=√ 2 g. ∆h

1. 2 PERUBAHAN BENTUK ENERGI Dari rumus-rumus yang telah dijelaskan sebelumnya menunjukkan bahwa pada air aliran tertutup perubahan energi yang terkandung, yaitu energi tekan yang berubah menjadi energi kecepatan dan sebaliknya. Dan kemudian energi yang berasal dari energi potensial tersebut digunakan untuk memutar roda turbin. Energi potensial Energi tekan Energi kecepatan Turbin air

Contoh Persoalan ¡ Diketahui tinggi air jatuh H = 20 m, dengan kapasitas aliran air V = 10 m 3/det. Posisi 0 1 2 3 4 z m 20 13, 6 4, 9 1, 8 0 d m 1, 51 0, 94 0, 76 0, 80 A m 2 ∞ 1, 79 0, 70 0, 46 0, 5 c C 2/2 g m/det m 0 0 5, 6 14, 3 10, 4 21, 7 24, 0 19, 8 20 p/ρg m 0 4, 8 4, 7 -5, 8 0

Skema Head potensial, Head kecepatan dan Head tekan

Penyelesaian Hc 4, c 4 z 0 + p 0/(ρ. g) + c 02/2 g = z 4+p 4/(ρ. g)+c 42/2 g 20 + 0 = 0 + Hc 4 = 20 m c 42/2 g = 20 m c 4 = √(2. 9, 81. 20) c 4 = 19, 8 m/det

Penyelesaian A 4, d 4 V = A 4. c 4 = V / A 4 = 10 / 19, 8 A 4 = 0, 505 m 2 d 4 = √((4. 0, 505)/π) d 4 = 0, 804 m

Penyelesaian c 3, Hp 3 V / A 3 = c 3 = 21, 7 m/det Hc 3 =21, 72 /(2. 9, 81) Hc 3 = 24 m z 3 + p 3/(ρ. g) + c 32/2 g = z 4+p 4/(ρ. g)+c 42/2 g 1, 8 + Hp 3 + 24 = 0 + 20 Hp 3 = - 5, 8 m

Penyelesaian c 2, Hp 2 V / A 2 = c 2 = 14, 3 m/det Hc 2 =14, 32 /(2. 9, 81) Hc 2 = 10, 4 m z 2 + p 2/(ρ. g) + c 22/2 g = z 4+p 4/(ρ. g)+c 42/2 g 4, 9 + Hp 2 + 10, 4 = 0 + 20 Hp 2 = 4, 7 m

Penyelesaian c 3, Hp 3 V / A 1 = c 1 = 5, 6 m/det Hc 1 =5, 62 /(2. 9, 81) Hc 1 = 1, 6 m z 1 + p 1/(ρ. g) + c 12/2 g = z 0+p 0/(ρ. g) +c 02/2 g 13, 6 + Hp 1 + 1, 6 = 20 + 0 Hp 1 = 4, 8 m

DISUSUN OLEH : – JIMMY NOREL (015214066) – J B KARISMA P (035214043) – LORENSIUS HENDRI (035214057)

Terima Kasih