Turbin Air

Dalam suatu sistim PLTA, turbin air merupakan salah satu peralatan utama selain generator. Turbin air adalah alat untuk mengubah energi air menjadi energi puntir. Energi puntir ini kemudian diubah menjadi energi listrik oleh generator. Turbin air termasuk dalam kelompok mesin-mesin fluida yaitu, mesin-mesin yang berfungsi untuk merubah energi fluida (energi potensial dan energi kinetis air) menjadi energi mekanis atau sebaliknya. Mesin ini berfungsi untuk merubah energi fluida menjadi energi mekanis pada poros. misalnya : turbin air, turbin uap, turbin gas, kincir air, kincir angin dan lainnya. Pompa, kompresor, blower, fan dan lain-lain berfungsi untuk mengubah energi mekanis pada poros menjadi energi fluida (energi potensial dan energi kinetis). (Sihombing, Edis. 2009). 

Menurut Sejarahnya turbin-turbin air yang sekarang berasal dari kincir-kincir air pada zaman abad pertengahan yang dipakai untuk memecah batubara dan pabrik gandum. Salah satu kincir air tersebut dapat dilihat di Aungrabad, India yang telah berumur 400-an tahun. (Susatyo, Anjar. 2006). Walaupun banyak terdapat desain turbin air dengan masing-masing keistimewaannya, secara umum hampir semua turbin dapat diklasifikasikan dalam dua tipe dasar-turbin impuls dan turbin reaksi. Secara umum turbin impuls merupakan mesin dengan head yang tinggi, dan laju aliran yang rendah, sedangkan turbin reaksi merupakan mesin dengan head yang rendah dan laju aliran yang tinggi. (Munson, Bruce. 2005).

KLASIFIKASI TURBIN AIR

Turbin air dapat dikelompokkan dengan berbagai cara. Jenis turbin dapat digolongkan menjadi tiga sesuai dengan range dari head-nya, yaitu :

1. Turbin dengan head rendah (< 30 meter)
2. Turbin dengan head medium (30-240 meter)
3. Turbin dengan head tinggi (> 240)

Head adalah selisih ketinggian level air yang masuk ke turbin (forebay) dengan air yang keluar dari turbin (afterbay). Untuk lebih jelas silahkan melihat gambar berikut.

Sedangkan menurut cara kerjanya, maka terdapat dua jenis turbin yaitu : 

1. Turbin Impuls (aksi).
2. Turbin Reaksi.

1. Turbin Impuls (aksi).
Turbin impuls adalah turbin air yang cara kerjanya dengan merubah seluruh energi air (yang teridiri dari energi potensial-tekanan-kecepatan) yang tersedia menjadi energi kinetik untuk memutar turbin, sehingga menghasilkan energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Atau dengan kata lain, energi potensial air diubah menjadi energi kinetik. Contoh turbin impuls adalah turbin Pelton dan turbin Cross Flow. (Luknanto, Joko, 2007)

1) Turbin Cross Flow 

Sumber: cink-hydro-energy

Salah satu jenis turbin impuls ini juga disebut Turbin Michell-Banki yang merupakan penemunya. Turbin ini dapat dioperasikan pada debit 10 liter/sec–20 liter/sec dan heah antara 1-200 m. Turbin Cross Flow mengunakan nosel persegi panjang yang lebarnya sesuai dengan lebar runner. Runner turbin terbuat dari  beberapa sudu yang dipasang pada sepasang piringan paralel. (Sihombing, Edis.2009)

 

2) Turbin Pelton

Turbin Pelton merupakan salah satu jenis turbin impuls. Lester Pelton (1829-19080 sebagai penemu turbin Pelton adalah seorang ahli teknik pertambangan Amerika yang hidup pada masa eksploitasi emas di California. Efisiensi yang diperoleh oleh turbin Pelton akan lebih tinggi jika turbin dioperasikan pada head yang lebih tinggi yang akan diubah menjadi suatu kecepatan relative yang tinggi pada sisi keluar nosel. (Munson, Bruce. 2005.).

2. Turbin Reaksi
Turbin reaksi adalah turbin air yang cara bekerjanya dengan merubah seluruh energi air yang tersedia menjadi energi puntir dalam bentuk putaran. Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Turbin ini terdiri dari sudu pengarah dan sudu jalan dan kedua sudu tersebut semuanya terendam di dalam air. Air dialirkan ke dalam sebuah terusan atau dilewatkan ke dalam sebuah cincin yang berbentuk spiral (rumah keong). Perubahan energi seluruhnya terjadi di dalam sudu gerak. Contoh turbin reaksi adalah turbin Francis dan turbin Propeler (Kaplan). (Luknanto, Joko, 2007).

1) Turbin Francis

Turbin Francis merupakan slah satu turbin reaksi. Turbin ini dipasang diantara sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin Francis mempunyai sudu pengarah air masuk secara tangensial. Sudu pengarah ini dapat berupa sudut pengarah yang tetap maupun yang dapat diatur sudutnya. (Sihombing, Edis. 2009).

 

2) Turbin Propeler (Kaplan)
Turbin Kaplan (Propeler) adalah salah satu turbin reaksi aliran aksial. Turbin ini tersusun seperti propeller pada perahu. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu. . (Sihombing, Edisi. 2009).

Perbandingan Turbin Pelton, Francis & Kaplan: 

2.1 Perbandingan Karakteristik Turbin Air.
Kecepatan spesifik dari sebuah turbin juga dapat diartikan sebagai kecepatan ideal, persamaan geometris turbin, yang menghasilkan satu satuan daya tiap satu satuan head. Perhitungan tepat ini menghasilkan performa turbin dalam jangkauan head dan debit tertentu. Kisaran kecepatan spesifik beberapa turbin air adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Kecepatan Spesifik Turbin

Daya Turbin (P)

Dari kapasitas air V dan tinggi air jatuh (H) dapat diperoleh daya yang dihasilkan turbin:

P dalam kW, bila:

V=m³/detik, ρ=kg/m³, g= m/detik², H=m.

Bila massa aliran  dan tinggi air jatuh telah diketahui, maka daya yang dihasilkan: 

P=ṁ.g.H. η_T.

_{P dalam kW, bila:}

ṁ=kg/det, g= m/detik², H=m.

Berapakah daya yang dihasilkan dari sebuah turbin air, apabila kapasitas air V=5m³/detik, dan tinggi air jatuh H=120 m, serta randemen turbin η_T= 0,87.

Penelitian tentang turbin air: 

https://scholar.google.co.id/scholar?hl=id&as_sdt=0%2C5&q=turbin+air&btnG=

Pertanyaan umum: 

Sebutkan jenis turbin berdasarkan:

a. Range dari head-nya

b. Cara kerjanya

Read More

Visual Test

Dalam melakukan NDT, Uji visual merupakan jenis NDT yang pertama sekali diperlukan sebelum dilakukan NDT yang lain. Penerimaan dan penolakan terhadap hasil uji visual sangat dipengaruhi oleh pengenalan cacat-cacat pengelasan dan material. Pemeriksaan visual didefinisikan sebagai pemeriksaan dengan menggunakan mata biasa atau dengan menggunakan alat bantu (pembesar), tanpa merubah ataupun merusak material yang akan diperiksa. Penggunaan pemeriksaan visual  meliputi pemeriksaan bahan baku (raw material), produk hasil proses pemesinan dan produk yang gagal. Tujuan pemeriksaan visual adalah :

• Memeriksa bahan baku, produk dan struktur yang difabrikasi atau dibuat sesuai dengan spesifikasi rancang bangun.
• Memeriksa ketidaksempurnaan/cacat (flaw) yang terdapat pada produk.
• Menganalisa penyebab kegagalan suatu produk dan struktur.

Kelebihan pemeriksaan visual antara lain: 

• Sederhana, lebih cepat, biaya murah
• Diperlukan sedikit latihan
• Pemeriksaan dapat dilaksanakan sewaktu benda uji sedang beroperasi
• Pencacatan permanen

Kelemahan pemeriksaan visual, antara lain:

• Hanya mendeteksi cacat permukaan
• Rendahnya resolusi mata dan kelelahan mata

Pemeriksaan visual secara langsung

Pemeriksaan dilakukan dengan kondisi sebagai berikut :

• Jarak pandang  kurang lebih 24 in, dan sudut pandang (viewing angle) ³ 30o terhadap permukaan
• Cermin dapat dipergunakan untuk meningkatkan angle of vision
• Kaca pembesar dapat dipergunakan
• Penerangan dapat menggunakan flash light atau alat bantu lainnya untuk mendapatkan kekuatan cahaya sebagai berikut : pemeriksaan normal ³ 15 foot candles, pemeriksaan kelainan-kelainan kecil ³ 50 foot candles

Persyaratan personil

• Personil harus melakukan pemeriksaan mata minimum sekali setahun
• Personil harus memiliki ketajaman penglihatan jarak dekat

Pemeriksaan visual jarak jauh

• Dapat menggantikan pemeriksaan jarak dekat
• Alat bantu dapat berupa : cermin, telescope, borescope, fiberoptik, camera
• Harus memiliki resolusi yang sama dengan pemeriksaan jarak dekat.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pengujian visual antara lain adalah sifat meterial, kondisi permukaan, lingkungan pemeriksaan dan faktor-faktor fisik dari inspektor. Peralatan untuk pemeriksaan visual termasuk borescope, fiberscope, penggaris, jangka, peralatan ukur mekanis, peralatan ukur las, kaca pembesar, cermin, sistem otomasi, sistem berbasis komputer, sistem pencitraan, sistem optik khusus, dan CCTV.

1. Borescopes

Borescope adalah alat yang bekerja seperti teleskop, mikroskop atau kamera. Hal ini memungkinkan orang untuk menjelajahi daerah yang terlalu kecil, terlalu jauh atau di luar jangkauan. Ini memiliki lensa di bagian atas yang melekat pada tabung penyisipan yang dapat menjadi kaku atau fleksibel. Ketika tabung penyisipan borescope ini diarahkan melalui sebuah lubang, dibutuhkan lensa dan sumber cahaya untuk apa yang perlu diperiksa. Di ujung tabung ada dua lensa, sumber cahaya, nozel dan bukaan lainnya. 

2. Fiberscope

Fiberscope serupa dengan borescope karena dapat dipakai memeriksa daerahdaerah yang umumnya tidak dapat diakses; namun demikian fiberscope bekerja dengan prinsip yang berbeda. Borescope menggunakan sistem lensa untuk mengirimkan citra dari obyek ke mata, sedangkan fiberscope menggunakan sekumpulan serat pengirim cahaya yang dibuat dari kaca atau quartz. Kumpulan serat ini dinamakan penuntun citra. Sifat penuntun citra yang fleksibel ini memungkinkan fiberscope memeriksa daerah lekukan dan sudut sementara borescope yang rigid hanya dapat memasuki lintasan yang lurus.

Pertanyaan umum:

1. Apa yang dimaksud dengan pemeriksaan visual?

2. Sebutkan Peralatan untuk pemeriksaan visual?

Read More

Contact

Hubungi kami di Email: fileazwinur@gmail.com

Read More

TURBINE

Turbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor. Contoh turbin awal adalah kincir angin dan roda air. Penggunaan paling umum dari turbin adalah pemroduksian tenaga listrik. Hampir seluruh tenaga listrik diproduksi menggunakan turbin dari jenis tertentu. Turbin juga merupakan suatu mesin rotari yang berfungsi untuk mengubah energi dari aliran fluida menjadi energi gerak yang bermanfaat. Mesin turbin yang paling sederhana terdiri dari sebuah bagian yang berputar disebut rotor, yang terdiri atas sebuah poros/shaft dengan sudu-sudu atau blade yang terpasang disekelilingnya. Rotor tersebut berputar akibat dari tumbukan aliran fluida atau berputar sebagai reaksi dari aliran fluida tersebut. Oleh karena itulah turbin terbagi atas 2 jenis, yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Rotor pada turbin impuls berputar akibat tumbukan fluida bertekanan yang diarahkan oleh nozzle kepada rotor tersebut, sedangkan rotor turbin reaksi berputar akibat dari tekanan fluida itu sendiri yang keluar dari ujung sudu melalui nozzle. Untuk lebih jelasnya dapat kita amati pada gambar di bawah ini.

Prinsip Turbin Impuls dan Reaksi

Turbin Impuls
Turbin ini merubah arah dari aliran fluida berkecepatan tinggi menghasilkan putaran impuls dari turbin dan penurunan energi kinetik dari aliran fluida. Tidak ada perubahan tekanan yang terjadi pada fluida, penurunan tekanan terjadi di nozzle.

Turbin Reaksi
Turbin ini menghasilkan torsi dengan menggunakan tekanan atau massa gas atau fluida. Tekanan dari fluida berubah pada saat melewati sudu rotor. Pada turbin jenis ini diperlukan semacam sudu pada casing untuk mengontrol fluida kerja seperti yang bekerja pada turbin tipe multistage atau turbin ini harus terendam penuh pada fluida kerja (seperti pada kincir angin).

Berikut adalah macam-macam turbin berdasarkan aplikasi penggunaannya:

1. Turbin Air
Tenaga penggerak dari turbin air adalah air. Turbin air banyak digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), dengan air yang memiliki aliran yang deras sebagai penggeraknya. Turbin ini termasuk jenis turbin yang paling sederhana disamping kincir angin. Ada 3 jenis turbin air yaitu turbin Pelton, turbin Franchis, dan turbin Kaplan.

2. Turbin Angin
Tenaga penggerak dari turbin angin adalah angin. Turbin angin banyak digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB), dengan angin sebagai penggeraknya. Turbin angin banyak dijumpai di negara Belanda. Turbin angin juga lebih dikenal dengan kincir angin, berfungsi untuk mengkonversi energi kinetik dari anginmenjadi energi gerak.

3. Turbin Uap (Steam Turbine)
Turbin uap menggunakan media uap air sebagai fluida kerjanya. Banyak digunakan untuk pembangkit tenaga listrik dengan menggunakan bahan bakar batubara, solar, atau tenaga nuklir. Prinsip dari turbin ini adalah untuk mengkonversi energi panas dari uap air menjadi energi gerak yang bermanfaat berupa putaran rotor.

4. Turbin Gas

Tenaga penggerak dari turbin gas adalah gas. Turbin gas banyak digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) , dengan gas sebagai penggeraknya. Turbin jenis ini menggunakan fluida udara yang dipanaskan secara cepat sebagai fluida kerjanya. Sebuah kompresor yang berfungsi untuk mengkompres udara dipasang satu poros dengan turbin (coupled).

Pertanyaan Umum:

1. Apa beda turbin dengan generator?

2. Sebutkan perbedaan turbin impuls dan reaksi?

Read More