ITS NonDegree 15549 Presentation PDF

7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF

1/47

RANCANG BANGUN DRAFT TUBE,TRANSMISI

DAN PENGUJIAN TURBIN AIR FRANCIS DENGANKAPASITAS 500 L/MIN DAN HEAD 3,5 M


2/47

contents

Pendahuluan1

Diagram Alir Tugas Akhir2

Data Awal Perhitungan3

Perancangan dan Pembuatan Turbin4

Kesimpulan

6


3/47

Latar Belakang

Pada kehidupan modern sekarang inilistrik menjadi kebutuhan wajib yang harusdi penuhi

Namun sebagian besar energi yang dihasilkan berasal dari bahan bakar fosil

Indonesia memiliki potensi energiterbarukan yang sangat besar termasuksumber air yang dapat di manfaatkansebagai PLTMH


4/47

Perumusan Masalah

Mengingat banyak terjunan yang mempunyai

head rendah dengan kapasitas sedang, maka

permasalahan yang timbul adalah bagaimanamerancang sebuah model turbin yang sesuai

dengan kondisi tersebut.


5/47

Tujuan Perancangan

melakukan perancangan dan pembuatan turbinFrancis yang di operasikan dengan kapasitas sebesar 500

L/min dan tinggi jatuh air 3,5 meter dengan komponen-

komponen utama turbin francis yang akan dirancang

adalah :

Perancangan DraftTube

Perencanaan Pasak

Perencanaan Pulley dan Belt

Pengujian Performasi

PembuatanTurbin Francis


6/47


7/47

contents

Pendahuluan1




Kesimpulan

5


8/47

Diagram Alir Tugas Akhir

Mulai

Studi literatur

Mengecek data turbin

yang di gunakan

Penentuan

jenis turbin

Perhitungan

putaran spesifik

Tidak

Ya

A

Perencanaan dan perancangan turbin:

Perancangan draft tube

Perencanaan pasak

Perencanaan Pulley dan belt

Pengujian performasi

turbin francis

Kesimpulan

Selesai

A


9/47

contents

Pendahuluan1




Kesimpulan

5


10/47

Data Awal Perhitungann

T )

Kapasitas (Q) = 500 L/min

Head (H) = 3,5 meter

Putaran Turbin (n) = 2250 rpm

Effisiensi Turbin (T) = 80%

Massa jenis air() = 996,4 Kg/m3

Perancangan

Dan

Perencanaan

Turbin


11/47

contents

Pendahuluan1




Kesimpulan

5


12/47

Perancangan dan PembuatanTurbin

Perancangan draft tube2

Perencanaan pasak3

Perencanaan puleydan belt4

Pengujian performasi6

Pemilihan jenis turbin1

Pembuatan turbin

5


13/47

Pemilihan jenis turbin

Perhitungan Daya Air

284,98 Watt

Perhitungan Daya Turbin

227,9844 Watt

Perhitungan Putaran Spesifik

80,25


14/47

Ns = 80,25

Turbin Air Francis

kecepatan rencah

Putaran

Spesifik Jenis Turbin

4 s/d 35 Pelton dengan 1 nozzle



80 s/d 120 Francis, kecepatan rendah

120 s/d 220 Francis, kecepatan normal

220 s/d 350 Francis, kecepatan tinggi

350 s/d 430 Francis ekspres

300 s/d 1000 Propeler dan Kaplan

Nechleba, Miroslav. 1957. Hydraulic Turbine Their Design and

Equipment. Czeckoslovakia: Artia Pragu.


15/47

Perancangan dan PerencanaanTurbin


Perencanaan pasak3




Pembuatan turbin

5


16/47

Perancangan draft tube

Diameter keluaran turbin

130mm

Ns = 80,25

Nechleba, Miroslav. 1957. Hydraulic Turbine Their

Design and Equipment. Czeckoslovakia: Artia Pragu.

Qmax= 0,257


17/47

Putaran Spesifik

224,42 rpm

Dimensi Draft Tube

Warnick,C.C. 1984. Hydropower Engineering. New Jersey: Prentice

Hall Inc, Englewood Cliffs


18/47

N = 318 mm

O = 190 mm

P = 162 mm

T = 190 mm

U = 46 mm

Q = 89 mm

R = 208 mm

V = 175 mm

S = 624 mm

Z = 362 mm


19/47

Gambar Draft tube hasil perancangan


20/47



Perencanaan pasak3




Tahap-tahap pengujian

5


21/47

Perencanaan pasak

Torsi

0,97 Nm

Diameter Poros

Dsh =15 mm

Gaya yang di akibatkan torsi

192,33 N


22/47

Karena diameter poros 15 mm atau (9/15 inch) maka pasak memiliki dimensi

W = H = 1/8 inch = 0,003175 m.

Deutschman, Aaron D., Michels, Walter J. and Wilson,

Charles E. Machine Design theory and practice.


23/47

L = 0,034 cm

Tinjauan pasak terhadap tegangan geser

Tinjauan pasak terhadap tegangan kompresi

L = 1,7 cm

Dari perhitungan di atas maka di dapatkan pasak dengan panjang

(L) 1,7 cm, Lebar (W) 0,3175cm, Tinggi (H) 0,3175 cm


24/47



Perencanaan pasak3




Pembuatan turbin5


25/47

Perencanaanpuleydan belt

Data-data yang ada:

Daya turbin (NT) = 0,30 HP

= 0,228 kWPutaran turbin (n1) = 2250 rpm

Data-data yang di rencanakan:

Jarak sumbu antar poros (C) = 500 mm

Diameter pulley yang di gerakkan (D1)= 60 mm

Diameter pulley penggerak(D2) = 200 mm


26/47

Dengan daya turbin sebesar 0,228 kW dan putaran turbin 2250

rpm maka di dapatkan V-belt tipe A dengan dimensi

Lebar (b) = 13 mm

Tebal (h) = 8 mm

Luas (A) = 0,81 cm2

Suhariyanto,Hadi,Syamsul. 2002. Diktat Elemen Mesin II. Surabaya : Program Studi D3Teknik Mesin ITS


27/47

Belt

L = 1250 mm

Panjang belt

V = 80,11 m/s

Kecepatan keliling belt

1 putaran/s

Jumlah putaran belt per detik

16,8 N/cm2

Tegangan akibat beban


28/47

Fkeliling = 0,341 N

Gaya keliling belt

1 buah

Jumlah belt

42,53kg/cm2

Tegangan maksimum pada belt

H = 8574,262 jam

operasi

Umur belt


29/47

163,2o

Sudut kontak

FRmax= 1,5. FR 0,111 N

Gaya tarik belt


30/47

Pulley

Dari tabel A.9(lampiran) , Dengan sabuk V-belt tipe A maka didapat data data

sebagai berikut :

e = 12,5 mm l = 16 mm o = 36o

40

o

c = 3,35 mm s = 10 mm

Suhariyanto,Hadi,Syamsul. 2002. Diktat Elemen Mesin II. Surabaya : Program Studi D3Teknik Mesin ITS


31/47

Dout = D+ 2.c

Dout= 207mm

Dimensi pulley penggerak

Din = Dout+ 2.e

Din= 182 mm

Dout= 67 mm

Dimensi pulley yang di gerakkan

Dout= 42 mm


32/47



Perencanaan pasak3


Pembuatan turbin

5




33/47

Pembuatan turbin francis


34/47

Pemasangan pada frame pengujian


35/47



Perencanaan pasak3


Pembuatan turbin

5



P ji f i


36/47

Pengujian performasi

Mengukur putaran turbin dengan tachometer

Mengukur volt dan ampere dengan Digital multimeter

Pengambilan data


37/47

Mengukur kapasitas dengan H-Vnotch

pengujian


38/47

pengujian


39/47

Hasil Pengujian Performansi

No H-Vnotch

(m)

Voltage

(volt)

Arus

(ampere)

1 0,098 170 0,1

2 0,094 100 0,1

3 0,090 70 0,1

Hasil pengujian dengan beban lampu sebesar 10 watt:

Pengujian dengan variabel kapasitas

Dalam perhitungan data hasil pengujian ini di gunakan data no 1

sebagai contoh


40/47

Qact = 0,006m3 /s

Perhitungan kapasitas theoritis

28,27 watt

Perhitungan daya input turbin

19,12 watt

Daya output generator

67,65%

Effisiensi


41/47

data hasil perhitungan dan grafik:

No Qth

(m3/s)

Pin

(watt)

Pout

(watt)

Effisiensi

(%)

1 0,006023629 28,27 19,12 67,65

2 0,00542766 20,68 11,25 54,39

3 0,004868546 14,93 7,87 52,76

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

5

10

15

20

25

0.09 0.092 0.094 0.096 0.098

Effisiensi(%)

Pout(Watt)

kapasitas (m 3/s)

Grafik Daya-Effisiensi Dengan beban

konstan

Pout effisiensi


42/47

Hasil pengujian dengan variabel beban:

Pengujian dengan variabel beban

Dalam perhitungan data hasil pengujian ini di gunakan data no 1

sebagai contoh

No Beban

(watt)

Voltage

(volt)

Arus

(Ampere)

H-Vnotch(m)

1 25 73 0,1 0,0225

2 20 92 0,1 0,0224

3 15 120 0,1 0,0223

4 10 150 0,2 0,0222

5 5 170 0,2 0,0221


43/47

Dengan cara penghitungan yang sama di dapatkan data hasil

perhitungan dan grafik:

No Beban

(watt)

Qth

(m3/s)

Pin

(watt)

Pout

(watt)

Effisiensi

(%)

1 25

0.00542766 20.683419 19.125 92.4653705

2 20

0.005573167 22.3918753 19.6875 87.9225152

3 15

0.005720989 24.2213127 20.25 83.6040568

4 10

0.005871139 26.1789025 20.8125 79.5010411

5 5

0.006023629 28.2721604 21.375 75.6044099

0

5

10

15

20

25

0

20

40

60

80

100

5 10 15 20 25

Pout

(watt)

Effisie

nsi(%)

beban lampu (watt)

Grafik Daya-Effisiensi Dengan kapasitas Konstan

effisiensi Pout


44/47

contents

Pendahuluan1



Perancangan dan PembuatanTurbin4

Pembuatan dan PengujianTurbin5

Kesimpulan6


45/47

Kesimpulan

Hasil perancangan draft tube :N = 318 mmS = 624 mmO = 190 mm T = 190 mmP = 162 mmU = 46 mmQ = 89 mm V = 175 mmR = 208 mm Z = 362 mm

Hasil perencanaan pasak:

Panjang = 1,7 cm

Lebar = 0,3175cm

Tinggi = 0,3175cm

Warnick,C.C. 1984. Hydropower Engineering. New Jersey: Prentice

Hall Inc, Englewood Cliffs

Hasil perencanaan pullay dan belt:


46/47

V-Belt:

tipe = A

Dimensi:

Lebar = 13mm

Tebal = 8mmLuas = 0,81 cm2

pulley:

Dimensi pulley penggerak:

Dout =207mm

Din = 182mm

Dimensi pullay yang di gerakkan:Dout =67mm

Din = 42mm

Pengujian performasi:

Pengujian Dengan Variable Kapasitas:

Pin tertinggi sebesar 28,27 watt pada Q = 0,0060 m3/s

Pout tertinggi sebesar 19,12 watt Q = 0,0060 m3/sEffisiensi tertinggi sebesar 67,65% pada Q = 0,0060 m3/s

Pengujian Dengan Variable beban:

Pin tertinggi =130,89 watt pada beban 5watt

Pout tertinggi sebesar 21,37 watt pada beban 5watt

Effisiensi tertinggi sebesar 19,97% pada beban 25 watt


47/47

Mohon saran dan masukan untuk kesempurnaan tugas akhir ini

Documents

ITS NonDegree 15549 Presentation PDF