Resume Jurnal Mekanika Fluida

7/21/2019 Resume Jurnal Mekanika Fluida

http://slidepdf.com/reader/full/resume-jurnal-mekanika-fluida 1/11

ANALISIS BEBAN Pelton AIR TURBIN DAN SHAFT

GUIDE BEARING

ABSTRAK

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghitung beban panduan bantalan di

berbagai modus operasi dari Pelton turbin air, dipasang di Batak PLTA

Plant. Perhitungan telah dilakukan sehubungan dengan modernisasi bantalan Turbin

No4 (disediakan oleh CK Blansko!. "emua perhitungan #ang telah dilakukan

melalui metode dan perangkat lunak komputer program selama tiga kondisi operasi

karakteristik$ mulai% beban maksimum% berhenti. &nteraksi antara pelari dan jet serta

distribusi tekanan pada ember telah dipelajari. Berdasarkan analisis hasil perhitungan

diperoleh, sejumlah rekomendasi telah dibuat.

Kata kunci: Pelton Turbine, Tekanan istribusi, Bearing, 'et, Buket.

I. PENDAHULUAN

Batak )PP adalah tahap pertama dari *Batashki +odnosilo+ P#t* asade (di

Bulgaria!. &ni memiliki empat agregat tenaga air, masingmasing terdiri dari Pelton

turbin air dan generator sinkron. Turbin memiliki dua no-el dan poros +ertikal. Nilai

nilai parameter gerai utama adalah dalam Tabel &. Tujuan dari penelitian ini adalah

untuk menghitung beban panduan bantalan di berbagai modus operasi Turbin No.4

dalam pandangan modernisasi bantalan #ang disebutkan di atas. Turbin air memiliki

telah diranang dan diproduksi oleh CK Blansko (epublik Ceko! pada tahun /012.

II. MENENTUKAN KECEPATAN ANG DI !UTLET !F THE N!""LE

Parameter aliran di outlet no--le memiliki dampak #ang signi3ikan pada interaksi

antara jet dan embermaka kebutuhan untuk menghitung parameter mengalir melalui

no--le. Perhitungan dilakukan untuk menentukan nilai kepala pada pembukaan

maksimum no--le dengan ara program komputer PTN5 6/7. 8eometri nosel

ditentukan dalam dokumentasi desain turbin. The perhitungan dilakukan dengan



s#arat bah9a aliran ini potensial dan sumbusimetris. 8ambar / menunjukkan

distribusi keepatan sepanjang garis sungai di bagian outlet no--le.The #ang Nilai

ratarata jet ditentukan dengan meman3aatkan data dari distribusi keepatan di outlet

bagian dari no--le.

III. ANALISIS BUCKET #e#$e%ce$at $%o&e&

'.(. Kece$atan )an tekanan Di&t%i*u&i $a)a Bucket +an, :enentukan distribusi

keepatan relati3 dan tekanan di bagian depan ember memberikan kesempatan baik

untuk perhitungan #ang lebih akurat dari beban ember dan untuk menilai kualitas dari

ember itu sendiri.



Perhitungan dilakukan sesuai dengan metode 6;7 dengan ara komputer P<AN

Program. 8br.; menunjukkan arah sumbu ember koordinasi, dan 8br.2 menunjukkan

distribusi tekanan relati+e gHpp=> ? , an keepatan relati3 (w) pada penampang

(Y=konstan).

'.-. Kine#atika )a%i inte%ak&i anta%a et )an e#*e%

alam hal beban roda, poros, dan bantalan panduan turbin, masingmasing, studi

tentang kinematika interaksi antara jet dan ember sangat penting. :enentukan sudut

di injeksi penuh, 9aktu serangan untuk setiap ember, lintasan partikel air, dan

sebagain#a, sangat penting. 8br.4 menunjukkan diagram dari interaksi ember dengan

jet sesuai dengan hasil perhitungan. Baris (a! menunjukkan interaksi dari tepi inlet di



sa#atan dari ember ke jet, dan sepanjang garis (b! akan ditampilkan #ang terakhir

partikel terputus dari jet #ang men#erang sa#atan tepi. Line (! menunjukkan posisi

pisau, ketika #ang terakhir adalah tegak lurus terhadap sumbu jet.

Perhitungan dilakukan sesuai dengan metode 627 dengan ara komputer B'@T

Program. Beberapa hasil (mengenai nominal dan nilainilai kepala maksimum!

disajikan pada Tabel &&.

I/. MENENTUKAN MENEKAN F!RCE !F 0ET PADA BUCKET THE

1.(. Mo)u& *ia&a !$e%a&i



'ika distribusi tekanan di bagian depan ember diketahui, ga#a mendesak adalah

ditentukan sesuai dengan ekspresi berikut$

alam hal ini, distribusi tekanan ini diketahui dari perhitungan di (&./! dan kisaran

bagian merampingkan ditentukan menurut 647. Ketika inlet ridge diposisikan tegak

lurus adalah dengan sumbu aliran, #ang menekan kekuatan terpisahkan dari ember

dapat ditentukan sesuai 67$

imana adalah debit di ember (dalam gerakan relati3!%

adalah, masingmasing, inlet dan outlet sudut ember. :engenai

penampang pusat

adalah koe3isien #ang menirikan kerugian hidrolik

hv pada ember masingmasing adalah, keepatan relati3 di inlet dan

outlet ember. Perbandingan nilainilai kekuatan #ang diperoleh dengan menerapkan

kedua metode menunjukkan korelasi memuaskan.

1.-. Mulai Mo)u& !$e%a&ialam hal ini, akan lebih mudah untuk men#ajikan ekspresi ga#a pada ember di

berikut bentuk 67$

di mana Q adalah debit jet / adalah sudut antara peri3er dan nilainilai absolut dari

keepatan di inlet dari ember% adalah parameter re-im%

adalah perangkat keepatan.

:engingat bah9a D > E untuk modus operasi, kekuatan tersebut akan diperolehsebagai berikut$

1.'. Hentikan Mo)e !$e%a&i



No-el rem diakti3kan, situlah dampak kekuatan di sisi ember belakang

diperoleh ekspresi berikut 6,17$

dimana

Q p adalah debit dari no--le rem, dan c p adalah nilai jet ratarata.

/. MENENTUKAN BEBAN DARI GUIDE BEARING

2.(. Mo)e Be*an Mak&i#u# 3#o)u& A4

8br. menunjukkan diagram ga#abeban. "ebuah sistem koordinat orthogonal, #ang

kapak #ang diarahkan sepanjang sumbu tonggak dari pembangkit listrik telah

digunakan. "umbu x diarahkan sepanjang sumbu memanjang dari ruang

mesin% sumbu z bertepatan dengan sumbu poros dari agregat, dan sumbu y tegak lurus

terhadap dua sumbu lainn#a. Kekuatan e3ekti3 kar#a dua jet pada roda dihitung di

ba9ah berikut kondisi$

F "umbu jet #ang bersinggungan dengan keliling, #ang berdiameter sama dengan rodautama diameter, dan terletak di dalam bidang lingkar #ang sama%

F )an#a kekuatan #ang dihasilkan dari interaksi antara jet dan ember operasi adalah

dipertimbangkan%

F Poros dan bantalan nonmampude3ormasi.

F Berdasarkan kondisi di atas, deri+ati3 dari kekuatan e3ekti3 di sepanjang

sumbu x dan y adalah diperoleh sebagai berikut$

Ga#*a%. 2. oda dan panduan diagram beban bantalan

Berdasarkan kondisi di atas, deri+ati3 dari kekuatan e3ekti3 di sepanjang

sumbu x dan y adalah diperoleh sebagai berikut$ .



imana F 1 dan F 2 adalah kekuatan tekan jet kedua no-el (N/ dan N;!. "udut / dan ;

bisa dilihat pada 8br.. 8a#a #ang e3ekti3 ditentukan sesuai dengan ekspresi berikut$

Arah kekuatan #ang e3ekti3 ditentukan dari sudut R (8br.!$

Angkatan T #ang memuat bantalan turbin ditentukan sesuai dengan posisi bantalan

(8br.!$

Nilainilai parameter geometris, diperlukan untuk menentukan kekuatan di 8br.,

#ang dalam Tabel &&&$

2.-. Mulai Mo)e 3#o)e G 5 G (4

Turbin dimulai dengan ara no--le N/ (nosel kiri 8br.!. "ebuah pembukaan jarum

diperlukan untuk men#inkronkan h#droaggregate tersebut. Tekanan

maksimum pada ember adalah diapai dalam dua kasus berikut$

F 'arum terbuka segera di

F oda tetap statis (darurat modus G!.

alam dua kasus ini pada dasarn#a hipotetis (meskipun sangat menarik dalam hal

beban ekstrim bantalan!, kekuatan menekan dihitung dalam ekspresi (;H!. ebit di

pembukaan di atas ditentukan oleh karakteristik debit$

Keepatan jet rata pada nilai maksimum untuk kepala pada mode operasi ini, segera

sebelum ember, adalah . 'ika sudut (dalam hal ini

tekanan berada pada titik maksimum!, kekuatan menekan dari jet dalam modus

operasi ini diperoleh sebagai berikut$

Arah ga#a F I ditentukan oleh nilai sudut /.



:ode operasi di mana h#droaggregate beroperasi seara paralel dengan sistem energi,

dan pada #ang no--le N/ beroperasi pada pembukaan , itunjuk sebagai

G/.

2.'. Be%6enti Mo)u& !$e%a&i 3#o)e 74

Pasukan ditentukan menurut persamaan (4!. 8ambar. menunjukkan lokasi no--le

rem BN. &ni memiliki diameter d p=45mm di outlet. alam menentukan diameter jet

rem, itu adalah perlu untuk mempertimbangkan jet kontraksi 6J,7. Koe3isien

kontraksi bisa berasal dari rumus akrab 6,J7. 'adi, misaln#a, jika 3ormula A."okolo+

digunakan untuk tujuan kita 67, diameter jet adalah d p=!".#mm. Keepatan jet rata

ditentukan untuk nilai maksimum kepala (mempertimbangkan nilai #ang lebih rendah

untuk koe3isien keepatan!$ $ =%5.5&m's. alam kondisi seperti itu, debit dari nosel

rem diperoleh sebagai berikut .

"umbu jet rem tegak lurus terhadap sumbu (8br.!.

ata #ang dihitung seara umum pada Tabel &.

/I. ANALISIS HASIL

alam dimensioning bantalan panduan dari turbin air, perlu untuk memperkenalkan

parameter tekanan tertentu p s seperti #ang ditentukan menurut rumus 647$

di mana F adalah ga#a radial% d adalah diameter poros% d > 1EE mm% adalah panjang

bantalan% =1%mm.

"atu kriteria lebih sering digunakan dalam proses konstruksi dan eksploitasi bantalan jenis ini 647$

di mana adalah keepatan peri3er, dan ps diukur dalam kg*'cm2.

Tabel men#ajikan nilainilai tekanan bantalan serta nilainilai parameter p

berkaitan dengan mode operasi #ang disebutkan di atas.



ata pada Tabel & dan menunjukkan bah9a beban maksimum poros dan dari

bantalan turbin diapai pada modus operasi dengan dua no-el, dengan kekuatan

penuh. Tekanan khusus dalam hal ini adalah . Mmumn#a, ini adalah nilai

relati3 rendah mengingat, misaln#a, diterima nilai tertentu tekanan untuk bantalan

komposisi Turbin air usia (ketik babit, :odel B2! adalah 647. )al ini jelas(lihat Tabel ! itu, dalam mode operasi lain, nilainilai tekanan tertentu #ang jauh

lebih rendah. Perlu diperhatikan bah9a bearing diranang dalam Es dan bah9a

komposisi bantalan Babit (:odel B/1! #ang digunakan pada saat itu ditugaskan nilai

diterima 647 diliteratur khusus. i sisi lain, harus diperhatikan bah9a

bantalan memiliki /E bagian, #ang berarti bah9a beban #ang sebenarn#a akan

memiliki nilai #ang lebih tinggi. Berdasarkan data geometri bantalan (panjang hord

dari salah satu sektor #ang > /4mm%ɑ diameter bantalan adalah d=#mm, "udut

pusat sektor ini untuk masingmasing sektor diperoleh sebagai berikut$

:engingat jumlah sektor, peningkatan tekanan tertentu dengan koe3isien k=/.;J

mungkin diantisipasi #aitu tekanan tertentu dari modus terberat beban A (Tabel !

akan menjadi p s>/.1/ +,a. Nilainilai kriteria p menunjukkan bah9a bantalan

berada dalam -ona, di mana sirkulasi pelumasan diperlukan 647. )al ini rele+an untuk

diatat bah9a tepi inlet ember tidak radial dan, oleh karena itu, #ang terakhir

mengasumsikan posisi tegak lurus dengan jet sebelumn#a. Berdasarkan perhitungan di

2.;, nilai ini angle pada nilai maksimum adalah kepala .

i sisi lain, studi tentang kinematika dari interaksi antara jet dan roda menunjukkan

bah9a busur akti3 memiliki nilai . 5ona dampak #ang e3ekti3

Tekanan akan sebelumn#a, dan setelah, posisi ditentukan oleh

sudut (8br.!. &ntesit# lebih besar mengenakanout dari sektor bantalan harus

diantisipasi dalam atas #ang -ona disebutkan. ua kemungkinan -ona lain dari

memakai keluar, sesuai dengan pembahasan di , akan ditentukan oleh sudut



8br. (sudut dibaa dari titik a9al dari s#stem

koordinasi dan sepanjang arah positi3 sumbu x 3. sudut !. itu dapat diamati sudut

; #ang menentukan -ona mengenakanout #ang bertepatan dengan mengenakanout

-ona pada mode operasi duano--le.

/II. KESIMPULAN

Analisis hasil penelitian ini menghasilkan kesimpulan penting berikut$

/. Berdasarkan pengujian #ang dilakukan, nilainilai beban untuk bantalan panduan

dari No4 turbin air

ditentukan untuk empat mode operasi. Beban maksimum diapai ketika keduan#a

no-el

beroperasi pada kekuatan penuh (:odus O!. 5ona beban paling intens dengan

demikian ditentukan.

;. )asil perhitungan menunjukkan bah9a nilai maksimum untuk tekanan tertentu

bantalan lebih rendahdari nilai diterima untuk komposisi bantalan umumn#a digunakan dalam pembangkit

listrik tenaga air

konstruksi turbin.

2. Perlu diperhatikan bah9a perhitungan dilakukan untuk modus #ang mapan operasi.

Beban tambahan #ang dihasilkan dari kegagalan untuk memenuhi ketentuan #ang

ditetapkan dalam 4./ dan ./ tidak

dianggap misaln#a, dalam kasus serangan asimetris jet. "ebagai konsekuensi,

nilainilai #ang lebih besar dari kekuatan #ang mungkin dari #ang ditentukan dalam ,

tetapi #ang terakhir umumn#a

dipertimbangkan dalam persamaan (0!. :argin keselamatan tekanan tertentu jugasangat signi3ikan.

4. perhitungan The dilakukan menunjukkan peluang #ang diberikan oleh so3t9are

P@lTA

paket.

REFERENSI

6/7 breteno+, . ptimum esain Panduan Aparatur untuk Pelton Turbines,

Prosiding

Kon3erensi Computer Aided @ngineering dan iset &lmiah, /00;, arna

(Bulgaria!.6;7 breteno+, . ptimum esain Pelton @mber turbin air, Transaksi dari

Mni+ersitas Teknik "o3ia, ol.4, No.2, Tehnika Penerbit, /00E, "o3ia.

627 breteno+, . ptimum esain Pelton Turbine <heels. Prosiding )#droturbo02

Kon3erensi, pp. 2/22;E, /002, Brno.

647 Ko+ale+, N. esain Turbin Air, :ahinostroenie, /0J4, Leningrad.

67 breteno+, . Air Turbin. @koprogres ;EE, "o3ia (Bulgaria!.



617 5hang, 5h. Qteistrahlturbinen. )#dromehani und Auslegung. "pringererlag,

;EE0, Berlin

)eidelberg.

6J7 @del, '. Pelton turbin, :ahinostroenie, /0E, Leningrad (dalam bahasa usia!.

67 Peron, :., @. Parkinson, L. 8eppert, T. "taubli. Pentingn#a kualitas jet pada

e3isiensi Peltondan ka+itasi. Kon3erensi &nternasional @3isiensi hidrolik Pengukuran &8)@:,

:ilano, ;EE.

607 Na+een athi, *@stimasi misalignment di bantalan "ha3t oleh "ignal Proessing

dari Aousti

"in#al *, &nternational 'ournal o3 Teknik :esin R Teknologi (&':@T!, olume ;,

@disi /, ;E//, hlm 1E10, &""N Cetak$. E0J1124E, &""N nline$ E0J1120.

6/E7 Bilal Abdullah Nasir, *esain @3isiensi Tinggi Pelton Turbine untuk :iro

)#dropo9er

Tanaman *, &nternational 'ournal o3 Teknik @lektro R Teknologi (&'@@T!, olume 4,

@disi /, ;E/2, hlm /J//2, &""N Cetak$. E0J114, &""N nline$ E0J112.

Documents

Resume Jurnal Mekanika Fluida