Disusun Oleh :Arie Rahman (07.03.3467)Anal Charles
(07.03.3496)Nerwilson. S (07.03.3512)Aang Khozikon (07.03.3477)
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA2010
TURBIN UAP
PengertianTurbin uap adalah turbin yang merubah tenaga potensial
uap menjadi tenaga mekanis
sejarah turbin uapIde dari turbin uap mula-mula timbul pada
kira-kira 120 BC, oleh orang yang bernamaHERO dari Alexandria yang
pada mulanya membuat prototype turbin uap, dengan prinsip
turbinreaksi. instalasi ini terdiri dari sebuah bejana yang berisi
air yang dipanaskan dengan dapurpemanas. Uap yang terjadi dimasukan
ke dalam bola penampung uap dipancang pada tiang yangberporos
sehingga bola dapat diputar. Pada bola terdapat beberapa pipa
pemancar . akibatkeluarnya uap melalui pipa pemancar tersbut
berputarlah boa itu, disebabkan adanya reaksi uapyang keluar.Pada
tahun 1890 seorang insinyur swedia bernama GUSTAV DE LAVAL memkbuat
turbinsatu tingkat, dengan kapasitas 5 Hp. Berhasilnya pembuatan
turbin ini pada tahun 1870, mulamulaia membuat eksperimen dengan
pipa pemancar, tapi bukan untuk turbin uap tetapi untukpengeringan
pasir. Ia menghitung besarnya uap dari tekanan tinggi menjadi
kecepatan tinggi.Sewbagai alat ekspansi digunakan nozzle kemudian
konvergen divergen nozzle. Melaluibeberapa percobaan tentang nozzle
, ia melihat tenaga reaksi dari pesawat Hero.Ia sangat tertarik
dengan itu kemudian dia membuat roda berputar. Dari tenaga putat
ini, Iateringat kejadian masa lalu dalam beberapa hasil
percobaannya. Pada tahun 1882 ia mempunyaipenemuan tentang pemisah
centrifugal yang sangat baik, sehingga ia menggemari
beberapagerakan itu dengan kecepatan yang tinggi. Roda gigi
menimbulkan suara gaduh dan memerlukantenaga untuk memutarkannya.
Tenaga listrik belum dapat dipakai untuk mengerjakan sawa.Akhirnya
ingatannya kembali pada kejadian nozzle, dan hal itu di hubungkan
dengan pemisahsentrifugal tadi dari kombinasi kedua hal tesebut de
lavak menemukan turbin aksi satu tingkattekanan dan satu tingkat
kecepatan. Akan tetapi kecepatan putar pada turbin sangat cepat
yakni40.000 putaran per menit.beberapa agregat syarat dari model
yang pertama rontok, disebabkangaya sentrifugaklnya dan getaran
yang terjadi. Selanjutnya DE LAVAL menghitung porosfleksibel dengan
teliti untuk mengikuti putaran turbin itu. Di industri turbin DE
LAVAL banyakdi pakai untuk menggerakkan generatorPada tahun 1884,
seorang inggris yang bernama CA Parson menemukanb turbin
denganprinsip reaksi. Turbin ini dipakai pada beberapa kebutuhan
pada lapangan industri. Kecepatanuap yang mengalir melalui turbin
reaksi dengan banyak tingkat ini relative sangat rendah,
yakni100-200 m/detik.Perkembangan selanjutnya, dimulai pada tahun
1898, dengan dasar dari turbin DE LAVAL,maka oleh Charles Gordon
Cutis (insinyur Amerika) dapar mengurangi kecepatan putar
turbindengan jenis turbin aksi yang dibuat dengan beberapa tingkat
kecepatan satu tekanan.Pada tahun 1990 turebin ini di
demonstrasikan di Amerika. Turbin tersebut mempunyao duasudu jalan,
di antara kedua sudu jalan tersebut di pasang sudu antar yang di
pasang mati padarumah turbin, sehingga putaran sudu antar
seakan-akan berlawanan dengan putaran sudu jalan.Untuk turbin
dengan dua tingkat kecepatan dan satu tingkat tekanan dibuat pula
oleh leninNevsky. Hampir semua turbin dikonstruksi dengan turbin
radial, artinya aliran uap dimasukkansejajar dengan poros
turbin.
Siklus ideal yang terjadi didalam turbin adalah siklus Renkine ;
Air pada siklus 1 dipompakan, kondisinya adalah isentropik s1= s2
masuk ke boiler dengan tekanan yang sama dengan tekanan di
kondenser tetapi Boiler menyerap panas sedangkan kondenser
melepaskan panas, kemudian dari boiler masuk keturbin dengan
kondisi super panas h3=h4dan keluaran dari turbin berbentuk uap
jenuh dimana laju aliran massa yang masuk ke turbin sama dengan
laju aliran massa keluar dari turbin,ini dapat digambarkan dengan
menggunakan diagramT-s di atas.Menurut Hukum pertama
Thermodinamika, kerja yang dihasilkan oleh suatu proses siklus
adalah sama dengan Jumlah Perpindahan Kalor pada fluida kerja
selama proses siklus tersebut berlangsung. Jadi untuk proses Siklus
1 2 2 3 3 4 1Dalam kenyataan Siklus sistem Turbin Uap menyimpang
dari Siklus Ideal (Siklus Rankine ) antara lain karena faktor
tersebut dibawah ini :1.Kerugian dalam pipa atau saluran fluida
kerja, misalnya kerugian gesekan dan kerugian kalor ke atmosfer
disekitarnya .2.Kerugian tekanan dalam ketel uap3.Kerugian energi
didalam turbin karena adanya gesekan pada fluida kerja dan
bagian-bagian dari turbin.
Klasifikasi Turbin UapTurbin uap dapat diklasifikasikan ke dalam
kategri yang berbeda-beda, tergantung darikonstruksi, panas jatuh
yang dihasilkan, keadaan mula-mula dan akhir dari uap,
penggunaandalam industri serta jumlah tingkat yang ada padanya.
1.Turbin tekanan sama (aksi)Turbin tekanan sama adalah turbin
dimana uap memuai khusus di dalam pipa pancar. Tekanan uap sebelum
dan sesudah berputar tetap sama.Dari definisi ini diketahui, bahwa
saluran sudu melalui pipa pancar mempunyai terusan yang sama. Untuk
menghindarkan masih akan memuainya uap sesudah meninggalkanpipa
pancar, maka puncak dari pada sudu putar diberi langkah bebas
radial (10mm) di dalam rumahnya, sehingga kemungkinan adanya
perbedaan tekanan di sebelah kiri dan sebelah kanan roda jalan
dengan mudah dapat diatasi. Untuk keperluan itu pula roda jalan
diperlengkapi dengan beberapa lubang yang kita namakan lubang
perata tekanan, dikarnakan fungsinya.
Pada turbin tekanan sama atau turbin aksi uap melakukan kerja
terhadap sudu, disebabkan oleh perubahan arah dari pancar uap di
dalam saluran sudu yang bergerak.
2.Turbin DELAVALPada tahun 1883 seorang insinyur swedia yang
benama De Laval mengkonstruksikan sebuah turbin tekanan sama yang
dapat dipergunakan secara praktis. Atas jasanya turbin tersebut
dinamakan turbin delaval. dimana turbin delaval adalah sebuah
turbin tekanan sama dengan satu tingkatan tekan disusul oleh satu
tingkatan kecepatan.Pada turbin ini uap yag berada di dalam
pipa-pipa pancar dibiarkan ber ekspansi di muka roda jalan dari
awal sampai akhir tekanan kemudian kecepatan uap yang dibangkitkan
dimanfaatkan sebanyak mungkin dalam suatu kumpulan sudu.
3.Turbin ZOELLYTurbin zoelly adalah turbin tekanan sama dengan
beberapa tingkatan tekanan dan tiap tingkatan tekanan mempunyai
satu tingkatan kecepatan.Turbin zoelly disebut berdasarkan nama
penemunya, yakni seorang konstruktor yang bernama Zoelly.
Rumah turbin ini dibagi dalam empat ruangan leh tiga buah
dinding. Dalam tiap ruangan terdapat sebuah roda jalan dengan satu
kumpulan sudu. Tiap roda jalan diperlengkapi dengan lubang-lubang
perata tekanan.Dinding-dinding yang membagi rumah turbin dalam
beberapa ruangan disekelilingnya diperlengkapi dengan sudu antar
yang satu sama lain merupakan pipa pancar. Oleh karena itu dinding
ini dinamakan dinding antar. Dinding-dinding ini dipasang
sekeliling sebelah dalam rumah turbin dan menutup rapat uap
didalamnya sekitar nabe dari roda-roda jalan dilaksanakan penutupan
labirin yang boleh dikatakan menutup rapat uap.
4.Turbin CURTISTurbin Curtis adalah sebuah turbin tekanan sama
dengan satu atau lebih tingkatan tekanan, dimana tiap tingkatan
tekanan mempunyai beberapa tingkatan kecepatan.disebut turbin
Curtis berdasarkan nama seorang ahli rencana amerika yang bernama
Curtis.
Pada umumnya pada satu roda ditempatkan tiga tingkatan
kecepatan. Segmen sudu balik ditambatkan di sisi bagian dalam
rumah, berhadapan dengan segmen pipa pancar. Segmen sudu balik dari
roda Curtis pada umumnya lebih panjang daripada segmen pipa pancar.
Ini disebabkan ole karena uap dibawa oleh sudu jalan.
5.Turbin tekanan lebihDi dalam turbin tekanan lebih uap memuai
tidak saja di dalam sudu antara yang berhenti, namun juga di dalam
sudu jalan. Oleh karena itu sudu jalan mempunyai jalan terusan yang
berubah-ubah dan bertugas sebagai pipa pancar konvergensi. Dengan
kecepatan ekspansi dari pada uap, maka kecepatan uap akan meningkat
dan tekanan uap pada sisi keluar lebih rendah dari pada sisi masuk.
Dengan adanya perubahan arah dan kecepatan perubahan dari pada uap
di dalam terusan sudu, maka roda sudu akan berputar ke arah
keballikan dengan arah aliran uap.
6.Turbin parsonsPada tahun 1884 seorang konstruktor inggris yang
bernama Parsons telah membuat tekanan lebih pertama, yang kemudian
di berinama Turbin Persons. Untuk mencapai kecepatan putar yang
bermanfaat di perlukan banyak tingkatan tekanan. Jumlah besar roda
sudu jalan di tempatkan di sekitar tromol rotor. Dalam kelompok ke
satu sudu antar di alirkan uap yang sebagian memuai. Karena itu uap
memperoleh kecepatan tertentu, lalu di alirkan dalam arah tertentu
ke kelompok ke satu sudu jalan. Di uap memuai lagi. Akibat adanya
perubahan kecepatan dan arah, maka uap memberikan usaha kerja pada
rotor. Kemudian uap mengalir kedalam kelompok sudu antar berikutnya
dimana uap memuai lagi. Proses ini berlangsung terus sampai tekanan
uap telah menjadi sama dengan tekanan pembuangan. Jadi terdapat
ekspansi uap terus-menerus, dimana tekanan uap secara teratur
berkurang.
7.Turbin LjungstromTurbin Ljungstrom direncanakan pada tahun
1908 oleh dua orang akhli konstruksi, yakni Birger dan Frederik
Ljungstrom bersaudara. Turbin ini memepunyai dua roda jalan yang
arah putarnya berlawanan. Tiap roda jalan diperlengkapi dengan roda
sudu jalan yang penempatanya aksial. Roda sudu dipasang sedemikian
rupa, sehingga roda sudu dari roda yang satu dapat leluasa berputar
diantara kedua roda lainya. Uap disalurkan kedalam dua ruangan dan
melalui lubang-lubang yang telah ada mengalir ke tengah turbin.
Dari sini uap mengalir kesekitarnya dalam arah radial antara
roda-roda melalui terusan sekitar rumah turbin. Terusan ini
menampung semua uap bekas yang di buang ke kondensor. Uap yang
mengalir diantara roda melakukan gaya aksial besar terhadap roda.
Untuk menjaga agar supaya uap baru antara bagian belakang roda dan
rumah turbin tidak bocor mengalir keluar, maka di pasang penutupan
labirin. Turbin Ljungstrom tergolong turbing tekanan lebih.
TURBIN GAS
1. PengertianTurbin gas adalah turbin dengan gas sebagai fluida
kerjanya gas diperoleh dari pembakaranbahan bakar cair yang mudah
terbakar. System turbin gas yang paling sederhana terdiri dari
tigakomponen utama, yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin, yang
disusun menjadi system yangkompak.
2. Sejarah Turbin GasTurbin gas sudah dikenal sejak zaman Hero
of Alexandra oleh Dr. J. T. Retallita. Desainpertama direncanakan
oleh Yohn Barther (inggris) pada tahun 1791. System ini bekerja
dengangas hasil pembakaran batu bara, kayu dan minyak bakar.
Kompresornya di gerakan denganperantara rantai dan roda gigi oleh
turbinnya.Pada tahun 1872 Dr. F Stolze merencanakan system turbin
gas mempergunakan kompresoraksial bertingkat ganda yang digerakan
langsung oleh turbin reaksi bertingkat ganda pula. Udarayang keluar
dari kompresor dibakar di dalam ruang bakar, yaitu sebuah alat yang
dipergunakanutnuk menaikkan temperature udara sebelum masuk ke
turbin. Jadi turbin ini bekerja dengan gaspanas sebagai fluida
kerjanya.Pada tahun 1939 di swiss sudah direncanakan 2000 power
plan gas turbin yangmenggerakkan generator dan kereta api pada
federal rail ways. Kemudian tahun 1941 di Amerikaturbin gas juga
dipergunakan untuk menggerakkan generator menghasilkan daya dari
yangrendah sampai sekitar 100.000 KW. Sedangkan bahan bakarnya
dapat dipergunakan bahan bakargas sampai pada minyak berat .Untuk
dewasa ini turbin gas dipakai pada pesawat antariksa guna
penelitian diruang angkasauntuk kesejahteraan umat manusia di
dunia.
4.Pemakaian system turbin gasSystem turbin gas yang dipakai
dalam berbagai tenaga antara lain :a. Dengan daya turbin yang
besar1. Sebagai instalasi pembangkit tenaga listrik (PLTG)2. Untuk
menggerakkan pesawat udara3. Sebagai marine power plant. Untuk
menggerakkan kapal-kapal yang besar.4. Sebagai penggerak loko
dengan system turbin gas
b. Sedangkan dengan daya yang kecil system turbin gas banyak
dipergunakan sebagai alattransportasi yang kecil antara lain bus,
truk, auto mobil, pesawat kecil, motor boat.
Contoh aplikasi turbin gas pada kendaraan daratRover Company,
Ltd. Dari inggris merupakan pabrik pembuat mobil yang berhasil
membuat mobil bertenaga turbin gas pertama di dunia, pada tahun
1949. Mobil tersebut berhasil mencapai percepatan dari 0 sampai 60
mph dalam waktu 14 detik, dan mencapai kecepatan kecepatan lebih
dari 85 mph. Setelah sejak tahun 1950 banyak usaha pengembangan
turbin gas untuk mobiil penumpang, antara lain oleh Chrysler,
General Motors, Ford, dll. Turbin gas untuk kendaraan bermotor
biasanya dibuat untuk daya antara 50-300 PS pada putaran antara
2000-5000 rpm, dan berat spesifik antara 0.5-1.5 kg/PS.
Contoh aplikasi turbin gas pada pesawat terbang
Contoh aplikasi turbin gas pada kapal laut
Contoh aplikasi turbin gas pada industri
4. Proses Kerja turbin gasTiga proses pokok yang terjadi di
dalam turbin gas untuk memproduksi energy yaitu :1. Proses
penekanan udara2. Proses pembakaran udara + bahan bakar.3. Proses
pengembangan atau ekspansi gas hasil pembakaran.4. Komponen pokok
system turbin gas
Sesuai dengan proses kerjanya ada 3 komponen pokok dalam system
turbin gas, yaitu :1. Kompresor (K)Kompresor adalah suatu alat yang
digunakan untuk menghisap udara dan untukselanjutnya dikompresi
atau dimampatkan untuk menaikan tekanan.
Ada beberapa kompresor yang kita ketahui :Kompresor torak, yaitu
kompresor yang mempergunakan torak sebagai alat
untukmengkompresikan udara di dalam silinder.Kompresor sentrifugal,
yaitu kompresor yang mempergunakan baling-baling (kipas,sudu-sudu)
sebagai alat untuk menaikan tekanan. Sebagai ganti silinder
padakompresor torak adalah berupa rumah atau cacing.
Ada dua macam kompresor sentrifugal1.Kompresor sentrifugal
aliran Radial2.Kompresor sentrifugal aliran aksial.
2. Ruang pembakaran(RB)Untuk mendapatkan energi pada turbin gas
diperlukan adanya pembakaran bahanbakar dengan udara yang telah
dikompresi oleh lompresor. Bahan bakar yang telahdikompresi
tersebut dibakar sehingga timbul energy panas yang secara cepat
energytersebut di ekspansikan pada pipa pemanasan dan langsung
untuk memutarkan suduturbin. Berputarnya rotore turbin maka timbul
energy mekanik yang dapat memutarkompresor. Kompresor menghisap dan
mengkompresikan udara masuk ke ruang bakar.Ada tiga tipe ruang
bakar yang di gunakan, yaitu :1.Tubular (Can) combustor2.Annular
combustor3.Can annual combustor
3. Turbin gas (T)Gas panas di ekspansikan dari hasil pembakaran
ruang bakar. Akibat adanya panasdalam bentuk partikel partikel gas,
sudu turbin mulai terdorong oleh tekanan gas fluida.Sudu yang
tergabung dengan rotor menggerakan poros turbin dengan arah radial.
Apabilatekanan yang dihasilkan dari ruang bakar konstan, perputaran
dari turbin akan terjadisecara kontinu dengan tingkat kecepatan
yang tinggi. Perlu diketahui bahwa poros turbindengan kompresor
satu sambungan. Seteah melewati sudu-sudu turbin gas keluar
melaluisaluran buang dengan tekanan tinggi sehingga menimbulakan
gaya dorong. Semakintinggi tekanan uap maka gaya dorong yang
dihasilkanpun semakin besar. Biasanyakebutuhan gaya dorong yang
besar dipergunakan pada mesin-mesin Turbo pesawatterbang. Missal
rocket yang mempergunakan turbojet sebagai penggerak gaya
dorongnya.
Daftar Pustaka1.Arismunandar wiranto,Pengantar Turbin Gas dan
Motor Propulsi Bandung, Penerbit ITB, 20022.Brujin, L.A. de ;
Muilwijk, L. Sastramenggala, Niman,Turbin Uap Jakarta, Bhratara
Karya Aksara, 1982
Diposkan olehomak_abadi06.37Kirimkan Ini lewat
EmailBlogThis!Berbagi ke TwitterBerbagi ke FacebookBagikan ke
PinterestTidak ada komentar:Poskan KomentarPosting
LamaBerandaLangganan:Poskan Komentar (Atom)Pengikut
