ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
-
Upload
ruchyat-norman -
Category
Documents
-
view
224 -
download
0
Transcript of 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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
2/47
contents
Pendahuluan1
Diagram Alir Tugas Akhir2
Data Awal Perhitungan3
Perancangan dan Pembuatan Turbin4
Kesimpulan
6
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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.
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
6/47
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
7/47
contents
Pendahuluan1
Diagram Alir Tugas Akhir2
Data Awal Perhitungan3
Perancangan dan Pembuatan Turbin4
Kesimpulan
5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
9/47
contents
Pendahuluan1
Diagram Alir Tugas Akhir2
Data Awal Perhitungan3
Perancangan dan Pembuatan Turbin4
Kesimpulan
5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
11/47
contents
Pendahuluan1
Diagram Alir Tugas Akhir2
Data Awal Perhitungan3
Perancangan dan Pembuatan Turbin4
Kesimpulan
5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
12/47
Perancangan dan PembuatanTurbin
Perancangan draft tube2
Perencanaan pasak3
Perencanaan puleydan belt4
Pengujian performasi6
Pemilihan jenis turbin1
Pembuatan turbin
5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
13/47
Pemilihan jenis turbin
Perhitungan Daya Air
284,98 Watt
Perhitungan Daya Turbin
227,9844 Watt
Perhitungan Putaran Spesifik
80,25
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
14/47
Ns = 80,25
Turbin Air Francis
kecepatan rencah
Putaran
Spesifik Jenis Turbin
4 s/d 35 Pelton dengan 1 nozzle
17 s/d 50 Pelton dengan 2 nozzle
24 s/d 70 Pelton dengan 4 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.
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
15/47
Perancangan dan PerencanaanTurbin
Perancangan draft tube2
Perencanaan pasak3
Perencanaan puleydan belt4
Pengujian performasi6
Pemilihan jenis turbin1
Pembuatan turbin
5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
17/47
Putaran Spesifik
224,42 rpm
Dimensi Draft Tube
Warnick,C.C. 1984. Hydropower Engineering. New Jersey: Prentice
Hall Inc, Englewood Cliffs
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
19/47
Gambar Draft tube hasil perancangan
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
20/47
Perancangan dan PerencanaanTurbin
Perancangan draft tube2
Perencanaan pasak3
Perencanaan puleydan belt4
Pengujian performasi5
Pemilihan jenis turbin1
Tahap-tahap pengujian
5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
21/47
Perencanaan pasak
Torsi
0,97 Nm
Diameter Poros
Dsh =15 mm
Gaya yang di akibatkan torsi
192,33 N
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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.
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
24/47
Perancangan dan PerencanaanTurbin
Perancangan draft tube2
Perencanaan pasak3
Perencanaan puleydan belt4
Pengujian performasi6
Pemilihan jenis turbin1
Pembuatan turbin5
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
29/47
163,2o
Sudut kontak
FRmax= 1,5. FR 0,111 N
Gaya tarik belt
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
32/47
Perancangan dan PerencanaanTurbin
Perancangan draft tube2
Perencanaan pasak3
Perencanaan puleydan belt4
Pembuatan turbin
5
Pemilihan jenis turbin1
Pengujian performasi6
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
33/47
Pembuatan turbin francis
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
34/47
Pemasangan pada frame pengujian
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
35/47
Perancangan dan PerencanaanTurbin
Perancangan draft tube2
Perencanaan pasak3
Perencanaan puleydan belt4
Pembuatan turbin
5
Pemilihan jenis turbin1
Pengujian performasi6
P ji f i
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
36/47
Pengujian performasi
Mengukur putaran turbin dengan tachometer
Mengukur volt dan ampere dengan Digital multimeter
Pengambilan data
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
37/47
Mengukur kapasitas dengan H-Vnotch
pengujian
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
38/47
pengujian
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
44/47
contents
Pendahuluan1
Diagram Alir Tugas Akhir2
Data Awal Perhitungan3
Perancangan dan PembuatanTurbin4
Pembuatan dan PengujianTurbin5
Kesimpulan6
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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:
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
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
-
7/31/2019 ITS NonDegree 15549 Presentation PDF
47/47
Mohon saran dan masukan untuk kesempurnaan tugas akhir ini