Optimasi Desain pada Kincir Air Kaki Angsa Next-G dengan Variasi Kecepatan Air, Lebar dan Jumlah Sudu Menggunakan Pendekatan Computational Fluid Dynamics

ABSTRAK Maharani, Dhea. 2017. Optimasi Desain pada Kincir Air Kaki Angsa Next-G dengan Variasi Kecepatan Air, Lebar dan Jumlah Sudu menggunakan Pendekatan Computational Fluid Dynamics. Skripsi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang. Pembimbing : (1) Dr. Retno Wulandari, S.T., M.T, (II) Prof. Dr. Ir. H, Djoko Kustono, M.Pd. Kata Kunci: desain, kincir air Kaki Angsa Next-G, kecepatan air, lebar, jumlah sudu,computational fluid dynamics Saat ini, pertumbuhan penduduk semakin meningkat. Peningkatan ini sejalan akan kebutuhan energi listrik. Sumber energi utama pembangkit listrik masih menggunakan bahan bakar fosil yang jumlahnya semakin lama semakin menipis dan diikuti dengan harga jual yang semakin tinggi serta pembaharuannya memerlukan waktu yang cukup lama.Salah satu alat yang memanfaatkan air untuk menghasilkan sumber energi listrik adalah turbin air. Turbin air adalah pesawat penggerak atau mesin konversi energi yang mengubah energi kinetik air menjadi energi mekanik. Kincir air kaki angsa merupakan pengembangan desain kincir air yang menggunakan prinsip kerja kaki angsa pada saat berenang. Kelebihan kincir air kaki angsa Next-G adalah mengekstrak energi pada aliran air arus bebas (free water flow), tidak memerlukan ketinggian (head), tidak memerlukan bendungan, dapat bekerja kopel (couple)dan dapat di pasang majemuk (banyak) pada satu aliran.Akan tetapi, setiap kincir air memiliki kelemahan baik dari segi desain ataupun lainnya. Oleh karena itu, pengembangan desain kincir air perlu terus dilakukan, agar kincir air dapat bekerja dengan baik dan efisien. Berdasarkan observasi dan kajian pendahuluan maka dikembangkan suatu software yang dapat menyesuaikan dengan karakteristik aliran aliran fluida dengan menggunakan teknik komputasi fluida dinamik (CFD). CFD memprediksi aliran berdasarkan model matematika (persamaan diferensial parsial,metode numerik (teknik solusi dan diskritisasi), dan tools perangkat lunak.Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah simulasi numerik (kajian eksperimental semu) dengan menggunakan perangkat lunak Fluent yang terdapat dalam ANSYS 14.5 Workbench. Tujuannya adalah mencari desain sudu kincir air kaki angsa next-G yang paling optimal. Pembaharuan pada kincir air kaki angsa next-G didalam penelitian ini adalah dengan memvariasikan jumlah sudu, lebar sudu dan kecepatan aliran air sungai. Jumlah sudu sebanyak 6, 7, dan 10 sudu. Lebar sudu sebesar 750 mm, 800 mm dan 850 mm dan kecepatan aliran air 0,08 m/s dan 0,2 m/s. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa efisiensi minimum terdapat pada variasi kecepatan air0,08 m/s, jumlah sudu 6 dan lebar 750 mm, efisiensi sebesar 37,54 %. Efisiensi maksimum pada variasi kecepatan air 0,2 m/s, jumlah sudu 10 dan lebar 850 mm yakni dengan efisiensi sebesar 72,38 %. Kincir yang memiliki efisiensi maksimum tersebut dapat dikatakan paling optimum, sebab memiliki efisiensi paling besar