Pengaruh Variasi Head Terhadap Tingkat Kavitasi Pada Turbin Francis Poros Horizontal

Permasalahan yang sering terjadi pada suatu turbin air ketika sedang beroperasi adalah timbulnya kavitasi, dimana kavitasi itu sendiri adalah timbulnya gelembung-gelembung dalam aliran fluida akibat penurunan tekanan sehingga tekanan tersebut dibawah tekanan uapnya. Hal ini dapat terjadi karena tekanan statik fluida setempat menjadi lebih rendah dari tekanan uap cairan (pada suhu sebenarnya). Terjadinya fenomena ini akan sangat menggagu kinerja turbin tersebut seperti terjadinya getaran-getaran pada mesin, terjadi abrasi pada sudu-sudu turbin sehingga menyebabkan turunnya efisensi turbin serta rusaknya komponen-komponen turbin. Fenomena kavitasi pada sebuah turbin air bisa diprediksi dengan mengetahui angka Thoma (σ). Jika pada pengoperasian sebuah turbin air didapatkan angka Thoma (σ) di bawah angka Thoma (σ) kritisnya maka dapat dipastikan pada turbin tersebut terjadi kavitasi dan sebaliknya, jika di dapatkan angka Thoma (σ) di atas angka Thoma (σ) kritisnya maka pada turbin tersebut tidak terjadi kavitasi dan aman beroperasi. Penelitian ini menggunakan turbin Francis poros horizontal dengan variasi head sebagai variabel terkontrol yaitu 16, 18 dan 20 m dan variabel bebasnya adalah putaran turbin sebesar 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 dan 2000 rpm. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah tingkat kavitasi yang terjadi pada turbin itu sendiri dimana titik yang diukur adalah pada bagian draft tube . Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai head akan membuat tingkat kavitasi yang terjadi pada turbin air juga semakin meningkat. Pada saat head 20 m tercatat tingkat kaviatsi tertinggi adalah 1.146 yang terjadi ketika putaran turbin sebesar 1600 rpm, sehingga dari nilai tersebut dapat diketahui bahwa pada keadaan tersebut angka Thoma aktual lebih kecil dari pada angka Thoma kritisnya. Sedangkan Tingkat kavitasi terendah terjadi pada saat head 16 m yaitu sebesar 0.930