Studi Besar Sudut Busur Sembur Nosel Terhadap Karakteristik Turbin Air Arus Lintang

Tujuan dari studi eksperimen ini adalah untuk mengetahui perbedaan karakteristik dari tiga pasang turbin air arus lintang yang didesain dengan sudut busur sembur yang berbeda (75o, 90o dan 120o) dimana masing-masing pusat jari-jari kelengkungan atap nosel terletak pada sumbu poros roda turbin. Uji karakteristik terhadap tiga buah turbin model tersebut (pada variasi putaran dan kapasitas aliran) dilakukan di Labolatorium Mesin Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik – Universitas Brawijaya. BAB I berisi uraian singkat mengenai konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di dunia. Bab ini juga menyajikan konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di Indonesia. Potensi energi air yang tersedia dan yang telah dimanfaatkan di Indonesia disampaikan dalam rangka menggambarkan bahwa di Indonesia masih terdapat banyak potensi tenaga air yang belum dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dalam rangka penyediaan energi listrik.Tujuan dan lingkup studi disajikan dalam bab ini. BAB II menyajikan literature review , dalam bab ini disajikan eksperimen yang telah dilakukan oleh para peneliti dalam rangka mempelajari dan memperbaiki kinerja turbin air arus lintang. Teori dasar konversi energi dan pertimbangan perancangan turbin arus lintang disampaikan secara detail dalam rangka mendasari penentuan demensi model uji. Selanjutnya dalam bab ini disajikan formula untuk menghitung diameter dan lebar roda turbin, jari jari sudu, jari jari atap dan tinggi nosel yang disertai pertimbangan ketersediaan potensi hidro, ketersediaan material dan kemampuan bengkel pembuat turbin. Dalam hal ini faktor faktor tersebut dapat mempengaruhi penentuan ukuran turbin arus lintang.BAB III menetapkan kerangka konsep dan hipotesis. Variabel bebas pada penelitian ini adalah dimensi turbin model, kapasitas aliran dan putaran operasi turbin model. Dalam penelitian ini digunakan 3 buah turbin model yang memiliki diameter, jumlah sudu, sudut masuk pancaran air dan kelengkungan atap nosel yang sama. Jarijari kelengkungan atap nosel merupakan fungsi dari sudut busur sembur dan berpusat pada sumbu roda turbin. Selanjutnya ketiga model tersebut didesain dengan sudut busur sembur dan lebar roda turbin yang berbeda. Variabel terikat yang ingin diketahui adalah, karakteristik kinerja dan pola aliran air selama memberikan aksi/ melewati roda turbine. Kinerja turbin air yang dimaksud adalah meliputi daya bangkitan dan efisiensi turbin. Sedangkan variabel terikat yang penting juga untuk diketahui adalah perbandingan kecepatan, kecepatan spesifik, putaran liar, perbandingan head, perbandingan kapasitas aliran dan perbandingan putaran. Hipotesis pada penelitian ini adalah bahwa : a) perubahan parameter operasi turbin (head, kapasitas aliran dan putaran turbin) akan berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, b) perbedaan besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, dan c) perbedaan besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap pola aliran air yang beraksi pada turbin air arus lintang. BAB IV berisi penjelasan berkenaan dengan metode, lokasi, variabel, dan analisis data penelitian. Metode penelitian yang dilakukan adalah penelitian eksperimen dengan menggunakan 3 model turbin uji yang dilaksanakan di labolatorium mesin-mesin fluida jurusan mesin fakultas teknik universitas brawijaya. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah sudut busur sembur nosel, kapasitas aliran alir dan putaran poros turbin model. Variabel terkontrol yang dipilih adalah diameter roda turbin, jari-jari kelengkungan atap nosel, jari-jari kelengkungan sudu dan luas penampang nosel. Variabel terikat yang dipilih adalah daya bangkitan, efisiensi, perbandingan kecepatan serta putaran liar. Analisis data dilakukan dengan menggunakan formula yang disajikan pada sub bab 2.5 dan hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik pada BAB V.BAB V memuat hasil penelitian dan pembahasan. Hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik yang menunjukan kinerja masing masing model. Perbandingan kinerja dari ketiga turbin model dan visualisasi aliran aliran air melewati roda turbin yang terjadi pada saat uji kinerja dilakukan. Pembahasan yang diberikan merupakan interpretasi hasil penelitian yang akan berguna untuk memberikan pertimbangan kepada operator turbin dalam mengoperasikan turbin air arus lintang dan atau memberikan pertimbangan kepada desainer dalam menentukan ukuran utama turbin air arus lintang. BAB VI memberikan kesimpulan dan saran. Dalam kesimpulan disampaikan hal hal yang, penting berdasarkan hasil penelitian, mengenai kinerja turbin air arus lintang berkenaan dengan daerah atau titik pengoperasian turbin air arus lintang dalam rangka pemanfaatan energi hidro secara efektif dan efisien. Dalam saran disampaikan pertimbangan penentuan parameter desain dan studi lebih lanjut berkenaan dengan usaha untuk memperbaiki efisiensi turbin air arus lintang