8/20/2019 Turbine Air
1/26
PERENCANAAN MIKROHIDRO
Turbin Air Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hydro
Turbin secara umum dapat diartikan sebagai mesin penggerak mula dimana
energi fluida kerja yang digunakan langsung memutar roda turbin, fluida kerjanya
dapat berupa air, uap air dan gas. Dengan demikian turbin air dapat diartikan sebagai
suatu mesin penggerak mula yang fluida kerjanya adalah air. (wiranto, 1997 : 1).
Kalau ditinjau dari daya yang dihasilkan turbin air, maka dikenal istilah
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hydro PLTMH! yang maksudnya adalah turbin air
yang dapat menghasilkan daya kurang dari "## k$ dan sumber airnya relatif kecil.
(wiranto,1997:67).
%ecara umum prinsip kerja dari turbin air ini adalah aliran air di dalam pipa
pesat yang mengandung energi diarahkan ke roda turbin melalui no&&le, kemudian
energi yang di dalam air ini pada roda turbin di ubah bentuknya menjadi energi
mekanik berupa putaran. Putaran roda turbin inilah yang dimanfaatkan untuk
menggerakkan suatu beban, salah satu contohnya adalah untuk menggerakkan
generator pembangkit listrik.
Konstruksi dasar dari turbin air terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor dan
stator. 'otor adalah bagian(bagian dari turbin yang bergerak atau berputar seperti roda
turbin runner!, poros, kopling, roda gaya, puly dan bagian(bagian dari turbin yang
diam seperti saluran masuk pipa pesat!, rumah(rumah, sudu antar, sudu pengarah
no&&le!, saluran buang dan lain(lain. (wiranto, 1997 :1).
)ontoh sistem turbin air tersebut dapat dilihat seperti gambar *."! berikut + dari
gambar turbin air poros ertical tersebut dapat dilihat komponen utama yaitu +
". %udu tetap nozzle!, yang berfungsi untuk mengarahkan aliran fluidakerja air! masuk de dalam sudu gerak.
*. %udu gerak, sudu gerak ini dipasang pada sekeliling roda turbin, yang
mana fungsinya adalah untuk menerima tekanan dari kecepatan fluida kerja
air masuk dan keluar sudu.
-. 'otor roda turbin!, suatu tempat dudukan sudu gerak, berfungsi untuk
meneruskan daya putar yang diterima dari sudu gerak keporos.
8/20/2019 Turbine Air
2/26
. Poros, yang berfungsi untuk mentransmisikan daya atau tenaga
bersama (sama dengan putaran roda turbin dan juga dapat berfungsi
untuk mendukung suatu momen putar.
/. %tator rumah turbin!, berfungsi untuk melindungi atau untuk
pengamanan dari proses kerja turbin, dan juga untuk mendukung konstruksi
turbin secara keseluruhan.
0. 1enerator listrik, berfungsi untuk mengubah tenaga mekanis dari
poros turbin menjadi tenaga listrik.
1ambar " + Turbin air poros ertikal.
Prinsip Kera Turbin Air
Pada roda turbin terdapat sudu yaitu suatu konstruksi lempengan dengan bentuk
dan penampang tertentu, air sebagai fluida kerja mengalir melalui ruang diantara sudu
tersebut, dengan demikian roda turbin akan dapat berputar dan pada sudu akan ada
suatu gaya yang bekerja.
1aya tersebut akan terjadi karena ada perubahan momentum dari fluida kerja
air yang mengalir diantara sudunya. %udu hendaknya dibentuk sedemikian rupa
sehingga dapat terjadi perubahan momentum pada fluida kerja air tersebut.
(wiranto,1997:4).
*
8/20/2019 Turbine Air
3/26
8/20/2019 Turbine Air
4/26
a. Turbin Pelton
Turbin pelton merupakan turbin impuls. Turbin Pelton terdiri dari satu set
sudu jalan yang diputar oleh pancaran air yang disemprotkan dari satu atau lebih
alat yang disebut no&&le. Turbin Pelton adalah salah satu dari jenis turbin air yang
paling efisien. Turbin Pelton adalah turbin yang cocok digunakan untuk head
tinggi.
1ambar + Turbin Pelton dengan 4anyak 5o&&le
1ambar / + 'unner Turbin Pelton
4entuk sudu turbin terdiri dari dua bagian yang simetris. %udu dibentuk
sedemikian sehingga pancaran air akan mengenai tengah(tengah sudu dan pancaran
air tersebut akan berbelok ke kedua arah sehinga bisa membalikkan pancaran air
dengan baik dan membebaskan sudu dari gaya6gaya samping. 7ntuk turbin dengan
daya yang besar, sistem penyemprotan airnya dibagi le2at beberapa no&&le.
Dengan demikian diameter pancaran air bisa diperkecil dan ember sudu lebih kecil.
Turbin Pelton untuk pembangkit skala besar membutuhkan head lebih
kurang "/# m tetapi untuk skala mikro head *# m sudah mencukupi.
8/20/2019 Turbine Air
5/26
b. Turbin Turgo
Turbin Turgo dapat beroperasi pada head -# s8d -## m. %eperti turbin pelton
turbin turgo merupakan turbin impuls, tetapi sudunya berbeda. Pancaran air dari
no&&le membentur sudu pada sudut *#o. Kecepatan putar turbin turgo lebih besar
dari turbin Pelton. 9kibatnya dimungkinkan transmisi langsung dari turbin ke
generator sehingga menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkan biaya
pera2atan.
1ambar 0 + %udu turbin Turgo dan no&&le
c. Turbin )rossflo2
%alah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin Michell6
4anki yang merupakan penemunya. %elain itu juga disebut Turbin :sberger yang
merupakan perusahaan yang memproduksi turbin crossflo2. Turbin crossflo2 dapat
dioperasikan pada debit *# liter8sec hingga "# m-8sec dan head antara " s8d *## m.
1ambar ; + 3nstalasi Turbin )rossflo2
/
8/20/2019 Turbine Air
6/26
Turbin crossflo2 menggunakan no&&le persegi panjang yang lebarnya
sesuai dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga
terjadi konersi energi kinetik menjadi energi mekanis. 9ir mengalir keluar
membentur sudu dan memberikan energinya lebih rendah dibanding saat masuk!
kemudian meninggalkan turbin. 'unner turbin dibuat dari beberapa sudu yang
dipasang pada sepasang piringan paralel.
1ambar < + 'unner Turbin )rossflo2
Turbin crossflo2 baik sekali digunakan untuk pusat tenaga air yang kecil
dengan daya kurang dari ;/# k$. Pembuatan dan pemasangan konstruksi sangat
sederhana, dan biaya pembuatan murah. Konstruksi secara lengkap dapat dilihat
pada gambar *.=.
1ambar = + Konstruksi turbin crossflo2
0
8/20/2019 Turbine Air
7/26
*. Turbin 'eaksi
Turbin reaksi disebut juga dengan turbin tekanan lebih karena tekanan air
sebelum masuk roda turbin lebih besar dari pada tekanan air saat keluar roda turbin.
%ecara umum dapat dikatakan bah2a aliran air yang masuk keroda turbin
mempunyai energi penuh, kemudian energi ini dipakai sebagian untuk
menggerakkan roda turbin dan sebagian lagi dipergunakan untuk mengeluarkan air
kesaluran pembuangan. >enis turbin reaksi yang sering digunakan antara lain, turbin
francis, turbin propeler atau kaplan. (Fritz Dietzel, 1988:17)
1ambar "# + 3nstalasi Turbin 'eaksi
a. Turbin ?rancis
Turbin francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara
sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian
keluar. Turbin ?rancis menggunakan sudu pengarah. %udu pengarah mengarahkan
air masuk secara tangensial. %udu pengarah pada turbin francis dapat merupakan
suatu sudu pengarah yang tetap ataupun sudu pengarah yang dapat diatur sudutnya.
7ntuk penggunaan pada berbagai kondisi aliran air penggunaan sudu pengarah
yang dapat diatur merupakan pilihan yang tepat.
;
8/20/2019 Turbine Air
8/26
1ambar ."" + 'unner Turbin ?rancis
b. Turbin Kaplan @ Propeller
Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial. Turbin
ini tersusun dari propeller seperti pada perahu.. Propeller tersebut biasanya
mempunyai tiga hingga enam sudu.
1ambar "* + 'unner Turbin Kaplan
Kandungan Energi da!am A!iran #at Cair
Anergi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Anergi
tidak dapat diciptakan maupun dihilangkan tapi hanya dapat dirubah. 4egitu juga
dengan air yang mengalir dari ketinggian tertentu, dimana aliran tersebut mengandung
energi yang dapat dimanfaatkan untuk memutar roda turbin. (Fritz Dietzel, 1988:3)
Menurut 4ernoulli apabila air dialirkan dalam pipa dari ketinggian tertentu dan
selisih ketinggian antara permukaan atas dan ba2ah adalah & dan tidak terdapat energi
yang masuk atau keluar, maka besar energi yang dikandung oleh air tersebut adalah +
$ B Anergi Tempat C Anergi Tekanan C Anergi Kecepatan
8/20/2019 Turbine Air
9/26
*
cm
Pm&gm$
*
+ρ
+= "."!
Dimana + $ B Anergi yang dikandung air 5m!
m B Massa &at cair kg! g B 1rafitasi bumi m8s*!
& B Ketinggian suatu tempat yang dipakai sebagai standar m!
P B Tekanan 58m*!
ρ B Massa jenis &at cair kg8m-!
c B Kecepatan aliran &at cair m8s!
(Fritz Dietzel, 1988:4)
Ka$itasi
Kaitasi adalah suatu peristi2a terjadinya gelembung6gelembung uap di dalam
cairan air! yang mengalir apabila tekanan di tempat tersebut sama dengan tekanan
uapnya. 4ila gelembung6gelembung tersebut terjadi maka akan bersama6sama terba2a
aliran dan pada daerah yang lebih tinggi tekanannya, gelembung6gelembung tersebut
akan pecah dengan tiba6tiba. Pecahnya gelembung6gelembung ini akan menghasilkan
tekanan yang sangat tinggi bisa mencapai "## atm.
Dengan tekanan yang begitu tinggi akan mudah merusak material atau
komponen6komponen yang dipakai pada instalasi turbin.
9kibat kaitasi adalah sebagai berikut +
". Menimbulkan suara yang sangat bising dan getaran6getaran
*. Mengikis bagian dalam pipa6pipa dan permukaan propeler
-. Menurunkan effisiensi dan daya turbin
7ntuk mencegah terjadinya kaitasi ini, maka perlu diambil langkah6langkah
sebagai berikut +
". Meletakkan turbin pada tempat yang sebaik6baiknya antara runner dan draft
tube
*. Memperkecil jarak ertikal antara roda turbin dan permukaan air ba2ah
tinggi isap diperkecil!.
-. Memperbaiki konstruksi atau menggunakan material yang kuat.
. Mengurangi belokan6belokan atau bentuk6bentuk yang tajam.
Syahril, 1979: 65!
Dasar%Dasar Peren&anaan Turbin
=
8/20/2019 Turbine Air
10/26
Dalam merencanakan sebuah turbin air, ada beberapa hal mendasar yang perlu
diketahui, sehingga dengan didapatnya harga(harga ini barulah perencanaan konstruksi
turbin air bisa dilakukan.
Daya Turbin
Dengan adanya gaya tangensial yang bekerja pada runner turbin, maka
runner turbin akan mengalami momen puntir.
Mt B ?u.r
Mt !.ρ ( )***""" cos2r cos2r β−β ".*!
atau+
Mt B .ρ ( )***""" coscr coscr α−α ".-!
9pabila kecepatan tangensial yang bekerja u! B .D.n dan kecepatan
sudut 2! B u 8 r maka daya yang dihasilkan oleh turbin adalah +
P B Mt . 2
P B . ρ ( )***""" cos2ucos2u β−β ".!
P B " ρ ( )***""" coscucoscu α−α "./!
Dimana + P B Daya Turbin $att!
Mt B Momen Puntir 5m!
?u B 1aya tangensial yang dihasilkan turbin 5!
c" B Kecepatan mutlak air masuk sudu turbin m8s!
c* B Kecepatan mutlak air keluar sudu turbin m8s!
2" B Kecepatan relatif air masuk sudu turbin m8s!
2* B Kecepatan relatif air keluar sudu turbin m8s!
u" B Kecepatan tangensial air masuk sudu turbin m8s!
u* B Kecepatan tangensial air keluar sudu turbin m8s!
r " B >ari ( jari diameter luar runner turbin m!
r * B >ari ( jari diameter dalam runner turbin m!
2 B Kecepatan sudut m8s!
B Debit air yang digunakan m-8s!
ρ B Massa jenis air kg8m-!
"#
8/20/2019 Turbine Air
11/26
9pabila ditinjau dari kapasitas dan tinggi jatuh air, daya turbin yang
direncanakan dapat ditentukan dengan persamaan ".0 +
P Bρ g He tη ".0!
Dimana + P B Daya turbin $!
ρ B Massa jenis air kg8m-!
g B Percepatan grafitasi m8s*!
! B Debit aliran air m-8s!
He B Tinggi jatuh air efektif m!
tη B Affisiensi turbin. 7ntuk turbin air harga effisiensi berkisar
antara Dimana + B Debit air yang dibutuhkan m-8s!
He B tinggi jatuh air effektif m!
""
8/20/2019 Turbine Air
12/26
n" B Kecepatan putaran turbin rpm!
Fritz Dietzel,1988,$%!
Harga dari kecepatan putaran turbin n"! biasanya berkisar antara "*/(;/#
rpm (wiranto,1997:68)
Tinggi (atu) Air
9da dua macam tinggi jatuh air pada suatu instalasi pembangkit listrik
yaitu + tinggi jatuh air aktual dan tinggi jatuh air efektif. 7ntuk jenis turbin air
tekanan sama tinggi jatuh air aktualnya dihitung dari permukaan air di kolam
penampung sampai ke tengah(tengah pancaran air dari no&&le. %edangkan untuk
jenis air tekanan lebih tinggi jatuh air aktual dihitung dari permukaan air di kolam
penampung sampai ke permukaan air ba2ah.
1ambar "- + Tinggi >atuh 9ir 9ktual untuk turbin tekanan sama
TP9 Tinggi Permukaan 9ir 9tas!
TP4 Tinngi Permukaan air 4a2ah!
1ambar." + Tinggi jatuh air aktual untuk turbin tekanan lebih
"*
8/20/2019 Turbine Air
13/26
Gang dimaksud dengan tinggi jatuh air efektif adalah tinggi jatuh air
aktual dikurangi total kerugian energi &ead lo''e'! disepanjang saluran. Dalam
persamaan ".= dapat dinyatakan +
He B Ha 6 ∑ Hl ".=!
Dimana + He B Tinggi jatuh air efektif m!
Ha B Tinggi jatuh air aktual m!
Hl B &ead lo''e' m!
Kerugian energi head lo''e'! yang terjadi di dalam pipa dapat di
kelompokkan atas dua bagian +
". Kerugian terjadi sebagai akibat dari gesekan air disepanjang pipa &ead lo''e'
mayor !, menurut %trickler kerugian ini dapat dihitung dengan persamaan "."# +
Hlf B--,/*
*
D
L
k
*.=,"# "."#!
Dimana + Hlf B &ead lo''e' mayor m!
B Debit air m-8s!
k B 9ngka gesek Strikler D B Diameter dalam pipa m!
(S#ryono, 1991:34)
Tabel " + 9ngka 1esek Striker
(S#mer : S#ryono, 1991 :39)
"-
8/20/2019 Turbine Air
14/26
%ecara empiris head lo''e' mayor ini dapat dicari dengan persamaan ".""
&azen * +illiam' +
Hlf BL
D)
000,"#
8/20/2019 Turbine Air
15/26
1ambar "/ + Koefisien kerugian di ujung masuk pipa
(S#mer : S#lar'o, 1987 : 34)
i! f B #./
ii! f B #.*/
iii! f B #.#0 untuk r kecil! sampai #.##/ untuk r besar!
i! f B #./0
! f B -.# untuk sudut tajam! sampai ".- untuk sudut /#!
i! f B f " C #.- cos C #.* cos*
1ambar "0 + Koefisien kerugian pada belokan pipa
(S#mer: S#ryono, 1991 :41)
Pemi!i)an (enis Turbin
>enis turbin yang digunakan sangat tergantung dari besarnya debit air ! dan
tinggi jatuh air yang tersedia, besarnya harga dari debit dan tinggi jatuh air ini didapat
dari hasil surey ke lapangan. %ecara teoritis dalam perencanaan pemilihan jenis turbin
ditentukan berdasarkan kecepatan spesifik ns! dan tinggi jatuh air efektif He!.
"/
8/20/2019 Turbine Air
16/26
". Pemilihan berdasarkan kecepatan spesifik
Kecepatan spesifik adalah kecepatan turbin dimana dapat dihasilkan " HP
untuk setiap tinggi jatuh air H! B " ?t. kecepatan spesifik dari suatu turbin dapat
diketahui dengan mempergunakan persamaan *.
%etelah dihitung atau didapatkan nilai ns dengan mempergunakan
persamaan ".
ba2ah ini +
Tabel - + Pemilihan jenis turbin berdasarkan kecepatan spesifik
5o Kecepatan spesifik rpm! Type 8 >enis turbin
"
*-
"# sampai -/
-/ sampai 0#0# samapi -##
-## sampai "###
Turbin Pelton dengan 5o&&el tunggal
Turbin Pelton dengan dua 5o&&el atau lebihTurbin ?rancis
Turbin Kaplan
(S#mer : "S" -h#rmi, 198$ : 616)
*. Pemilihan berdasarkan tinggi jatuh air
Pemilihan dengan berdasarkan tinggi jatuh air diperoleh, maka dapat dilihat
pada tabel berikut +
Tabel + Pemilihan jenis turbin berdasarkan tinggi jatuh air
5o Tinggi jatuh air 8 head m! Type 8 >enis Turbin
"
*
-
/
0
# sampai */
*/ sampai /#
/# sampai "/#
"/# sampai */#
*/# sampai -##
Di atas -##
Kaplan atau ?rancis
lebih cocok Kaplan!
Kaplan atau ?rancis
lebih cocok francis!
?rancis
?rancis atau peltonlebih cocok francis!
?rancis atau pelton
lebih cocok pelton!
Pelton
(S#mer : "S" -h#rmi, 198$ : 617)
Pipa Pesat
"0
8/20/2019 Turbine Air
17/26
Pipa pesat adalah pipa yang dipakai untuk mengalirkan air ke turbin. 9da
beberapa hal yang perlu diperhitungkan pada pipa pesat antara lain+
". Panjang pipa pesat
Panjang pipa pesat sangat tergantung dari tinggi jatuh air aktual dan sudut
kemiringan pemasangan pipa pesat. %etelah harga ( harga ini didapat, panjang pipa
pesat dapat dihitung dengan menggunakan rumus phitagoras.
*. Kecepatan air dalam pipa pesat
Kecepatan air dalam pipa pesat dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan ".;!, disamping persamaan tersebut kecepatan air dalam pipa juga
dapat dihitung berdasarkan persamaan &azen * +illiam' +
F B #.ari ( jari hidrolik m!
% B 1radien hidrolik m!
(ay -" .in'ley,1985 :3%8)
Harga ' B #.*/ D
Harga % B ( )( )LPipaPanjangHlf Mayor LossHead
% B
L
LD)
000,"#
8/20/2019 Turbine Air
18/26
#"",###",#
##",#
)##0,"
D =
"."!
Komponen Transmisi Daya
Komponen transmisi daya ini berfungsi untuk mentransmisikan daya yang
dihasilkan oleh roda turbin ke generator pembangkit listrik. Komponen tersebut
antara lain poros turbin, dimana putaran yang dihasilkan oleh roda turbin diteruskan
ke poros turbin, untuk memindahkan daya dari poros turbin ke poros generator
pembangkit dibutuhkan komponen tambahan seperti Pully, kopling, atau roda gigi.
Komponen tambahan yang digunakan harus disesuaikan dengan jenis turbin dan
berapa besar daya yang di transmisikan.
Poros Turbin
%ebagaimana yang telah dijelaskan di atas bah2a poros turbin berfungsi
untuk memindahkan daya dari putaran turbin. 4eban yang diterima oleh poros turbin
antara lain beban puntir dan beban lentur, sehingga dengan adanya beban ini maka
akan terjadi tegangan puntir dan tegangan lentur sebagai akibat dari adanya momen
puntir dan momen lentur (S#lar'o, 1994 17). Momen puntir pada turbin dapat
dinyatakan dengan persamaan "."/ +
M p Bw
0
"."/!
Dimana + M p B Momen puntir 5.mm!
P B Daya yang ditransmisikan K$!
2 B Kecepatan sudut rpm!
2 B *.I.n "."0!
n B Kecepatan putaran turbin rpm!
(Stolk,1993 :17%)
Tegangan puntir dapat dinyatakan dengan persamaan *."; +
"
8/20/2019 Turbine Air
19/26
*"
b
a%f %f
σ
=τ ".";!
Dimana + aτ B Tegangan i&in poros 58mm*!
bσ B Tegangan tarik bahan poros 58mm*!
%f " B ?aktor kelelahan puntir
%f * B ?aktor keamanan karena poros dibuat bertingkat dan diberi
pasak
Harga %f " untuk bahan poros %? B /,0 dan untuk bahan poros %6) B 0,
sedangkan harga dari %f * berkisar sekitar ",- sampai - (S#lar'o,1994 :8).
7ntuk diameter poros turbin dapat dinyatakan dalam persamaan "."< +
d B-
"
a
p bt M)K ",/
τ
"."
Dimana + d B Diameter poros m!
aτ B Tegangan i&in poros 58mm*!
M p B Momen torsi yang diterima poros 5.mm!
K t B ?aktor koreksi untuk momen puntir
) b B ?aktor koreksi untuk beban lentur
(S#lar'o,1994 :8)
7ntuk beban yang dikenakan secara halus harga K t B #," untuk beban yang
digunakan sedikit kejutan dan tumbukan harga K t B ",# ( ",/ dan jika beban yang
dikenakan dengan kejutan atau tumbukan harga K t B ",- ( -, karena poros juga
menerima beban lentur dari berat turbin maka diperlukan faktor koreksi untuk beban
lentur ) b! yang harganya antara ",* ( *,- (S#lar'o,1994 : 17).Disamping hal(hal diatas, pemilihan bahan poros juga merupakan hal yang
sangat penting dalam perencanaan poros.
Pasak
"=
8/20/2019 Turbine Air
20/26
Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian (
bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, puli, kopling dan lain ( lain pada poros.
Momen diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros. %ementara pasak yang
ada pada turbin berfungsi untuk menetapkan runner pada poros.
Pasak pada umumnya dapat digolongkan atas beberapa macam sebagai
berikut + gambar *.";. menurut letaknya pada poros dapat dibedakan antara pasak
pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung, yang umumnya berpenampang
segi empat. Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatis atau berbentuk tirus.
Pasak benam prismatis ada yang khusus dipakai sebagai pasak luncur. Disamping
macam di atas ada pula pasak tembereng dan pasak jarum.
1ambar "; Macam ( macam pasak
Gang paling umum dipakai adalah pasak benam yang dapat meneruskan
momen yang besar. 7ntuk momen dengan tumbukan, dapat dipakai pasak
singgung. 7ntuk pasak umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan tarik
lebih dari 0# kg8mm*!, lebih kuat dari pada porosnya. Kadang ( kadang sengaja
dipilih bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak dari
pada poros atau nafnya. 3ni disebabkan harga pasak yang murah serta mudah
menggantinya.
*anta!an
*#
8/20/2019 Turbine Air
21/26
4antalan adalah komponen turbin yang berfungsi untuk menumpu poros
berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak(baliknya dapat berlangsung secara
halus, aman, dan panjang umur. 4antalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan
poros serta komponen turbin lainya bekerja dengan baik. >ika bantalan tidak
berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem turbin akan menurun atau tidak
dapat bekerja secara semestinya.
Klasifikasi bantalan
a. 9tas dasar gerakan bantalan terhadap poros
". 4antalan luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan antara poros dan bantalan karena
permukaan poros ditumpu oleh permukaan batalan dengan perantaraan
lapisan pelumas.
*. 4antalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang
berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola peluru!,
rol atau rol jarum, dan rol bulat.
b. 9tas dasar arah beban terhadap poros
". 4antalan radial, arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus
sumbu poros.
*. 4antalan aksial, arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.
-. 4antalan gelinding khusus, bantalan ini dapat menumpu beban yang
arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
Perbandingan antara bantalan luncur dan bantalan gelinding
4antalan luncur mampu menumpu poros berputar tinggi dengan
beban besar. 4antalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta
dipasang dengan mudah. Karena gesekannya yang besar pada 2aktu mulai
jalan, bantalan luncur memerlukan momen a2al yang besar dan pelumasan
pada bantalan ini tidak begitu sederhana. Panas yang timbul dari gesekan
yang besar,terutama pada beban besar, memerlukan pendinginan khusus.
%ekalipun demikian, karena adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat
meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat
ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga dapat
lebih murah.
*"
8/20/2019 Turbine Air
22/26
4antalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil
dari pada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya.
Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada
elemen gelinding tersebut. Kerena konstruksinya yang sukar dan
ketelitiannya yang tinggi, maka bantalan gelinding hanya dapat dibuat oleh
pabrik(pabrik tertentu saja. Keunggulan pada bantalan gelinding adalah
pada gesekannya yang sangat rendah. Pelumasannya cukup dengan gemuk,
pada macam yang memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi.
Meskipun ketelitiannya sangat tinggi, namun karena adanya gerakan elemen
gelinding dan sangkar, pada putaran tinggi bantalan ini agak gaduh
dibandingkan dengan bantalan luncur.
Pada 2aktu pemilihan bantalan, ciri masing(masing harus
dipertimbangkan sesuai dengan pemakaian, lokasi dan macam beban yang
akan dialami.
>enis(jenis bantalan gelinding
4antalan gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding
yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. %eperti gambar "
8/20/2019 Turbine Air
23/26
1ambar "< + Macam(macam bantalan gelinding
Menurut diameter luar atau diameter dalamnya, bantalan gelinding dapat
dibagi atas +
a. Diameter luar lebih dari
8/20/2019 Turbine Air
24/26
Menurut pemakaiannya, dapat digolongkan atas bantalan otomobil,
bantalan mesin, dan bantalan intrumen. 4antalan gelinding biasa terdapat dalam
ukuran metris dan inchi.
Transmisi 'abuk%+
>arak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi
langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya
yang lain dapat diterapkan, dimana sebuah sabuk lu2es atau rantai dibelitkan
sekeliling puli atau sprocket pada poros.
Transmisi sabuk(F pada turbin berfungsi untuk meneruskan daya berbentuk
putaran dari suatu poros yang lainnya poros generator! untuk menghasilkan energy
listrik.
%abuk(F tersebut dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan
tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk memba2a tarikan
yang besar gambar "
pula. 4agian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan
sehingga bagian dalamnya akan bertambah besar.
1ambar "= + Konstruksi sabuk(F
1aya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini
merupakan salah satu keunggulan sabuk(F dibandingkan dengan sabuk rata.
Turbin ,o$ernor
Turbin goernor berfungsi untuk mengatur putaran turbin agar selalu
serempak dengan frekuensi generator putaran turbin dan frekuensi! dapat berubah6
ubah dengan terjadinya perubahan pemakaian beban listrik.
*
8/20/2019 Turbine Air
25/26
7ntuk mengatur perubahan beban tidak dapat kita lakukan dengan manual,
karena adanya kesulitan6kesulitan sebagai berikut +
a. Perubahan beban tidak dapat diduga sesuai dengan pemakaian listrik
b. Konstruksi relatie besar
c. Menambah biaya operasional
". %istem Pengaturan
9pabila beban turun dari rated hor'e ower maka putaran turbin akan selalu
bertambah tinggi. Dengan menggunakan goernor dimana prinsip kerjanya
berdasarkan gaya setrifugal dimana gaya tersebut dapat diperoleh dari putaran
turbin.
1aya sentrifugal yang terjadi akan menimbulkan gerak translasi dengan
bantuan alat mekanik lainya. 1erak translasi ini akan menggerakkan posisi sudu
pengarah sesuai dengan kebutuhan dan beban serta putaran turbin.
* )ara Kerja 1oernor dan %eromotor
Pada gambar *# menunjukan cara kerja goernor dan seromotor pada
turbin aJial.
1ambar *# + %kema goernor
*/
8/20/2019 Turbine Air
26/26
9lat ini dilengkapi dengan 2ly all , untuk memperoleh gaya setrifugal dari
putaran poros turbin untuk menghasilkan gerak translasi, apabila putaran turbin
bertambah tinggi akibat beban turun! 2ly all akan berputar dan bergerak ke arah
luar, sehingga menarik tuas dan membuka katup pada di'tri#tor ale kemudian
minyak ditekan dari pipa ke oil '#m"
Dari oli '#m melalui pipa6pipa masuk ke katup distribusi menuju sero
motor, sehingga menggeser piston ke atas ke kanan! dimana re#lation rod akan
memutar re#latin rin ke kanan. Pada re#latin rin terikat sudu6sudu
penggerakdengan demikian merobah kedudukan sudu pengarah sampai posisi
tertentu untuk mencapai kedudukan yang tepat. 4ila kedudukannya telah tepat
maka putaran akan turun kembali pada putaran yang normal.
*0
Top Related