Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Ujian Sisipan Bangunan Tenaga Air

Selasa, 2 Juni 1992 (2,5 jam – buka buku)

Dosen Penguji: Ir. Djoko Luknanto, M.Sc., Ph.D.

Prof. Ir. Pragnjono Mardjikoen

Untuk merencanakan suatu PLTA, Perusahaan Listrik Negara mengadakan survai lapangan dan

mendapatkan bahwa terjun netto yang tersedia adalah setinggi 95 m. PLTA ini akan dipakai

untuk melayani daerah yang mempunyai kebutuhan harian tipikal seperti tercantum dalam tabel

dibawah ini.

Jam

% Ppuncak

Jam

% Ppuncak

1

31

13

87 2 24 14 87 3 29 15 83 4 27 16 77 5 29 17 77 6 36 18 75 7 50 19 70 8 72 20 60 9 93 21 48 10 100 22 42 11 94 23 37 12 88 24 3 6

Beban puncak yang direncanakan adalah 206.000 DK. Jumlah kutub generator direncanakan

sebanyak 56 buah, sedangkan frekuensi listrik yang dihasilkan, sebagaimana umumnya di Indonesia, adalah 50 Hz. Diameter nominal turbin, D1, direncanakan sebesar 3 m.

Untuk menunjang perencanaan di atas dilakukan percobaan model homolog dengan turbin yang sejenis dengan diameter nominal turbin, D1, sebesar 30 cm. Dari percobaan model didapat data

bahwa efisiensi model adalah sebesar 76% dan rpm = 250 pada beban puncak.

Catatan: Hubungan antara frekuensi listrik dan jumlah kutub suatu generator di nyatakan dalam

persamaan sbb:

N (rpm) = 120 x frekuensi (Hz)

jumlah kutub

Pertanyaan:

1. Berapa putaran turbin prototip (rpm) agar frekuensi yang dikehendaki di atas dapat

dipenuhi ? 2. Tentukan tipe turbin berdasarkan kecepatan spesifik turbin (Ns) !

3. Pada turbin prototip hitung: efisiensi turbin, Qpuncak dan Qrerata!

4. Berapa tinggi terjun netto yang harus tersedia dalam model ? 5. Berapa Qpuncak dan daya (DK) dari model homolog di atas ?

6. Hitung volume kolam tando harian yang dibutuhkan agar PLTA di atas dapat melayani

kebutuhan konsumen !

7. Pada saluran pengangkut dari sungai ke kolam tando harian terdapat kolam penangkap pasir.

Diameter butir pasir kwarsa yang dapat masuk kedalam saluran pengangkut sebesar 2.5 mm.

Berat jenis air diambil 1 T/m3. Hitung dimensi kolam penangkap pasir Buchi yang sesuai

untuk menangkap sedimen yang masuk saluran pengangkut !

Perhatian: Sebelum menentukan dimensi kolam Buchi, diperlukan data kecepatan horisontal

air dalam kolam tersebut. Untuk itu kerjakan langkah sebagai berikut:

a. Hitung volume kolam sebagai: B*H*L, dimana B adalah lebar kolam, H adalah dalam

kolam dan L adalah panjang kolam, nyatakan volume tersebut dalam H

{Volume = f(H)}. Gunakan hukum kontinuitas untuk memanipulasi persamaan volume

agar sesuai dengan yang kita kehendaki.

b. Hitung nilai H yang menyebabkan volume{= f(H)}-nya minimum, sehingga didapat korelasi yang dapat disimbolkan sebagai: {H = g(Q,Vv, k)} dimana Q adalah Qrerata,

Vv adalah kecepatan jatuh dalam air diam dan k = BH .

c. Disyaratkan bahwa kecepatan jatuh dalam air bergerak seperti yang tercantum dalam

TA 35 harus lebih besar dari nol, sehingga kecepatan horisontal dapat dinyatakan sebagai V = G(Vv, H)

d. Substitusi nilai H dari hasil (b) kedalam hasil (c), sehingga didapat kecepatan horisontal

yang diijinkan.

e. Mulai mendimensi dengan mengambil nilai V rencana sebesar 0.5 V hasil (d) dan ambil

nilai k = 3.