skripsi gerak babat dengan kapasitas 70 m...
TRANSCRIPT
SKRIPSI
PERANCANGAN TURBIN PROPELLER DIBENDUNGAN
GERAK BABAT DENGAN KAPASITAS 70 m3/dt DAN
HEAD 4.2 m
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam
Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)
Disusun oleh:
JUNED ABDILLAH 201010120311062
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PERANCANGAN TURBIN PROPELLER DIBENDUNGAN
GERAK BABAT DENGAN KAPASITAS 70 m3/dt DAN
HEAD 4.2 m
Ditulis Oleh:
Juned Abdillah
Nim: 201010120311062
Mengetahui
Dosen pembimbing I Dosen pembimbing II
Ir.Hery Supriyanto, MT Ir. Ali Mokhtar, MT
NIP :10887090049 NIP : 10891090125
Ketua jurusan teknik mesin
Ir. Daryono, MT
NIP : 10889090124
iii
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama : Juned Abdillah
Nim : 201010120311062
Bidang Keahlian : Konversi Energi
No. ST. Pem. TA : E.2/188/FT/UMM/V/2014
JuduL : PERANCANGAN TURBIN PROPELLER DIBENDUNGAN
GERAK BABAT DENGAN KAPASITAS 70 m3/dt DAN HEAD 4.2 m
Pembimbing I : Ir. Hery Suprianto, MT
Malang,20 Januari 2015
Dosen pembimbing I
Ir. Hery Suprianto, MT
No. Catatan Asistensi Paraf
Dosen pembimbing I
1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3 Konsultasi Bab II
4 ACC Bab II
5 Konsultasi Bab III
6 ACC Bab III
7 Konsultasi Bab IV
8 ACC Bab IV
9 Konsultasi Bab V
10 ACC Bab V dan Seminar Hasil
iv
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama : Juned Adillah
Nim : 201010120311062
Bidang Keahlian : Konversi Energi
No. ST. Pem. TA : E.2/188/FT/UMM/V/2014
JuduL : PERANCANGAN TURBIN PROPELLER DIBENDUNGAN
GERAK BABAT DENGAN KAPASITAS 70 m3/dt DAN HEAD 4.2 m
Pembimbing I : Ir. Ali Mokhtar, MT
No. Catatan Asistensi Paraf
Dosen pembimbing II
1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3 Konsultasi Bab II
4 ACC Bab II
5 Konsultasi Bab III
6 ACC Bab III
7 Konsultasi Bab IV
8 ACC Bab IV
9 Konsultasi Bab V
10 ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, 20 Januari 2015
Dosen pembimbing II
Ir. Ali Mokhtar, MT
v
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Juned Abdillah
Nim : 201010120311062
Tempat/Tanggal Lahir : Lamongan, 14 Februari 1990
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “PERANCANGAN TURBIN
PROPLLER DIBENDUNGAN GERAK BABAT DENGAN KAPASITAS 70 m3/dt
DAN HEAD 4.2 m” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan / atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya
saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, 20 Januari 2015
Yang menyatakan,
Juned Abdillah
vi
ABSTRAK
Mengingat kebutuhan tenaga listrik merupakan bagian mendasar di bumi dan salah
satu bentuk energy yang paling banyak digunakan. Listrik sendiri salah satu roda perputaran
perkonomian yang sedang tumbuh, Pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) adalah
suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga
penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara
memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air.
Untuk mendapatkan sebuah rancangan turbin air, kita menggunakan metode
perancangan dari assessment pengumpulan data awal, concept design metode perhitungan
data berdasarkan data awal perancangan, design,prototype gambar yang dihasilkan dan
mengahasilkan detail design gambar detaile perancangan
Dalam perancangan turbin propeller sumbu horizontal dengan debet 70 𝑚3
𝑠 dan tinggi
jatuh efektif air 4.2 m. Dari hasil perhitungan didapat diameter luar sudu (D1) =0.468 m,
diameter hub/leher poros (Dn) = 0.12 m, jumlah sudu (Z) = 5 buah, jumlah sudu guidevane
(ZGV) = 6 buah dan diameter poros (ds) = 215.11 mm.
Kata kunci : PLTMH, turbim, propeller,
ABSTRACT
Given the need for electricity is a fundamental part of the earth and one of the most
widely used energy. Electrical own one wheel rotation interconnected economy growing,
micro hydro power plant (MHP) is a small-scale power plants that use water power as its
driving force, such as irrigation canals, rivers or waterfalls nature by utilizing high waterfall
(head) and the amount of water flow.
T o obtain a water turbine design, we use the design method of assessment beginning
data collection, concept design calculation method of data based on preliminary data design,
design, prototype images produced and result in detailed design drawings of the design
detaile
In the design of the horizontal axis propeller turbines with a debit of 70 m ^ 3 / s and
effective high water fall 4.2 m. The research result shows the outer diameter of the blade (D1)
= 0468 m, the diameter of the hub / shaft neck (Dn) = 0:12 m, the number of blades (Z) = 5
pieces, the number of blade guidevane (ZGV) = 6 pieces and shaft diameter (ds) = 215.11
mm.
Keywords: MHP, turbine, propeller,
vii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
dengan rahmat dan bimbingannya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang
berjudul PERANCANGAN TURBIN PROPLLER DIBENDUNGAN GERAK BABAT
DENGAN KAPASITAS 70 m/dt DAN HEAD 4.2 m
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang
turut membantu dalam penyusunan laporan ini, yaitu:
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat, bimbingan serta kemampuan dan kesehatan
sehingga terselesaikan laporan tugas akhir ini.
2. Bapak Ibu dan keluargaku terkasih, terima kasih atas semua dorongan, nasehat, dan doa
yang telah diberikan kepada penulis.
3. Bpk. Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri yang senantiasa berupaya
memajukan jurusan TM.
4. Bpk Ir. Hery suprianto,MT, dan selaku dosen pembimbing I yang selalu sabar
meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membimbing penulis menyelesaikan
laporan ini serta mengoreksi segala kesalahan.
5. Bpk Ir. Ali Mokhtar, MT selaku dosen pembimbing skripsi II yang selalu memberikan
saran, nasehat, semangat dan perbaikan selama penyusunan tugas akhir ini.
6. Semua teman-teman yang senang tiasa menyemagati penulis agar laporan cepat
terselesaikan.
7. Semua pihak-pihak yang membantu dalam pengerjaan laporan ini yang tidak mungkin
disebutkan satu persatu.
Kiranya allah SWT membalas budi baik yang telah beliau lakukan.
Penulis menyadari bahwa kemampuan penulis dalam pembuatan dan penyusunan
laporan Tugas Akhir ini terbatas dan masih banyak kekurangan, sehingga penulis menerima
saran dan kritik yang sifatnya membangun.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini bisa
bermanfaat bagi pembaca.
Malang, 20 Januari 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Cover ................................................................................................................................... i
Poster .................................................................................................................................. ii
Lembar pengesahan skripsi ................................................................................................. iii
Lembar asistensi tugas akhir pembimbing I ....................................................................... iv
Lembar asistensi tugas akhir pembimbing II ...................................................................... v
Lembar pernyataan .............................................................................................................. vi
Abstrak ................................................................................................................................ vii
Kata pengantar .................................................................................................................... viii
Daftar isi ............................................................................................................................. .ix
Daftar gambar ..................................................................................................................... .xi
Daftar tabel.......................................................................................................................... .xii
Daftar pustaka ..................................................................................................................... .xiii
1. BAB I (Pendahuluan) ...................................................................................1
1.1. latar belakang ........................................................................................... ...1
1.2. rumusan masalah......................................................................................... 3
1.3. tujuan ...........................................................................................................3
1.4. batasan masalah ...................................................................................3
1.5. Manfaat perancangan ............................................................................... ...4
2. BAB II (dasar teori) ...................................................................................5
2.1. Turbin Air ...............................................................................................5
2.1.1 Klasifikasi turbin air .......................................................................5
2.1.2 Jenis jenis turbin impuls .......................................................................6
1. Turbin pleton ……………………………………………...6
2. Turbin turgo ………………………………………….......8
3. Turbin cros flow …………………………………………...…8
2.1.3 Jenis jenis turbin reaksi .......................................................................8
1. Turbin Kaplan ……………………………………………...8
2. Tubin propeller ……………………………………………...9
2.2 Prinsip kerja pembangkit listrik ...........................................................9
ix
2.3 Teori dasar aliran (Hidrinamik) …….....................................................10
2.4 Kecepatan pada sudu turbin .............................................................14
2.5 Gaya gaya pada sudu turbin .............................................................18
2.6 Pasak .................................................................................................19
2.7 Bantalan .................................................................................................20
3 BAB III (metododologi penelitian) .............................................................22
3.1 Tujuan umum .....................................................................................22
3.2 Perancangan gambar desain srtuktur turbin .....................................22
3.3 Diagram alir perancangan .........................................................................23
4 BAB IV (Perhitungan dan pembahasan) .............................................................26
4.1 Data teknis tentang bendungan .............................................................26
4.2 Kecepatan spesifikasi daya turbin .............................................................26
4.3 Pemilihan jenis turbin ……………………………………………......27
4.4 Perancangan pipa pesat (penstock) dan perlengkapanya ..........................28
4.5 Kecepatan aliran …………………………………………………..……29
4.6 Diameter pipa pesat ……………………………………………..…30
4.7 Perencanaan tebal pipa pesat ………………………………………..30
4.8 Perencanaan dimensi roda jalan ………………………………………..31
4.9 Perencanaan guide vane ………………………………………………..34
4.10 Perencanaan poros ………………………………………………………..36
4.11 Perencanaan pasak ……………………………………………..…39
4.12 Perencanaan bantalan ………………………………………………..41
4.13 Desaine rumah turbin ………………………………………………..42
4.14 Desain pipa hisap (draft tube) ………………………………………..43
5 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………..45
5.1 Kesimpulan ………………………………………………………..45
5.2 Saran ………………………………………………………..47
Daftar pustaka ..................................................................................................48
x
DAFTAR GAMBAR
1. BAB I (pendahuluan) ........................................................................1
2. BAB II (Dasar teori) ........................................................................5
2.1. Grafik hubungan antara head (m) dengan kapasitas (m3/detik)……..10
2.2. Cara kerja PLTMH secara sederhana ..............................................11
2.3. Grafik menentukan u1 ...........................................................17
2.4. Gambar macam macam bantalan glinding ……….......................21
3. BAB III (metodologi penenelitian) ...........................................................23
4. BAB IV (perhitungan dan pembahasan) ...............................................26
5. BAB V (kesimpulan) ...................................................................................45
xi
DAFTAR TABEL
1. BAB I (pendahuluan) ...................................................................................1
1.1 Debit air pada tahun 2010 dibendingan gerak Babat ………….2
2. BAB II (Dasar teori) ...................................................................................5
2.1 Pengelompokan turbin air ……………………………………. .8
2.2 Aplikasi penggunaan turbin berdasarkan tinggi head ……………..12
2.3 Tabel standart pasak menurut IS:2292 dan 2203-196 …………….19
3. BAB III (metodologi penenelitian) ...........................................................23
4. BAB IV (perhitungan dan pembahasan) ..............................................26
5. BAB V (kesimpulan) .......................................................................45
xii
DAFTAR PUSTAKA
Sunyoto. (2013). BAB 21 KLASIFIKASI TURBIN AIR. Retrieved February 30,
2013,from:http://www.crayonpedia.org/mw/BAB_21_KLASIFIKASI_TU
RBIN_AIR_SUNYOTO
Nechleba, M. (1957). Hydraulic turbines: Their design and equipment. London: ARTIA-
PRAGUE.
Sularso, I. M. (1997). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen,Cetakan Kesembilan.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Dietzel, P. D. (1980). Turbin, Pompa dan Kompresor. Wurzburg: Erlangga.
Pedoman study kelayakan Sipil pembangunan PLTMH. (2009:03)
BLUEPRINT PENGELOLAAN ENERGI NASIONAL2006 – 2025. (1akarta, 2006)
Anonim. Pltmh sumber maron 27, 2013, (2013, April 01) from http://ft.umm. ac.id/ id/umm-
news-1611-dosen-ft-umm-menjadi-perintis-dibangunnya-pltmh-di-sumber-
maron.html
Anonim. Pembangkit Listrik Tenaga MikroHydro ( PLTMH ), (2013Apri01), from http://sky-
technical.blogspot .com /2012/02/pembangkit-listrik-tenaga-mikrohydro.html
Anonim.( 2013, April 01) Semua tentang pltu plta pltmh pltp pltn pltg pltgu, Sabtu, 26 Maret
2011. From http:// perkembanganpltu. blogspot.com/
Fajar.2012.Buku PedomanPra-Studi Kelayakan Pembangunan Pltmh. DodiIbn)