KATA PENGANTAR

Puji syukurkehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat danrahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mesin konversi energi ini. Penulis juga tidaklupa mengucapkan banyak terima kasih kepada segenap pihak karenatelah banyak membantu sehingga makalah ini dapat terselesaikan sebagaimana mestinya. Makalah mesin konversi energi ini disusun berdasarkan apa yang penulis dapatkan dari pembelajaran mesin konversi energi sertadari berbagai referensi yang penulis dapatkan. Dengan tersusunnya makalah ini, penulis berharap agar kiranya ini dapat digunakan sebagai salah satu sumber penambah ilmu, wawasan, dan pengetahuan. Disamping itu penulis mengharapkan bahwa makalah ini tidak hanya sebagai pelengkap tugas saja melainkan dapat disebut sebagai hasil karya yang setidaknya, dipelihara dan digunakan sebagaimana mestinya. Akhirnya penulis sadar bahwa makalah ini belumlah sempurna, oleh karena itu demi kesempurnaan makalah yang akan dibuat berikutnya, penulis sangat mengharapkan saran serta dukungan maupun kritik yang sifatnya membangun dari para pembaca sehingga dengansemua itu kesempurnaan makalah ini dapat tercapai.

DAFTAR ISI

Pengertian dan Prinsip Kerja Turbin Gas

3Komponen-komponen pada Turbin Gas

8Siklus-siklus yang dipakai pada Turbin Gas

18Macam-macam Turbin Gas

19Performansi Turbin Gas

20TURBIN GASA. Pengertian Dan Sejarah Turbin Gas1. Pengertian Turbin Gas

Turbin adalah salah satu mesin termal, di mana energi panas (heat energy) yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (umumnya cair atau gas) ditransformasikan ke roda turbin (rotor) yang menghasilkan putaran dan kerja (mekanikal). Terminologi lain bahwa Turbin Gas adalah peralatan yang mengkonversi termal menjadi energi mekanis dalam bentuk kerja putaran poros. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas.

Penggunaan Turbin Gas dibagi menjadi dua, yaitu : 1. Pada bidang Aviasi (penerbangan) Digunakan sebagai mesin yang menghasilkan daya dorong pada pesawat terbang ( Aeroderivatif). Turbin gas dinilai sangat cocok sebagai motor propulsi pesawat terbang karena memiliki bobot yang ringan dimensi yang ringkas,sehingga tidak memerlukan banyak ruangan, serta mampu menghasilkan daya yang besar. hal ini menjadi penting karena adanya kecenderungan terbang pada kecepatan tinggi serta jarak jelajah yang panjang dan muatan yang bertambah berat.

Gambar 4. Aplikasi Turbin Gas Pada Pesawat Terbang

2. Pada bidang IndustriTurbin gas digunakan untuk menggerakkan bermacam-macam peralatan, seperti pompa, generator listrik, dan kompresor.

Gambar 5. Turbin gas Untuk Industri (Pembangkit Listrik)B. Prinsip kerja Turbin Gas

Udara Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor ini berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, akibatnya temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah dikompresi ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar sehingga bercampur dengan udara tadi dan menyebabkan proses pembakaran. Gambar Skema dari suatu instalasi gas turbin untuk industry dapat dilihat seperti gambarberikut:

Gambar 2.2 Skema dari suatu instalasi gas turbin untuk industryProses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar han ya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust). Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistim turbine gas adalah sebagai berikut: Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan

Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar.

Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel (nozzle)

Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuanganTetapi Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugian-kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performansi turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain: Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressurelosses) di ruang bakar. Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin. Berubahnya nilai cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja. Adanya mechanical loss, dsb.

Untuk memperkecil kerugian ini hal yang dapat kita lakukan antara lain dengan

perawatan (maintanance) yang teratur atau dengan memodifikasi peralatan yang ada.Adapun Adapun keuntungan - keuntungan dari turbin gas adalah :

Jumlah komponen jauh lebih sedikit dan tidak memerlukan daerah luas, sehingga. menguntungkan. Getaran halus. Dapat dioperasikan pada jarak dekat. Mudah dan cepat diopersikan. Biaya investasi rendah. Fleksibel dalam memenuhi kebutuhan instalasi.

Adapun kelemahan dari tubin gas :

Effisiensi turbin gas sangat rendah ( 20-30 % ). Suaranya sangat bising, sehinnga menimbulkan lingkungan kerja yang kurang baik.Proses PembakaranPadagambar20, dapatdilihatdarikotruksikomponenruangbakar,apabila digambarkanulangdenganprosespembakaranadalahsebagaiberikut :

Gambar 22. Ruang baka dan proses pembakaran turbin gas

Proses pembakaran dari turbin gas adalah mirip dengan pembakaran mesin diesel, yaitu proses pembakarannya pada tekanan konstan. Prosesnya adalah sebagai berikut, udara mampat dari kompresor masuk ruang bakar, udara terbagi menjadi dua, yaitu udara primer yang masuk saluran primer, berada satu tempat dengan nosel, dan udara mampat sekunder yang lewat selubung luar ruang bakar. Udara primer masuk ruang bakar melewati swirler, sehingga alirannya berputar.

Bahan bakar kemudian disemprotkan dari nosel ke zona primer, setelah keduanya bertemu, terjadi pencampuran. Aliran udara primer yang berputar akan membantu proses pencampuran, hal ini menyebabkan campuran lebih homogen, pembakaran lebih sempurna.Udara sekunder yang masuk melalui lubang-lubang pada selubung luar ruang bakar akan membantu proses pembakaran pada zona sekunder. Jadi, zona sekunder akan menyempurnakan pembakaran dari zona primer. Disamping untuk membantu proses pembakaran pada zona sekunder, udara sekunder juga membantu pendinginan ruang bakar. Ruang bakar harus didinginkan, karena dari proses pembakaran dihasilkan temperatur yang tinggi yang merusak material ruang bakar. Maka, dengan cara pendinginan udara sekunder,temperatur ruang bakar menjadi terkontrol dan tidak melebihi dari yang diijinkan.Pada gambar 22 diatas, terlihat zona terakhir adalah zona pencampuran (dillute zone), adalah zona pencampuran gas pembakaran bertemperatur tinggi dengan sebagian udara sekunder. Fungsi udara pada sekunder pada zona itu adalah mendinginkan gas pembakaran yang bertemperatur tinggi menjadi temperatur yang aman apabila mengenai sudu-sudu turbin ketika gas pembakaran berekspansi. Disamping itu, udara sekunder juga akan menambah massa dari gas pembakaran sebelum masuk turbin, dengan massa yang lebih besar energi potensial gas pembakaran juga bertambah. Apabila Wkinetik adalah energi kinetik gas pembakaran dengan kecepatan V, massa sebelum ditambah udara sekunder adalah m1 maka energi kinetiknya adalah sebagai berikut:

Wkinetik,1= m1.V

2

Dengan penambahan massa dari udara sekunder m2, maka energi kinetik menjadi

Wkinetik,1= (m1+m2).V

2

Jadi dapat dilihat Wkinetik,2 (dengan udara sekunder) lebih besar dari Wkinetik,1 (tanpa udara sekunder).Dari uraian diatas, terlihat proses pembakaran pada turbin gas memerlukan udara yang berlebih, biasanya sampai 30% dari kondisi normal untuk proses pembakaran dengan jumlah bahan bakar tertentu. Kondisi ini akan berkebalikan, apabila udara pembakaran terlalu berlimpah (lebih 30%), udara justru akan mendinginkan proses pembakaran dan mati, karena panas banyak terbuang keluar melalui gas bekas yang bercampur udara dingin sekunder. Dengan pemikiran yang sama, apabila udara jumlah udara kurang dari normal, yaitu terjadi over heating, material ruang bakar dan sudu-sudu turbin bekerja melampaui kekuatannya dan ruang bakar bisa pecah, hal ini berarti turbin gas berhenti bekerja atau proses pembakaran terhenti.

C. Komponen Turbin GasKomponen-komponenUtama padaTurbin gasAda 3 komponen utama yang menunjang kerja Turbin Gas, yaitu: Kompresoraksial

Yang dimaksud aliran axial adalah bahwa jalan aliran udara arahnya paralel atau memanjang searah dengan shaft dari rotor .Kompresor aksial terdiri dari beberapa tingkat (dapatmencapai30tingkat), masing-masing tingkat terdiri dari satu baris sudu gerak pada rotor, dan satu baris sudu tetap pada stator untuk memperoleh efisiensi yang tinggi diperlukan rasio kompresi yang tinggi. Namun, karena dalam satut ingkathanya dapat memberikan kenaikan tekanan yang kecil, maka kenaikan tekanan yang diperoleh dalam satubaris sudu tidak besar. Dengan demikian untuk memperoleh effisiensi yang tinggi diperlukan beberapa tingkat kompresor aksial dalam seri. Komponen utama sebuah kompresor aksial adalah rotor dengan sudu sudu gerak dan stator dengan sudusudu tetap. Penampang suduber bentuk airfoil. Biasanya sudu dipasangkan longgar pada rotor untuk memberi ruang pemuaian saat sudah panas ketika beroperasi [2 &3]. Ruang bakar

Ruang bakar sangat menentukan mutu gas pembakaran,bukan hanya dari segi energi yang disediakan tetapi juga emisi gas buangnya.Untuk menjamin hal tersebut maka ruang bakar turbin gas harus memenuhi syarat-syarat berikut ini:1. Efisiensi pembakaran yang tinggi, bahan bakar harus terbakar sempurna sehingga semua energi kimia dapat dikonversi menjadi energi panas.2. Distribusi temperatur keluar ruang bakar yang sama.3. Emisi polutan (CO, NoX, SoX) dan asap yang rendah4. Harga yang murah dan mudah perawatannya. Maka konstruksi harus sederhana serta dibuat dari material yang tidak mahal.5. Tahan lama. Konstruksi dan material yang baik serta pendinginan yang baik.Ada beberapa jenis ruang bakar :

1. TubularKonstruksi yang tegar dan kuat

Aliran bahan bakar dan aliran udara mudah dipadukan.

Berat total material ringan

Mudah pemeriksaan dan penggantian.

Volume dan penampang frontal besar

Gambar 6.melintang titik nyala pada ruang bakar tubular

Gambar 7. Potongan gambar ruang bakar tubular2. AnularPenampang frontal minimum

Penyalaan lebih mudah

Relatif tidak banyak membentuk asap

Pendinginan dan pembersihannya lebih mudah

Gambar8. Gambar melintang pada ruang bakar anular[3]

Gambar9.Potongan gambar ruang bakar anular[1] 3. Tubo-anular atau kanularPola aliran bahan bakar dan aliran udara mudah disesuaikan

Gambar10.Gambar melintang titik nyala pada ruang bakar tubo anular atau kanular

Gambar11.Potongan gambar ruang bakar tuboanular atau kanularRuang bakar terdiri dari tabung luar dan tabung dalam, tabung luar merupakan bungkus dan sekaligus struktur penyangga ruang bakar. Sedangkan tabung dalam membentuk atau membatasi ruang dimana proses pembakaran itu berlangsung.

Didalam tabung dalam terdapat penyemprot bahan bakar dan penyala, dan pemegang nyala (flameholder) yang berfungsi memperlambat aliran, membentuk vorteks atau turbulensi, sehingga api pembakaran terbakar sempurna dantetap ditempat.Hanyasekitar2030%udarayang digunakan untuk pembakaran pada beban penuh (fullload). Sedangkan sisanya akibat panas dari api pembakaran akan mengembang atau berekspansi melalui sudu-sudu turbin. Udara yang digunakan untuk pembakaran itulah yang disebut PrimaryAir dan jumlahnya diatur oleh banyak dan besarnya lubang-lubang combustor, tempatur dara tersebut masuk kedaerah pembakaran.

Sebelum digunakan untuk proses pembakaran, sebagian dari primary air diarahkan melalui lubang-lubang disekeliling combuster untuk membentuk selubung (layers) udara yang berfungsi untuk melindungi dinding kombustor dari sentuhan api.

Disebelah bawah kombustor, dimasukkan aliran udara yang disebut SecondaryAir. Aliran udara ini bercampur dengan gas panas hasil pembakaran (primary air), untuk mencegah masuknya aliran yang sangat panas ke dalam turbin. Udara sekunder (cooling air) tersebut juga berfungsi mendinginkan ruang bakar, nozzle blade, dan turbine disc.

Tanpa adanya aliran udara tersebut maka ruang bakar akan menjadi bola api yang besar yang bertemperatur kira-kira 3500 derajat Fahrenheit (1927deg.C). Letak penyala pada kombuster ditetapkan berdasarkan pengalaman dan pengujian, yaitu ditempat dimana campuran bahan bakarudara paling mudah terbakar tetapi juga dilindungi dari api yang panas. Hal tersebut disebabkan karena fungsi penyala adalah menyalakan campuran bahan bakarudara sampai terjadi pembakaran yang tetap atau stabil, setelah itu tidak bekerja atau dimatikan [2 &3].3. TurbinAksialBagian turbin merubah panas dari pembakaran diruang bakar menjadi tenaga putar mekanis. Sama seperti kompresor, bagian turbin juga terdiri dari beberapa deret sudu-sudu yang berputar dan tidak berputar. Sudu-sudu yang berputar tersebut disebut rotorblade dan sudu-sudu yangtidak berputar pada turbin disebut nozzle. Karena proses aliran gas didalam turbin adalah ekspansi, sudu turbin dapat dibuat dengan sudut belok lebih besar dari pada sudu kompresor. Hal tersebut memungkinkan konversi energi pertingkat yang lebih besar pula. Maka tidak mengherankan jika satu tingkat turbin dapat menghasilkan daya untuk menggerakkan 12 atau lebih tingkat kompresor dengan effisiensi yang cukup tinggi.Perlukiranya disebutkan disini bahwa pada unit daya tinggi, turbin dibuat dengan beberapa tingkat karena keterbatasan kemampuan satu tingkat turbin untuk menyerap semua energi gas yang tersedia itu sekaligus secara efisien [2 &3].

1. KomponenPendukungTurbingasVariable Inlet GuideVane (VIGV)

Terletak pada 1atau 2 tingkat sudu stator pertama kompresor. Berfungsi mengatur aliran massa udara supaya bisa menyesuaikan dengan keadaan pada saat start, akselerasi , dan deselerasi kompresor[4 &5].

Gambar12 Potongan gambar VIGV[4]

Bleed Valve

Terletak dikompresor dan sebelum diatas rumah ruang pembakardan mempunyai saluran untuk membuang aliran udara kompresor dengan tidak melewati ruang bakar dan bagian turbin. Berfungsi untuk mengurangi tekanan balik atau back pressure pada kompresor dan juga mengurangi beban yang diterima turbin. Sekitar 10-15% dari jumlah aliran udara pada saat itu dibuang [4 &5].

Gambar13.Potongan gambar Bleed valve

Pada saat pembakaran, temperatur dalam ruang bakar akan meningkat dengan cepat. Kenaikan temperatur ini menyebabkan volume dan kecepatan aliran tersebut bertambah besar, tapi tekanannya tetap. Dari proses pembakaran, gas mengalami proses ekspansi yang kemudian diarahkan oleh nozzle untuk mendorong sudu-sudu rotor turbin sehingga turbin akan berputar.

Turbin pada RRAVON adalah kombinasi dari cara impuls dan reaksi. Pergerakan pertama dari rotor adalah dengan cara impuls, yaitu gas membentur dan mendorong sudu rotor untuk mulai berputar, tetapi gas yang berekspansi setelah melewati sudu akan bertambah kecepatannya sehingga menghasilkan proses reaction yang menyebabkan perputaran secara terus-menerus. Gas yang berekspansi tersebut kemudian memutar rotor turbin, sehingga energinya berkurang menyebabkan turunnya tekanan dan temperatur gas tersebut setelah berekspansi.

Pada RRAVON, terdapat 3 tingkat (stage) sudu pada turbin, dimana terpasang dalam 2 bagian shaft yang berbeda pada RRAVON 2 stage GG dan1 stage power turbin terhubung secara split shaft. Dua tingkat sudu pertama untuk gas producer generator dan satu tingkat terakhir untuk power turbin. Sekitar 2/3 dari jumlah tenaga dihasilkan oleh gas producer rotor. Gas producer generator adalah stage pada turbin yang tenaganya digunakan untuk memutar engine kompresor dan perlengkapannya. Misalnya compressor package, generator, pompa dan lain-lain. Dan 1/3 jumlah tenaga sisanya pada turbin dihasilkan oleh power turbin rotor yang terletak pada turbin tingkat 3 digunakan untuk menggerakkan peralatan yang diinginkan seperti gas kompresor, dll. Gas sisa ekspansi tersebut dikeluarkan melalui exhaust ke atmosfir [4].

Difuser

Difuser adalah alat atau saluran yang berfungsi menaikkan tekanan fluida dengan jalan menurunkan kecepatannya. Atau, difuser adalah alat yang mengubah energi kinetik menjadi tekanan. Difuser tidak menghasilkan atau memerlukan kerja mekanik.

VELOCITY= DEREASING PRESSURE= INCREASING TEMPERATURE= INCREASINGGambar 14. Skema aliran udara dari kompresor ke ruang bakar [2]

Fungsi diffuser disini adalah untuk memperlambat kecepatan (velocity) udara. Sehingga udara bercampur dengan bahan bakar dengan sempurna.Nozel

Nozel adalah alat atau saluran yang berfungsi menaikkan kecepatan fluida dengan jalan menurunkan tekanannya. Atau, nozel adalah alat untuk mengekspansikan fluida sehingga kecepatannya bertambah besar. Sepertidifuser, nozzel tidak menghasilkan atau memerlukan kerja mekanik ; maka untuk nozzel W=0[3, 4,&5].Variabel-variabel Kinerja Turbin Gas [6, 7,&8]Po: Barometric Pressure, yaitu tekanan udara luar atau tekanan atmosfer diukur sebelum masuk intake.

P1: GG bellmouth pressure,yaitu tekanan udara pada bell mouth atau tekanan udara yang diukur pada intake kompresor.

Pi: Gas generator intake depression,yaitu besarnya penurunan tekanan yang masuk gas generator (turbin stage 1 &2) atau penurunan tekanan setelah keluar ruangbakar.

T1:Intake temperature, yaitu temperature udara masuk kompresor.

T2: Compressor delivery temperatur, yaitu temprature udara keluar kompresor, diukur pada kompresor stage ke 17.

T4: Exhaust gas temperature, yaitu temperature gasyang keluar dari gas generator (turbin stage ke 2) atau temperatur gas sebelum masuk power turbin.

T5: Exhaust conetemperature, yaitu temperature gas yang keluar dari power turbin (turbin stage ke 3).

CDP: Compressor discharge pressure (P2), yaitu tekanan udara yang keluar dari kompresor atau tekanan udara sebelum masuk ruang bakar (kompresor stage ke 17).

P4: Exhaust gas generator pressure, yaitu tekanan gas yang keluar dari gas generator (turbin stage ke 2) atau tekanan gas sebelum masuk power turbin.

P5: Exhaust conepressure, yaitu tekanan gas yang keluar dari power turbin (turbin stage ke 3).

N1: Compressor speed, yaitu besarnya putaran kompresor.

VIGV : Variable inletguide vane angle,yaitu besarnya sudut bukaan pada kompresor stageke1,yang berfungsi untuk mengatur besarnya udara yang masuk ke kompresor.

Effisiensi kompresor, yaitu besar keefektifan energi pada kompresor.

Effisiensi Thermal, yaitu besarnya keefektifan energi panas pada suatu ruang bakar turbin gas.

Gambar15. Potongan gambar rotor kompresor [4 &5]

Gambar16. Potongan gambar rotor turbin [4 &5]

Gambar17. Potongan gambar bell mouth kompresor [4 &5]

D. Siklus-siklus Turbin gasAda tiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum yaitu ;

1) Siklus Ericson

Merupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible) yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator), dimana effisiensi termalnya adalah :

hth = 1 T1/Th

dimana :

T1 = temperatur buang dan Th = temperatur panas2) Siklus stirling

Merupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (isotermal reversible) dengan volume tetap (isovolum). Efisiensi termalnya sama dengan efisiensi termal pada siklus Ericson.3) Siklus Brayton

Ss Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesin turbine atau manufacturer dalam analisa untuk up-grading performance. Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Pada siklus Bryton tiap-tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut:

Dd Proses 1-2 (kompresi isentropik)

Kerja yang dibutuhkan oleh kompresor: Wc = ma (h2 h1)

Proses 2-3, pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan.

Jumlah kalor yang dihasilkan: Qa = (ma + mf) (h3 h2)

Proses 3-4, ekspansi isentropik didalam turbin.

Daya yang dibutuhkan turbin: WT = (ma + mf) (h3 h4)

Proses 4-1, pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara. Jumlah kalor yang dilepas: QR = (ma + mf) (h4 h1)E. Macam-macam dan komponen Turbin Gas

Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan lainnya.

Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari: Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)

Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)

Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali ke dalam proses awal.Sedangkan berdasarkan kontruksinya dibedakan menjadi 2 yaitu ;

Turbin gas berporos tunggal

Turbin gas ini digunakan sebagai pembangkit listrik pada perusahaan maupun pada industri yang berskala besar. Turbinn gas berporos GandaJenis turbin ini digunakan untuk menahan beban dan torsi yang bervariasi. Poros pertama turbin dikopel langsung dengan poros aksial. Turbin dengan tekanan tinggi berfungsi menggerakkan kompresor, mensuplai gas panas untuk turbin bertekanan rendah. Turbin multi shaft ini juga digunakan untuk sentral listrik dan industry ini direncanakan beroperasi pada putaran yang berbeda tanpa menggunakan reduction gear.Berdasarkan alran fluidanya dibagi menjadi 2 yaitu :

Turbin aliran radial : dimana arah aliran fluida kerja dalam arah yang tegak lurus terhadap sumbu poros. Turbin aliran aksial : dimana arah aliran fluida kerja diperoleh dalam arah sejajar sumbu poros.A. Efisiensi Turbin Gas

Pemakaian turbin gas banyak menguntungkan sebagai pengganti sumber penggerak lain, seperti yang sudah diuraikan diatas,yaitu turbin gas bentuknya lebih simple dan tidak banyak memakan tempat. Kalau dibandingkan dengan turbin uap, turbin gas lebih mudah dioperasikan, mudah dikendalikan dan instalasinya lebih sederhana. Akan tetapi,secara actual efisiensi turbin gas masih rendah. Sudah banyak metode yang digunakan untuk menaikan efisiensi tersebut.Dari gambar 6.1diagram p-v dan t-s,dapat dilihat bahwa; Pemasukan panas berlangsung pada tekanan tetap;qmasuk =mcp(T3T2)Pengeluaran panas juga pada tekanan konstan;qkeluar =mcp(T4T1)Sehingga,kerja berguna dapat dirumuskan sebagai berikut;Wberguna=qmasuk-qkeluar.=mcp(T3-T2)-mcp(T4-T1)Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan kerja berguna dengan energi kalor yangmasuk,dirumuskansebagaiberikut;

bisaditulisdalambentuk;

Dimana Cp kapasitasjenispadatekanankonstan

Dapat dilihat dari perumusan diatas, bahwa untuk menaikan efisiensi turbin gas, kompresor yang di gunakan harus memiliki perbandingan tekanan yang tinggi,Sehingga pemakaian bahan bakar lebih sedikit. Kenaikan perbandingan tekan tidak selamanya menaikan daya turbin, pada perbandingan tekanan tertentu, daya turbin mencapai maksimum, selanjutnya daya yang berguna akan kembali turun. Hal ini dikarenakan, pada perbandingan tekanan yang tinggi diperlukan kerja kompresor yang besar, padahal kerja kompresor mengambil dari daya turbin. Dengan alasan tersebut, bisa dipahami kenaikan perbandingan tekanan tidak selalu menguntungan pada nilai tertentu.Bagian dari kerja turbin yang digunakan untuk menggerakan kompresor dinamakan back work ratio [gambar29]. Perbandingan daya pada turbin gas biasanya 3:2:1,3 untuk daya turbin, 2 untuk kompresor, dan 1 untuk generator listrik. Sebagai contoh untuk menggerakan generator listrik 100kW, turbin gas harus mempunyai daya 300kW, karena harus menggerakkan kompresor sebesar 200 kW.

Gambar 29. Backwork turbin gasDengan alasan itu, banyak factor yang harus diperhatikan terutama untuk mengoptimalkan kerja kompresor. Sebagai contoh, suhu masuk kompresor T1 tidak terlalu tinggi, dengan alasan pada suhu yang tinggi kerja kompresor bekerja lebih berat. Dengan kerja kompresor lebih berat, daya yang diambil dari daya turbin lebih banyak sehingga mengurangi bagian yang lainnya.21