turbin uap.docx

Download TURBIN UAP.docx

Post on 30-Sep-2015

69 views

Category:

Documents

36 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Senin, 7-8 TURBIN UAP

MAKALAHUNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAHMesin Konversi Energi IIyang dibina oleh Bapak Prof. Dr. Djoko Kustono, M.Pd

oleh:

Akh. Faizal Firdaus( 140511606888 )Clara Puspa Dian S.( 120511403269 )Fachruddin ( 120511427432 )Lalank Pattrya M.( 1205114274 99)

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESINSEPTEMBER 2014

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUANA. Latar Belakang 2B. Tujuan Pembahasan 3BAB II PEMBAHASANA. Pengertian Turbin Uap 4B. Komponen Turbin Uap 5C. Klasifikasi Turbin Uap 9D. Prinsip Kerja Turbin Uap 22E. Sistem Pemipaan Turbin Uap 23F. Perhitungan Pada Turbin Uap24BAB III KESIMPULAN29DAFTAR RUJUKAN30

BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangPada beberapa perusahaan bahkan instansi tertentu memasang sebuah alat yang dapat menghasilkan energi dalam skala besar. Alat tersebut dapat dikategorikan sebagai mesin konversi energi, salah satu mesin konversi energi yang paling sering dijumpai adalah turbin. Turbin pada dasarnya dibagi menjadi tiga yaitu turbin gas, turbin air, dan turbin uap. Pada makalah ini akan membahas mengenai turbin uap. Menurut Muin (1993:17) turbin uap merupakan karya dari Hero seorang Alexandria pada tahun 120 SM dengan prinsip reaksi, selanjutnya pada tahun 1629 Giovani Branca juga membuat turbin dalam bentuk yang lebih sederhana dibandingkan dengan ciptaan Hero, turbin ini menerapkan prinsip aksi. Pada tahun 1806-1813 Polikarp Zalesov dan tahun 1830 pekerja dari pabrik Nizhny Tagil juga membuat sebuah turbin uap, namun semua ciptaan tersebut tidak begitu dikenal dalam dunia teknologi dikarenakan hasil mereka kurang praktis dan ekonomis.Pada tahun 1883 seoang Insinyur dari Swedia bernama Gutav de Laval menciptakan sebuah turbin uap dari jenis Turbin tekanan sama bertingkat tunggal dengan roda gerak tunggal, turbin ini memiliki kapasitas hingga 5 DK dengan prinsip impuls dan aksi, yang berkembang dengan nama turbin de Laval. Setahun kemudian (1884) Charles Algernon Parson berkebangsaan Inggris menciptakan turbin uap dari jenis Turbin Reaksi Bertingkat Ganda, turbin dengan Prinsip reaksi ini berkembang dengan nama turbin Parson. Turbin terdahulu telah menerapkan sistem aksi dan reaksi, perbedaan dari kedua sistem tersebut terletak pada tipe gaya tangensialnya. Selanjutnya pada tahun 1908 Frederik Ljungstrom dan Briger Ljungstrom mengembangkan turbin uap dengan prinsip radial reaksi dengan roda gerak ganda dan putaran yang berlawanan. Pembahasan lebih lengkap mengenai turbin uap akan diuraikan pada pembahasan makalah ini. B. Rumusan Masalah1. Apa definisi turbin uap?2. Apa saja komponen turbin uap?3. Bagaimana klasifikasi turbin uap?4. Bagaimana prinsip kerja dari turbin uap?5. Bagaimana sistem pemipaan uap pada turbin uap?6. Bagaimana perhitungan yang terjadi pada turbin uap?

BAB IIPEMBAHASANA. Definisi Turbin UapTurbin uap adalah pesawat dengan aliran tetap (steady flow machine), di mana uap melalui nosel diekspansikan ke sudu-sudu turbin dengan penurunan tekanan yang drastis sehingga terjadi perubahan energi kinetik pada uap (Pudjanarsa dan Nursuhud, 2006:99). Menurut Pudjanarsa dan Nursuhud (2006: 99) turbin uap mendapat energi uap yang bertemperatur dan bertekanan tinggi yang berekspansi melalui sudu-sudu turbin sehingga mengakibatkan poros turbin berputar dan menghasilkan tenaga. Uap dihasilkan oleh dari ketel uap yang berfungsi mengubah air menjadi uap.

Gambar :Turbin Uap Turbin uap termasuk dalam kelompok pesawat konversi energi yang merubah energi potensial uap menjadi energi mekanik pada poros turbin, sebelum dikonversikan menjadi energi mekanik terlebih dahulu dirubah menjadi energi kinetik di dalam nozzle (pada turbin impuls) serta dalam nozzle dan sudu-sudu gerak (pada turbin reaksi).Turbin uap menghasilkan energi mekanik dari pemanfaatan energi potensial uap selain dari mesin uap torak. Energi mekanik ini diperoleh sebagai hasil kali dari gaya tangensial (Ft) dengan kecepatan tangensial (U). Turbin uap secara sederhana terdiri dari sebuah roda penggerak yang dipasangi sudu-sudu pada permukaan lingkarnya dan sebuah tabung pancar ekspansi (nozzle) yang dibangun dalam satu rumah turbin.Turbin uap biasa digunakan pada industri-industri besar sebagai mesin penggerak generator listrik untuk membangkitkan tenaga listrik atau langsung menggerakkan mesin-mesin perkakas seperti bubut, pompa, dan kompresor. Seperti saat ini dimana krisis energi mulai terjadi maka dibangun pembangkit listrik seperti PLTU yang menggunakan turbin uap dalam pengoperasiannya.B. Komponen Turbin UapKomponen atau kontruksi turbin uap terdiri dari beberapa bagian, yaitu:1. Nozzle Nozzle adalah salah satu komponen terpenting dalam turbin uap yang berfungsi sebagai sarana konversi energi yang merubah energi termal menjadi energi kinetik. Konstruksinya yang berbentuk divergen memungkinkan uap mengekspansi di dalamnya sehingga membuat tekanan uap, temperatur, dan entalpi turun sehingga terjadi penurunan energi termal. Sedangkan volume jenis, kecepatan aliran uap naik sehingga menimbulkan energi kinetis.

Gambar : NozzleSyarat-syarat sebuah nozzle (Muin, 1993:341) adalah:a. Dapat menghindari perubahan tiba-tiba dari arah aliran uap.b. Sisi keluar nozzle harus dirancang agar energi dari tingkat sebelumnya dapat dipakai pada tingkat yang sebanyak mungkin.c. Permukaan saluran harus sehalus mungkin, untuk mereduksi friksi antara uap dan saluran nozzle.d. Rancangan harus mudah untuk diproduksi dan penghalusan untuk memungkinkan saluran yang seteliti mungkin.Secara garis besar nozzle dibagi menjadi dua jenis, yaitu:a. Nozzle KonvergenCocok untuk mengekspansikan uap dari tekanan tertentu ke tekanan yang lebih tinggi dari tekanan kritis yang bersangkutan, yaitu: Untuk uap saturasi sampai tekanan yang lebih tinggi dari 0,577 tekanan awal ekspansi. Untuk uap adi panas sampai tekanan yang lebih tinggi dari 0,546 tekanan awal ekspansi.b. Nozzle Konvergen-DivergenCocok untuk mengekspansikan uap dari tekanan-tekanan awal tertentu ke tekenan yang leih rendah dari tekanan kritis yang bersangkutan. Dalam proses ekspansi uap dari ekanan awal p1 ke tekanan akhir p2 terdapat dua macam kondisi akhir, yaitu: Ekspansi atasBila tekanan akhir ekspansi P2 lebih rendah dari tekanan lingkungan, uap dalam nozzle mengekspansi mendekati P2. Ekspansi bawahBila tekanan akhir ekspansi p2 lebih tinggi dari tekanan lingkungan, sedangkan kapasitas nozzle dibatasi untuk pengekspansian uap di dalamnya2. Diagframa

Gambar di atas memperlihatkan sebuah diafragma nozel yang terdiri dari pusat dari baja A, yang padanya beberapa elemen nozel B dipasang dengan sistem kelingan (rivetting). Sisi-sisi yang berbatasan dikerjakan dengan mesin secara radial, oleh karena itu, bila elemen-elemen dipasangkan pada alur pusat diafragma, maka satu sama lain akan cocok dan sesuai sehingga membentuk suatu gelang yang lengkap.

3. Sudu-sudu (Blade)Sudu merupakan alat yang mengubah energi kinetis menjadi energi mekanis dengan jalan mengubah arah dan momentum dari ketel uap yang dihasilkan oleh nozzle dan menghasilkan gaya tangensial yang memutar barisan sudu-sudu yang terpasang pada rotor.

Gambar: Sudu Turbin uap

4. Rotor (Cakram)Adalah bagian turbin yang berputar yang terdiri dari poros, sudu turbin atau deretan sudu yaitu Stasionary Blade dan Moving Blade. Selain itu, tempat dimana sudu-sudu dipasang secara radial. Untuk turbin bertekanan tinggi atau ukuran besar, khususnya untuk turbin jenis reaksi maka motor ini perlu di Balance untuk mengimbangi gaya reaksi yang timbul secara aksial terhadap poros.

Gambar :Rotor5. Silinder (Casing)Silinder merupakan rumah turbin yang berfungsi untuk menyatukan komponen-komponen instalasi turbin dalam satu unit operasional. Silinder akan menjadi penyekat ruang uap dan berbentuk mengikuti aliran uap di dalamnya. Untuk kemudahan perakitan, maka silinder dikonstruksikan dalam dua bagian memanjang sepanjang sumbu rotor turbin sampai dengan flens dan baut. Turbin modern pada umumnya memiliki sebuah silinder ganda hal ini memiliki pengertian bahwa turbin memiliki rumah bagian dalam dan rumah bagian luar. 6. PorosMerupakan komponen utama tempat dipasangnya cakram atau rotor sepanjang sumbu.

C. Klasifikasi Turbin UapMenurut Muin (1993:61) klasifikasi turbin uap dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu:1. Turbin uap menurut prinsip kerjaTurbin jenis ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu:a. Turbin Aksial-AksiPada turbin ini uap dari turbin diekspansikan dalam nozzle dari tekanan pertama ke tekanan tertentu, maka akibat penurunan tekanan ini akan terjadi kenaikan kecepatan uap (kecepatan uap meninggalkan turbin atau memasuki nozzle dan kecepatan uap meninggalkan nozzle atau memasuki sudu gerak. Energi potensial uap bergantung kepada tekanan dan suhu uap, maka pada penurunan tekanan (proses ekspansi) akan terjadi penuruhan suhu dari suhu uap masuk nozzle sehingga terjadi penurunan energi potensial uap.Dalam sudu-sudu terjadi penurunan kecepatan uap. Selama di dalam sudu-sudu tidak terjadi perubahan tekanan uap sehingga tekanan uap masuk sama dengan tekanan uap keluar. b. Turbin Aksial-ReaksiPada turbin ini uap mengembang dalam nozzle dan sudu-sudu gerak. Di dalam nozzle, tekanan akan turun dari tekanan semula, dan akan terjadi kenaikan kecepatan dan akan terjadi penurunan entalpi uap dari semula. Sedangkan di dalam rotor, akan terjadi penurunan tekanan uap dari tekanan awal, dan akan terjadi penurunan kecepatan dari kecepatan semula. Jadi pada turbin reaksi terjadi ekspansi uap dalam nozzle dan sudu-sudu gerak. Sudu-sudu berbentuk airfoil dan bentuk ini akan menghasilkan saluran aliran uap yang berbentuk nozzle konvergen divergen.2. Turbin uap menurut sistem kerjaTurbin jenis ini dibagi atas:a. Turbin De LavalPada turbin ini proses pengkonversian energi poten