unjuk kerja kincir air savonius poros horisontal dua … · 2019. 8. 5. · model kincir air...

UNJUK KERJA KINCIR AIR SAVONIUS POROS HORISONTAL DUA

TINGKAT DENGAN VARIASI DEFLEKTOR TUNGGAL

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Program Studi Teknik Mesin

Disusun Oleh :

MUHAMAD MAHFUD

NIM : 155214107

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

PERFORMANCE OF TWO STAGE HORIZONTAL AXIS SAVONIUS

WATERWHEEL WITH SINGLE DEFLEKTOR VARIATIONS

FINAL PROJECT

Presented as Partitial Fulfilment of the Requirement

As to Obtain the Degree of Sarjana Teknik

Mechanical Engineering Study Program

Written by :

MUHAMAD MAHFUD

Student ID : 155214107

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019


iii


iv


v


vi


vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat

rahmat karuniaNya penulis bisa menyelesaikan penulisan Tugas Akhir yang

berjudul, “Unjuk Kerja Kincir Air Savonius Poros Horisontal Dua Tingkat

dengan Deflektor Tungggal” dengan baik. Tugas Akhir merupakan salah satu

persyaratan wajib untuk menperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin, Program Studi

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan berkat bantuan, dukungan, dan

nasehat dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini perkenankanlah penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D, selaku dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. PK. Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma.

3. Stefan Mardikus, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik.

4. RB Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

5. Segenap dosen dan laboran program studi Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma.

6. Bapak Munsarif, Ibu Mutingatun, Indah Hidayati, serta seluruh saudara -

saudara penulis yang telah memberi semangat, dukungan materi, dan

nasehat kepada penulis.


viii


ix

INTISARI

Kebutuhan energi semakin meningkat setiap tahunnya, terutama pada

kebutuhan teknologi. Penghasil energi di Indonesia pada saat ini masih

menggunakan bahan bakar fosil untuk pembangkit tenaga listrik. Oleh karena itu

sumber energi terbarukan ramah lingkungan menjadi pilihan yang sangat bagus

untuk dikembangkan dan diteliti. Penelitian ini akan meneliti energi terbarukan

air, dengan memanfaatkan sungai – sungai kecil dengan menggunkan kincir

Savonius. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui Koefisien torsi

(𝐶𝑚), koefisien daya (Cp), Tip Speed Ratio (TSR) (λ), daya yang dihasilkan (P),

dan pengaruh penggunaan deflektor tunggal terhadap kinerja kincir air Savonius.

Model kincir air savonius yang diteliti memiliki dimensi tinggi (H) adalah 0,1

m, diameter sudu (d) adalah 0,045 m, diameter kincir Savonius (D) adalah 0,081

m, diameter luar kincir (Df) adalah 0,089 m, rasio tumpang tindih pertama (e)

adalah 0,009 m, aspek rasio (α) adalah 1,23 dan overlap (β) adalah 0,2 dengan

variasi deflektor tunggal sudut 30°,45°,60° pada kecepatan aliran air (U) adalah

0,9 m/s, 1 m/s dan 1,1 m/s di dalam saluran air buatan.

Dari hasil penelitian “ Unjuk Kerja Kincir air Savonius Poros Horisontal Dua

Tingkat dengan Variasi Deflektor Tunggal ” berdasarkan data yang diperoleh

hasil tertinggi pada variasi deflektor sudut 45°, hasil tertinggi koefisien daya (Cp)

sebesar 0,681 (68,1%),pada kecepatan aliran air 0,9 m/s, hasil tertinggi pada

koefisien torsi (𝐶𝑚) sebesar 1,054 (105,4 %) terdapat pada semua variasi dengan

kecepatan aliran air 1,1 m/s.

Kata Kunci : Kincir air Savonius, Sudu dua tingkat, Deflektor tunggal, Energi air.


x

ABSTRACT

Energy needs are increasing every year, especially on technology needs. Energy

producers in Indonesia currently still use fossil fuels for electricity generation.

Therefore, environmentally friendly renewable energy sources are a very good

choice for development and research. This research will researching the renewable

energy of water that flow on narrow channels such as small rivers or small ducts

using Savonius waterwheel. The purpose of this study is to look for the torque

coefficient (𝐶𝑚), power coefficient (Cp), Tip Speed Ratio (TSR) (λ), generated

power (P), and the effect of using a single deflector on Savonius waterwheel

performance.

The design of Savonius rotor waterwheels that researching has a high

dimension (H) is 0.1 m, blade diameter (d) is 0.045 m, the diameter Savonius

waterwheel (D) is 0.081 m, the outer diameter of the waterwheel (Df) is 0.089 m,

the overlapping ratio the first (e) is 0.009 m, the aspect ratio (α) is 1.23 and the

overlap (β) is 0.2, with a single deflector variation of angle 30 °, 45 °, 60 °, on the

velocity of water flow (U) is 0.9 m / s, 1 m / s and 1.1 m / s in artificial drains.

The research result from " Performance of Two Stage Horizontal Axis

Savonius Waterwheel with Single deflektor Variations", based on data obtained

the highest results are results that using single deflectors 45, the highest result on

power coefficient (Cp) is 0,68 (68,1%) at water flow speed of 0,9 m/s, the highest

result on the torque coefficient (Cm) is 1,054 (1,054 %) at water flow speed of 1,1

m/s.

Keyword : Savonius waterwheel, Two stage of blade, Single deflektor,

Hydropower.


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i

TITLE PAGE ........................................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN DOSEN PEMBIMBING ....................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................ Error! Bookmark not defined.

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ..................................................... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI...... Error! Bookmark

not defined.

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

INTISARI ............................................................................................................. viii

ABSTRACT ............................................................................................................ x

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv

DAFTAR SIMBOL .............................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

I.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1

I.2 Rumusan masalah .......................................................................................... 3

I.3 Tujuan penelitian ........................................................................................... 3

I.4 Manfaat penelitian ......................................................................................... 4

I.5 Batasan masalah ............................................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 5

2.1 Dasar Teori .................................................................................................. 5

2.1.1 Energi Air ............................................................................................... 5

2.1.2 Kincir Air ................................................................................................ 7

2.1.3 Daya Kincir Air ...................................................................................... 8

2.1.4 Kincir Air Savonius .............................................................................. 10

2.1.5 Rasio Overlap Kincir Air Savonius ..................................................... 12

2.1.6 Rumus Perhitungan ............................................................................. 13

2.1.7 Aliran Air Tertutup ............................................................................... 15


xii

2.2 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 18

3.1 Penelitian ..................................................................................................... 18

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................ 19

3.2.1 Skema Set Up Alat Eksperimen ........................................................... 19

3.2.2 Spesifikasi dan Keterangan Alat .......................................................... 21

3.2.3 Alat Pendukung Penelitian ................................................................... 28

3.3 Diagram Alir Penelitian ............................................................................. 29

3.4 Langkah Pengambilan Data ....................................................................... 30

3.5 Analisa Data ............................................................................................... 31

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 32

4.1 Tabel Pengambilan Data ........................................................................... 32

4.2 Grafik Hasil perhitungan ........................................................................... 34

4.2.1 Grafik hubungan antara Torsi dengan Kecepatan putar kincir ............. 34

4.2.2 Grafik hubungan antara Koefisien daya kincir dengan Tip speed Ratio36

4.2.3 Grafik hubungan antara Koefisien torsi kincir dengan Tip Speed Ratio38

4.2.4 Grafik hubungan antara Daya kincir dengan Kecepatan putar kincir .. 41

4.3 Perbadingan Hasil Penelitian .................................................................... 44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 46

4.1 Kesimpulan ................................................................................................ 46

4.2 Saran .......................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 48

LAMPIRAN .......................................................................................................... 49


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis kincir poros horisontal ............................................................ 8

Gambar 2.2 Jenis kincir poros vertikal ................................................................ 8

Gambar 2.3 Diagram Betz limit (Johnson, 2006) ............................................... 9

Gambar 2.4 Kincir savonius dengan gaya drag celah sudu tertutup tipe U ...... 11

Gambar 2.5 Skema kincir Savonius .................................................................. 12

Gambar 2.6 Rasio overlap kincir air Savonius .................................................. 13

Gambar 3.1 Objek penelitian tunggal deflektor................................................18

Gambar 3.2 Bagian utama set up spesimen penelitian. ..................................... 20

Gambar 3.3 Skema saat penelitian berlangsung ................................................ 21

Gambar 3.4 Gambar kincir Savonius ................................................................ 22

Gambar 3.5 Kontruksi deflektor ........................................................................ 23

Gambar 3.6 Gambar ukuran tangki air .............................................................. 24

Gambar 3.7 Gambar ukuran saluran air ............................................................ 25

Gambar 3.8 Gambar saluran air berbentuk segi empat sama sisi ...................... 25

Gambar 3.9 Gambar alat pembebanan torsi ...................................................... 27

Gambar 3.10 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 29

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara Torsi dengan Kecepatan putar kincir pada

kecepatan aliran air 0,9 m/s...........................................................34


kecepatan aliran air 1 m/s .............................................................. 35


kecepatan aliran air 1,1 m/s ........................................................... 35


xiv

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara Koefisien daya kincir dengan Tip speed

Ratio pada kecepatan aliran air 0,9 m/s ......................................... 36


Ratio pada kecepatan aliran air 1 m/s ............................................ 37



Gambar 4.7 Grafik hubungan antara Koefisien torsi kincir dengan Tip Speed



Ratio pada kecepatan aliran air 1 m/s ............................................ 39



Gambar 4.10 Grafik hubungan antara Daya kincir dengan Kecepatan putar kincir

pada kecepatan aliran air 0,9 m/s .................................................. 41


pada kecepatan aliran air 1 m/s ..................................................... 42


pada kecepatan aliran air 1,1 m/s .................................................. 42


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel Spesifikasi kincir ......................................................................... 22

Tabel 3.2 Tabel alat dan bahan ............................................................................. 28

Tabel 4.1 Tabel Pengambilan Data Deflektor Tunggal sudut 30°.........................32

Tabel 4.2 Tabel Pengambilan Data Deflektor Tunggal sudut 45°......................... 33

Tabel 4.3 Tabel Pengambilan Data Deflektor Tunggal sudut 60°......................... 33

Tabel 4.4 Tabel Dimensi Kincir Savonius yang Digunakan................................. 44

Tabel 4.5 Tabel Data dari Referensi...................................................................... 44

Tabel 4.6 Tabel Data dari Penelitian...................................................................... 45


xvi

DAFTAR SIMBOL

v = Kecepatan Aliran Air (m/s)

As = Luasan Permukaan kincir (m)

D = Diameter Kincir (m)

d = Diameter Sudu (m)

ρ = Massa Jenis Fluida (kg/m3)

Cp = Koefisien Daya

Cm = Koefisien Torsi

λ = Tip speed Ratio

P = Daya (watt)

T = Torsi (Nm)

F = Gaya Pembebanan (N)


1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pada saat ini diketahui bahwa energi listrik menjadi kebutuhan yang penting

di dalam kehidupan manusia terutama pada penggunaan teknologi, tingginya

peningkatan penggunaan teknologi membuat kebutuhan energi listrik semakin

meningkat setiap tahunnya. Kebutuhan energi terutama energi listrik diperkirakan

akan terus mengalami peningkatan sebagai dampak dari pertumbuhan ekonomi

dan pertambahan jumlah penduduk. Di Indonesia peningkatan kebutuhan listrik

diperkirakan mencapai 6,% per tahunnya (Badan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi, 2018).

Sumber penghasil energi ramah lingkungan atau energi terbarukan menjadi

sebuah pilihan yang cukup bagus. Mengatasi masalah terhadap pengaruh buruk

penggunaan bahan bakar fosil, energi ramah lingkungan ini menjadi pilihan yang

bagus karena sumber energi yang diambil berjumlah tidak terbatas dan tidak

memiliki dampak yang sangat besar terhadap lingkungan, sumber energi ini

berasal dari sumber daya alam yang berlimpah di Indonesia berupa energi angin,

energi air, energi surya, energi laut dan energi panas bumi. Pemanfaatan energi

terbarukan seperti energi air yang memiliki potensi paling tinggi di Indonesia,

potensi tenaga air Indonesia cukup besar yaitu mencapai 75000 MW. Namun

pemanfaatannya melalui penyediaan listrik nasional baru mencapai 10,1% atau

sebesar 7,572 MW (Pusat Data dan Teknologi Informasi , 2017).


2

Sungai - sungai atau selokan air dengan aliran air yang rendah dan potensi

ketinggian air yang rendah memiliki energi kinetik yang rendah. Namun tidak

berarti tidak bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi, aliran air ini tetap bisa

dimanfaatkan dengan menggunakan penampungan air dan saluran air agar

mendapatkan hasil maksimal.

Kincir air jenis Savonius menjadi pilihan untuk memanfaatkan sumber –

sumber tersebut dengan luar aliran yang sempit. Seperti pada penelitian (Ari

Prasetyo, 2018) tentang turbin air Savonius horizontal yang di tempatkan di dalam

sebuah pipa berdiameter 3 inch. Unjuk kerja deflektor di analisa berdasarkan daya

output, TSR, dan koefisien daya yang dibangkitkan turbin. Pengujian dilakukan

tanpa deflektor dan dengan deflektor. variasi sudut deflektor yang digunakan

adalah 20°, 30°, 40°, 50°. Hasil penelitian pada debit 10,67x10-3

m3 /s

menunjukkan bahwa turbin dengan sudut deflektor 30° memiliki unjuk kerja

paling optimal dengan daya output sebesar 18,04 W, TSR sebesar 1,12 dan

koefisien daya 0,127. Dengan debit yang sama untuk turbin tanpa menggunakan

deflektor menghasilkan daya output hanya 9,77 W, TSR sebesar 0,93, dan

koefisien daya 0,09. Sehingga dapat disimpulkan penggunaan deflektor mampu

meningkatkan daya output sampai 85%.

Untuk mengetahui kinerja dari kincir air Savonius maka dilakukan penelitian

tentang penambahan deflektor tunggal dengan sudut adalah 30°, 45°, 60° pada

kincir air Savonius dua tingkat poros horisontal.


3

I.2 Rumusan masalah

Adapun rumusan masalah yang akan diteliti adalah :

1) Bagaimana pengaruh variasi deflektor tunggal pada kincir air Savonius dua

tingkat terhadap koefisien Daya (Cp)?


tingkat terhadap Koefisien Torsi(Cm) ?


tingkat terhadap Tip Speed Ratio (TSR) ?


tingkat terhadap Efesiensi Kincir (η Kincir)?

I.3 Tujuan penelitian

Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, permasalaha - permasalahan

oleh rekayasa energi air, penelitian ini bertujuan untuk :

1) Membuat model kincir dengan variasi deflektor tunggal dengan sudut 30°,

45°, 60° pada kincir air Savonius poros horisontal dua tingkat.

2) Menganalisis efek deflektor tunggal pada koefisien daya (Cp) yang

dihasilkan model kincir air Savonius poros horisontal dua tingkat.

3) menganalisis efek deflektor tunggal pada koefisien torsi(Cm) yang dihasilkan

oleh model kincir air Savonius poros horisontal dua tingkat.

4) menganalisis efek variasi deflektor tunggal pada efesiensi maksimal yang

dihasilkan oleh model kincir air Savonius poros horisontal dua tingkat.


4

I.4 Manfaat penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1) Menambah kepustakaan teknologi tentang pemanfaatan sumber energi air

dengan kincir air Savonius dua tingkat dengan deflektor tunggal pada saluran

air tertutup.

2) Hasil penelitian diharapkan dapat membantu mengembangkan penelitian

berikutnya.

3) Ikut serta memasyarakatkan upaya pemanfaatan sumber energi terbarukan.

4) Mendorong peningkatan pemanfaatan energi terbarukan yang khususnya

energi air.

I.5 Batasan masalah

Dalam penelitian ini ada batasan masalah adalah :

1) Kincir Savonius yang digunakan hanya kincir Savonius dua tingkat dengan

jarak 90° antara sudu pada tingkat pertama dan tingkat kedua.

2) Variasi yang digunakan yaitu deflektor tunggal dengan sudut 30°, 45°, 60°.

3) Kecepatan aliran air yang digunakan adalah 0,9 m/s, 1 m/s, 1,1 m/s.

4) Pengambilan data hanya dilakukan dengan membuat model menggunakan

aliran saluran buatan.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Energi Air

Energi air dapat didefinisikan sebagai energi yang dihasilkan dari air yang

bergerak. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud

energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan

dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu

air terjun atau aliran air di sungai.

Energi yang terdapat dalam aliran air adalah energi kinetik dan energi

potensial.

a) Energi Kinetik

Energi Kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh suatu benda akibat

pergerakan benda tersebut. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa dan kecepatan.

Rumus dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :

Ek = ½mv²......................................................................................................(1)

dengan EK adalah energi kinetik, m adalah massa, v adalah kecepatan air.

b) Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya

pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial

dipengaruhi densitas massa, percepatan gravitasi, dan ketinggian. Rumus energi

potensial juga bisa didapatkan dari suatu benda yang bergerak tersebut :


https://rumusrumus.com/

6

Ep = ρgh.........................................................................................................(2)

dengan Ep adalah energi potensial, ρ adalah massa jenis, g adalah percepatan

gravitasi, h adalah tinggi benda dari tanah.

c) Energi Mekanis

Energi mekanis adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial pada satu

benda. Rumus energi mekanis juga bisa didapatkan dari suatu benda yang

bergerak tersebut :

Em = Ep + Ek.............................................................................................. (3)

dengan Em adalah energi mekanik, Ep adalah energi potensial, Ek adalah

energi kinetik

d) Teori Kontinuitas Aliran

Debit (Q) adalah volume air yang mengalir per satuan waktu. Apabila suatu

fluida ideal bergerak atau mengalir di dalam suatu pipa, maka massa fluida yang

masuk kedalam pipa sama dengan massa fluida yang keluar pipa. Adapun

persamaan untuk debit sebagai berikut :

Q =

.............................................................................................................(4)

dengan v adalah volume, t adalah waktu .

Dalam persamaan kontinuitas aliran dijelaskan bahwa kecepatan fluida lebih

besar pada penampang yang luasnya lebih kecil atau sebaliknya kecepatan fluida

lebih kecil pada penampang yang luasnya lebih besar. Dari pernyataan tentang

persamaan kontinuitas aliran maka didapatkan rumus sebagai berikut :

...................................................................................................(5)


7

dengan adalah luas penampang input , adalah kecepatan aliran fluida

input adalah luas penampang output adalah kecepatan aliran fluida output.

2.1.2 Kincir Air

Kincir air adalah perangkat mesin yang menggunakan air yang mengalir atau

jatuh untuk menciptakan tenaga dengan menggunakan sudu atau dayung yang

dipasang pada poros. Kincir air merupakan suatu pembangkit mula-mula yang

memanfaatkan energi potensial air menjadi energi mekanik dimana air memutar

roda kincir. Air yang berada pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial.

Ketika air mengalir ketempat yang lebih rendah, energi potensial berubah menjadi

energi kinetik. Oleh kincir air, energi kinetik dirubah menjadi energi mekanik

Berdasarkan arah alirannya, kincir angin dan kincir air hampir sama, hal yang

membedakan adalah pada fluida yang menggerakanya. Jika mengacu pada

referensi jenis poros kincir angin dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu

kincir poros horisontal dan kincir poros vertikal.

1. Kincir Poros Hrisontal

Kincir poros horisontal adalah jenis kincir dengan poros utama sejajar dengan

permukaan tanah atau sejajar dengan arah aliran fluida. beberapa jenis dari kincir

angin poros horizontal yang sering dikenal dapat dilihat pada gambar 2.1.


8

2. Kincir Poros Vertikal

Kincir poros vertikal adalah jenis kincir yang mempunyai poros utama tegak

lurus dengan aliran fluida. Prinsip kerja kincir poros vertikal dipengaruhi oleh

gaya dorong oleh angina pada sudu-sudunya sehingga menyebabkan rotor

berputar dengan sendirinya. Beberapa jenis dari kincir poros vertikal yang banyak

dikenal dapat dilihat pada gambar 2.2.

2.1.3 Daya Kincir Air

Daya kincir adalah daya yang dihasilkan oleh poros dari aliran fluida yang

mendorong sudu-sudu kincir yang dikonversikan menjadi energi. Berdasarkan

penelitian yang dilakukan fisikawan asal jerman pada tahun 1919 oleh Albert

Gambar 2.1 Jenis kincir poros horisontal

(https://indone5ia.wordpress.com diakses pada 11 juni 2019 )

Gambar 2.2 Jenis kincir poros vertikal

(https://indone5ia.wordpress.com diakses pada 11 juni 2019 )


https://indone5ia.wordpress.com/

https://indone5ia.wordpress.com/

9

Betz, menyimpulkan bahwa efesiensi maksimal yang diperoleh kincir air tidak

lebih dari (59,3%). Hal imi dikenal dengan Betz limit atau Hukum Betz. Batasan

ini tidak ada hubungannya dengan tidak efisiennya pada generator, tapi lebih

kepada bentuk turbin angin itu sendiri.

Kincir air Savonius dapat beroperasi pada kecepatan aliran rendah. Hubungan

diagram betz dengan rotor savonius adalah seberapa besar koefisien daya (Cp) dan

Tip Speed Ratio (TSR) yang dihasilkan oleh rotor Savonius. Diagram Betz adalah

diagram yang diteliti dengan menggunakan fluida angin, pada penelitian ini

menggunakan aliran fluida air. Diagramnya dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Diagram Betz limit (Johnson, 2006)


10

2.1.4 Kincir Air Savonius

Kincir Savonius pertama kali diciptakan oleh Sirgurd Johanes Savonius pada

tahun 1992. Sebagai kincir rotor vertikal sederhana, Kincir Savonius bekerja

karena terjadinya adanya perbedaan gaya antara masing-masing sudu. Kincir jenis

ini banyak dimanfaatkan pada aliran sungai dengan kecepatan yang rendah,

Potensi ketinggian rendah dan kincir ini mampu mendapatkan koefisien daya yang

cukup tinggi pada kondisi tersebut.

Kincir air Savonius adalah kincir air sederhana yang bekerja karena

perbedaan gaya yang ada pada masing - masing sudu. Bagian sudu cekung

(concave) yang menghadap ke arah datangnya air akan menangkap air dan

memaksa sudu untuk berputar pada porosnya dan bagian sudu cembung (convex)

yang terdorong oleh aliran fluida juga menyebabkan berputarnya sudu walaupun

ada beban yang ditimbulkan oleh bagian cembung saat terdorong oleh aliran

fluida.

Bagian cekung sudu ini menangkap dan mengkonversikan energi kinetik

yang dihasilkan oleh aliran fluida yang berupa udara atau air. Selanjutnya energi

yang ditangkap dijadikan energi gerak untuk menggerakan kincir Savonius

dengan arah gerakan rotasi. Kincir Savonius ini terdiri dari dua sudu dengan

membentuk huruf S jika dilihat dari atas. Prinsip kerja rotor Savonius horisontal

yaitu ketika kincir berputar sekitar sepertiga dari revolusinya, sudu yang posisi

cengkungan terbuka akan menerima aliran fluida dan akan berada dibelakang,

kemudian sudu berikutnya akan berputar dan menerima aliran fluida yang sama


11

dari depan , proses ini kan terus berulang-ulang selama ada aliran fluida. Kincir

air Savonius terdiri dari tiga bagian utama yaitu : plat, poros dan blade.

Dalam penerapanya kincir air Savonius memiliki beberapa variasi rasio dalam

proses perancangan agar dapat menghasilkan output yang paling optimal. Menurut

Ushiyama, Nagai and Shinoda (1986) menyimpulkan bahwa nilai dari aspek rasio

(α) pada kincir Savonius yang paling optimum adalah 4,29. Dengan

memperhatikan pada gambar 2.5 aspek rasio ( ) dirumuskan sebagai berikut :

(6)

dengan H adalah tinggi rotor, D adalah diameter rotor Savonius

Gambar 2.4 Kincir savonius dengan gaya drag celah sudu tertutup

tipe U

(Wenehenubun, Saputra, & Sutanto, 2015)


12

Diameter plat pada kincir Savonius (Df) dapat juga mempengaruhi kinerja

yang optimum. Nilai tertinggi koefisien daya adalah dengan diameter Df 10%

lebih besar dari D pada koefisien kecepatan apapun (Menet & Bourabaa, 2004) .

Didapatkan persamaan sebagai berikut :

Df = (10%D)+ D (7)

dengan D adalah diameter kedua sudu (m).

2.1.5 Rasio Overlap Kincir Air Savonius

Rasio overlap pada kincir air Savonius adalah rasio tumpang tindih antar sudu

pada kincir air Savonius yang pada dasarnya bertujuan untuk meningkatkan

efisiensi dari kincir air Savonius.

Gambar 2.5 Skema kincir Savonius

(Yaakob, M.Ahmad, & Ismail, 2013)


13

Dengan penerapan rasio overlap pada kincir air Savonius maka dapat

memanfaatkan sebagian energi air yang mendorong bagian sudu concave untuk

mendorong bagian sudu convex, sehingga beban yang menghambat kincir saat

bekerja pada sudu bagian convex akan berkurang. Ratio overlap (β) pada kincir air

Savonius ada 2 jenis yaitu primary ratio overlap pada aspek (e) dan secondary

ratio overlap pada aspek (e’). Dan berdasarkan penelitian (Menet & Bourabaa,

2004) bahwa nilai optimum dari rasio tumpang tindih pertama (primary ratio

overlap) adalah sebesar 0,24 dengan menggunakan persamaan sebagi berikut :

β =

....................................................................................................................(8)

dengan adalah jarak antar sudu , adalah diameter sudu.

2.1.6 Rumus Perhitungan

Rumus perhitungan yang akan digunakan pada penelitian ini ditentukan

menggunakan persamaan-persamaan sebagai berikut :

Gambar 2.6 Rasio overlap kincir air Savonius


14

a) Tip Speed Ratio (λ)

Tip Speed Ratio λ atau TSR adalah rasio antara kecepatan rotasi pada ujung

sudu terhadap kecepatan aliran air. Yang kemudian berpengaruh terhadap

kecepatan putar rotor (Hayashi & Hara, 2005). Tip Speed Ratio λ atau TSR dapat

dicari dengan rumus sebagai berikut:

................................................................................................... (9)

...................................................................................................(10)

dengan adalah kecepatan aliran masuk fluida (m/s), adalah kecepatan

sudut, n adalah kecepatan putar poros (rpm), D adalah diameter rotor.

b) Koefisien Torsi (Cm)

Perhitungan koefisien torsi (Wenehenubun, Saputra, & Sutanto, 2015), dapat

dirumuskan :

𝐶𝑚

........................................................................................ (11)

denagn T adalah torsi, adalah massa jenis, As adalah luas sudu = H x D.

c) Torsi (Nm)

Torsi adalah hasil kali dari gaya pembebanan (F) dengan panjang lengan torsi

sumbu poros kincir Savonius. Perhitungan Torsi dapat dirumuskan :

T = F x r ......................................................................................................(12)

dengan T adalah torsi, F adalah gaya pembebanan, r adalah panjang lengan

torsi.


15

d) Koefisien Daya (Cp)

Perhitungan koefisien Daya (Wenehenubun, Saputra, & Sutanto, 2015), dapat

dirumuskan :

𝐶

................................................................................. (13)

e) Daya poros

𝑃out = 𝑇∗ ......................................................................................................................(14)

dengan P adalah daya, adalah massa jenis, As adalah luas sudu = H x D.

e) Efesiensi Kincir Savonius

𝐶 ∗ ...............................................................................(15)

dengan adalah efesiensi kincir Savonius.

2.1.7 Aliran Air Tertutup

Didalam penelitian ini kami menggunakan saluran air buatan yang sudah

dirancang sebelumnya. Saluran air berfungsi mengalirkan aliran fluida ke kincir,

saluran air yang kami rancang diharapkan dapat membuat aliran fluida turbulen

menjadi aliran laminar dan fluidanya dapat dilihat secara langsung.

Berdasarkan angka Reynold ( Reynolds Number,Re ) aliran fluida dibagi

menjadi 3 jenis yaitu : untuk (Re < 2000) Aliran Laminer, (2000 < Re < 4000)

Aliran Transisi, (Re > 4000) Aliran Turbulen. Untuk mengoptimalkan aliran

laminer yang diinginkan, maka diberikan sebuah saluran tertutup untuk tempat

fluida mengalir yang berupa lorong air dengan dimensi persegi. Dengan teori yang


16

sudah ada maka didapatkan persamaan untuk menghitung Reynold’s Number (Re)

sebagai berikut :

Re =

......................................................................................................(16)

dengan Re adalah angka Reynold, v adalah kecepatan aliran air, adalah

viskositan kinematik adalah massa jenis.

Karena air yang dialirkan melewati saluran tertutup, maka didapat persamaan

untuk mengetahui mulainya aliran laminar:

LH = 1,359 DH Re1/4

.................................................................................... (17)

LH Minamal= Turbulen – 10 DH ................................................................. (18)

dengan DH diameter hidrolik, LH adalah panjang masukan, LH Minimal adalah

panjang minimal aliran masukan.

2.2 Tinjauan Pustaka

Menet dan Bourabaa dalam penelitian yang berjudul “Increase in The

Savonius Rotors Efficiency Via a Parametric Investigation”, melakukan penelitian

tentang variasi overlap ratio (e/d) dengan nilai 0,1, 0,129, 0,160, 0,220, 0,242,

0,280, 0,320, dan 0,5. Variasi tersebut diterapkan pada kincir Savonius tipe U dan

menggunakan simulasi. Pada penelitian ini didapatkan hasil koefisien torsi (Cm)

maksimal pada nilai rasio overlap adalah 0,242 dan jika dihubungkan ke rumus

koefisien daya (Cp) maka didapatkan hasil yang sama juga untuk nilai paling

maksimal. (Menet & Bourabaa, 2004)

Khan, dkk. dalam penelitian yang berjudul “Performance of Savonius Rotor

As a Water Current Turbine”, melakukan penelitian dengan variasi kincir


17

savonius 1 tingkat, 2 tingkat, dan 3 tingkat dengan 2 sudu per tingkat. Pada kincir

1 tingkat menggunakan sudut 180° untuk jarak kedua sudu, pada 2 tingkat

menggunakan sudut 90° untuk jarak sudu pada tingkat pertama dan kedua, pada

kincir 3 tingkat menggunakan sudut 60° untuk jarak sudu pada tingkat pertama,

tingkat kedua, dan tingkat ketiga. Penelitian dilakukan pada sebuah saluran

terbuka dengan dimensi 54 m x 5 m x 3 m, yang dapat menghasilkan kecepatan

aliran air 5 m/s. Hasil penelitiaan menunjukan bahwa koefisien daya (Cp)

maksimal adalah 0,049 dan koefisien torsi maksimal adalah 0,12 Nm pada kincir

air Savonius 2 tingkat dengan sudut 90° untuk jarak sudu pada tingkat pertama

dan kedua (Md. Nahidul Islam Khan, 2009).

Prasetyo, dkk. Melakukan penelitian tentang turbin air “The Effect of

Deflector Angle in Savonius Water Turbin with Horizontal Axis on the power

Output of Water Flow in Pipe”. Unjuk kerja deflektor di analisa berdasarkan daya

output, TSR, dan koefisien daya yang dibangkitkan turbin. Pengujian dilakukan

tanpa deflektor dan dengan deflektor. variasi sudut deflektor yang digunakan

adalah 20°, 30°, 40°, 50°. Hasil penelitian pada debit 10,67 x 10-3

m3 /s

menunjukkan bahwa turbin dengan sudut deflektor 30° memiliki unjuk kerja

paling optimal dengan daya output sebesar 18,04 W, TSR sebesar 1,12, dan

koefisien daya 0,127. Sehingga dapat disimpulkan penggunaan deflektor mampu

meningkatkan daya output sampai 85%. (Ari Prasetyo, 2018).


18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Penelitian

Dengan kondisi lingkungan yang sangat terbatas. Maka diperlukan skema

alat dan langkah – langkah tertentu guna untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

Dalam setiap pengambilan data, data yang diambil akan di rata – rata agar

mengurangi kesalahan data yang diambil sehingga bisa mendapatkan data yang

akurat.

Penelitian ini menggunakan model kincir air Savonius dua tingkat dengan dua

sudu pada setiap tingkatnya dengan jarak 90° antara sudu pada tingkat pertama

dan tingkat kedua dengan poros horisontal. Variasi pada penelitian ini adalah

penambahan deflektor tunggal dengan sudut 30°, 45°, 60° pada kincir air

Savonius poros horisontal dua tingkat. Pemasangan deflektor tunggal pada saluran

air tertutup dapat dilihat pada Gambar 3.1 sebagai berikut :

Gambar 3. 1 Objek penelitian tunggal deflektor


19

Keterangan :

1. Kincir air Savonius

2. Deflektor tunggal

3. Saluran air tertutup

Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, maka dalam penelitian ini

dilakukan pada kecepatan aliran air yang berbeda – beda yaitu pada kecepatan

aliran air 0,9 m/s, 1 m/s, dan 11 m/s yang mengalir dalam saluran air tertutup

setelah melewati tangki air menggunakan pengatur kecepatan aliran. Alat ini

memanfaatkan aliran sungai atau selokan yang terdapat di dukuh Jenengan,

Sleman, Yogyakarta.

Didalam penelitian ini akan mencari nilai dari Cp (Coeffisient Power), TSR

(Tip Speed Ratio), Cm (Coeffisient Torque), dan Efisiensi Kincir (η Kincir) untuk

mengetahui berapa efisien paling besar kincir Savonius yang telah dirancang dan

diterapkan.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Skema Set Up Alat Eksperimen

Dalam penelitian ini digunakan alat set up seperti gambar 3.2.


20

Keterangan :

1. Pintu penutup aliran

2. Bak penampung

3. Saluran air

4. Kincir air

5. Deflektor

6. Rem torsi

Gambar 3.2 Bagian utama set up spesimen penelitian.


21

Proses kerja set up alat pada Gambar 3.2 dapat diskemakan sebagai berikut :

Jadi air dari aliran sungai (a) masuk ke tangki pengatur kecepatan aliran (b)

dan tangki akan terisi penuh dengan debit air dari aliran sungai (Qin), setelah

volume air yang ditampung di tangki melebihi tinggi pintu air yang dibuka maka

air akan keluar melalui pintu air (Qout1) dan kembali ke sungai (c), setelah

didapatkan debit tertentu (Qin) yang akan masuk ke saluran air tertutup (Qin)

dengan kecepatan aliran yang diinginkan (v), setelah aliran air yang dimanfaatkan

untuk memutar kincir maka air akan dikembalikan ke sungai (c) melalui sisi ujung

pada saluran air (Qout2) sehingga semua air yang dimanfaatkan pada penelitian

ini akan dikembalikan semua ke sungai.

3.2.2 Spesifikasi dan Keterangan Alat

a) Kincir Savonius

Untuk menghasilkan kinerja kincir air yang maksimal saat diteliti, maka

dilakukan penerapan dari beberapa rumus untuk merancang kincir air Savonius.

Gambar 3.3 Skema saat penelitian berlangsung

c

c


22

Tabel 3.1 Tabel Spesifikasi kincir

Diameter Ketinggian

Rotor

(H) m

Jarak Celah Aspect

Ratio

(α)

Overlap

Ratio

(β)

Plat

(Df) m

Rotor

(D) m

Sudu

(d) m

(e) m (e’) m

0,0891 0,081 0,045 0,1 0,009 0 1,23 0,2

b) Deflektor

Di dalam penelitian ini akan digunakan deflektor tunggal sebagai pemandu

arah aliran fluida.

Deflektor adalah sebuah kontruksi yang bertujuan untuk mengarahkan aliran

fluida kearah tertentu atau untuk mempersempit luas ruang keluaran fluida, dan

dapat meningkatkan kecepatan suatu fluida. Dengan menerapkan deflektor pada

kincir tipe savonius diharapkan dapat mengurangi gaya drag, meningkatkan

kecepatan aliran, dan dapat meningkatkan efesiensi kincir. Deflektor dipasang

Akrilik

PVC

Gambar 3.4 Gambar kincir Savonius


23

dengan jarak 1 kali r dari kincir, bahan deflektor dari triplek ukuran 5 mm, model

rancang deflektor sederhana pada kincir Savonius pada gambar 3.5.

c) Tangki Pengatur Kecepatan

Tangki air ini akan digunakan sebagai tempat penampungan air yang

mengalir dari sungai yang bertujuan untuk mengatur kecepatan aliran air dan

menenangkan aliran air yang akan dimanfaatkan untuk memutar kincir air

Savonius secara konstan.

Tangki air ini terbuat dari triplek dengan tebal 12 mm, dalam pembuatan

tangki pada bagian dalam dilapisi cat anti air dan platsik yang bertujuan supaya

volume air yang ada didalam tangki tidak berkurang atau keluar kecuali melewati

pintu air dan saluran air tertutup yang ada. Air yang masuk ke tangki akan

mengalir keluar (a) ke saluran air buatan dan air yang berlebihan dari tinggi air

yang ditentukan akan keluar melalui pintu pengatur aliran air buatan (b).

Gambar 3.5 Kontruksi deflektor


24

a. Saluran Air Tertutup

Didalam penelitian ini kami menggunakan saluran air buatan yang berfungsi

untuk mengalirkan fluida dengan keceptan tertentu ke kincir air yang kami

rancang, saluran air yang kami rancang diharapkan dapat membuat aliran fluida

menjadi aliran laminer dan aliran fluidanya dapat dilihat langsung.

Panjang saluran air ini adalah 8 meter, dengan panjang 8 meter maka

diharapkan aliran air akan selalu laminer dan memiliki jarak untuk pemasangan

alat ukur dan kincirnya. Saluran air ini terbuat dari akrilik setebal 5 mm dan

dibagi menjadi 4 bagian dengan panjang masing-masing adalah 2 meter dan

disambung menjadi 8 meter.

Gambar 3.6 Gambar ukuran tangki air


25

Panjang dari saluran air ditentukan dengan perhitungan-perhitungan sebagai

berikut :

Dengan menggunakan persamaan 18 sampai 20 pada bab II diperoleh angka

Reynold = 220000. Untuk menghitung DH yang berbentuk segi empat sama sisi

mengunakan persamaan :

DH =

= a ................................................................................................................... (20)

Gambar 3.7 Gambar ukuran saluran air

Gambar 3.8 Gambar saluran air berbentuk segi empat

sama sisi


26

Maka diperoleh angka Reynold sebesar 220000, dengan sebesar 1000

kg/m3, v sebesar 1,1 m/s, 𝐷𝐻 sebesar 0,2 , 𝜇 sebesar 0,001. Dengan angka Reynold

220000 maka aliran pada saat masuk saluran air adalah dalam kondisi sangat

Turbulen, maka dibutuhkan jarak tertentu agar aliran menjadi laminer.

Dengan angka Reynold sebesar 22000, maka panjang saluran air yang

dibutuhkan agar aliran menjadi laminer (𝐿H) adalah 3,88 meter, pehitungan ini

didapat dari persamaan 19. Panjang saluran aliran air yang dirancang adalah 8

meter. Panjang ini dipilih agar saluran air terjamin aliran yang ada didalamnya

sudah bersifat laminar, sesuai dengan perhitungan diatas nilai minimal saluran

bersifat laminar adalah 3,88 meter.

a) Rem Torsi

Rem torsi adalah alat yang akan digunakan untuk mengukur daya torsi dan

kecepatan putar per menit yang dihasilkan oleh kincir yang diteliti, rancangan rem

torsi yang kami buat dapat dilihat pada gambar 3.9.


27

Keterangan

1. Lengan rem

2. Pegas dan baut

3. Tali penhubung timbangan

4. Timbangan

5. Poros ( menggunakan stainles 12 mm)

6. Kampas rem

7. Piringan

8. Tempat mengukur putaran poro

Cara kerja rem torsi :

Gambar 3.9 Gambar alat pembebanan torsi


28

1. Alat dipasang pada samping kincir, kemudian poros kincir disambungkan

dengan poros pembebanan menggunakan bantuan selang yang diklaim pada

kedua poros.

2. Ketika kincir air mulai berputar maka piringan pada pembebanan juga ikut

berputar. Putaran yang dihasilkan berlawanan dengan arah jarum jam.

3. Ketika putaran kincir air dan piringan pembebanan sudah setabil, lalu tuas

pengereman dikasih beban dengan mengencangkan baut pada tuas. Saat itulah

kampas perlahan menjepit piringan dan kincir perlahan - lahan berhenti akibat

mendapat beban.

4. Pengencangan kampas rem dapat disesuaikan hingga mendapat beban yang

diinginkan dan lihat hasil pembebanan pada timbangan.

3.2.3 Alat Pendukung Penelitian

Alat-alat yang digunakan untuk melaksanakan penelitian sebagai berikut :

Tabel 3.2 Tabel alat dan bahan

No Nama alat Tujuan penggunaan

1 Gerinda Memotong spesimen

2 Gergaji besi Memotong spesimen

3 Amplas Menghaluskan spesimen

4 Lem Merekatkan spesimen

5 Palu Memasang spesimen

6 Meteran

Mengukur spesimen dan ketinggian permukaan

fluida

7 Alat tulis Mencatat saat pengambilan data

8 Timbangan Mengukur beban yang dihasilkan oleh rem torsi

9 Tachometer Mengukur revolusi per minute rotor (rpm)

10

Water Current

Meter Mengukur kecepatan aliran air

11 Mesin Bor Melubangi spesimen


29

3.3 Diagram Alir Penelitian

Pengolahan Data

Mulai

Studi Pustaka

Perancangan Alat Penelitian

Pembuatan Alat Penelitian

Perakitan Alat Penelitian

Selesai

Pengambilan Data

Hasil Bagus

Melakukan Penelitian Dengan Variasi :

1. Deflektor Tunggal Sudut 30°



Kesimpulan

Hasil Tidak

Bagus

Penerapan Kecepatan aliran

0.9 m/s, 1 m/s, 1.1 m/s

Gambar 3.10 Diagram Alir Penelitian


30

3.4 Langkah Pengambilan Data

1. Penelitian akan diawali dengan melakukan persiapan set up alat penelitian

seperti pada Gambar 3.1.

2. Air diarahkan dari sungai yang sudah dibendung menuju ketangki penampung

air.

3. Tangki air yang mulai terisi aliran air, maka air akan mengalir menuju saluran

air yang digunakan untuk menggerakan kincir.

4. Setealah tangki dan saluran terisi air secara penuh, dan aliran belum sesuai.

Maka portal air bisa disesuaikan dengan kebutuhan sehingga debit yang

menuju saluran sesuai dengan yang diinginkan.

5. Saat aliran air sudah stabil pengambilan data dengan variasi kecepatan bisa

dimulai. Beban ditambahkan melalui rem pembebanan hingga didapat

parameter untuk menghitung Torsi.

6. Beban ditambah sedikit demi sedikit sampai kincir berherti berotasi.

7. Melakukan pengambilan data terhadap parameter-parameter yang dibutuhkan.

8. Setelah pengambilan data dengan variasi pertama selesai dilanjutkan dengan

variasi kedua dan selanjutnya sampai dengan selesai.

9. Setelah pengambilan data dan parameter-parameter yang dibutuhkan sudah

didapat semua alat dan spesimen kemudian dilepas.

10. Data parameter-parameter yang diproleh saat penelitian akan diolah untuk

mencari koefisien torsi (𝐶m), koefisien daya (Cp), dan Tip Speed Ratio (TSR)

(λ) dengan bentuk grafik dan tabel.


31

3.5 Analisa Data

Pada penelitian ini diperlukan beberapa parameter yang diukur dan parameter

– parameter tersebut adalah :

1. Kecepatan aliran air (v).

2. Beban pada kincir (F).

3. Putaran poros yang dihasilkan tiap menit atau rpm (n).

Data yang perlu untuk dianalisis setelah mendapatkan parameter – parameter

yang diperlukan adalah sebagai berikut :

1. Tip Speed Ratio (TSR) (λ).

2. Koefisien Torsi (Cm).

3. Koefisien daya (Cp).


32

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Saat pengambilan data waktu yang digunakan selama 1 metit untuk setiap

penambahan beban sampai kincir berhenti dan mendapatkan sejumlah data untuk

kecepatan putaran poros per menit (rpm), data yang didapatkan akan dirata – rata

untuk mendapatkan keakuratan data yang diolah.

4.1 Tabel Pengambilan Data

Data hasil pengambilan data terhadap variasi deflektor tunggal sudut 30°, 45°,

60° dengan kecepatan aliran air 0,9 m/s, 1 m/s, 1,1 m/s akan disajikan pada Tabel

4.1, 4.2 dan 4.3.

Tabel 4. 1 Tabel Pengambilan Data Deflektor Tunggal sudut 30°

No

Deflektor 30°

U=0.9 m/s U= 1 m/s U=1.1 m/s

Beban

(N)

Kecepatan

putar poros

(rpm)

Beban

(N)

Kecepatan

putar poros

(rpm)

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

1 0,0 607,5 0,0 662,9 0,0 714,0

2 0,2 500,0 0,2 521,7 0,2 600,0

3 0,4 390,0 0,4 431,7 0,4 498,0

4 0,6 292,0 0,6 340,0 0,6 392,0

5 0,8 234,0 0,8 276,7 0,8 317,1

6 1,0 160,0 1,0 230,0 1,0 261,7

7 1,2 115,7 1,2 170,0 1,2 226,7

8 1,4 81,4 1,4 123,3 1,4 165,0

9 1,6 0,0 1,6 85,0 1,6 115,0

10 0,0 1,8 70,0

11 2,0 0,0


33

Tabel 4.2 Tabel Pengambilan Data Deflektor Tunggal sudut 45°

No

Deflektor 45°

U= 0.9 m/s U= 1 m/s U= 1.1 m/s

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

1 0,0 625,0 0,0 618,8 0,0 752,5

2 0,2 514,0 0,2 496,7 0,2 636,3

3 0,4 404,0 0,4 410,0 0,4 530,0

4 0,6 300,0 0,6 312,0 0,6 415,0

5 0,8 232,0 0,8 240,0 0,8 320,0

6 1,0 170,0 1,0 178,8 1,0 266,3

7 1,2 121,3 1,2 116,3 1,2 232,5

8 1,4 85,0 1,4 91,4 1,4 175,6

9 1,6 0,0 1,6 0,0 1,6 122,2

10 1,8 70,0

11 2,0 0,0

Tabel 4.3 Tabel Pengambilan Data Deflektor Tunggal sudut 60°

No

Deflektor 60°

U= 0.9 m/s U= 1 m/s U= 1.1m/s

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

Beban

(N)

Kecepatan

putar

poros

(rpm)

1 0,0 580,0 0,0 661,7 0,0 708,3

2 0,2 460,0 0,2 550,0 0,2 600,0

3 0,4 342,5 0,4 425,0 0,4 502,0

4 0,6 272,5 0,6 335,7 0,6 400,0

5 0,8 225,6 0,8 268,8 0,8 320,0

6 1,0 162,2 1,0 222,9 1,0 263,8

7 1,2 110,0 1,2 160,0 1,2 226,7

8 1,4 80,0 1,4 111,4 1,4 164,0

9 1,6 0,0 1,6 72,0 1,6 112,9

10 1,8 0,0 1,8 70,0

11 2,0 0,0


34

4.2 Grafik Hasil perhitungan

Dari data yang telah diperoleh kemudian diolah kembali dalam bentuk grafik

untuk mengetahui hubungan antara Torsi (Nm) dengan kecepatan putar kincir

(rpm), Koefisien daya kincir (Cp) dengan Tip speed Ratio (TSR), Koefisien Torsi

kincir (Cm) dengan Tip speed Ratio (TSR), daya kincir (P) dengan kecepatan

putar kincir (rpm). Grafik disajikan untuk variasi percobaan dapat dilihat pada

grafik berikut ini :

4.2.1 Grafik hubungan antara Torsi dengan Kecepatan putar kincir

Berdasarkan dari tabel pengambilan data yang telah dilakukan dan ditampilkan

pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.3 dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan

kecepatan putar poros sebagai berikut :

0

100

200

300

400

500

600

700

0 , 0 0 0 , 0 2 0 , 0 4 0 , 0 6 0 , 0 8 0 , 1 0 0 , 1 2 0 , 1 4 0 , 1 6 0 , 1 8 0 , 2 0

Kec

epata

n p

uta

r k

inci

r (r

pm

)

Torsi (Nm)

Deflektor 30° Deflektor 45° Deflektor 60°


kecepatan aliran air 0,9 m/s


35

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 0 , 0 2 0 , 0 4 0 , 0 6 0 , 0 8 0 , 1 0 , 1 2 0 , 1 4 0 , 1 6 0 , 1 8 0 , 2

Kec

epa

tan

pu

tar

kin

cir

(rp

m)

Torsi (Nm)

deflektor 30° Deflektor 45° Deflektor 60°


kecepatan aliran air 1 m/s

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 0 , 0 2 0 , 0 4 0 , 0 6 0 , 0 8 0 , 1 0 , 1 2 0 , 1 4 0 , 1 6 0 , 1 8 0 , 2

Kec

epata

n p

uta

r k

inci

r (r

pm

)

Torsi (Nm)

Deflektor 30° Deflektor 45° deflektor 60°


kecepatan aliran air 1,1 m/s


36

Berdasarkan Gambar 4.1, Gambar 4.2, Gambar 4.3. Hubungan antara torsi

dan kecepatan putar kincir dapat dilihat bahwa pada deflekor sudut 30°, 45°, 60°

pada kecepatan alirtan air 1,1 m/s menghasilkan torsi yang besarnya sama. Pada

ketiga variasi mengalami penurunan yang hampir sama seiring penambahan

beban. Hal ini membuktikan bahwa dengan semakin ditambah beban maka kincir

putaran poros akan menurun. Hal tersebut bisa dilihat pada kecepatan putaran

poros sebesar 70 (rpm) dengan gaya 1,8 (N) dan menghasilkan torsi paling besar

0.18 (Nm), hasil ini terdapat pada ketiga variasi deflektor besarnya sama.

4.2.2 Grafik hubungan antara Koefisien Daya kincir dengan Tip speed Ratio

Berdasarkan dari tabel pengambilan data yang telah dilakukan dan

ditampilkan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.3 dapat dibuat grafik hubungan antara

Korfisien Daya dengan Tip Speed Ratio sebagai berikut :

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Koef

isie

n d

aya

Tip Speed Ratio



Ratio pada kecepatan aliran air 0,9 m/s


37

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Koef

ien

daya

Tip Speed Ratio


Gambar 4.5 Grafik hubungan antara Koefisien daya kincir dengan Tip speed Ratio

pada kecepatan aliran air 1 m/s

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Koef

isie

n d

aya

Tip Speed Ratio


Gambar 4.6 Grafik hubungan antara Koefisien daya kincir dengan Tip speed Ratio

pada kecepatan aliran air 1,1 m/s


38

Pada Gambar 4.4, Gambar 4.5, Gambar 4.6. Pada hubungan nilai Tip

Speed Ratio (TSR) dengan nilai Koefisien Daya (Cp) yang dihasilkan. Hasil

penelitian diatas dapat menunjukkan bahwa penggunaan sudut deflektor yang

digunakan dalam penelitian penulis dapat mempengaruhi besarnya nilai Koefisien

daya yang dihasilkan. Dapat dilihat pada grafik bahwa nilai Koefisien daya akan

mengalami kenaikan ke titik maksimum dan selanjutnya akan menegalami

penurunan seiring bertambahnya jumlah pembebanan.

Terlihat bahwa pada deflektor tunggal sudut 45° menghasilkan Koefisien

daya yang lebih baik dibandingkn dengan deflektor 30° dan 60° pada kecepatan

aliran air 0.9 m/s, diperoleh Koefisien daya (Cp) sebesar 0,681 (68,1 %), pada Tip

Speed Ratio (TSR) sebesar 1,130, menjadi hubungan tertinggi dari hubungan yang

lainya.

Hal ini disebabkan oleh kemiringan sudut 45°, air yang mengalir lebih banyak

yang mengarah ke sisi cekung rotor dibandingkan sisi cembung rotor sehingga

mengurangi hambatan pada rotor dan pada sudut 45° ini juga memiliki rasio

putaran kincir yang lebih besar dibandingkan dengan variasi sudut lainnya.

4.2.3 Grafik hubungan antara Koefisien torsi kincir dengan Tip Speed Ratio



Korfisien torsi dengan Tip Speed Ratio sebagai berikut :


39

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Koef

isie

n t

ors

i

Tip Speed Ratio Deflektor 30° Deflektor 45° Deflektor 60°


Ratio pada kecepatan aliran air 0,9 m/s

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Koef

isie

n t

ors

i

Tip Speed Ratio



Ratio pada kecepatan aliran air 1 m/s


40

Hasil dari Gambar 4.7, Gambar 4.8, Gambar 4.9. Pada data hubungan antara

koefisien torsi dan Tip Speed Ratio. Grafik diatas dapat menunjukkan bahwa

penggunaan sudut deflektor dapat mempengaruhi besarnya nilai koefisien torsi

yang dihasilkan. Pada grafik diatas, nilai koefisien torsi akan mengalami kenaikan

ke titik maksimum seiring dengan penambahan pembebanan. Koefisien torsi

didapatkan dari perbandingan torsi kincir dengan gaya dorong air yang mengenai

sudu kincir. Nilai koefisien juga dipengaruhi besarnya pembebanan yang

diberikan pada kincir.

Berdasarkan grafik diatas bahwa koefisien paling tinggi (2,421) diperoleh

pada kecepatan aliran air 0.9 m/s pada semua variasi dengan koefisien torsi (Cm)

sebesar 1,054 (105,4 %). Berdasarkan grafik yang ada dapat disimpulkan bahwa

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Koef

isie

n t

ors

i

Tip Speed Ratio


Gambar 4.9 Grafik hubungan antara Koefisien torsi kincir dengan Tip Speed Ratio



41

semakin besar koefisien torsi maka akan semakin kecil atau rendah koefisien

Torsi Tip Speed Ratio yang didapatkan.

4.2.4 Grafik hubungan antara Daya kincir dengan Kecepatan putar kincir



Daya dengan Kecepatan putar kincir sebagai berikut :

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0 100 200 300 400 500 600 700

Daya (

watt

)

Kecepatan putar kincir (rpm)





42

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Daya (

watt

)



Gambar 4.11 Grafik hubungan antara Daya kincir dengan Kecepatan putar

kincir pada kecepatan aliran air 1 m/s

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Daya (

watt

)






43

Berdasarkan dari Gambar 4.10, Gambar 4.11, Gambar 4.12. Pada data

hubungan antara daya (watt) kincir dan kecepatan putar kincir (rpm) yang paling

tinggi diperoleh pada kecepatan aliran air 1.1 m/s pada deflektor 45°, dengan daya

sebesar 2,920 Watt pada rpm 232,5 menjadi hubungan tertinggi antara hubungan

data yang lain.

Hal ini disebabkan pada sudut 45° aliran air yang mengarah ke sudu cekung

kincir lebih besar karena kemiringan sudutnya sangat berpengaruh. Kemiringan

tersebut dapat menutupi sisi cembung sehingga lebih banyak air yang mengarah

ke sisi cekung.

Dari hasil penelitian bahwa kinerja kincir air terbaik atau efesiensi kincir

terbaik mencapai 0,681 (68,1 %), dengan deflektor tunggal 45° pada kecepatan

0,9 m/s. Jika dihubungakan dengan diagram bezt limit (Gambar 2.7) ada beberapa

penyebab yang mengakibatkan efesiensi kincir meningkat pada penelitian antara

lain :

1. Jenis fluida yang digunakan adalah fluidaberupa air yang memiliki massa jenis

(1000 kg/m3), sehingga berbeda jauh dari massa jenis fluida udara yang

memiliki (1,2 kg/m3), aliran air ini memiliki energi yang dihasilkan lebih besar

daripada aliran udara.

2. Penggunaan lorong air yang membuat aliran menjadi laminer saat mendorong

sudu, karena dengan aliran laminer maka aliran fluida yang mengalir akan

stabil dan kincir akan bekerja dengan stabil.


44

3. Dari hasil penelitin menunjukan bahwa peforma berupa distribusi tekanan dan

distribusi kecepatan aliran air lebih tinggi yang terlihat lebih luas dan merata

terjadi pada penambahan deflektor dibandingkan dengan tanpa deflektor

tunggal (Ari Prasetyo, 2018).

4.3 Perbadingan Hasil Penelitian

Data pada haasil penelitian yang sudah dilakukan ini dibandingkan dengan

data penelitian yang sudah ada. Penelitian tersebut adalah penelitian yang

dilakukan Ari Prasetyo dkk, dengan judul The Effect of Deflector Angle in

Savonius Water Turbin with Horizontal Axis on the power Output of Water Flow

in Pipe pada tahun 2018. Pada penelitian tersebut menggunakan aliran dalam

sebuah saluran pipa, hampir mirip dengan penelitian ini yang menggunakan

saluran persegi yang tertutup. Untuk data yang ditampilkan merupakan nilai –

nilai tertinggi untuk masing – masing penelitian.

Tabel 4.4 Tabel Dimensi Kincir Savonius yang Digunakan

D (m) H(m) Jumlah

sudu

Jumlah

tingkat

Referensi 0,075 0,075 5 1

Penelitian 0,081 0,1 2 2

Tabel 4.5 Tabel Data dari Referensi

Sudut Deflektor

Daya yang

Dihasilkan

(Watt)

Cp TSR

0° 9,9 0,084 0,9

20° 17,18 0,118 0,07

30° 18,04 0,133 1,13


45

Sudut Deflektor

Daya yang

Dihasilkan

(Watt)

Cp TSR

40° 17,38 0,128 1,08

50° 16,8 0,124 1,06

Tabel 4.6 Tabel Data dari Penelitian

Sudut

Deflektor

Daya yang

Dihasilkan

(Watt)

Cp TSR

30° 1,959 0,664 2,861

45° 2,01 0,681 2,944

60° 1,889 0,64 2,732

Berdasarkan dari perbandingan antara data referensi dengan data hasil

penelitian, didapatkan hasil penelitian didapatkan peningkatan unjuk kerja kincir

Savonius yang telah diteliti, pada hasil koefisien daya yang didapatkan, dapat

disimpulkan bahwa koefisien daya yang dihasilkan lebih besar dari data yang

terdapat pada referensi. Sedangakan untuk Tip Speed Ratio yang dihasilkan pada

penggunaan konfigurasi sudut deflektor hasilnya tidak terlalu jauh berdeda.

Namun walaupun daya yang dihasilkan berbeda jauh antara referensi dan

yang didapat peneliti, dimungkinkan karena :

1. Penambahan tingkatan sudu pada kincir Savonius menjadi 2 tingkat.

2. Penambahan overlap ratio sebesar 0,2 pada kincir Savonius yang diteliti.

Sedangkan pada referensi tidak menggunakan overlap ratio dan jumlah sudu

5 bauh.

3. Kecepatan aliran air yang berbeda dan lebih rendah.

4. Skema dan dimensi yang berbeda pada alat penelitian.


46

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan penelitian tentang unjuk kerja kincir air Savonius dua

tingkat dengan variasi sudut 30°, 45°,60°, dapat disimpulkan bahwa :

1. Dalam penelitian ini model kincir air Savonius horisontal dua tingkat yang

dibuat dengan menggunakan variasi deflektor tunggal sudut 30°, 45°, 69°.

2. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa efek dari variasi deflektor tunggal

berpengaruh pada koefisien daya (Cp). Terjadi peningkatan koefisien daya

dari deflektor tunggal sudut 30° ke deflektor tunggal 45° dan pada deflektor

tungga sudut 60° koefisien daya mengalami penurunan. Koefisien daya yang

terbaik sebesar 0,681 dengan Tip Speed Ratio (TSR) sebesar 1,130 pada

kecepatan aliran 0,9 m/s.

3. Efek dari variasi deflektor tunggal tidak mempengaruhi koefisien torsi (Cm)

jika pada kecepatan aliran yang sama. Terjadi penurunan koefisien torsi pada

kecepatan aliran 0,9 m/s, 1 m/s, 1,1 m/s. Hasil koefisien tertinggi terdapat

pada kecepatan aliran air 0,9 sebesar 1,054 (105,4 %).

4. Variasi deflektor tunggal 30°, 45°, 60° pada kincir air Savonius poros

horisontal dua tingkat berpengaruh terhadap kinerja dari kincir air. Dengan

adanya deflektor tunggal kinerja kincir air Savonius menunjukan hasil terbaik

pada efesiensi 68,1% pada deflektor tunggal sudut 45°.


47

4.2 Saran

Adapun saran untuk penelitian selanjutnya supaya lebih maksimal :

1. Amati terlebih dahulu keadaan tempat penelitian jika tempat penelitian diluar

laborarium, sehingga pada saat set up alat menjadi lebih mudah.

2. Untuk meningkatkan hasil yang lebih akurat, pada saat pemasangan poros

kincir dengan bearing dan poros pada pembebanan harus benar – benar lurus

agar mengurangi rugi – rugi akibat gesekan pada bantalan poros.

3. Pada penelitian selanjutnya disarankan menggunakan saluran air yang lebih

luar dan menggunkan bak penampungan dimensi yang lebih besar.

4. Pada penelitian selanjutnya disarankan menggukan model kincir air dengan

desain dan variasi yang berbeda.


48

DAFTAR PUSTAKA

Ari Prasetyo, B. K. (2018). The Effefct of Deflector Angle in Savonius Water

Turbine with Horizontal Axis on the Power Output of Water Flow in Pipe.

IOP Publishing, 1-5.

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. (2018). Energi Berkelanjutan untuk

Transportasi Darat. Tangerang Selatan: Pusat Pengkajian Industri Proses

dan Energi.

C.R, P., V.K, P., & S.V, P. d. (2013). Investigation of Ovelap Ratio for Savonius

Type Vertival Axis Hydro Turbine. International Journal of Soft

Computing and Engineering, 379-383.

Golecha Kailash, T. E. (2012). Performance Study of Modified Savonius Water

Turbine with Two Deflector Plane. Research Article, 1-12.

Hayashi, T., & Hara, Y. (2005). Wind Tunnel Test on a Different Phase Three-

Stage Savonius Rotor. ResearchGate, 9-15.

Johnson, G. L. (2006). Wind Energi Systems. Sage Journals, 1-449.

Md. Nahidul Islam Khan, M. T. (2009). PERFORMANCE OF SAVONIUS

ROTOR AS A WATER CURRENT TURBINE. Memorial University, St.

John’s, Newfoundland, Canada , 71-83.

Menet, J.-L., & Bourabaa, N. (2004). Increase in the Savonius Rotors Effeciency

via a Parametric Investigation. ResearchGate, 1-12.

Purnama, A. C., Hantoro, R., & Nugroho, G. (2013). Rancang Bangun Turbin Air

Sungai Poros Vertikal Tipe Savonius dengan Menggunakan Pemandu

Arah Aliran. Jurnal Teknik Pomits, 278-282.

Pusat Data dan Teknologi Informasi . (2017). Buku Informasi Statistik. Jakarta:

Pusat Data dan Teknologi Informasi.

Wenehenubun, F., Saputra, A., & Sutanto, H. (2015). An exerimental study on the

performance of Savonius wind turbines related with the number of blases.

Energi Procedia, 297-304.

Yaakob, O., M.Ahmad, Y., & Ismail, M. A. (2013). Parametric Study for

Savonius Vertical Axis Marine Current Turbine using CFD Simulation.

ResearchGate, 1-7.


49

LAMPIRAN

Lampiran 1 : Tabel Hasil Pengolahan Data Pada Kecepatan Aliran Air 0,9 m/s.

No

Deflektor Tunggal 30°

T Kecepatan sudut Tip speed

ratio

Daya Cm Cp

N.m rad/s watt

1 0,00 63,58 2,86 0,00 0,00 0,00

2 0,02 52,33 2,35 1,04 0,15 0,35

3 0,04 40,82 1,83 1,63 0,30 0,55

4 0,06 30,56 1,37 1,83 0,45 0,62

5 0,08 24,49 1,10 1,95 0,60 0,66

6 0,10 16,74 0,75 1,67 0,75 0,56

7 0,12 12,11 0,54 1,45 0,90 0,49

8 0,14 08,52 0,38 1,19 1,05 0,40

9 0,16 0,00 0,00 0,00 1,20 0,00

No



ratio

Daya Cm Cp

Nm rad/s watt

1 0,00 65,41 2,94 0,00 0,00 0,00

2 0,02 53,79 2,42 1,07 0,15 0,36

3 0,04 42,28 1,90 1,69 0,30 0,57

4 0,06 31,40 1,41 1,88 0,45 0,63

5 0,08 25,12 1,13 2,01 0,60 0,68

6 0,10 17,79 0,80 1,77 0,75 0,60

7 0,12 12,69 0,57 1,52 0,90 0,51

8 0,14 08,89 0,40 1,24 1,05 0,42

9 0,16 0,00 0,00 0,00 1,20 0,00


50

No


T Kecepatan

sudut Tip speed

ratio

Daya Cm Cp

Nm rad/s watt

1 0,00 60,70 2,73 0,00 0,00 0,00

2 0,02 48,14 2,16 0,96 0,15 0,32

3 0,04 35,84 1,61 1,43 0,30 0,48

4 0,06 28,52 1,28 1,71 0,45 0,58

5 0,08 23,60 1,06 1,88 0,60 0,64

6 0,10 16,97 0,76 1,69 0,75 0,57

7 0,12 11,51 0,51 1,38 0,90 0,46

8 0,14 08,37 0,37 1,17 1,05 0,39

9 0,16 0,00 0,00 0,00 1,20 0,00

Lampiran 2 : Tabel Hasil Pengolahan Data Pada Kecepatan Aliran Air 1 m/s.

No



ratio

Daya Cm Cp

N.m rad/s watt

1 0,00 69,37 2,81 0,00 0,00 0,00

2 0,02 54,60 2,21 1,09 0,12 0,27

3 0,04 45,18 1,83 1,80 0,24 0,44

4 0,06 35,58 1,44 2,13 0,36 0,52

5 0,08 28,95 1,17 2,31 0,48 0,57

6 0,10 24,07 0,97 2,40 0,61 0,59

7 0,12 17,79 0,72 2,13 0,73 0,52

8 0,14 12,90 0,52 1,80 0,85 0,44

9 0,16 08,89 0,36 1,42 0,97 0,35

10 0,18 0,00 0,00 0,00 1,09 0,00


51

No



ratio

Daya Cm Cp

Nm rad/s watt

1 0,00 73,65 2,98 0,00 0,00 0,00

2 0,02 59,52 2,41 1,19 0,12 0,29

3 0,04 48,67 1,97 1,94 0,24 0,48

4 0,06 38,33 1,55 2,30 0,36 0,56

5 0,08 29,83 1,208 2,38 0,48 0,58

6 0,10 24,59 0,99 2,46 0,61 0,60

7 0,12 17,79 0,72 2,13 0,73 0,52

8 0,14 12,03 0,48 1,68 0,85 0,41

9 0,16 08,37 0,33 1,34 0,97 0,33

10 0,18 0,00 0,00 0,00 1,09 0,00

No



ratio

Daya Cm Cp

Nm rad/s watt

1 0,00 69,25 2,80 0,00 0,00 0,00

2 0,02 57,56 2,33 1,15 0,12 0,28

3 0,04 44,48 1,80 1,77 0,24 0,43

4 0,06 35,13 1,42 2,10 0,36 0,52

5 0,08 28,12 1,13 2,25 0,48 0,55

6 0,10 23,32 0,94 2,33 0,61 0,57

7 0,12 16,74 0,67 2,01 0,73 0,49

8 0,14 11,66 0,47 1,63 0,85 0,40

9 0,16 07,32 0,29 1,17 0,97 0,28

10 0,18 0,00 0,00 0,00 1,09 0,00


52

Lampiran 3 : Tabel Hasil Pengolahan Data Pada Kecepatan Aliran Air 1,1 m/s.

No


T kecepatan sudut Tip speed

ratio

Daya Cm Cp

N.m rad/s watt

1 0,00 74,73 2,75 0,00 0,00 0,00

2 0,02 62,80 2,31 1,25 0,10 0,23

3 0,04 52,12 1,91 2,08 0,20 0,38

4 0,06 41,02 1,51 2,46 0,30 0,45

5 0,08 33,19 1,22 2,65 0,40 0,49

6 0,10 27,38 1,00 2,73 0,50 0,50

7 0,12 23,72 0,87 2,84 0,60 0,52

8 0,14 17,27 0,63 2,41 0,70 0,44

9 0,16 12,03 0,44 1,92 0,80 0,35

10 0,18 07,32 0,27 1,31 0,90 0,24

11 0,2 0,00 0,00 0,00 1,00 0,00

No



ratio

Daya Cm Cp

Nm rad/s Watt

1 0,00 78,76 2,90 0,00 0,00 0,00

2 0,02 66,59 2,45 1,33 0,10 0,24

3 0,04 55,47 2,04 2,21 0,20 0,41

4 0,06 43,43 1,59 2,60 0,30 0,48

5 0,08 33,49 1,23 2,67 0,40 0,49

6 0,10 27,86 1,02 2,78 0,50 0,51

7 0,12 24,33 0,89 2,92 0,60 0,54

8 0,14 18,37 0,67 2,57 0,70 0,47

9 0,16 12,79 0,47 2,04 0,80 0,38

10 0,18 07,32 0,27 1,31 0,90 0,24

11 0,2 0,00 0,00 0,00 1,00 0,00


53

No



ratio

Daya Cm Cp

Nm rad/s watt

1 0,00 74,13 2,73 0,00 0,00 0,00

2 0,02 62,80 2,31 1,25 0,10 0,23

3 0,04 52,54 1,93 2,10 0,20 0,39

4 0,06 41,86 1,54 2,51 0,30 0,46

5 0,08 33,49 1,23 2,67 0,40 0,49

6 0,1o 27,60 1,01 2,76 0,50 0,51

7 0,12 23,72 0,87 2,84 0,60 0,52

8 0,14 17,16 0,63 2,40 0,70 0,44

9 0,16 11,81 0,43 1,89 0,80 0,35

10 0,18 07,32 0,27 1,31 0,90 0,24

11 0,2 0,00 0,00 0,00 1,00 0,00

Lampiran 4 : Tangki Pengatur Kecepatan Aliran Air


54

Lampiran 5 : Saluran Air

Lampiran 5 : Rem torsi


55

Lampiran 6 : Alat ukur penelitian


unjuk kerja kincir air savonius poros horisontal dua … · 2019. 8. 5. · model kincir air...

Documents