viii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................... ii HALAMAN PERNYATAAN............................................................... iii NASKAH SOAL TUGAS AKHIR ..................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................... v KATA PENGANTAR ........................................................................... vi DAFTAR ISI .......................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xi DAFTAR TABEL ................................................................................. xiii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xiv DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ............................................. xv INTISARI .............................................................................................. xx BAB I PENDAHULUAN ............................................................. 1 1.1. Latar Belakang ........................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ...................................................... 2 1.3. Asumsi dan Batasan Masalah .................................... 2 1.4. Tujuan Perancangan .................................................. 2 1.5. Manfaat Perancangan ................................................ 3 BAB II LANDASAN TEORI ......................................................... 4 2.1. Prinsip Kerja Turbin .................................................. 4 2.2. Klasifikasi Turbin Uap .............................................. 5 2.2.1. Jenis turbin menurut prinsip kerja ........................ 5 2.2.2. Perbedaan turbin aksi dan turbin reaksi ................. 6 2.2.3. Jenis turbin menurut penurunan tekanan dalam turbin 7 2.2.4. Jenis turbin menurut tekanan operasi uap .............. 7 2.3. Analisis Termodinamika ............................................ 10 2.4. Ekspansi Uap Di Dalam Nosel .................................. 11 2.5. Konstruksi Nosel dan Sudu Pengarah ........................ 13 PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAH DENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA 66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DAN TEMPERATUR 510°C REZA CANDRA BUANA Universitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
12
Embed
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAH …etd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/69374/po...2.4. Ekspansi Uap Di Dalam Nosel ..... 11 2.5. Konstruksi Nosel dan Sudu Pengarah
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN............................................................... iii
NASKAH SOAL TUGAS AKHIR ..................................................... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................... v
KATA PENGANTAR ........................................................................... vi
DAFTAR ISI.......................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xi
DAFTAR TABEL ................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ............................................. xv
INTISARI .............................................................................................. xx
BAB I PENDAHULUAN ............................................................. 1
1.1. Latar Belakang ........................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ...................................................... 2
1.3. Asumsi dan Batasan Masalah .................................... 2
1.4. Tujuan Perancangan .................................................. 2
Lampiran 2. Tabel A-6 Superheated Water ........................................ 105
Lampiran 3. Besar Ruang Bebas Pada Bantalan Luncur .................... 109
Lampiran 4. Nilai Desain Bantalan Radial ......................................... 109
Lampiran 5. Karakteristik Baja Khrom Nikel JIS G 4102 .................. 110
Lampiran 6. Karakteristik Baja Nikel Khrom Molibden JIS G 4103 . 111
Lampiran 7. Karakteristik Baja Khrom Molibden Tempa JIS G 3221 112
Lampiran 8. Ukuran Baut Standar ISO ............................................... 113
Lampiran 9. Perhitungan Lengkap untuk Tiap Tingkat Turbin .......... 114
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAHDENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DANTEMPERATUR 510°CREZA CANDRA BUANAUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
xv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
1. Huruf Latina = lebar nosel pada sisi keluar (cm)a = lebar nosel pada bagian leher (cm)
A = ekivalensi termal kerja (0,009805 kJ/kg m)
Ar = kerja yang dilakukan untuk melawan gesekan (kg.m/s)b0 = lebar sudu (mm)
c = kapasitas termal rata-rata minyak (kkal/kg°C)
c1 = kecepatan aktual uap pada sisi keluar nosel (m/s)
c1t = kecepatan teoritis uap pada sisi keluar nosel (m/s)
= kecepatan mutlak radial uap pada sudu gerak (m/s)c = kecepatan mutlak uap keluar sudu gerak (m/s)
= kecepatan radial uap keluar sudu gerak (m/s)
= kecepatan uap teoritis tingkat reaksi dikonversikan energi kinetik
(m/s)
= faktor pembebanan lenturC = tegangan tarik sudu akibat gaya radial (kg)
d = diameter cakram (m)
d” = diameter rata-rata sudu gerak (m)
= diameter poros minimum (mm)d = diameter poros (mm)
E = modulus elastisitas baja (kg/mm2)
= koefisien gesekan
fc = faktor koreksi dayaf = luas penampang minimum (m2)fmaks = luas penampang maksimum (m2)′ = luas penampang leher nosel (cm2)f = luasan melingkar aliran uap (m2)F = luas penampang akar sudu (mm2)
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAHDENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DANTEMPERATUR 510°CREZA CANDRA BUANAUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
xvi
g = percepatan gravitasi (9,81 m/s)G = modulus geser (kg/mm2)
G = massa alir uap melalui tingkat turbin (kg/s)G = bobot sudu (kg)
= massa alir uap yang melalui ruang-ruang labirin (kg/s)h = penurunan kalor teoritis (kJ/kg)h = penurunan kalor pada sudu pengarah (kkal/kg)h = penurunan kalor pada sudu gerak (kkal/kg)ℎ +ℎ = energi yang dimanfaatkan pada sudu pengarah (kkal/kg)
h02+hw1 = energi yang dimanfaatkan pada sudu gerak (kkal/kg)
h1 = entalpi tekanan uap masuk turbin (bar)
h2a = entalpi tekanan uap keluar turbin (bar)h = kerugian akibat kecepatan keluar (kkal/kg)ℎ = kerugian pada sudu gerak (kkal/kg)h = kerugian pada sudu gerak (kkal/kg)ℎ = carry-over loss (kkal/kg)ℎ = kerugian pada sudu pengarah (kkal/kg)h , = kerugian akibat gesekan dan ventilasi cakram (kkal/kg)h = penurunan kalor aktual yang dimanfaatkan (kkal/kg)ℎ = kerugian akibat kebasahan uap (kkal/kg)ℎ = kerugian kebocoran melalui ruang bebas radial (kkal/kg)
hn = kerugian akibat gesekan uap didalam nosel (kkal/kg)
hu = penurunan kalor yang dimanfaatkan (kJ/kg)
hw1 = kandungan kalor uap pada sisi masuk sudu gerak (kkal/kg)i = kandungan kalor pada kondisi masuk (kJ/kg)i = kandungan kalor pada kondisi keluar (kJ/kg)I = momen inersia poros (mm4)J = momen inersia polar (mm4)
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAHDENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DANTEMPERATUR 510°CREZA CANDRA BUANAUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
xvii
l = panjang nosel pada bagian divergen (cm)l = tinggi sudu pengarah (mm)" = tinggi sudu gerak (m)l = tinggi penampang leher setiap nosel (cm)
M = momen lengkung terbesar pada poros (kg.mm)
n = putaran turbin (rpm)
ncr = putaran kritis (rpm)
= daya yang dibangkitkan turbin (kW)N , = daya yang ditimbulkan akibat gesekan dan ventilasi cakram (kW)
p0 = tekanan awal uap masuk (bar)p = tekanan keluar (bar)′ − = tekanan uap sebelum dan sesudah sudu gerak (bar)P = gaya yang terjadi akibat perbedaan tekanan (kg)
= gaya yang terjadi akibat perubahan momentum uap (kg)p = tekanan kritis (bar)P = gaya yang searah dengan putaran (kg)
= pelumas yang dibutuhkan bantalan (liter/s)Qr = ekivalensi kalor kerja (kkal/s)r = jari-jari hub (mm)r = jari-jari luar cakram (m)r = jari-jari titik berat terhadap sumbu poros (mm)
SF1 = safety factor karena berat poros
SF2 = safety factor karena pasak, poros bertingkat dan konsentrasi
tegangant = jarak antar sudu (mm)
= jarak antar nosel (cm)
T = momen puntir/torsi (kg.mm)
= kecepatan keliling (m/s)
v’o = volume spesifik uap sebelum masuk (m3/kg)
= volume spesifik pada sudu pengarah (m3/kg)
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAHDENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DANTEMPERATUR 510°CREZA CANDRA BUANAUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
xviii
= volume spesifik pada sudu gerak (m3/kg)v = volume spesifik uap pada sisi keluar nosel (m3/kg)
= berat cakram (kg)" = perbandingan kecepatan uap pada sudu geraky = defleksi maksimum poros (mm)z = jumlah suduz = jumlah nosel yang digunakan
2. Huruf Yunani
= sudut nosel (°)
= sudut keluar sudu gerak (°)
= sudut relatif uap masuk sudu gerak (°)
= sudut relatif uap keluar sudu gerak (°)σ = tegangan tarik pada sudu (kg/mm2)σ = kekuatan tarik bahan (kg/m2)
= tegangan lentur akibat tekanan uap (kg/cm2)δ = simpangan maksimum poros (mm/kg)δr = lebar ruang bebas (mm)
η0i = efisiensi internal relatif turbin
= efisiensi kecepatan cakram turbin
= koefisien kecepatan pada nosel (0,91-0,98)θ = defleksi puntir (°/ )ε = derajat pemasukan parsial
Φs = koefisien tahanan
Φv = koefisien bantalanρ = massa jenis bahan sudu (kg/m3)
= jari-jari kelengkungan sudu (mm)
τs = tegangan geser yang terjadi (kg/mm2)
τs ijin = tegangan geser yang diijinkan (kg/mm )
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAHDENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DANTEMPERATUR 510°CREZA CANDRA BUANAUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
xix
μ = viskositas pelumas (kg.s/cm2)ω = kecepatan sudut (rad/s)
= kecepatan relatif uap pada sudu gerak (m/s)
= kecepatan relatif uap keluar sudu gerak (m/s)
= kecepatan relatif teoritis uap (m/s)
= koefisien kecepatan
= derajat reaksi
= massa spesifik uap (kg/m3)γ = berat spesifik minyak pelumas (kg/liter)
PERANCANGAN TURBIN UAP IMPULS-REAKSI SATU RUMAHDENGAN KONDENSASI DAN KONSTRUKSI TEKANAN LEBIH DAYA66 MW PUTARAN 3600 RPM TEKANAN UAP MASUK 87 BAR DANTEMPERATUR 510°CREZA CANDRA BUANAUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/