Perpustakaan Digital ITB

Tujuan penelitian tugas sarjana ini adalah untuk mempelajari hubungan variasi sudut kemiringan dan variasi kecepatan putar terhadap kinerja turbin ulir tunggal serta menentukan kinerja turbin maksimal. Dalam penelitian tugas sarjana ini, kondisi operasi turbin ulir tunggal terendam seluruhnya di dalam air yang mengalir. Adapun debit yang masuk ke dalam turbin bergantung kepada sudut kemiringan turbin tersebut. Nilai debit maksimum adalah 1,4 l/s, pada saat turbin dalam posisi horizontal. Perhitungan komputasi dinamika fluida pada model turbin ulir tunggal STTNAS Yogyakarta dilakukan untuk menyimulasikan dan mengestimasikan nilai tekanan rata-rata, kecepatan air rata-rata pada inlet dan outlet, dan torsi menggunakan ANSYS Fluent. Debit air yang digunakan adalah 1,37 l/s pada sudut kemiringan 10°, 1,268 l/s pada sudut kemiringan 25°, dan 0,9899 l/s pada sudut kemiringan 45°, serta kecepatan putar yang diatur pada 10 rad/s, 17 rad/s, dan 24 rad/s. Model turbulensi k-? STT dipilih sebagai model turbulensi yang paling baik pada simulasi ini. Simulasi dilakukan untuk setiap sudut kemiringan dan kecepatan putar. Dalam batas daerah kerja yang disimulasikan, penambahan kemiringan turbin menurunkan kinerja turbin. Pada kecepatan putar 10 rad/s dengan kemiringan 10°, 25°, dan 45°, berturut-turut nilai torsi 0,12 N.m, 0,1 N.m, dan 0,071 N.m, dengan daya keluaran 1,208 W, 1,04 W, dan 0,71 W, sserta efisiensi 18,94%, 15,84%, dan 13,38%. Selain itu, penambahan kecepatan putar justru meningkatkan kinerja turbin. Pada sudut kemiringan 10° dengan kecepatan putar 10 rad/s, 17 rad/s, dan 24 rad/s, berturut-turut nilai torsi 0,12 N.m, 0,16 N.m, dan 0,194 N.m, dengan daya keluaran 1,21 W, 2,63 W, dan 4,656 W, serta efisiensi 18,94%, 33,71%, dan 49,12%. Nilai torsi, daya keluaran, dan efisiensi maksimum terjadi pada kondisi operasi sudut kemiringan 10° dengan kecepatan putar 24 rad/s. Adapun nilai torsi, daya keluaran, dan efisiensi maksimum masing-masing 0,194 N.m, 4,656 W, dan 49,12%.