Perpustakaan Digital ITB

Mesin turbo saat ini banyak digunakan di seluruh dunia sebagai unit pembangkit tenaga juga dapat diaplikasikan dalam bidang luar angkasa, penerbangan, laut, nuklir, dll. Salah satu jenis mesin turbo adalah turbojet. Komponen utama pada mesin turbojet yaitu air intake, kompresor, ruang bakar, turbin, dan nozel. Jenis turbin yang digunakan pada mesin turbojet salah satunya adalah turbin aksial. Turbin berfungsi untuk mengonversikan energi kinetik yang terkandung dalam aliran fluida menjadi energi mekanik yang dapat memutar rotor dan putaran tersebut akan ditransfer ke kompresor. Berbagai penelitian sudah dilakukan untuk mendapatkan prediksi performa turbin menggunakan berbagai metode, yaitu metode eksperimen, metode numerik (CFD), dan metode analitik. Namun, metode eksperimen dinilai kurang efektif dari segi waktu dan biaya yang digunakan selama pengujian jika dibandingkan dengan metode numerik. Welch (2011) melakukan penelitian untuk mengetahui performa turbin aksial. Salah satu metode yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Solusi numerik (CFD) merupakan solusi yang baik untuk menganalisis atau memprediksi performa turbin aksial. Namun, solusi CFD juga memiliki kekurangan, yaitu membutuhkan biaya komputasi yang tinggi dan membutuhkan waktu yang lama untuk mendapatkan gambaran peta performa turbin yang sedang diteliti jika dibandingkan dengan metode analitik. Oleh karena itu, berbagai pemodelan analitik telah dikembangkan untuk dapat mengetahui prediksi performa turbin aksial. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana mengimplementasikan metode untuk memprediksi peta peforma turbin aksial, untuk mengetahui bagaimana tingkat akurasi metode ini juka dibandingkan dengan metode CFD, dan bagaimana prediksi koefisien kerugian tekanan yang dihasilkan. Ainlet dan Mathieson (1951) mulai mempublikasikan suatu metode analitik yang dapat digunakan untuk memprediksikan peta peforma turbin aksial. Setelah itu, perkembangan metode analitik untuk memprediksi peta peforma turbin terus berkembang hingga pada tahun 2005 Aungier mempublikasikan metode hub to shroud. Metode tersebut yang digunakan pada penelitian kali untuk membuat sebuah program yang dapat memprediksikan peta peforma turbin. Pada penelitian ini dimulai dengan studi literatur dilakukan untuk memahami berbagi parameter penting yang digunakan dalam menentukan peta peforma turbin. Penelitian dilanjutkan dengan memnyusun algoritma dan menerapkannya pada bahasa pemrograman FORTRAN. Setelah program sudah selesai dibuat, maka program itu akan dilakukan pada beberapa studi kasus dan dianalisis bagaiman hasil peta performa turbin aksial yang dihasilkan. Hasil dari penelitian ini berupa grafik peta peforma turbin, prediksi kerugian yang terjadi, dan properti aliran yang dihaslikan pada turbin. Program yang dibuat menghasilkan perbedaan yang cukup kecil pada area oprasi turbin yang nilai laju aliran massanya rendah. Namun perbedaan terjadi cukup besar pada rasio tekanan turbin pada area oprasi turbin yang sudah memasuki daerah chocking. Selain itu, Detail properti aliran udara yang melewati turbin pada bagian inlet nozel, outlet nozel, dan inlet rotor perbedaan dari setiap properti memiliki nilai yang cukup kecil. Namun perbedaan mulai semakin besar pada properti aliran di outlet rotor. Prediksi kerugian tekanan pada penelitian ini menunjukkan kerugian terbesar di kasilkan karena kerugian yang disebabkan oleh celah pada rotor di ujung sudu. Selain itu nilai koefisien yang dihasilkan oleh program pada penelitian ini selalu memiliki nilai yang lebih rendah jika dibandingkan dengan CFD.