PENGERTIAN TURBIN UAP

PENGERTIAN TURBIN UAP

Turbin kukus (uap air) adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial kukus menjadi energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yan digerakkan, turbin kukus dapat dipergunakan pada berbagai bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi.

Ide turbin kukus ini sudah lama. Sudah umum diketahui bahwa kira-kira tahun 120 S.M. Hero Alexandera membuat prototipe turbin yang pertama yang bekerja berdasarkan prinsip reaksi. Alat ini yang menjelma menjadi instalasi tenaga kukus yang primitif

Turbin uap (kukus) secara umum diklasifikasikan kedalam tiga jenis impuls, dan gabungan (impuls-reaksi), yang tergantung pada cara perolehan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik semburan kukus.

1. Komponen Turbin Uap
2. Kompoen Lengkap Sistem Turbin Uap
1. Ketel
2. Kondensor
3. pompa air ketel
4. Turbin (komponen trubin akan dijelaskan dalam sub bab berikut)
5. Komponen Utama Turbin

BAGIAN UTAMA TURBIN

Bagian-bagian turbin

Ø  Cassing

Adalah sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin.

Ø  Rotor

Adalah bagian turbin yang berputar terdiri dari:

1.      Poros

Berfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.

2.      Sudu turbin atau deretan sudu

Berfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.

3.      Cakram

Berfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.

Ø  Nosel

Berfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.

Ø  Bantalan

Merupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.

Ø  Kopling

Berfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.

1. Asas Impuls dan Reaksi

Turbin adalah mesin rotari yang bekerja karena terjadi perubahan energi kinetik uap menjadi putaran poros turbin. Proses perubahan itu terjadi pada sudu-sudu turbin. Sebagai perbandingan dengan mesin torak yang bekerja karena ekpansi energi panas gas atau uap di dalam silinder yang mendorong torak untuk bergerak bolak-balik. Pada dasarnya, prinsip kerja mesin torak dengan turbin uap adalah sama. Fluida gas dengan energi potensial yang besar berekspansi sehingga mempunyai energi kinetik tinggi yang akan medorong torak atau sudu, karena dorongan atau tumbukan tersebut, torak atau sudu kemudian bergerak. Proses tumbukan inilah yang dinamakan dengan Impuls.

Azas impuls dapat dijelaskan dengan metode sebagai berikut. Pada gambar 3. A adalah sebuah pelat yang ditumbuk dengan fluida gas berkecepatan Vs, dan laju massa m, karena pelat itu beroda sehingga bergerak dengan kecepatan Vb. Dari dua model di atas, dapat dilihat bahwa model sudu mempunyai daya yang lebih besar pada kecepatan dan laju massa fluida gas yang sama.

Maka dengan alasan tersebut, bentuk sudu dianggap yang paling efisien untuk diterapkan pada turbin uap atau jenis turbin lainnya seperi turbin gas dan air. Penerapan model sudu tersebut di atas pada turbin uap, penataannya kurang lebih seperti pada gambar 4, yaitu menata sudu sudut tersebut sebaris mengelilingi roda jalan atau poros turbin uap, sehingga terjadi keseimbangan gaya.

Perbedaan turbin impuls dan reaksi dari segi aliran

Model turbin impuls dalam sejarahnya sudah pernah dibuat oleh Branca (Gambar 5). Prinsip kerjanya adalah dengan menyemburkan uap berkecapatan tinggi melalui nosel ke sudu-sudu impuls pada roda jalan. Akibat adanya tumbukan antara semburan gas dengan sudu-sudu jalan turbin impuls, poros turbin menjadi berputar.

Berbeda dengan azas impuls, azas reaksi untuk sebagaian orang lebih sulit dipahami. Untuk menggambarkan azas reaksi bekerja pada gambar adalah model jet uap dari Newton.

Gambar 6. Mesin uap Newton gaya aksi reaksi

Semburan uap dari tabung mempunyai energi kinetik yang besar sehingga sepeda akan bergerak ke kiri. Dari hal tersebut dapat dipahami bahwa mesin tersebut bekerja dengan azas reaksi, yaitu semburan uap melakukan aksi sehingga timbul reaksi pada sepeda untuk begerak melawan aksi.

.

Ø  Klasifikasi Turbin Uap

Turbin uap (kukus) dapat ddiklasifikasikan ke dalam kategori yang berbeda yang tergantung pada kontruksinya, proses penurunan kalor, kondisi-kondisi awal dan akhir kukus dan pemakaiannya di bidang industi sebagai berikut :

Ø  Menurut jumlah tingkat tekanan :

1. Turbin satu tingkat dengan satu atau lebih tingkat kecepatan yang biasaya berkapasitas kecil, turbin ini kebanyakan dipakai untuk menggerakkan kompresor sentrifugal dan mesin-mesin lain yang serupa;
2. Turbin impuls dan reaksi nekatingkat ; turbin ini dibuat dalam jangka kapasitas yang luas mulai dari yang terkecil hingga yang besar.

Ø  Menurut arah aliran khusus:

1. Turbin aksial, yang kukusnya mengalir dalam arah yang sejajar terhadap sumbu turbin; tegak lurus terhadap sumbu turbin satu atau lebih tingkat kecepatan- rendah pada turbin itu dibuat  aksial;
2. Turbin radial, yang kukusnya mengalir dalam arah tegak lurus terhadap sumbu turbin;
3. Menurut jumlah silinder:
1. Turbin silinder-tunggal;
2. Turbin silinder-ganda;
3. Turbin tiga-silinder, dan
4. Turbin empat silinder;

Ø  Menurut metode pengaturan:

Ø  Turbin dengan pengatur pencekik (throttling);

Turbin yang kukus segarnya masuk melalui satu atau lebih (yang tergantung pada daya yang dihasilkan) katup pencekik yang dioperasikan serempak.

v  Turbin dengan pengatur nosel;

Turbin yang kukus segarnya masuk melalui dua atau lebih pengatur pembuka (opening regulator) yang berurutan

v  Turbin dengan pengatur langkah(by-pass governing).

Turbin yang kukus segarnya disamping dialirkan ke tingkat pertama langsung dialirkan ke tingkat dua, atau bahkan 3 ttingkat menengah turbin tersebut

v  Menurut prinsip aksi khusus:

1. Turbin impuls , yang energi potensial kukusnya diubah menjadi energi kinetik di dalam nosel atau laluan yang dibentuk oleh sudu-ari sudu diam yang berdekatan.

v  Turbin reaksi aksial yang ekspansi kukusnya di antara laluan sudu baik sudu pengarah maupun sudu-gerak tiap-tiap tingkat berlangsung hampir pada derajat yang sama;

1. Turbin reaksi radial tanpa sudu pengarah yang diam;
2. Turbin reaksi radial dengan sudu pengarah yang diam.

1. Menurut proses penurunan kalor:
1. Turbin kondensasi;

Untuk jenis turbin ini kukus pada tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer dialirkan ke kondensor. Selain itu kukus juga dicerat melalui tingkat-tingkat menengahnya untuk memanaskan air pengisian ketel, jumlah penceratan yang demikian itu biasanya 2-3 hingga sebanyak 8-9.

TURBIN KONDENSASI

ü  Turbin tekan lawan;

Kukus buang digunakan untuk keperluan industry dan pemanasan kedalam turbin ini juga ditambahkan. Turbin dengan kevakuman yang dihilangkan. Kukus kerja digunakan untuk pemanasan dan proses kerja.

ü  Turbin tumpang;

Jenis turbin tekanan lawan dengan perbedaaan kukus buang. Dipakai untuk turbin kondensasi tekanan menengah dan rendah, kebanyakan dipakai untuk membesarkan kapasitas pembangkitan pabrik dengan maksut untuk mendapatkan efisiensi yang lebih baik.

ü  Turbin tekanan rendah(back pressure turbine);

Turbin yang kukus buang dari mesin-mesin kukus,palu kukus, meesin tekan, dll dipakai sebagai keperluan pembangkitan tenaga listrik.

1. Turbin tekan-campuran. Dilengkapi dengan dua atau tiga tingkat tekanan, dengan suplai kukus buang ke tingkat-tingkat menengahnya.
2. Menurut kondisi-kondisi kukus pada  sisi masuk turbin:

Dalm hal ini yang dibedakan hanyalah berapa tekanan kukus yang masuk kedalam turbin, untuk cara kerja pada dasarnya adalah sama.

ü  Turbin tekanan rendah;

Turbin yang memakai kukus pada tekanan 1,2 – 2 atm.

ü  Turbin tekkanan  menengah;

Turbin yang memakai kukus pada tekanan sampai 40 atm.

ü  Turbin teanan tinggi;

Turbin yang memakai kukus pada tekanan diatas 40 atm

ü  Turbin tekanan sangat tinggi;

Turbin yang memakai kukus pada tekanan 170 atm atau lebih dari temperatur diatas 550 C atau lebih.

ü  Turbin tekanan super kritis.

Turbin yang memakai kukus pada tekanan 225 atm atau lebih.

ü  Menurut pemakaian dibidang industri:

1. Turbin stationer dengan kompresi;

Dengan kepesatan yang konstan yang dipakai terutama untuk menggerakkan alternator.

ü  Turbin stationer dengan kepesatan

Dengan kepesatan yang bervariasi yang dipakai untuk menggerakkan blower-turbo, pengedar udara (air circulator), pompa dll.

PENUTUP

v  Kesimpulan

Turbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin dihubungkan dengan yang digerakkan, yaitu generator atau peralatan mesin lainnya, menggunakan mekanisme transmisi roda gigi.

Turbin uap (kukus) secara umum diklasifikasikan kedalam tiga jenis impuls, dan gabungan (impuls-reaksi), yang tergantung pada cara perolehan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik semburan uap (kukus).

v  Saran

o   Untuk Pendidik

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangatlah pesat, oleh karena itu, sebagai seorang pendidik diharapkan untuk selalu update dengan ilmu pengetahuan dan teknologi di masa kini. Sehingga dalam memberikan pelajaran akan lebih mengena terhadap duniamasa kini.

o   Untuk Peserta Didik

Sumber bahan belajar tidaklah cukup di dalam kelas saja, harapannya makalah ini bisa dijadikan sebagai salah satu sumber belajar yang selanjutnya bnisa bermanfaat bagi kita semua.

o   Untuk Khalayak Umum

Belajar tidaklah hanya monoton di dalam kelas saja. Makalah ini ditulis dengan salah satu tujuan agar bisa dipakai oleh semua manusia termasuk di dalamnya yang belum mendapatkan kesempatan untuk mengenyam pendidikan di dalam kelas. Sehingga harapannya makalah ini juga dapat dimanfaatkan untuk menambah pengetahuan bagi semua orang.