Desain Dan Simulasi Numerik Turbin Pelton Dengan Kapasitas 0,031 M3/S Dan Head 50M

Agustien, Saktiawan Okto Bertha (2023) Desain Dan Simulasi Numerik Turbin Pelton Dengan Kapasitas 0,031 M3/S Dan Head 50M. Diploma thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 10211910010054-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (17MB) | Request a copy

Abstract

Isu energi sudah menjadi isu dunia internasional, tidak terkecuali di negara Indonesia. Di indonesia, mengalami kenaikan kebutuhan energi setiap tahunnya, sedangkan untuk ketersedian energi mengalami penurunan. Oleh sebab itu, energi terbarukan menjadi salah satu optional terbaik sehingga pemerintahan Indonesia membuat goals untuk membangun PLT berbasis energi terbarukan. Turbin pelton merupakan salah satu dari PLTMH yang sangat mungkin dikembangkan di daerah indonesia mengingat letak geografis indonesia memiliki banyak sekali wilayah pegunungan atau perbukitan. Pada Penilitian ini menggunakan kapasitas 0,031 m3/s dan head 50 m yang di referensi pada air terjun di pulau jawa. Penilitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tip speed ratio terhadap putaran turbin, sehingga dapat menentukan efisiensi optimal serta dimensi turbin pelton. Variasi tip speed ratio mulai dari 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, dan 1. Pada proyek akhir ini menggunakan metode pemodelan numerik melalui Computational Fluid Dynamic (CFD) menggunakan software Ansys Fluent dan hasil dari numerik akan di bandingkan dengan perhitungan sebagai validasi. Simulasi numerik ini menggunakan k–Epsilon RNG.
Geometri turbin pelton dirancang berdasarkan perhitungan sehingga menghasilkan diameter nozzle 36 mm, diameter mean runner 430 mm, panjang bucket 108 mm, lebar bucket 120 mm, kedalaman bucket 42 mm dan memiliki sudut bucket sebesar 165º. Dengan geometri tersebut, digunakan untuk validasi dengan perhitungan numerik. Efisiensi tertinggi terjadi pada range tip speed ratio 0,46 dengan torsi yang di hasilkan sebesar 201,315 Nm, daya 13,184 Kw, rpm 625,705 dan efisiensi 86,93%. Proyek akhir ini diharapkan dapat membantu untuk perancangan turbin pelton dalam menentukan efisiensi optimal dan desain geometri yang sesuai dengan kondisi yang ada.
========================================================================================================================

Energy issues have become an international issue, and Indonesia is no exception. In Indonesia, there is an increase in energy demand every year, while the availability of energy has decreased. Therefore, renewable energy is one of the best options so that the Indonesian government makes goals to build renewable energy-based power plants. Pelton turbine is one of the MHPs that is very likely to be developed in the Indonesian region considering the geographical location of Indonesia has a lot of mountainous or hilly areas. This research uses a capacity of 0.031 m3 / s and a head of 50 m which is referenced to a waterfall on the island of Java. This research aims to determine the effect of tip speed ratio on turbine rotation, so as to determine the optimal efficiency and dimensions of pelton turbines. The variation of tip speed ratio starts from 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1. In this final project using numerical modeling method through Computational Fluid Dynamic (CFD) using Ansys Fluent software and the numerical results will be compared with the calculation as validation. This numerical simulation uses k-Epsilon RNG.
Pelton turbine geometry is designed based on calculations resulting in a nozzle diameter of 36 mm, mean runner diameter of 430 mm, bucket length of 108 mm, bucket width of 120 mm, bucket depth of 42 mm and has a bucket angle of 165º. With this geometry, it is used for validation with numerical calculations. The highest efficiency occurs in the tip speed ratio range of 0.46 with a torque generated of 201.315 Nm, power 13.184 Kw, rpm 625.705 and efficiency 86.93%. This final project is expected to help the design of pelton turbines in determining the optimal efficiency and geometry design in accordance with existing conditions.

Item Type:	Thesis (Diploma)
Uncontrolled Keywords:	CFD, Pelton, PLTMH, Turbine, Turbin
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ266 Turbines. Turbomachines (General) T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ870 Hydraulic turbines.
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	Saktiawan Okto Bertha Agustien
Date Deposited:	04 Aug 2023 03:00
Last Modified:	04 Aug 2023 03:00
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103298

Actions (login required)

View Item