Pratiwi, Ayu Putri (2018) Studi Eksperimental Pengaruh Silinder Pengganggu terhadap Performa Turbin Angin Tipe Savonius “Studi Kasus d/D = 1,0; Jarak S/D = 2,0; Reynolds Number (Re) = 9,7x104;14,5x104;17,8x104; dengan y/D = 0,0; 0,25; 0,5”. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
021114 40000 009-Undergraduate_These.pdf - Accepted Version Download (1MB) | Preview |
Abstract
Pada tahun 1995-2015 cadangan minyak bumi semakin berkurang dari 5,9 miliar barel menjadi 3.7 miliar barel. Konsumsi energi fossil yang tinggi dan tidak ada penemuan cadangan minyak bumi baru akan menyebabkan krisis cadangan minyak bumi dan batu bara. Sehingga dibutuhkan solusi energi alternatif untuk menekan angka penggunaan energi fossil. Salah satu energi alternatif yang cocok untuk Indonesia adalah energi angin. Energi angin dapat dikoversikan menjadi energi listrik dengan turbin angin dan generator, sehingga tidak ada polusi udara. Salah satu contoh turbin angin yang dapat digunkan pada kecepatan angin rendah adalah turbin angin Savonius. Turbin Savonius memiliki dua buah sudu yang disebut advancing blade dan returning blade. Saat angin bertiup akan memberikan gaya drag yang berbeda pada advancing blade dan returning blade. Perbedaan gaya drag akan menghasilkan torsi dan dapat dikonversikan menjadi daya. Disisi lain, turbin angin Savonius memiliki efisiensi paling rendah diantara turbin angin lainnya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan performa turbin angin Savonius dengan menempatkan silinder sirkular di depan returning blade.
Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen pada kondisi udara terbuka dengan angin dari sebuah axial fan yang diseragamkan dengan honeycomb. Turbin angin Savonius memiliki diameter (D) = 165,2 mm; tinggi (H) = 294,4 mm dan sebuah silinder sirkular dengan diameter 165,2 mm dan tinggi 500 mm. Variasi dilakukan pada Reynolds Number = 9,7x104;14,5x104;17,8x104 dan posisi silinder pengahalang dalam arah tegak lurus arah datang angin (y/D) sebesar 0; 0,25; 0,5 yang dihitung berdasarkan kecepatan freestream (U) dan panjang karakteristik turbin L=2D-b-2t (b adalah diameter shaft). Kecepatan angin diukur menggunakan anemometer, putaran turbin diukur dengan tachometer, torsi statis turbin diukur dengan torque meter, torsi dinamis turbin diukur dengan brake dynamometer dan daya turbin diperoleh dari hasil perkalian antara torsi dinamis turbin dengan putaran turbin.
Pada studi eksperimen ini menunjukan hasil bahwa penambahan silinder pengganggu dengan ukuran d/D = 1 dan S/D = 2,0 efektif meningkatkan performa dari turbin angin Savonius yang ditandai dengan kenaikan nilai putaran (n), Coefficient of Power (CoP), Coefficint of Moment (Cm), dan torsi statis (Ts) angin Savonius yang dibandingkan dengan turbin angin Savonius tidak diberi silinder pengganggu. Hal ini ditunjukan dengan peningkatan putaran terbesar diperoleh pada y/D = 0,5 untuk Reynolds Number = 17,8x104 sebesar 1,03 kali. Nilai coefficient of power terbesar diperoleh pada y/D = 0,5 untuk Reynolds Number 17,8x104 sebesar 1,17 kali. Nilai coefficient of moment terbesar diperoleh pada y/D = 0,5 untuk Reynolds Number 14,5x104 sebesar 1,13 kali. Nilai torsi statis minimum terbesar diperoleh pada y/D = 0,5 untuk Reynolds Number 17,8x104 sebesar 0,84 kali.
======================================================================================================
In 1995-2015 petroleum reserves decreased from 5.9 billion barrels to 3.7 billion barrels. High fossil energy consumption and no new petroleum reserves will cause a crisis of petroleum and coal reserves. So it takes alternative energy solutions to suppress the use of fossil energy. One of the alternative energy suitable for Indonesia is wind energy. Wind energy can be converted into electrical energy with wind turbines and generators, so there is no air pollution. One example of wind turbines that can be used at low wind speeds is the Savonius wind turbine. The Savonius turbine has two blades called advancing blade and returning blade. When the wind blows will give different drag force on advancing blade and returning blade. The drag force difference will produce torque and can be converted to power. On the other hand, Savonius wind turbine has the lowest efficiency among other wind turbines. The purpose of this study was to improve the performance of the Savonius wind turbine by placing the circular cylinder in front of the returning blade.
This research was conducted by experimental method on open air condition with wind from a uniformed fan axial with honeycomb. Savonius wind turbine has a diameter (D) = 165.2 mm; high (H) = 294.4 mm and a circular cylinder with a diameter of 165.2 mm and a height of 500 mm. Variations are performed on Reynolds Number = 9.7x104; 14.5x104; 17.8x104 and cylinder position of buffer in direction of perpendicular wind direction (y / D) 0; 0.25; 0.5 which is calculated based on freestream (U) velocity and turbine characteristic length L = 2D-b-2t (b is the shaft diameter). Wind speed is measured using an anemometer, turbine rotation measured by tachometer, static torque of turbine measured by torque meter, turbine dynamic torque measured by brake dynamometer and turbine power obtained from multiplication of turbine dynamic torque with turbine spin.
The result of this experiment study show that compared to the conventional Savonius wind turbine the addition of the disturbance cylinder with size d/D = 1 and S/D = 2.0 effectively improves the performance of the Savonius wind turbine. This is indicated by the increase in the value of rotation (n), Coefficient of Power (CoP), Coefficint of Moment (Cm), and static torque (Ts) Savonius wind compared to Savonius wind turbine that are not given the disturbance cylinder. The largest increase in rotation is obtained at y/D = 0.5 for Reynolds Number = 17.8x104 at 1.03 times. The highest coefficient of power value is obtained at y/D = 0.5 for Reynolds Number 17.8x104 at 1.17 times. The highest coefficient of moment value is obtained at y/D = 0.5 for Reynolds Number 14.5x104 at 1.13 times. The largest minimum static torque value is obtained at y/D = 0.5 for Reynolds Number 14.5x104 of 0.84 times.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 621.406 Pra s-1 2018 |
| Uncontrolled Keywords: | Savonius turbine, cylinder obstacle, coefficient of power, coefficient of moment, statc torque, rotation, reynolds number, comparison S/D, comparison y/D |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Ayu Putri Pratiwi |
| Date Deposited: | 27 Jul 2021 03:10 |
| Last Modified: | 27 Jul 2021 03:23 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/60384 |
Actions (login required)
 |
View Item |