Unjuk kerja kincir air breastshot dengan kimiringan sudu 45 derajat - USD Repository

Gratis

0
0
78
4 months ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI UNJUK KERJA KINCIR AIR BREASTSHOT DENGAN KEMIRINGAN SUDU 45 DERAJAT TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Diajukanoleh : FABIANUS PRATOMO WADIATMOKO NIM : 075214008 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2012 i PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(2) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PERFORMANCE BREASTSHOT WATERWHEEL WITH A SLOPE OF 45 DEGREES BLADE FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of the Requirement To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Study Program By : FABIANUS PRATOMO WADIATMOKO NIM : 075214008 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2012 ii PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(3) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI iii PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(4) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI iv PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(5) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI v PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(6) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI vi PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(7) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI INTISARI Air merupakan sumber energi yang murah dan mudah didapat dan memiliki energy potensial ( ketika air jatuh ) dan energy kinetik ( pada saat air mengalir ). Tetapi dalam penggunaan sumber energi air masih jarang dan belum seluruhnya dimanfaatkan dengan baik. Sumber air banyak tersedia di alam sehingga dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan sehari-hari. Dalam penelitian ini peneliti membuat kincir air tipe breastshot dan dapat divariasikan sudunya. Jumlah sudu yang divariasikan berjumlah 8 buah sudu dan 16 buah sudu dengan tipe kincir yang sama. Peneliti membuat kincir air breastshot karena termasuk dalam pemanfaatan tenaga air teknologi yang sederhana sehingga di kalangan masyarakat kincir ini mudah untuk dibuat serta diciptakan. Adapun tujuan dari pembuatan kincir air breastshot ini adalah mengetahui nilai tegangan, kuat arus, daya dari kincir, beban yang diterima kincir dan putaran dari generator yang selanjutnya diolah sehingga didapat data-data yang mencangkup kincir air breastshot. Selanjutnya data tersebut dibuat grafik yang menunjukkan perlakuan dari kincir breastshot tersebut dengan demikian dapat dilihat kinerja kincir yang dibuat peneliti dan dapat digunakan dalam melakukan praktikum ataupun kegiatan dari kampus. Variasi yang digunakan pada kincir air breastshot ini adalah variasi head dan variasi jumlah sudu. Hasil penelitian menunjukkan kincir air breastshot dengan jumlah sudu 16 buah lebih baik dalam memanfaatkan energi air dibandingkan ketika menggunakan sudu 8 buah. Daya kincir maksimal 23,44 watt sedangkan nilai torsi 3,61 kg.m. Efisiensi tertinggi pada penelitian kincir air breastshot memakai jumlah sudu 16 buah dengan ketinggian 3 meter yaitu 1,69%. vii PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(8) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dan dapat menyelesaikan naskah dengan sebaik - baiknya. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Di dalam naskah Tugas Akhir ini penulis membahas mengenai perancangan, perhitungan ketinggian, perhitungan daya dan pembuatan kincir air dengan jenis breastshot. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang berupa dorongan, motivasi, doa, saran, materi sehingga dapat terselesaikannya Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak sebagai berikut : 1. Bapak Ir. PK. Purwadi,M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin. 2. Bapak RB. DwisenoWihadi, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. 3. Segenap staf pengajar dan karyawan Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis. viii PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(9) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4. Laboran (Martono DS, Intan Widanarko, Ag. Rony Windaryawan) yang telah membantu memberikan ijin dalam penggunaan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini. 5. Orang tua yang telah membimbing dan mendukung penelitian sehingga penelitian ini tidak kekurangan suatu apapun dan berkat beliau penelitian ini dapat berjalan dengan lancar. 6. Teman-teman satu kelompok : Richardus Dias B. J. N, Oktavianus Ardian N serta C.B. Krisna Sampurna yang telah berusaha hingga akhirnya penelitian ini dapat selesai dengan baik. 7. Teman – teman yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu serta Tabita Hermayani yang selalu memberikan semangat sehingga dapat mencapai akhir yang maksimal dalam Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Tugas Akhir ini, untuk itu kritik dan saran dari berbagai pihak sangat penulis harapkan sehingga penulis dapat menyempurnakan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Yogyakarta, 27 Januari 2012 Penulis ix PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(10) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i TITLE PAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii HALAMAN PERSETUJUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii HALAMAN PENGESAHAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA . . . . . . . . . . . . . . . . v HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI . . . . . . . . . . vi INTISARI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv BAB I. PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Perumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Tujuan Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4 Batasan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.5 Manfaat Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Dasar Teori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Rumus Perhitungan Kincir Air Overshot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 x PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(11) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB III. METODE PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.1 KomponenKincir Air Breastshot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.2 PrinsipKerjaAlat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3 VariasiKincir yang akanDiuji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4 Variabel yang akanDiukur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.5 MetodedanLangkahPengambilan Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.1 DataPenelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.2 PerhitunganData HasilPenelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.3 DataHasilPerhitungan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.4 Hasil Rata – rata Dan Grafik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 BAB V. PENUTUP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.2 Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 xi PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(12) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 4.1.1 Data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . 29 Tabel 4.1.2 Data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . 30 Tabel 4.1.3 Data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . 30 Tabel 4.1.4 Data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . 31 Tabel 4.1.5 Data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . 31 Tabel 4.1.6 Data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . 32 Tabel 4.1.7 Data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . 32 Tabel 4.1.8 Data penelitian2, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . 33 Tabel 4.1.9 Data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . 33 Tabel 4.1.10 Data penelitian1, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . 34 Tabel 4.1.11 Data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . 34 Tabel 4.1.12 Data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . 35 Tabel 4.1.13 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Tabel 4.1.14 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Tabel 4.1.15 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Tabel 4.1.16 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Tabel 4.1.17 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Tabel 4.1.18 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Tabel 4.1.19 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Tabel 4.1.20 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 xii PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(13) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Tabel 4.1.21 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Tabel 4.1.22 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Tabel 4.1.23 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Tabel 4.1.24 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Tabel 4.1.25 Hasil rata-rata data ketinggian air 3 meter dengan jumlah 8 sudu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Tabel 4.1.26 Hasil rata-rata data ketinggian air 4 meter dengan jumlah 8 sudu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Tabel 4.1.27 Hasil rata-rata data ketinggian air 3 meter dengan jumlah 16 sudu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Tabel 4.1.28 Hasil rata-rata data ketinggian air 4 meter dengan jumlah 16 sudu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Tabel 4.1.29 Hasil perhitungan beban. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 xiii PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(14) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kincir air breastshot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Gambar 2.2 Kincir Air Overshot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Gambar 2.3 Kincir Air Undershot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Gambar 2.4 Kincir Air Breastshot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Gambar 2.5 Kincir Air Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Gambar 2.7 Penampang sudu yang terkena air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Gambar 2.8 Torsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Gambar 3.1 Skema keseluruhan kincir air breastshot. . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Gambar 3.2 Kincir tampak samping kanan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Gambar 3.3 Kincir tampak samping kiri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Gambar 3.4 Skema alat pendukung pengukuran daya. . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Gambar 3.5 Skema susunan neraca pegas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Gambar 3.6 Pompa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Gambar 3.7 Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Gambar 3.8 Tachometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Gambar 3.9 Susunan Beban Lampu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Gambar 3.10 Neraca Beban. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Gambar 3.11 Multimeter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Gambar 4.1 Hubungan pengaruh head terhadap torsi. . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Gambar 4.2 Hubungan pengaruh jumlah sudu terhadap daya kincir. . . . . 52 Gambar 4.3 Hubungan pengaruh beban terhadap torsi. . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Gambar 4.4 Hubungan pengaruh beban terhadap putaran kincir. . . . . . . . . 54 xiv PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(15) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada masa sekarang ini ilmu pengetahuan dan teknologi semakin berkembang.Penelitian – penelitian tentang sumber daya energi banyak dilakukan untuk kebutuhan hidup manusia akan perkembangan zaman. Sumber daya energi yang diperoleh pada masa sekarang ini banyak terdapat di alam dan dalam pemanfaatannya belum sepenuhnya digunakan. Sebagian besar masyarakat masih menggunakan sumber energi berbangkit berbahan dasar fosil yakni batu bara, minyak bumi dan gas alam yang tersedia terbatas di alam dan tidak dapat diperbaharui. Sumber – sumber energi yang dapat digunakan dan tidak menganggu keseimbangan di alam, misalnya : energi air, energi angin, energi matahari yang terus dikembangkan sehingga dapat menghemat energi berbahan dasar fosil. Salah satu energi yang dapat dimanfaatkan secara meluas dan dengan biaya yang tidak terlalu mahal di negara kita adalah pemanfaatan potensi energi air. Potensi energi air banyak terdapat di sungai, selokan dan bahkan persawahan terutama digunakan sebagai penyedia energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air maupun mikro hidro. Jika pemanfaatan energi 1 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(16) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2 air ini dapat berkembang dan disosialisasikan secara benar maka pengetahuan masyarakatakan terbuka sehingga potensi energi air dapat mengurangi krisis listrik di negara kita. Dalam usaha pemanfaatan energi air ini kemudian dibuat suatu alat untuk mengubah energi potensial dari air menjadi gerak poros. Dari gerak poros akan menggerakkan dinamo atau generator yang akan menghasilkan energi listrik.Alat ini adalah kincir air yang termasuk dalam pemanfaatan energi tanpa menimbulkan kerugian disekitarnya.Karena dalam pengoprasiannya tanpa menggunakan bahan bakar yang dapat menyebabkan polusi ataupun merusak lingkungan kincir air juga dapat membantu meringankan pekerjaan, misalnya untuk penggilingan gandum, penggergajian kayu dan mesin tekstil. 1.2 Perumusan Masalah Pada masa sekarang ini kebutuhan suatu energi sangat diperlukan untuk kehidupan sehari – hari terutama dalam pemanfaatan energi listrik.Oleh karena itu dalam pembuatan kincir ini diharapkan kinerja kincir bisa seoptimal mungkin sehingga dapat memanfaatkan energi di alam dengan baik. Dalam penelitian energi air ini menggunakan kincir air tipe breastshot dengan kemiringan sudu 45°.Bentuk kemiringan sudu diharapkan dapat membuat kecepatan kincir air dan dapat memperoleh torsi sesuai yang telah direncanakan. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(17) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 1.3 3 Tujuan Penelitian Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian kincir ini adalah : 1. Membuat kincir air dengan model breastshot dengan kemiringan sudu 45° dan jumlah sudu 16 buah. 2. Mengetahui pengaruh head terhadap torsi untuk dua variasi jumlah sudu. 3. Mengetahui pengaruh jumlah sudu terhadap daya kinetik kincir. 4. Mengetahui pengaruh beban terhadap torsi untuk dua variasi jumlah sudu. 5. Mengetahui pengaruh beban terhadap putaran kincir dua variasi jumlah sudu. 6. Mengetahui efisiensi kincir air breastshot dengan dua variasi jumlah sudu. 1.4 Batasan Masalah Dalam perancangan ini akan dibuat suatu kincir air breastshot. Kincir ini diharapkan dapat menghasilkan daya listrik yang digerakkan oleh air dengan head tertentu. Adapun batasan masalah pada penelitian ini, sebagai berikut : a. Debit yang tersedia 39,9L s . b. Head yang tersedia 0,5 m. c. Dalam perhitungan gravitasi menggunakan 9,81m s . d. Jumlah sudu yang digunakan adalah delapan buah sudu dan 16 buah sudu dengan kemiringan 45°. e. Panjang lengan torsi yang digunakan adalah 25 cm = 0,25 m. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(18) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4 f. Beban lampu yang digunakan mempunyai tegangan 24 Volt dan memiliki daya 10 watt. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Manfaat bagi peneliti : Dapat mengetahui dan menambah pengetahuan serta refrensi mengenai kinerja kincir breastshot dengan memakai head tertentu sehingga didapat hasil yang maksimal dalam penelitian kincir breastshot. 2. Manfaat bagi Universitas Sanata Dharma : Dapat dijadikan sarana untuk praktikum bagi mahasiswa Teknik Mesin sehingga dapat menambah pengetahuan tentang proses serta cara kerja kincir air breastshot. 3. Manfaat bagi masyarakat : Masyarakat menjadi semakin mengerti tentang adanya kincir air yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(19) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan Penelitian mengenai kincir air breastshot ini sejauh sepengetahuan peneliti telah banyak dilakukan. Namun sebagian besar banyak yang telah dilakukan di luar negeri. Di Indonesia sendiri penelitian maupun pengaplikasian mengenai kincir air breastshot belum banyak dilakukan. Gambar 2.1 Kincir air breastshot ( Sumber: http://www.top-alternative-energy-sources.com/water-wheel-design.html ) Kincir air breastshot digunakan secara luas di Inggris dan Jerman selama abad ke dua puluh. Dalam rangka pengembangan kincir air breastshot untuk pembangkit listrik sebuah studi metode desain dan serangkaian model tes yang dilakukan di Universitas Queen di Belfast. Contoh perhitungan untuk kincir berdiameter 4 m dibuat untuk menjelaskan prinsip-prinsip desain. 5 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(20) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 6 Pengujian pada skala 1:4 dengan diameter 1 m memberikan efisiensi 78,5% sehingga kincir air breastshot menjadi sebuah konverter energi yang efisien. 2.2 Dasar Teori Pada umunya air merupakan sumber energi yang mudah didapat dan murah karena terdapat beberapa energi yang dihasilkan oleh air, diantaranya : energi kinetik yang ada pada saat air mengalir dan energi potensial yang ada pada saat air jatuh. Pemanfaatan energi air dapat menggunakan bermacam alat salah satunya adalah kincir air. Besarnya energi air yang dapat dihasilkan tergantung pada head dan debit. Dalam hal ini head adalah beda ketinggian dari permukaan air ( bak penampung ) dengan titik keluarnya air sedangkan debit adalah volume yang mengalir persatuan waktu. Kincir air merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa putaran poros sehingga kincir air mempunyai model atau cara penggunaan masing – masing. Ada beberapa tipe kincir air yaitu : 1. Kincir Air Overshot Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudu – sudu sisi bagian atas dan karena berat air maka roda kincir dapat berputar. Kincir air overshot merupakan kincir yang banyak digunakan dibandingkan jenis kincir lainnya. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(21) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 7 Gambar 2.2Kincir Air Overshot ( Sumber : http://www.semayangboy.co.cc/2010/05/pembangkit-listrik-tenagamikrohidro.html) Adapun keuntungan dan kerugian menggunakan kincir air overshot adalah: Keuntungan: a. Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85%. b. Tidak membutuhkan aliran yang deras. c. Konstruksi yang sederhana. d. Mudah dalam perawatan. e. Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir. Kerugian: a. Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air, sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak. b. Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi. c. Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan. d. Daya yang dihasilkan relatif kecil. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(22) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 8 2. Kincir Air Undershot Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak pada bagian bawah dari kincir air. Kincir air tipe undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head. Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut juga dengan ”Vitruvian”. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar kincir. Gambar 2.3 Kincir Air Undershot ( Sumber : http://www.semayangboy.co.cc/2010/05/pembangkit-listrik-tenagamikrohidro.html) Adapun keuntungan dan kerugian menggunakan kincir air undershot adalah: Keuntungan: a. Konstruksi lebih sederhana. b. Lebih ekonomis. c. Mudah untuk dipindahkan. Kerugian: PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(23) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 9 a. Efisiensi kecil. b. Daya yang dihasilkan relatif kecil. 3. Kincir Air Breastshot Kincir air breastshot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air. Kincir air jenis ini menperbaiki kinerja dari kincir air tipe undershot. Gambar 2.4 Kincir Air Breastshot ( Sumber : http://www.semayangboy.co.cc/2010/05/pembangkit-listrik-tenagamikrohidro.html) Adapun keuntungan dan kerugian menggunakan kincir air breastshot adalah: Keuntungan: a. Tipe ini lebih efisien dari tipe undershot. b. Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(24) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 10 c. Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar. Kerugian: a. Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot. b. Diperlukan dam pada arus aliran datar. c. Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot. 4. Kincir Air Tube Kincir air Tube merupakan kincir air yang kincirnya diletakkan secara horisontal dan sudu-sudunya miring terhadap garis vertikal dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada tipe overshot maupun tipe undershot. Karena arah gaya dari pancuran air menyamping maka energi yang diterima oleh kincir yaitu energi potensial dan kinetik. Gambar 2.5 Kincir Air Tube ( Sumber : http://www.semayangboy.co.cc/2010/05/pembangkit-listrik-tenagamikrohidro.html) Adapun keuntungan dan kerugian menggunakan kincir air tube adalah: Keuntungan: PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(25) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 11 a. Memiliki konstruksi yang lebih ringkas. b. Kecepatan putarnya lebih cepat. Kerugian: a. Tidak menghasilkan daya yang besar. b. Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti. Dalam penelitian pada tugas akhir ini dilakukan dengan menggunakan kincir air breastshot. Sumber dari kincir air breastshot menggunakan air yang dipompa ke dalam bak penampung sehingga terdapat pasokan air yang akan melalui pipa yang kemudian air tersebut dapat memutar kincir. 2.3 Rumus Perhitungan Kincir Air Breastshot 2.3.1 Debit air Debit air adalah jumlah volume air yang mengalir persatuan waktu, dapat diperoleh dengan persamaan : Q =vxA …………………………… Dengan : Q = debit ( m³ s ) v = kecepatan air ( m⁄s ) v = 2 x g x h1 g = percepatan gravitasi(9,81m s ) PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com ( 2.1 )

(26) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 12 h1 = ketinggian air dalam bakpenampung(0,5m) A = luas penampang pipa A =1 4 x π x D²( m² ) 2.3.2 …………………… ( 2.2 ) …………………………… ( 2.3 ) Daya air Daya total yang dimiliki air : P = ρ x g x Q xh2 Dengan : kg ρ = massa jenis air ( 1000 g = percepatan gravitasi ( 9,81m s ) m³ ) Q = debit ( m³ s ) h2 = ketinggian air dari bak penampung sampai air mengenai sudu kincir( 3 m dan 4 m ) 2.3.3 Perhitungan Daya Dorong Kincir Pada perhitungan daya dorong kincir ada beberapa faktor yang harus diperhatikan : a. Besarnya kecepatan putar kincir (rpm) b. Perhitungan luas dan volume frontal c. Gaya tangensial (gaya yang menyebabkan kincir berputar) PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(27) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 13 1. Kecepatan Putar Kincir Kecepatan putar kincir adalah jumlah putaran kincir dalam satu kali rotasi tiap satuan detik, dapat dihitung dengan rumus : n= (rpm) …………………………… ( 2.4 ) Dengan : v = kecepatan linier kincir (m⁄s ) D = diameter kincir air ( m ) 2. Perhitungan Luas Frontal Pada kincir air breastshot semua sudu terkena air oleh karena itu luas frontal yang dipakai dalam kincir air breastshot harus sesuai dengan keluaran air yang akan menabrak sudu kincir. Gambar 2.6 Penampang sudu yang terkena air PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(28) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 14 Dengan : θ = sudut antar sudu p = panjang sudu l = lebar sudu A1 = luas penampang sudu yang terkena air Volume air yang menabrak sudu kincir dapat dicari dengan rumus : V = p xl xt …………………………… ( 2.5 ) Dengan : 2.3.4 p = panjang sudu( m ) l = lebar sudu( m ) t = tinggi sudu ( m ) Torsi Torsi merupakan hasil perkalian vektor antara jarak sumbu putar dengan gaya yang bekerja pada titik yang mempunyai jarak dari sumbu pusat, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut: T =Fxr …………………………… ( 2.6 ) Dengan : T = torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros(kg.m) F = beban pada poros akibat puntiran (kg) r = jarak lengan torsi ke poros (0,25 meter) PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(29) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 15 Gambar 2.7 Torsi ( Sumber : http://www.yudaesa.com/index.php?mib=news.detail&id=20 ) 2.3.5 Daya Kincir Pada umumnyaperhitungan untuk menghitung daya pada gerak melingkar dapat dituliskan sebagai berikut: P( = T xω ) …………………………… ( 2.7 ) Dengan : T = torsi dinamis (kg.m) ω = kecepatan sudut (rad s ) ω = kecepatan sudut (rad s ) ω = . . ( rad s ) …………………………… Dengan : n = jumlah rotasi pada kincir (rpm) PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com ( 2.8 )

(30) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.3.6 16 Koefisien Daya (Cp) Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir ( Pkincir)dengan daya yang disediakan oleh air ( Pair ), sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut: C = x100% …………………………… ( 2.9 ) Dengan : Cp = koefisien daya (%) Pkincir = daya yang dihasilkan oleh kincir (watt) Pair = daya yang dihasilkan oleh air (watt) PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(31) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN Dalam perancangan kincir air breastshot terdapat berbagai macam komponen untuk pembuatannya seperti sudu, jari-jari kerangka kincir, plendes, roda rangka kincir, plat lingkaran samping, plat lingkaran dalam kincirdan poros. Diameter kincir air breastshot adalah 1 meter. 3.1 Komponen Kincir Air Breastshot Gambar 3.1 Skema keseluruhan kincir air breastshot 17 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(32) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 18 1. Bak Penampung Bak penampung terbuat dari kayu yang dirangkai sehingga membentuk sebuah bak dengan berbagai komponen sehingga bak tersebut tidak bocor dan kuat terhadap tekanan air. Volume bak penampung adalah 1m . 2. Tower Tower ini digunakan untuk menopang bak air yang akan digunakan sebagai sumber air ke kanal. Tower juga dapat disetting ketinggian untuk air sehingga debit air dapat diubah sesuai dengan kebutuhan saat penelitian. 3. Kolam Kolam ini dibuat untuk menampung air sehingga didalam proses menjalankan kincir air dapat berlangsung terus – menerus. Air yang tertampung dalam kolam akan dinaikkan ke atas dengan menggunakan pompa air dan akan kembali lagi ke kolam. 4. Kanal Air Kanal digunakan untuk jalan keluarnya air dari bak penenang sehingga air tersebut sampai kekincir dan dapat memutar kincir. Kanal ini dapat diubah sesuai dengan kebutuhan penelitian. 5. Dudukan Kanal PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(33) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 19 Dudukan ini digunakan untuk menopang pipa pada kincir air breastshot dan kanal datar pada kincir air breastshot dengan bahan plat profil L yang memiliki ukuran 4 x 4 cm. Dudukan ini dapat diset sesuai dengan kebutuhan yang akan dipakai. 6. Dudukan Kincir Dudukan pada kincir berguna untuk membantu kincir air agar dapat berdiri tegak. Didalam komponen dudukan terdapat bearing. Dudukan ini menggunakan plat dengan profil L dan dengan ukuran yang berbeda – beda. Tinggi dudukan kincir ini adalah 150 cm. 7. Kincir AirBreastshot Kincir air breastshot digunakan sebagai alat penelitian sehingga penelitian dapat berjalan sesuai yang telah direncanakan. Gambar 3.2 Kincir tampak samping kanan PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Gambar 3.3 Kincir tampak samping kiri

(34) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 20 8. Sudu Kincir Sudu kincir air breastshot dibuat dengan kemiringan 45° sehingga diharapkan sudu tersebut dapat terkena air secara efisien dan dapat menggerakkan kincir. Sudu ini dibuat dengan menggunakan plat tipis dengan ketebalan 2 mm. 9. Plat Lingkaran Samping Plat ini digunakan sebagai penutup samping agar air dapat tertampung sehingga saat air menabrak / mendorong sudu kincir tenaga dari air tersebut dapat sepenuhnya digunakan sebagai energi. 10. Roda Kerangka Kincir Roda kerangka kincir berguna untuk membentuk suatu kincir agar dapat melingkar sesuai dengan kincir pada umumnya. Dengan roda tersebut maka kincir dapat berputar secara efisien dan teratur. Pembuatan roda ini dengan cara di rol sehingga didapat ukuran yang sesuai dengan diameter pipa besi 20mm. 11. Jari – jari Kincir Jari – jari pada kincir air breastshot berguna untuk penahan beban antara kincir dengan poros. Dengan adanya jari – jari ini maka kincir dapat berdiri tegak dan kokoh. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(35) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 21 12. Plat Lingkaran dalam Kincir Plat ini berbentuk melingkar datar digunakan untuk menutupi kincir air bagian bawah sudu supaya air yang menabrak sudu tidak terbuang langsung. 13. Plendes Plendes mempunyai fungsi untuk penguat atau penahan agar hubungan antara poros dengan jari – jari kincir dapat kuat dan juga sebagai sarana penghubung sehingga jari – jari dapat menopang kincir air. 14. Pulley Pulley yang digunakan pada kincir air breastshot mempunyai tipe B dan memiliki D2 = 22 inch sedangkan untuk pulley pada generator menggunakan D1 = 8 inch. 15. Poros Kincir Poros pada kincir air digunakan untuk menopang seluruh komponen yang ada pada kincir dan untuk meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Poros ini adalah bagian paling penting selain menopang beban kincir juga digunakan untuk memutar kincir dan kemudian ditransmisikan untuk menjadi sebuah energi. Poros menggunakan pipa pejal dengan panjang 45 cm dan diameter 4,5 cm memiliki 1 tingkat yaitu turun menjadi 4 cm. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(36) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 22 16. Bearing atau Bantalan Poros Bearing digunakan untuk menahan poros berbeban, beban tersebut dapat berupa beban aksial atau beban radial. Ukuran diameter bearing yang dipakai dalam poros kincir air ini adalah 4.5 cm. Gambar 3.4 Skema alat pendukung pengukuran daya Gambar 3.5 Skema susunan neraca pegas PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(37) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 23 17. Pompa Alat atau mesin untuk memindahkan atau menaikkan fluida dengancara mengisap fluida tersebut. Dalam penelitian ini pompa digunakan untuk menaikkan air ke bak penenang / bak penampung. Gambar 3.6 Pompa 18. Generator Untuk mengubah energi putaran poros menjadi energi listrik yang nantinya akan dihubungkan dengan beban lampu. Gambar 3.7 Generator PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(38) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 24 19. Tachometer Tachometer adalah suatu piranti yang memberikan output yang proporsional terhadap kecepatan putar (kecepatan sudut). Pada penelitian ini tachometer digunakan untuk mengetahui kecepatan putaran kincir air. Gambar 3.8 Tachometer 20. Susunan beban dengan lampu Rangkaian lampu ini disusun secara berurutan berfungsi untuk memberikan variasi beban dalam menguji kincir air. Gambar 3.9 Susunan Beban Lampu PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(39) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 25 21. Neraca Beban Neraca pegas digunakan untuk mengukur beban pengimbang torsi dinamis. Gambar 3.10 Neraca Beban 22. Multimeter Untuk mengukur tegangan dah kuat arus yang dihasilkan generator. Gambar 3.11Multimeter PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(40) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3.2 26 Prinsip Kerja Alat Pada dasarnya prinsip kerja kincir air breastshot hampir sama dengan kincir air undershot dan overshot. Jarak tinggi jatuhnya tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air. Kincir air breastshot ini bekerja bila terdapat energi potensial yang berupa airyang mengalir dan mengenai sudu kincir. Putaran dari kincir akan ditransmisikan ke generator sehingga kincir tersebut siap untuk diambil datanya. Saat kincir mulai berputar maka akan ada nilai putaran kincir, daya generator dan beban yang dihasilkan oleh putaran kincir tersebut. Uji coba kincir air breastshot dengan variasi sudu dan ketinggian air diharapkan dapat seoptimal mungkin didapat hasil yang maksimal. 3.3 Variasi Kincir yang akan Diuji a. Variasi head( h2 ) 3 meter dan 4 meter. b. Jumlah sudu pada kincir 8 buah dan 16 buah. 3.4 Variabel yang akanDiukur a. Tegangan ( V ) yang dihasilkan generator. b. Kuat arus ( I ) yang dihasilkan generator. c. Putaran generator( n ). d. Gaya penyeimbang torsi ( F ). PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(41) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3.5 27 Metode dan Langkah Pengambilan Data 1. Memasang neraca pegas pada tempat yang sudah disiapkan. 2. Merangkai beban lampu dengan generator dan voltmeter. 3. Merangkaian lampu dan dalam posisi saklar off terlebih dahulu, pengujian dilakukan hingga beberapa variasi beban lampu. 4. Jika semua telah siap kemudian menyalakan pompa. 5. Bila ketinggian air pada bak penenang sudah sesuai dengan yang diinginkan kemudianpengukuran dapat dilakukan dengan membaca display yang tertera pada alat pengukur kecepatan air. 6. Mengukur putaran kincir dengan tachometer . 7. Melihat besarnya massa pengimbang yang terukur pada neraca pegas kemudian dicatat. 8. Mengukur daya yang dihasilkan generator dengan memvariasikan beban lampu pada kondisi tanpa beban sampai dengan lampu tidak ada yang menyala bersamaan dengan mengukur tegangan yang dihasilkan. 9. Pengambilan data dilakukan sampai dihasilkan data yang sesuai. 10. Hasil dari penelitian kemudian dicatat. 11. Kemudian mengulang langkah 6 sampai dengan langkah 10 dengan variasi penelitian yang telah ditentukan. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(42) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Setelah air dalam bak penenang penuh, buka tutup keluaran Kemudian ukur putaran generator memakai tachometer Amati nilai massa yang ada pada neraca pegas Ukur daya memakai multimeter dan variasikan beban lampu Catat hasil dari data-data yang didapat PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 28

(43) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 1.1 Data Penelitian Dalam penelitian kincir air breastshot ini didapat beberapa data dengan variasi sudu dan head ( h2). 1.1.1 Data penelitian kincir air breastshot dengan jumlah 8 sudu terhadap ketinggian air 3 meter dan 4 meter Tabel 4.1.1 Data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tegangan (V) 28,1 20,5 15,7 12,2 9,8 8,2 6,6 5,7 4,8 4,1 3,6 Kuat arus (I) 0 2 3,6 4,9 5,9 6,6 7 7,5 7,8 8 8,2 Beban (kg) 0 1 2 2,75 3,25 3,5 3,75 4 4 4,25 4,25 Putaran generator (rpm) 252,1 218,4 196 181,3 169,8 162,2 157 151,8 147,7 145,4 142,6 29 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(44) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 30 Tabel 4.1.2 Data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tegangan (V) 28,2 20,5 16 12,5 10,1 8,3 7 5,8 4,8 4,3 3,5 Kuat arus (I) 0 2 3,6 5 5,9 6,6 7,2 7,6 7,9 8,1 8,3 Beban (kg) 0 1,25 2 2,75 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,5 Putaran generator (rpm) 253,3 219,3 199,3 184,5 173,5 166,8 159,3 155,5 152,4 149,4 144,5 Tabel 4.1.3 Data penelitian3, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tegangan (V) 28,2 20,9 15,9 12,8 10,3 8,6 7 5,9 5,2 4,5 4 Kuat arus (I) 0 2 3,7 5 6 6,7 7,3 7,7 8 8,2 8,4 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Beban (kg) 0 1 2 2,75 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,25 4,5 Putaran generator (rpm) 253,1 222 209,6 187,5 179 171,7 164 160,2 156,9 152,4 151,7

(45) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 31 Tabel 4.1.4Data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 31,6 23,6 18,2 14,7 11,9 9,9 8,4 7,1 6,2 5,5 4,8 4,5 Kuat arus (I) 0 2,0 4,0 5,5 6,6 7,4 8,0 8,5 8,9 9,2 9,5 9,8 Beban (kg) 0,6 1 2,5 3,25 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5 5,25 5,25 Putaran generator (rpm) 283,2 248,6 225,6 211,1 200,2 191,8 186,7 181,4 175,6 173,2 171,9 169,8 Tabel 4.1.5 Data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 31,3 23,3 17,8 14,4 11,5 9,7 8,2 6,9 5,9 5,3 4,7 4,4 Kuat arus (I) 0 2,1 4 5,4 6,5 7,3 7,9 8,4 8,8 9,1 9,3 9,4 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Beban (kg) 0,6 1 2,25 3 3,5 3,75 4,25 4,5 4,5 5 5,25 5,25 Putaran generator (rpm) 283,6 246,9 225,8 211,1 207,7 192,7 187 181,8 175,4 172,9 170,1 168,9

(46) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 32 Tabel 4.1.6 Data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 1.1.2 Tegangan (V) 31,4 23,2 17,9 14,2 11,6 9,5 7,8 6,9 5,8 5 4,4 4,3 Kuat arus (I) 0 2,1 4 5,4 6,4 7,2 8 8,3 8,6 9,1 9,3 9,3 Beban (kg) 0,6 1 2 2,75 3,25 3,75 4 4,25 4,5 5 5 5,25 Putaran generator (rpm) 282,1 246 222,4 205,4 195,9 186,5 180,9 176,5 172,3 169,5 166,9 166,1 Data penelitian kincir air breastshot dengan jumlah 16 sudu terhadap ketinggian air 3 meter dan 4 meter Tabel 4.1.7Data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 27,6 20,6 15,9 12,6 10,3 8,3 6,8 5,8 4,8 4,1 3,6 3,4 Kuat arus (I) 0 2,5 4,3 5 6,1 7 7,6 8 8,4 8,6 8,9 9 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Beban (kg) 0 1 2 3 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,5 4,6 4,75 Putaran generator (rpm) 259,6 225,5 207 194 184,8 177,3 171,6 167 162,9 160 157,2 156,5

(47) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 33 Tabel 4.1.8 Data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 27,5 20,4 15,6 12,4 10,1 8,4 6,7 5,5 4,8 4,2 3,5 3,3 Kuat arus (I) 0 2,5 4,3 5,1 6,2 7 7,5 7,9 8,3 8,5 8,6 8,8 Beban (kg) 0 1 2 3 3,25 3,5 4 4 4,25 4,4 4,5 4,5 Putaran generator (rpm) 250,5 223,5 206,1 192,9 184,8 179,3 170,8 166,9 162,7 161,1 157,1 156 Tabel 4.1.9 Data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 27,5 20,6 16 12,8 10,3 8,6 7,2 6 5,2 4,4 4 3,7 Kuat arus (I) 0 2,5 4,2 4,5 5,1 6,1 7,8 8,1 8,5 8,9 9 9,1 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Beban (kg) 0 1 2,1 3 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,5 4,75 4,75 Putaran generator (rpm) 250,3 225,3 209,7 198,2 191,4 184,2 179,9 174,8 172,3 169,6 168,8 168

(48) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 34 Tabel 4.1.10Data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 32,4 23,8 18,4 14,4 11,5 9,5 7,7 6,4 5,4 4,5 4 3,8 Kuat Arus (I) 0 2,6 4,6 5,6 6,6 7,5 8 8,4 8,8 9 9,2 9,4 Beban (kg) 0,55 1,25 2,25 3 3,5 4 4,25 4,5 4,5 4,75 4,75 4,75 Putaran generator (rpm) 295 254,8 233,7 221,4 203,2 196,2 190,1 186,4 181,3 177,8 175,2 173,9 Tabel 4.1.11 Data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Tegangan (V) 32,1 24,2 19 15,5 12,3 10,4 8,5 7,1 6,3 5,3 4,9 4,4 Kuat arus (I) 0 2,6 4,6 5,6 6,8 7,6 8,4 8,8 9,1 9,5 9,8 10,2 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Beban (kg) 0 1,25 2,5 3 3,75 4 4,5 4,5 4,75 5 5,25 5,25 Putaran generator (rpm) 292,6 255,7 233,6 219,2 209,6 201,7 193,1 189,9 185,6 180,1 173,8 173,2

(49) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 35 Tabel 4.1.12 Data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu Lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 4.2. Tegangan (V) 32,3 24,2 19,2 15,5 12,6 10,6 8,8 7,6 6,4 5,6 4,9 4,7 Kuat arus (I) 0 2,6 4,6 5,8 7 8 8,7 9,2 9,6 9,8 10,2 10,4 Beban (kg) 0 1 2,5 3,1 3,75 4 4,25 4,5 5 5 5,1 5,1 Putaran generator (rpm) 288 260,3 238,3 235,6 217,6 210 204,1 199,3 194,9 192 188,1 186,7 Perhitungan Data Hasil Penelitian Dari data penelitian diatas kemudian mencari nilai torsi, daya generator, putaran kincir, daya kincir dan efisiensi kincir. 4.2.1 Perhitungan Debit Debit diperoleh dari perhitungan ketinggian air ( h1 ) dari bak penampung( 0,5 m ) sampai dengan pipa keluaran ( 5 inch = 0,127 m ): Q =vxA Jadi : v = 2 x g x h1 v = 2 x 9,81 m v = 3,13m⁄s s² x 0,5 m PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(50) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 36 A = 1 4 x π x D² A = 1 4 x 3,14 x (0,127 m)² A = 0,01256 m² Q =vxA Q = 3,13m⁄s x 0,01256 m² Q = 0,0393m³ s 39,3 L s 4.2.2 Perhitungan Torsi Generator Berikut adalah contoh cara perhitungan torsi : Perhitungan torsi kincir air breastshot percobaan 1, jumlah 8 sudu dengan ketinggian 3 meter. a. Tanpa beban : T =Fxr T = 0,6 kg x 0,25 m T = 0,15 kg.m b. Beban 2 lampu : T =Fxr T = 1 kg x 0,25 m T = 0,25 kg.m PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(51) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 37 4.2.3 Perhitungan Daya Generator Berikut adalah contoh cara perhitungan daya generator : Perhitungan torsi kincir air breastshot percobaan 1, jumlah 8 sudu dengan ketinggian 3 meter. a. Tanpa beban : P =VxI P = 28,1 V x 0 A P = 0 watt b. Beban 2 lampu : P =VxI P = 20,5 V x 2 A P = 41 watt 4.2.4 Perhitungan Putaran Kincir Berikut adalah contoh cara perhitungan putaran kincir : Perhitungan putaran kincir air breastshot percobaan 1, jumlah 8 sudu dengan ketinggian 3 meter. Dalam perhitungan putaran kincir menggunakan perbandingan, dimana pulley 1 = 8 inch dan pulley 2 = 22 inch. a. Tanpa beban : " n( ) = n( ) = n( ) = 91,67 rpm " " " x n( ) x 252,1 rpm PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(52) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 38 b. Beban 2 lampu : " n( ) = n( ) = n( ) = 79,42 rpm " " " x n( ) x 218,4 rpm 4.2.5 Perhitungan Daya Kinetik Generator Dalam penelitian kincir air breastshot ini daya kinetik generator sama dengan daya kinetik kincir karena diasumsikan tidak adanya rugi – rugi. Berikut adalah contoh cara perhitungan daya kincir : Perhitungan torsi kincir air breastshot percobaan 1, jumlah 8 sudu dengan ketinggian 3 meter. )= P( T( ) x ω( ) a. Tanpa beban : P =Txω Dengan: ω= ω= ( ) , = 29.64rad s Jadi : P = T x ω = 0,15 (kg.m) x 29,64 rad s = 4,45 watt PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(53) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 39 b. Beban 2 lampu : P=Txω ( Dengan ω = ) , ω= = 26,02rad s Jadi : P = T x ω = 0,25 (kg.m) x 26,02 rad s = 6,51 watt 4.2.6 Perhitungan Torsi Kincir Dalam perhitungan torsi kincir daya yang digunakan adalah daya kinetik generator sama seperti asumsi 4.2.4. Berikut adalah perhitungan torsi kincir pada data penelitian 1 dengan 8 buah sudu : )= P( T( ) T( ( = a. Tanpa beban : T= ω= ( ) , x ω( ) ( Dengan ω = ) = 10,78rad s PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com ) )

(54) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 40 Jadi : T = , = ( ) = 0,41 kg.m b. Beban 2 lampu : T= ( Dengan ω = , ω= ) = 9,46rad s Jadi : T = = , ( ) , = 0,69 kg.m 4.2.7 Perhitungan Daya Air Pada perhitungan daya air, debit yang tersedia tetap ( 39,3L s = 0,0393 m³ s ) sedangkan head ( h2 )yang digunakan adalah 3 meter dan 4 meter. a. Daya air pada saat ketinggian 3 meter : P(air) = ρ x g x Q xh2 = 1000 kg m³ x 9,81m s x 0,0393 m³ s x 3 m = 1156,6 watt PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(55) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI b. Daya air pada saat ketinggian 4 meter : P(air) = ρ x g x Q xh2 = 1000 kg m³ x 9,81m s x 0,0393 m³ s x 4 m = 1542,1watt 4.2.8 Perhitungan Efisiensi Kincir Air Breastshot Pada perhitungan efisiensi kincir air breastshot variasi 8 buah sudu dengan ketinggian 3 meter dapat dicari dengan : C = x100% a. Tanpa beban : C = = x100% , x100% , = 0,29% b. Beban 2 lampu : x100% C = = , , x100% =0,54% PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 41

(56) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4.3 Data Hasil Perhitungan 4.3.1 Data hasil perhitungan kincir air breastshot dengan jumlah 8 sudu 42 terhadap ketinggian air 3 meter dan 4 meter Tabel 4.1.13 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu Torsi generator Daya generator Putaran kincir Daya kincir Torsi kincir (kg.m) (watt) (rpm) (watt) (kg.m) 0,13 0 91,67 3,30 0,34 0,25 41 79,42 5,71 0,69 0,50 56,52 71,27 10,26 1,38 0,69 59,78 65,93 13,05 1,89 0,81 57,82 61,75 14,44 2,23 0,88 54,12 58,98 14,85 2,41 0,94 46,2 57,09 15,41 2,58 1,00 42,75 55,20 15,89 2,75 1,00 37,44 53,71 15,46 2,75 1,06 32,8 52,87 16,17 2,92 1,06 29,52 51,85 15,86 2,92 Tabel 4.1.14 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu Torsi generator (kg.m) 0,13 0,31 0,50 0,69 0,81 0,88 0,94 1,00 1,06 1,13 1,13 Daya generator (watt) 0 41 57,6 62,5 59,59 54,78 50,4 44,08 37,92 34,83 29,05 Putaran kincir (rpm) 92,11 79,75 72,47 67,09 63,09 60,65 57,93 56,55 55,42 54,33 52,55 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 3,31 7,17 10,43 13,28 14,75 15,28 15,63 16,28 16,95 17,59 17,01 Torsi kincir (kg.m) 0,34 0,86 1,38 1,89 2,23 2,41 2,58 2,75 2,92 3,09 3,09

(57) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 43 Tabel 4.1.15 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 8 sudu Torsi generator (kg.m) 0,13 0,25 0,50 0,69 0,81 0,88 0,94 1,00 1,06 1,06 1,13 Daya generator (watt) 0 41,8 58,83 64 61,8 57,62 51,1 45,43 41,6 36,9 33,6 Putaran kincir (rpm) 92,04 80,73 76,22 68,18 65,09 62,44 59,64 58,25 57,05 55,42 55,16 Daya kincir (watt) 3,31 5,81 10,97 13,49 15,22 15,72 16,09 16,77 17,45 16,95 17,86 Torsi kincir (kg.m) 0,34 0,69 1,38 1,89 2,23 2,41 2,58 2,75 2,92 2,92 3,09 Tabel 4.1.16 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 8sudu Torsi generator (kg.m) 0,15 0,25 0,63 0,81 0,94 1,00 1,06 1,13 1,19 1,25 1,31 1,31 Daya generator (watt) 0 47,2 72,8 80,85 78,54 73,26 67,2 60,35 55,18 50,6 45,6 44,1 Putaran kincir (rpm) 102,98 90,40 82,04 76,76 72,80 69,75 67,89 65,96 63,85 62,98 62,51 61,75 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 4,45 6,51 14,76 17,95 19,64 20,08 20,76 21,36 21,83 22,66 23,61 23,33 Torsi kincir (kg.m) 0,41 0,69 1,72 2,23 2,58 2,75 2,92 3,09 3,27 3,44 3,61 3,61

(58) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 44 Tabel 4.1.17 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu Torsi generator (kg.m) 0,15 0,25 0,56 0,75 0,88 0,94 1,06 1,13 1,13 1,25 1,31 1,31 Daya generator (watt) 0 48,93 71,2 77,76 74,75 70,81 64,78 57,96 51,92 48,23 43,71 41,36 Putaran kincir (rpm) 103,13 89,78 82,11 76,76 75,53 70,07 68,00 66,11 63,78 62,87 61,85 61,42 Daya kincir (watt) 4,45 6,46 13,29 16,57 19,02 18,91 20,80 21,41 20,65 22,62 23,37 23,20 Torsi kincir (kg.m) 0,41 0,69 1,55 2,06 2,41 2,58 2,92 3,09 3,09 3,44 3,61 3,61 Tabel 4.1.18 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 8 sudu Torsi generator (kg.m) 0,15 0,25 0,50 0,69 0,81 0,94 1,00 1,06 1,13 1,25 1,25 1,31 Daya generator (watt) 0 48,72 71,6 76,68 74,24 68,4 62,4 57,27 49,88 45,5 40,92 39,99 Putaran kincir (rpm) 102,58 89,45 80,87 74,69 71,24 67,82 65,78 64,18 62,65 61,64 60,69 60,40 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 4,43 6,44 11,64 14,78 16,66 18,30 18,93 19,63 20,29 22,18 21,84 22,82 Torsi kincir (kg.m) 0,41 0,69 1,38 1,89 2,23 2,58 2,75 2,92 3,09 3,44 3,44 3,61

(59) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 45 4.3.2 Data hasil perhitungan kincir air breastshot dengan jumlah 16 sudu terhadap ketinggian air 3 meter dan 4 meter Tabel 4.1.19 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu Torsi generator Daya generator Putaran kincir Daya kincir Torsi kincir (kg.m) (watt) (rpm) (watt) (kg.m) 0,13 0,00 94,40 3,40 0,34 0,25 51,50 82,00 5,90 0,69 0,50 68,37 75,27 10,83 1,38 0,75 63,00 70,55 15,23 2,06 0,88 62,83 67,20 16,92 2,41 0,94 58,10 64,47 17,40 2,58 1,00 51,68 62,40 17,96 2,75 1,06 46,40 60,73 18,57 2,92 1,13 40,32 59,24 19,18 3,09 1,13 35,26 58,18 18,84 3,09 1,15 32,04 57,16 18,92 3,16 1,19 30,60 56,91 19,45 3,27 Tabel 4.1.20 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu Daya generator Torsi (watt) generator(kg.m) 0,13 0,00 0,25 51,00 0,50 67,08 0,75 63,24 0,81 62,62 0,88 58,80 1,00 50,25 1,00 43,45 1,06 39,84 1,10 35,70 1,13 30,10 1,13 29,04 Putaran kincir (rpm) 91,09 81,27 74,95 70,15 67,20 65,20 62,11 60,69 59,16 58,58 57,13 56,73 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 3,28 5,85 10,79 15,14 15,72 16,42 17,88 17,47 18,09 18,55 18,50 18,37 Torsi kincir (kg.m) 0,34 0,69 1,38 2,06 2,23 2,41 2,75 2,75 2,92 3,03 3,09 3,09

(60) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 46 Tabel 4.1.21 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 3 meter variasi 16 sudu Torsi generator Daya generator (kg.m) (watt) 0,13 0,00 0,25 51,50 0,53 67,20 0,75 57,60 0,88 52,53 0,94 52,46 1,00 56,16 1,06 48,60 1,13 44,20 1,13 39,16 1,19 36,00 1,19 33,67 Putaran kincir (rpm) 91,02 81,93 76,25 72,07 69,60 66,98 65,42 63,56 62,65 61,67 61,38 61,09 Daya kincir (watt) 3,27 5,90 11,52 15,56 17,53 18,07 18,83 19,44 20,29 19,97 20,98 20,88 Torsi kincir (kg.m) 0,34 0,69 1,44 2,06 2,41 2,58 2,75 2,92 3,09 3,09 3,27 3,27 Tabel 4.1.22 Hasil perhitungan data penelitian 1, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu Torsi generator Daya generator (kg.m) (watt) 0,14 0,00 0,31 61,88 0,56 84,64 0,75 80,64 0,88 75,90 1,00 71,25 1,06 61,60 1,13 53,76 1,13 47,52 1,19 40,50 1,19 36,80 1,19 35,72 Putaran kincir (rpm) 107,27 92,65 84,98 80,51 73,89 71,35 69,13 67,78 65,93 64,65 63,71 63,24 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 4,25 8,33 13,76 17,38 18,61 20,54 21,14 21,95 21,35 22,10 21,78 21,61 Torsi kincir (kg.m) 0,38 0,86 1,55 2,06 2,41 2,75 2,92 3,09 3,09 3,27 3,27 3,27

(61) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 47 Tabel 4.1.23 Hasil perhitungan data penelitian 2, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu Torsi generator (kg.m) 0,14 0,31 0,63 0,75 0,94 1,00 1,13 1,13 1,19 1,25 1,31 1,31 Daya generator (watt) 0,00 62,92 87,40 86,80 83,64 79,04 71,40 62,48 57,33 50,35 48,02 44,88 Putaran kincir (rpm) 106,40 92,98 84,95 79,71 76,22 73,35 70,22 69,05 67,49 65,49 63,20 62,98 Daya kincir (watt) 4,21 8,36 15,28 17,21 20,57 21,11 22,74 22,36 23,07 23,56 23,88 23,79 Torsi kincir (kg.m) 0,38 0,86 1,72 2,06 2,58 2,75 3,09 3,09 3,27 3,44 3,61 3,61 Tabel 4.1.24 Hasil perhitungan data penelitian 3, ketinggian air 4 meter variasi 16 sudu Torsi generator (kg.m) 0,14 0,25 0,63 0,78 0,94 1,00 1,06 1,13 1,25 1,25 1,28 1,28 Daya generator (watt) 0,00 62,92 88,32 89,90 88,20 84,80 76,56 69,92 61,44 54,88 49,98 48,88 Putaran kincir (rpm) 104,73 94,65 86,65 85,67 79,13 76,36 74,22 72,47 70,87 69,82 68,40 67,89 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 4,14 6,81 15,59 19,11 21,35 21,98 22,70 23,47 25,50 25,12 25,10 24,92 Torsi kincir (kg.m) 0,38 0,69 1,72 2,13 2,58 2,75 2,92 3,09 3,44 3,44 3,51 3,51

(62) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4.4 48 Hasil Rata – rata dan Grafik Dari hasil perhitungan di atas didapat rata-rata dari masing-masing penelitian kincir air breastshot 8 sudu dan 16 sudu dengan ketinggian air 3 meter dan 4 meter. Setelah di rata-rata kemudian dibuatlah grafik yang menjelaskan hubungan antara : a. Pengaruh head( h2 ) terhadap torsi. b. Pengaruh jumlah sudu terhadap daya kincir. c. Pengaruh beban terhadap torsi. d. Pengaruh beban terhadap daya kincir. 4.4.1 Data hasil rata-rata kincir air breastshot dengan jumlah 8 sudu Tabel 4.1.25 Hasil rata-rata data ketinggian air 3 meterdengan jumlah 8 sudu Torsi generator Daya generator (kg.m) (watt) 0,13 0,00 0,27 41,27 0,50 57,65 0,69 62,09 0,81 59,74 0,88 55,51 0,94 49,23 1,00 44,09 1,04 38,99 1,08 34,84 1,10 30,72 Putaran kincir (rpm) 91,94 79,96 73,32 67,07 63,31 60,69 58,22 56,67 55,39 54,21 53,19 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 3,31 6,23 10,55 13,27 14,81 15,29 15,71 16,31 16,62 16,90 16,91 Torsi kincir Efisiensi (kg.m) (%) 0,34 0,29 0,74 0,54 1,38 0,91 1,89 1,15 2,23 1,28 2,41 1,32 2,58 1,36 2,75 1,41 2,86 1,44 2,98 1,46 3,04 1,46

(63) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 49 Tabel 4.1.26 Hasil rata-rata data ketinggian air 4 meter dengan jumlah 8 sudu Torsi generator Daya generator (kg.m) (watt) 0,15 0,00 0,25 48,28 0,56 71,87 0,75 78,43 0,88 75,84 0,96 70,82 1,04 64,79 1,10 58,53 1,15 52,33 1,25 48,11 1,29 43,41 1,31 41,82 4.4.2 Putaran kincir (rpm) 102,90 89,88 81,67 76,07 73,19 69,21 67,22 65,42 63,90 63,13 62,27 61,19 Daya kincir (watt) 4,44 6,47 13,23 16,43 18,44 19,09 20,16 20,80 20,92 22,49 22,94 23,12 Torsi Efisiensi kincir(kg.m) (%) 0,41 0,29 0,69 0,42 1,55 0,86 2,06 1,07 2,41 1,20 2,64 1,24 2,86 1,31 3,04 1,35 3,15 1,36 3,44 1,46 3,55 1,49 3,61 1,50 Data hasil rata-rata kincir air breastshot dengan jumlah 16 sudu Tabel 4.1.27 Hasil rata-rata data ketinggian air 3 meter dengan jumlah 16 sudu Torsi generator Daya generator (kg.m) (watt) 0,13 0,00 0,25 51,33 0,51 67,55 0,75 61,28 0,85 59,33 0,92 56,45 1,00 52,70 1,04 46,15 1,10 41,45 1,12 36,71 1,15 32,71 1,17 31,10 Putaran kincir (rpm) 92,17 81,73 75,49 70,92 68,00 65,55 63,31 61,66 60,35 59,48 58,56 58,24 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Daya kincir (watt) 3,32 5,88 11,05 15,31 16,72 17,30 18,22 18,49 19,19 19,12 19,47 19,57 Torsi kincir Efisiensi (kg.m) (%) 0,34 0,29 0,69 0,51 1,40 0,96 2,06 1,32 2,35 1,45 2,52 1,50 2,75 1,58 2,86 2,60 3,04 1,66 3,07 1,65 3,17 1,68 3,21 1,69

(64) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 50 Tabel 4.1.28 Hasil rata-rata data ketinggian air 4 meter dengan jumlah 16 sudu Torsi generator Daya generator (kg.m) (watt) 0,14 0,00 0,29 62,57 0,60 86,79 0,76 85,78 0,92 82,58 1,00 78,36 1,08 69,85 1,13 62,05 1,19 55,43 1,23 48,58 1,26 44,93 1,26 43,16 4.4.3 Putaran kincir (rpm) 106,13 93,43 85,53 81,96 76,41 73,68 71,19 69,77 68,10 66,65 65,10 64,70 Daya kincir (watt) 4,20 7,84 14,88 17,90 20,18 22,19 22,01 22,59 23,31 23,59 23,58 23,44 Data perhitungan beban ( watt ) Tabel 4.1.29 Hasil perhitungan beban Jumlah lampu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 Beban (watt) 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Total beban (watt) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 210 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Torsi kincir Efisiensi (kg.m) (%) 0,38 0,27 0,80 0,51 1,66 0,96 2,09 1,16 2,52 1,31 2,75 1,44 2,98 1,43 3,09 1,46 3,27 1,51 3,38 1,53 3,46 1,53 3,46 1,52

(65) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4.4.4 51 Grafik kincir air breastshot sudu 8 buah dan sudu 16 buah A. Grafik hubungan pengaruh head terhadap torsi 4 Torsi (kg.m) 3 2 8 sudu 16 sudu 1 0 0 1 2 3 4 5 head (m) Gambar 4.1 Hubungan pengaruh head terhadap torsi Dari gambar 4.1 hubungan pengaruh head dengan torsi dapat dilihat bahwa head 3 meter dengan 8 sudu memiliki nilai torsi lebih kecil yaitu 3,04 kg.m daripada nilai torsi yang dihasilkan oleh head 3 meter dengan 16 sudu yaitu 3,21 kg.m. Dengan demikian didapat hasil bahwa jumlah variasi sudu mempengaruhi nilai torsi yang dihasilkan kincir air breastshot. Sedangkan untuk head 4 meter terdapat nilai torsi yang bertolak dengan teori dasar yang seharusnya sama dengan hasil pada head 3 meter yaitu nilai torsi yang dihasilkan lebih besar 16 sudu dibandingkan 8 sudu. Hal ini dapat disebabkan adanya faktor settingan PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(66) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 52 pada kincir yang kurang saat variasi sudu 16 ataupun faktor pembacaan dari alat pengukur beban karena jarum penunjuk alat pengukur beban tersebut tidak stabil (tidak tetap) sehingga dapat dimungkinkan kesalahan saat pembacaan nilai beban tersebut. B. Grafik hubungan pengaruh jumlah sudu terhadap daya kincir 25 Daya kincir (watt) 20 15 Head 3 met er 10 Head 4 met er 5 0 0 4 8 12 16 20 Jumlah sudu Gambar 4.2 Hubungan pengaruh jumlah sudu terhadap daya kincir Gambar 4.2 menunjukkan hubungan pengaruh jumlah sudu terhadap daya kincir dimana daya kincir diasumsikan sama dengan daya generator karena tidak adanya rugi-rugi dalam pengambilan data. Dari hasil gambar 4.2 dapat dilihat pada saat jumlah sudu 8 buah dengan head 3 meter memiliki nilai daya kincir 16,91 watt sedangkan untuk jumlah sudu 16 buah dengan head 3 meter memiliki nilai daya kincir 19,57 watt. Pada saat kincir air breastshot memakai jumlah sudu PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(67) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 53 8 buah dengan head 4 meter memiliki nilai daya kincir 23,12 watt sedangkan jumlah sudu 16 buah dengan head 4 meter memiliki nilai kincir 23,59 watt. Dapat disimpulkan bahwa jumlah sudu dan head sangat mempengaruhi nilai daya kincir. C. Grafik hubungan pengaruh beban terhadap torsi 4.00 3.50 Torsi (kg.m) 3.00 2.50 8 Sudu; ket inggian 3 m 2.00 8 Sudu; ket inggian 4 m 16 Sudu; ket inggian 3 m 1.50 16 Sudu; ket inggian 4 m 1.00 0.50 0.00 0 50 100 150 200 250 Beban (watt) Gambar 4.3 Hubungan pengaruh beban terhadap torsi Dari gambar 4.3 diatas dapat disimpulkan jika beban bertambah maka nilai torsi akan semakin naik. Nilai torsi terbesar adalah 3,61 kg.m. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(68) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 54 D. Grafik hubungan pengaruh beban terhadap putaran kincir Putaran Kincir (rpm) 120.00 100.00 80.00 8 Sudu; ket inggian 3 m 60.00 8 Sudu; ket inggian 4 m 16 Sudu; ket inggian 3 m 40.00 16 Sudu; ket inggian 4 m 20.00 0.00 0 50 100 150 200 250 Beban (watt) Gambar 4.4 Hubungan pengaruh beban terhadap putaran kincir Grafik 4.4 menunjukkan hubungan pengaruh beban terhadap putaran kincir dimana jika beban semakin besar maka putaran kincir akan semakin turun. Putaran yang dihasilkan akan berpengaruh pada daya kincir yang mengakibatkan semakin kecil nilai daya yang dihasilkan oleh kincir tersebut. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(69) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Telah berhasil dibuat model kincir air breastshot dengan kemiringan sudu 45° dan jumlah sudu 16 buah. 2. Head sangat berpengaruh terhadap nilai torsi dengan masingmasing variasi jumlah sudu. Jika head semakin tinggi maka torsi yang dihasilkan akan semakin besar hal ini juga dipengaruhi oleh kecepatan kincir yang berputar dan beban yang digunakan. 3. Daya kincir sangat dipengaruhi oleh jumlah sudu dan head. Jumlah sudu 16 buah memiliki daya kincir yang besar dibandingkan jumlah sudu 8 buah. Hal ini disebabkan karena sudu yang lebih banyak dapat semaksimal mungkin memanfaatkan tenaga air dengan baik pada saat air menabrak sudu kincir. 4. Beban yang diberikan semakin besar maka torsi juga akan semakin besar. 5. Beban yang diberikan semakin besar maka putaran kincir akan semakin turun. 6. Dari hasil penelitian didapat efisiensi tertinggi pada ketinggian 3 meter dengan 16 buah sudu yaitu 1,69%. 55 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(70) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 6.2 56 Saran 1. Kincir ini memiliki kekurangan pada segi berat kincir yang menggunakan bahan utama besi dan plat besi sehingga memungkinkan mengurangi gerak putar kincir. Akan lebih baik jika bahan dasarnya menggunakan bahan yang lebih ringan daripada besi seperti : kayu. 2. Sumber air dari kincir ini merupakan sumber air buatan yaitu dari pompa yang kemudian air tersebut dipompa ke bak penampungan dan cukup sulit untuk mengatur debit airnya. Sebaiknya kincir ini ditempatkan pada aliran sungai ataupun slokan yang memiliki sumber air yang cukup. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(71) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR PUSTAKA 1. Dietzel, Fritz, 1992,Turbin, Pompa dan Kompresor, Jakarta: Penerbit Erlangga. 2. Giles, Ranald V,1986,Mekanika Fluida dan Hidraulika, Jakarta: Penerbit Erlangga. 3. Sularso, MSME, 1997,Perencanaan dan Pemeliharaan Elemen Mesin, Cetakan kesembilan, Jakarta: PT. Paramadya Paramita. 4. Wibowo, Wahyono, 2002,Kincir Air Pembangkit Listrik, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma. 5. http://www.fitzwaterwheel.com/UWarticle.html 6. http://www.semayangboy.co.cc/2010/05/pembangkit-listrik-tenagamikrohidro.html 7. http://www.yudaesa.com/index.php?mib=news.detail&id=20 8. http://www.angelfire.com/journal/millbuilder/efficiency.html 9. http://www.top-alternative-energy-sources.com/water-wheel-design.html 57 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(72) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI LAMPIRAN 58 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

(73) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 59

(74) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 60

(75) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 61

(76) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 62

(77) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 63

(78) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com 64

(79)

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

Unjuk kerja model kincir angin giromill dengan sudu naca 0015 dan panjang chord 15 cm.
1
4
78
Unjuk kerja kincir angin giromill dengan sudu naca 0015 dan panjang chord 18 cm.
0
0
86
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu berbahan komposit dengan posisi lebar maksimal sudu 10 sentimeter dari pusat poros.
1
2
68
Unjuk kerja model kincir angin american multi-blade sembilan sudu dengan tiga variasi pitch angle.
1
10
66
Unjuk kerja kincir angin propeler dua sudu berbahan dasar triplek dengan tiga variasi permukaan sudu.
0
0
62
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu berbahan dasar kayu berlapis pelat seng dengan sudu - sudu dari belahan dinding silinder.
0
2
70
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal 4 sudu berbahan pipa PVC 8” dengan variasi kemiringan sudu
0
0
67
Unjuk kerja kincir angin tipe savonius dengan tiga sudu lengkung yang dapat membuka dan menutup secara otomatis - USD Repository
0
0
64
Unjuk kerja kincir angin tipe savonius dengan tiga sudu datar yang dapat membuka dan menutup secara otomatis - USD Repository
0
0
53
Unjuk kerja America Wind Mill dengan variasi jumlah sudu - USD Repository
0
0
71
Unjuk kerja kincir angin savonius satu tingkat dengan variasi jumlah sudu 3 dan 8 - USD Repository
0
0
73
Unjuk kerja kincir angin savorius dua tingkat - USD Repository
0
0
52
Unjuk kerja Dutch Windmill dengan variasi lebar sudu - USD Repository
0
0
79
Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu datar dengan lima variasi sudut kemiringan sudu - USD Repository
0
0
100
Unjuk kerja kincir angin poros vertikal dengan empat sudu yang dapat membuka dan menutup secara otomatis dengan variasi diameter - USD Repository
0
0
88
Show more