Karakterisasi Kincir Air Sudu Melengkung pada Variasi Sudut Air Masuk (?1) dan Sudut Kelengkungan Sudu (?)

Abstract

Bali memiliki banyak sumber energi aliran air  sungai atau saluran irigasi yang mempunyai debit aliran relatif kecil pada head yang rendah, dengan demikian Hydropower dapat memberikan solusi praktis terhadap masalah konservasi energi dan masalah lingkungan. Pada penelitian ini didesain model kincir sudu melengkung ke belakang (back curve vanes) skala laboratorium, mengikuti kaidah-kaidah desain turbin air, dengan metode satu busur lingkaran, sehingga pengusaha bengkel nanti dapat membuat sudu kincir air dari potongan pipa besi. Data-data yang  diamati adalah : kapasitas aliran (Q_a), head  (H_a), putaran kincir (n),  pada setiap variasi beban, sudut  aliran air masuk sudu,  dan sudut kelengkungan sudu dengan demikian menjadi jelas karakteristik dari kincir air. Empat sudu yang diuji memiliki sudut kelengkungan sudu (?) yang berbeda yaitu 10^o, 20^o, 30^o dan 40^o, sudut air masuk (?₁) yaitu 2/5 ?, 3/5 ?, 4/5 ? dan 5/5 ?. Hasil penelitian menunjukkan bahwa unjuk kerja sudu lengkung ke belakang dengan besarnya sudut aliran air masuk sudu (?₁) yang sesuai/sama dengan sudut kelengkungan sudu (?) akan menghasilkan unjuk kerja yang paling baik. Empat sudu yang diuji pada konstan dan variasi kapasitas maka   sudut kelengkungan sudu (?) = 20^o menunjukkan hasil terbaik. Semakin kecil sudut kelengkungan sudu maka unjuk kerja akan semakin baik dalam batas toleransi atas meningkatnya kerugian gesekan/hidrolis dari fluida kerja yang terjadi.

Bali has many sources of river water streams or irrigation channels that have relatively small flow discharge at low head, thus Hydropower can provide practical solutions to energy conservation and environmental issues. In this research, the model is designed for the back curve vanes of laboratory scale, following the rules of water turbine design, with the method of one circular arc, so that the workshop entrepreneur can make the waterwheel from the iron pipe binder. The observed data are: flow capacity (Qa), head (Ha), rotation (n), at each load variation, angle of the water entering the blade, and the angle of the blade curvature thus becomes clear the characteristic of the waterwheel. Four tested blades have different angle of curvature (?) that is 10^o, 20^o, 30^o and 40^o, the inlet angle (?₁) is 2/5 ?, 3/5 ?, 4/5 ? and 5/5 ?. The results showed that the performance of the back end curve with the angle of the water flow in the blade corresponding to the angle of curvature of the blade (?) will produce the best performance. Four blades tested at constant and capacity variation then angle curvature angle (?) = 20^o shows best result. The smaller the angle of the blade curvature, the better the performance within the tolerance limit of the increased friction / hydraulic losses of the working fluid that occurs.