Dokumen tersebut membahas tentang sejarah, komponen, cara kerja, dan jenis-jenis turbin air. Jenis-jenis turbin air yang dijelaskan meliputi turbin Pelton, turbin Turgo, turbin Cross-Flow, turbin Francis, dan turbin Kaplan beserta propellernya.

1. TURBIN AIR
Illustrasi Contoh Penggunaan Turbin di Sekitar Kita – Gambar (1) PLTA, Gambar (2) Turbin air Sungai, Gambar (3) Propeller Pada Kapal
Disusun Oleh :
 M. Syarif Akbar
 Randa Wirana
 Rizal Pahlevi Butar Butar
Teknik Pertambangan Univ. Bangka Belitung - Semester II © 2015

2. Pilih Slide Untuk Dipresentasikan
Sejarah Turbin Air Konstruksi & Cara Kerja Jenis Jenis Turbin
Perhitungan Perawatan Pemilihan Sesuai Kebutuhan

3. Sejarah Turbin Air
 Ján Andrej Segner (1700) mengembangkan turbin air reaksi pada pertengahan tahun 1700.
Turbin ini mempunyai sumbu horizontal dan merupakan awal mula dari turbin air modern.
Turbin ini merupakan mesin yang sederhana yang masih diproduksi saat ini untuk
pembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner bekerja dengan Euler dalam membuat teori
matematis awal untuk desain turbin.
 Jean-Victor Poncelet (1820) mengembangkan turbin aliran kedalam
 Benoit Fourneyon (1826) mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sangan efisien
(Hingga 80%) yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satu dimensi.
Saluran keluaran juga mempunyai lengkungan pengarah.
 Uriah A. Boyden (1844) mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkan performa
dari turbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis.
 digunakan secara James B. Francis (1849) meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran
kedalam hingga lebih dari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan dan
mengembangkan metode engineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakan
sesuai dengan namanya, yang merupakan turbin air modern pertama dan masih luas.

4. Komponen dlm Turbin Air
Rotor yaitu bagian yang berputar pada sistem
yang terdiri dari :
 Sudu-sudu berfungsi untuk menerima beban
pancaran yang disemprotkan Oleh nozzle.
 Poros berfungsi untuk meneruskan aliran
tenaga yang berupa gerak putar yang
dihasilkan oleh sudu.
 Bantalan berfungsi sebagai perapat-perapat
komponen-komponen dengan tujuan agar
tidak mengalami kebocoran pada sistem.
Stator yaitu bagian yang diam pada sistem
yang terdiri dari:
 Pipa pengarah/nozzle berfungsi untuk
meneruskan aliran fluida sehingga tekanan
dan kecepatan alir fluida yang digunakan di
dalam sistem besar.
 Rumah turbin berfungsi sebagai rumah
kedudukan komponen komponen dari
turbin.
Rotor
Stator

5. Cara Kerja

6. Jenis Jenis Turbin
Berdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya
ENERGI POTENSIAL ENERGI MEKANIK
TURBIN AIR
IMPULS
Tekanan air dari nozzle = tekanan atmosfer lingkungan
REAKSI
tekanan air masuk > tekanan air keluar
Turbin Pelton
Turbin Turgo
Turbin Cross-Flow
Turbin Francis
Turbin Kaplan
dan Propeller

7. Turbin Pelton
Karakteristik Turbin Pelton :
Bentuk sudu turbin terdiri dari dua bagian yang
simetris sehingga pancaran air mengenai tengah
sudu lalu berbelok ke kedua arah sehinga bisa
membalikkan pancaran air dengan baik dan
membebaskan sudu dari gaya-gaya samping.
Kelebihan Turbin Pelton :
 Daya yang dihasilkan besar
 Konstruksi yang sederhana
 Mudah dalam perawatan
 Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.
Kekurangan :
 Memerlukan investasi yang lebih banyak

8. Turbin Turgo
Seperti Pelton, namun kecepatan putar turbin turgo
lebih besar. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung
dari turbin ke generator
Karakteristik Turbin Turgo :
Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300
m. Seperti turbin pelton turbin turgo merupakan
turbin impuls, tetapi sudunya berbeda. Pancaran air
dari nozzle membentur sudu pada sudut 20 derajat
Kelebihan :
 Efisiensi total dalam operasi meningkat
 Biaya Maintenance Turun.
Kekurangan :
 Membutuhkan lebih banyak tempat

9. Turbin Cross-Flow
Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu
sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi
energi mekanis. Air mengalir keluar membentur
sudu dan memberikan energinya (lebih rendah
dibanding saat masuk) kemudian meninggalkan
turbin
Karakteristik Turbin Cross-Flow :
ukuran Turbin Cross-Flow lebih kecil dan lebih kompak
dibanding kincir air. Diameter kincir air yakni roda jalan
atau runnernya biasanya 2 meter ke atas, tetapi
diameter Turbin Cross-Flow dapat dibuat hanya 20 cm
saja sehingga bahan-bahan yang dibutuhkan jauh lebih
sedikit, itulah sebabnya bisa lebih murah. Demikian
juga daya guna atau effisiensi rata-rata turbin ini lebih
tinggi dari pada daya guna kincir air.
Kelebihan :
 Pemanfaatan air 2x membuat Efektivitas & Efisiensi Meningkat
Kekurangan :
 Perputaran Turbin sangat lambat

10. IMPULS REAKSI

11. Turbin Francis
Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara
sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di
bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah
mengarahkan air masuk secara tangensial
Keuntungan
 Variasi dalam kepala operasi dapat dengan mudah dikendalikan pada turbin Francis
Kelemahan :
 Sulit dalam Perawatan & Pembersihan
Turbin yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalam air. Air
yang masuk kedalam turbin dialirkan melalui pengisian air dari atas turbin (schact)
atau melalui sebuah rumah yang berbentuk spiral (rumah keong). Semua roda jalan
selalu bekerja. Daya yang dihasilkan turbin diatur dengan cara mengubah posisi
pembukaan sudu pengarah.
Karakteristik Turbin Francis :

12. Turbin Kaplan dan Propeller
Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran
aksial.Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller
tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu.
Karakteristik Turbin Kaplan & Propeller :
Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebut
biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu.
Keuntungan :
 Turbin Ini Memiliki Tingkat Efisiensi Tertinggi
Kekurangan
 Membutuhkan Biaya Yang Besar Untuk Mendesain,Menginstalasi

13. Perhitungan

14. Pemilihan Turbin
 Pemilihan dengan Pengaruh harga kecepatan spesifik terhadap jenis atau
macam turbin.
Putaran Spesifik (Ns) Jenis Turbin
4 - 35. Pelton satu nozzel
17 - 50 Pelton dua nozzel
24 - 70 Pelton banyak nozzel
70 - 120 Francis kecepatan rendah
120 - 200 Francis kecepatan menengah
200 - 350 Francis kecepatan tinggi
350 - 450 Francis Express Type
300 - 550 Propeller atau Kaplan kecepatan rendah
550 - 750 Propeller atau Kaplan kecepatan menengah
750 - 1000 Propeller atau Kaplan kecepatan tinggi

15. Pemilihan Turbin
 Pemilihan Berdasarkan Tinggi Jatuh Air
No Tinggi jatuh air / head (m) Type / Jenis Turbin
1
2
3
4
5
6
0 sampai 25
25 sampai 50
50 sampai 150
150 sampai 250
250 sampai 300
Di atas 300
Kaplan atau Francis
(lebih cocok Kaplan)
Kaplan atau Francis
(lebih cocok francis)
Francis
Francis atau pelton
(lebih cocok francis)
Francis atau pelton
(lebih cocok pelton)
Pelton