Analisis Variasi Basin Turbin Reaksi Vortex Ultra Low-Head Sudu Aksial Menggunakan Metode CFD
DOI:
https://doi.org/10.36499/jim.v20i2.12100Keywords:
Kata kunci, Vortex, Basin, CFD.Abstract
Penggunaan energi fosil secara berlebihan menyebabkan berkurangnya sumber daya energi, memicu pemanasan global, efek rumah kaca, dan polusi udara. Oleh karena itu, energi terbarukan menjadi solusi yang penting untuk mengatasi masalah tersebut. Salah satu pendekatan yang menarik untuk dikembangkan adalah pemanfaatan energi air dengan head yang sangat rendah, seperti di sungai atau saluran irigasi, menggunakan turbin reaksi vortex ultra-low head. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa turbin reaksi vortex ultra-low head melalui optimasi desain basin dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Penelitian dilakukan dengan memvariasikan dimensi inlet dan outlet basin. Variasi yang digunakan adalah ukuran inlet 180 mm, 200 mm, dan 220 mm serta outlet 120 mm, 130 mm, dan 140 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa turbin reaksi vortex ultra-low head dengan konfigurasi basin 220-120 mm memberikan performa terbaik pada debit 8,312 L/s, gaya (force) sebesar 74,149 N, turbulensi 6,673 m/s², dan kecepatan aliran 35,100 m/s. Geometri turbin reaksi vortex ultra-low head dengan basin 220-120 mm menjadi desain yang paling ideal dalam penelitian ini. Desain tersebut dapat dijadikan acuan dalam perancangan turbin reaksi vortex ultra-low head dan memungkinkan untuk diterapkan secara langsung di lapangan secara praktis.
References
A. S. Esfarizal, R. Arizona, (2023). “Studi Eksperimental Kinerja Turbin Vortex Terhadap Perubahan Sudut Kemiringan Saluran Masuk Dan Ketinggian Impellerâ€. JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN. Vol. 2. No. 9. PP. 73-79.M. Suarda, M. Sucipta, N. P. R. A. Wahyuni, N. K. R. Dewi, (2023). “Kajian Parameter Optimal Desain Turbin Vortex Pada Head Sangat Rendahâ€. Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK). Vol. 1. No. 1. PP. 186-191.
B. Acharya, R. K. Chaulagain, (2023). “Computational and Experimental Analysis of Conical Draft Tube’s Effect on Conical Basin of Gravitational Water Vortex Turbineâ€. Journal of Advanced College of Engineering and Management. Vol. 8. No. 2. PP. 77–88.
C. Insani, A. Maulana, O. W. Irawan, (2021). “Rancang Bangun Turbin Reaksi pada Sungai Taman Kota 2 dengan Model Aliran Vortexâ€. JURNAL TEKNIK MESIN – ITI. Vol. 5 No. 2. PP. 79-88.
D. L. Zariatin, T. Susilo, (2023). “Analisis Water Turbin Vortex Terhadap Output Putaran serta Daya yang Dihasilkan pada Pembangkit Listrik Tenaga Pico HydroTeknobizâ€. Jurnal Ilmiah Program Studi Magister Teknik Mesin. Vol. 2. No. 1. PP. 85-93.
F. A. Ayiz, D. S. Wijayanto, Y. Estriyanto, (2021). “Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan dan Debit Air Terhadap Daya dan Efisiensi Turbin Air Vortexâ€. NOZEL. Vol. 3 No. 4. PP. 245–253.
F. Zotloterer, (2002). “Zotloterer Gravitational Vortex Plantâ€. Journal Of Electrical, Electronics, Control, And Automotive Engineering (Jeecae). Vol. 5. No. 1. PP. 27-34.
Gibran, S. Gultom, Z. Lubis, P. G. Sembiring (2014). â€Rancang Bangun Turbin Vortex Dengan Casing Berpenampang Lingkaran Yang Menggunakan Sudu Diameter 46 cm Pada 3 Variasi Jarak Antara Sudu Dan Saluran Keluarâ€. Jurnal Dinamis, Volume. 5. No. 2. PP. 36-46.
Harmiansyah, D. Arysandia, F. A. J. Gamas, N. W. Saputri, M. Kusmali, R. Fil’aini. (2023). “Mini Review Pengaruh Jumlah Sudu Turbin Vortex Berdasarkan Daya Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) yang Dihasilkanâ€. Sultra Journal of Mechanical Engineering (SJME), Vol. 2 No. 2 PP. 82-91.
H. K. Fitroh, P. H. Adiwibowo, (2018). “Uji Eksperimental Kinerja Turbin Reaksi Aliran Vortex Tipe Sudu Melengkung dengan Variasi Sudut Kemiringanâ€. JTM. Vol. 6 No.1. PP. 97-104.
H. K. Ikhsan, R. Nugroho, D. G. Wijaya, D. S. Pamuji, (2020). “Kajian Teknologi: Parameter Desain dan Pemodelan Numerik pada Turbin Vortex Berbasis Gravitasiâ€. Prosiding Nasional I. G. Muttaqin, M. Sucipta, M. Suarda, (2022). “Simulasi Computational Fluid Dynamic pada Model Turbin Vortex Variasi Kecepatan Rotasi Runnersiâ€. BATIK JOURNAL. Vol. 1 No. 8. PP. 1445-1454.
I. G. Muttaqin, M. Sucipta, M. Suarda. (2022). Simulasi Computational Fluid Dynamic pada Model Turbin Vortex Variasi Kecepatan Rotasi Runnerâ€. SIBATIK JOURNAL: Jurnal Ilmiah Bidang Sosial, Ekonomi, Budaya, Teknologi, Dan Pendidikan, Vol. 8. No. 1. PP. 1445–1454.
I. P. Aspriliansyah, P. H. Adiwibowo, (2020). “Simulasi Numerik Pengaruh Kemiringan Sudut Sudu Berpenampang Plat Datar Terhadap Kinerja Turbin Aliran Vortexâ€. JTM. Vol. 8. No. 2. PP. 31- 40.
M. A. Aghniya, M. Suarda, I G. K. Sukadana, (2024). “Kajian Simulasi Computational Fluid Dynamics Pola Aliran Air Pada Turbin Vortex dengan Variasi Tinggi Basin†Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA. Vol. 13. No. 2. PP. 121-126.
M. F. R. Hakim, P. H. Adiwibowo, (2018). “Uji Eksperimental Kinerja Turbin Reaksi Aliran Vortex Tipe Sudu Berpenampang Lurus dengan Variasi Tinggi Sudu†JTM. Vol. 6 No. 1. PP. 85-95.
M. Safi’i, N. Sinaga, Syaiful, (2022). “Kaji Numerik Kinerja Oblique Heat Sink Dengan Memvariasikan Sudut Oblique Serta Jarak Longitudinal Dan Transversal Siripâ€. Departemen Teknik Mesin, Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
M. Safi’i, R. Muhamad, M. J. Saputra, M. I. Fahmi, A. Ramdhani, S. M. Rozaki, H. Ramadan, (2024). “Edukasi Pemanfaatan dan Pemberdayaan Energi Surya untuk Mendukung Industri UMKM di Kelurahan Bergaslor, Semarangâ€. Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, Vol. 3 No. 1, PP. 6-12.
N. P. W. Laksmi Swastika, G. Nugroho, (2024). “Analisis Numerik Pengaruh Desain Kanal Inlet Terhadap Performansi Aliran Vortex pada Gravitational Water Vortex Power Plant (GWVPP)â€. JURNAL TEKNIK ITS. Vol. 13. No. 1. PP. 2301-9271.
P. H. Adiwibowo, T. Maulana, (2019). “Uji Eksperimental Kinerja Turbin Reaksi Aliran Vortex Tipe Sudu Berpenampang Lurus dengan Luas Optimum Suduâ€. JTM. Vol. 7. No. 3. PP. 109-120.
P. Sritram, R. Suntivarakorn, (2017). “Comparative Study of Small Hydropower Turbine Efficiency at Low Head Waterâ€. Energy Procedia, Vol. 138. No. 1. PP. 646–650.
S. Dhakal, S, A. B. Timilsina, R. Dhakal, D. Fuyal, T. R. Bajracharya, H. P. Pandit, N. Amatya, A. M. Nakarmi, (2015). “Comparison of Cylindrical and Conical Basins with Optimum Position of Runner: Gravitational Water Vortex Power Plantâ€. In Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 48, No. 1. PP. 662–669.
S. Tobing, S. Gultom, B. N. Taufiq, U. H. S. Ginting, Suprianto, A. H. Siregar, D. M. Nasution, (2016). “Analisa Rumah Vortex Berbentuk Lingkaran Dengan Variasi Diameter Lubang Buang Menggunakan Perangkat Lunak CFDâ€. Jurnal Dinamis. Vol. 4. No. 4. PP. 63-76.
S. Wanchat, R. Suntivarakorn, K. Tonmit, P. Kayanyiem, (2013). “A Parametric Study of a Gravitation Vortex Power Plantâ€. Advanced Materials Research, Vol. 805. No. 1. PP. 811–817.
T. Asa, J. Windarta (2020). “Overview Potensi dan Perkembangan Pemanfaatan Energi Air di Indonesiaâ€. JEBT: Jurnal Energi Baru & Terbarukan. Vol. 1. No. 3, PP. 124 – 132.
T. H. Aswanto, P. Purwantono, R. P. Putra, W. Afnison, (2023). â€Analisis Variasi Jumlah Sudu Terhadap Torsi yang Dihasilkan pada Turbin Vortexâ€. Asian Journal of Science, Technology, Engineering, and Art, Vol. 1. No. 2. PP. 348–366.
T. Rachmanto, y. Juliawan, Y. A. Padangâ€. Pengaruh Variasi Saluran Masuk Terhadap Aliran Vortex pada Basin Turbin Vortexâ€. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mataram.
W. D. Prasetyo, (2018). “Rancang Bangun Turbin Vortex Skala Kecil dan Pengujian Pengaruh Bentuk Penampang Sudu terhadap Dayaâ€. TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA, YOGYAKARTA.
W. F. B. Sudrajad, R. H. Rahmanto, Y. Handoyo, (2019). “Uji Eksperimen Efisiensi Turbin Reaksi Aliran Vortex Inlet Involut dengan Variasi Diameter Impellerâ€. SEMNAS SINERGI. Vol. 1. No. 1. PP. 165-174.
Y. Randabunga, (2013). “Pengaruh Lebar Sudu Terhadap Kinerja Turbin Vortexâ€. TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA, YOGYAKARTA.
Y. S. H. Hunggul, Nugroho, M. S. Kudeng, (2015). “Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidroâ€. TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
The journal allow the authors to hold the copyright without restrictions and allow the authors to retain publishing rights without restrictions.
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
