Tujuan dari studi eksperimen ini adalah untuk mengetahui perbedaan
karakteristik dari tiga pasang turbin air arus lintang yang didesain dengan sudut busur
sembur yang berbeda (75o, 90o dan 120o) dimana masing-masing pusat jari-jari
kelengkungan atap nosel terletak pada sumbu poros roda turbin. Uji karakteristik
terhadap tiga buah turbin model tersebut (pada variasi putaran dan kapasitas aliran)
dilakukan di Labolatorium Mesin Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Teknik – Universitas Brawijaya.
BAB I berisi uraian singkat mengenai konsumsi/kebutuhan energi listrik,
pembangkitan energi listrik dan sumber energi yang tersedia di dunia. Bab ini juga
menyajikan konsumsi/kebutuhan energi listrik, pembangkitan energi listrik dan
sumber energi yang tersedia di Indonesia. Potensi energi air yang tersedia dan yang
telah dimanfaatkan di Indonesia disampaikan dalam rangka menggambarkan bahwa di
Indonesia masih terdapat banyak potensi tenaga air yang belum dimanfaatkan untuk
pembangkit tenaga listrik dalam rangka penyediaan energi listrik.Tujuan dan lingkup
studi disajikan dalam bab ini.
BAB II menyajikan literature review , dalam bab ini disajikan eksperimen
yang telah dilakukan oleh para peneliti dalam rangka mempelajari dan memperbaiki
kinerja turbin air arus lintang. Teori dasar konversi energi dan pertimbangan
perancangan turbin arus lintang disampaikan secara detail dalam rangka mendasari
penentuan demensi model uji. Selanjutnya dalam bab ini disajikan formula untuk
menghitung diameter dan lebar roda turbin, jari jari sudu, jari jari atap dan tinggi nosel
yang disertai pertimbangan ketersediaan potensi hidro, ketersediaan material dan
kemampuan bengkel pembuat turbin. Dalam hal ini faktor faktor tersebut dapat
mempengaruhi penentuan ukuran turbin arus lintang.BAB III menetapkan kerangka konsep dan hipotesis. Variabel bebas pada
penelitian ini adalah dimensi turbin model, kapasitas aliran dan putaran operasi turbin
model. Dalam penelitian ini digunakan 3 buah turbin model yang memiliki diameter,
jumlah sudu, sudut masuk pancaran air dan kelengkungan atap nosel yang sama. Jarijari
kelengkungan atap nosel merupakan fungsi dari sudut busur sembur dan berpusat
pada sumbu roda turbin. Selanjutnya ketiga model tersebut didesain dengan sudut
busur sembur dan lebar roda turbin yang berbeda. Variabel terikat yang ingin diketahui
adalah, karakteristik kinerja dan pola aliran air selama memberikan aksi/ melewati
roda turbine. Kinerja turbin air yang dimaksud adalah meliputi daya bangkitan dan
efisiensi turbin. Sedangkan variabel terikat yang penting juga untuk diketahui adalah
perbandingan kecepatan, kecepatan spesifik, putaran liar, perbandingan head,
perbandingan kapasitas aliran dan perbandingan putaran.
Hipotesis pada penelitian ini adalah bahwa : a) perubahan parameter operasi turbin
(head, kapasitas aliran dan putaran turbin) akan berpengaruh terhadap karakteristik
kinerja turbin air arus lintang, b) perbedaan besar sudut busur sembur nosel
berpengaruh terhadap karakteristik kinerja turbin air arus lintang, dan c) perbedaan
besar sudut busur sembur nosel berpengaruh terhadap pola aliran air yang beraksi
pada turbin air arus lintang.
BAB IV berisi penjelasan berkenaan dengan metode, lokasi, variabel, dan
analisis data penelitian. Metode penelitian yang dilakukan adalah penelitian
eksperimen dengan menggunakan 3 model turbin uji yang dilaksanakan di
labolatorium mesin-mesin fluida jurusan mesin fakultas teknik universitas brawijaya.
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah sudut busur sembur nosel, kapasitas aliran
alir dan putaran poros turbin model. Variabel terkontrol yang dipilih adalah diameter
roda turbin, jari-jari kelengkungan atap nosel, jari-jari kelengkungan sudu dan luas
penampang nosel. Variabel terikat yang dipilih adalah daya bangkitan, efisiensi,
perbandingan kecepatan serta putaran liar. Analisis data dilakukan dengan
menggunakan formula yang disajikan pada sub bab 2.5 dan hasil penelitian disajikan
dalam bentuk grafik pada BAB V.BAB V memuat hasil penelitian dan pembahasan. Hasil penelitian disajikan
dalam bentuk grafik yang menunjukan kinerja masing masing model. Perbandingan
kinerja dari ketiga turbin model dan visualisasi aliran aliran air melewati roda turbin
yang terjadi pada saat uji kinerja dilakukan. Pembahasan yang diberikan merupakan
interpretasi hasil penelitian yang akan berguna untuk memberikan pertimbangan
kepada operator turbin dalam mengoperasikan turbin air arus lintang dan atau
memberikan pertimbangan kepada desainer dalam menentukan ukuran utama turbin
air arus lintang.
BAB VI memberikan kesimpulan dan saran. Dalam kesimpulan disampaikan
hal hal yang, penting berdasarkan hasil penelitian, mengenai kinerja turbin air arus
lintang berkenaan dengan daerah atau titik pengoperasian turbin air arus lintang dalam
rangka pemanfaatan energi hidro secara efektif dan efisien. Dalam saran disampaikan
pertimbangan penentuan parameter desain dan studi lebih lanjut berkenaan dengan
usaha untuk memperbaiki efisiensi turbin air arus lintang
