PENGARUH PENAMBAHAN PENGARAH ALIRAN (BUTTERFLY GUIDE) TERHADAP POLA ALIRAN PADA KINCIR AIR

Abstract

Umumnya kincir air beroperasi di saluran terbuka dan sering kehilangan energi akibat kebocoran aliran di sisi kincir air. Penelitian ini bertujuan mengembangkan pengarah aliran yang dapat meningkatkan kinerja kincir air. Untuk itu, dirancang dan dibuat pengarah aliran dengan berbagai sudut 30o,45o dan 60o untuk mengarahkan aliran agar debit yang mengenai sudu dapat optimal. Pengaruh pengarah aliran tersebut dipelajari menggunakan alat uji kinerja kincir air di Laboratorium Fluida Teknik Mesin Politeknik Negeri Pontianak. Alat uji dilengkapi dengan saluran terbuka persegi panjang sepanjang 3 meter dialiri dari bak penenang di bagian atas, yang diisi menggunakan satu buah pompa dengan kapasitas 20 liter / detik. Pengujian diawali dengan memasang salah satu variasi pengarah aliran yang selanjutnya diamati efek penambahan pengarah terhadap pola aliran dan unjuk kerja kincir air. Untuk mengetahui kinerja kincir air perlu beberapa parameter diantaranya kecepatan putar, kecepatan aliran, dan besar gaya pengereman. Untuk mengukur kecepatan putar kincir, sensor proximity dipasang menghadap piringan dengan 15 tonjolan logam yang berputar bersama poros turbin. Frekuensi putaran kincir air diperoleh dengan mengukur jumlah pulsa tegangan per detik dan membagi nilai tersebut dengan 15. Untuk mengetahui daya mekanis dari turbin maka dilakukan pengukuran torsi dari poros dengan cara memberi gaya pengereman pada poros yang selanjutnya gaya tersebut diukur oleh load cell. Sedangkan untuk melihat perubahan pola aliran pada setiap kondisi waktu di pasangkan dua buah kamera pada sisi samping dan atas saluran air. Hasil eksperimen dengan variasi pengarah aliran menunjukkan bahwa pola aliran pada pengarah aliran 45o dan 60o memiliki aliran turbulensi yang lebih banyak dibandingkan dengan pengarah aliran 30o, karena perubahan geometri yang tiba-tiba menyebabkan aliran tidak seragam ketika menumbuk sudu. Peningkatan kecepatan aliran maksimum terjadi ketika memakai pengarah aliran 30o dan minimum ketika memakai pengarah aliran 60o.