Semua yang perlu Anda ketahui tentang draft tube
Tabung draft adalah komponen penting di sebagian besar jenis turbin seperti Kaplan, Francis, dan turbin reaksi. Komponennya seperti pipa yang dirancang dengan area yang meningkat secara bertahap yang menghubungkan outlet runner ke tailrace. Dengan kedua ujungnya, satu terhubung ke outlet runner dan ujung lainnya terendam di bawah permukaan air di tailrace. Dalam komponen ini, energi kinetik diubah menjadi tekanan statis.
Hari ini Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, fungsi, diagram, jenis, dan cara kerja tabung konsep. Anda juga akan mengetahui kelebihan dan kekurangan tabung draft ini dalam berbagai aplikasinya.
Apa itu draft tube?
Draft tube adalah pipa penghubung yang biasanya dipasang di outlet atau keluar turbin untuk mengubah energi kinetik air di outlet menjadi tekanan statis. dengan komponen ini, pemborosan energi kinetik air dapat dihindari. Dalam draft tube, diameternya lebih kecil di dekat inlet dan besar di dekat outletnya. Outlet ini selalu terendam air. Baja tuang dan beton semen adalah bahan yang digunakan dalam pembuatan draft tube.
Seperti disebutkan sebelumnya, tabung draft umumnya digunakan dalam turbin tenaga seperti turbin reaksi, Kaplan, dan Francis. Sistem ini terletak tepat di bawah runner dan memungkinkan untuk memperlambat kecepatan aliran yang keluar dari runner.
Draft tube digunakan dalam turbin untuk menghindari masalah aliran balik, oleh karena itu terletak di antara pintu keluar turbin dan tailrace. Turbin seperti Pelton atau impuls tidak memerlukan draft tube karena head yang tersedia untuk turbin sangat besar. Hal ini menghasilkan tekanan atmosfer di atas pada pintu keluar turbin. Karena tekanan atmosfer di atas air pada pintu keluar turbin, aliran balik air tidak akan pernah terjadi.
Aplikasi tabung draft
Aplikasi draft tube pada turbin telah disebutkan di atas. Mereka digunakan untuk meningkatkan tekanan dari tekanan keluar turbin rendah ke tekanan sekitarnya dimana fluida ditolak. Fungsi utama dari draft tube adalah mengubah energi kinetik air menjadi energi tekanan, menurunkan kecepatan air, dan menaikkan tekanan air sebelum bergabung dengan tailrace. Pipa ini digunakan untuk terus meningkatkan luas penampang.
Diagram tabung draft:
Draft tube di turbin Kaplan.
Jenis tabung draft
Di bawah ini adalah berbagai jenis draft tube:
Tabung draft berbentuk kerucut:
Jenis tabung draft berbentuk kerucut memungkinkan arah alirannya lurus dan divergen. Mereka biasanya dibuat dengan pelat baja ringan, memiliki desain bentuk meruncing dan diameter luar lebih besar dari saluran masuk. Sudut meruncing dari draft tube tidak terlalu lebar untuk menginduksi divergensi aliran dari dinding draft tube. Juga, sudutnya tidak boleh terlalu pendek, karena draft tube yang lebih panjang diperlukan untuk menawarkan kehilangan energi kinetik yang besar.
Tabung draft siku sederhana:
Jenis tabung draft ini berbentuk siku. Hal ini sering digunakan dalam turbin Kaplan. Luas penampang tetap sama untuk seluruh panjang draft tube, sedangkan saluran masuk dan keluarnya berbentuk lingkaran. Tabung draft siku digunakan pada posisi kepala rendah dan turbin dipasang di sebelah tailrace. Ini membantu meminimalkan biaya pengeboran dan diameter keluar selebar posisi untuk memulihkan energi kinetik di outlet runner.
Tabung draf murung:
Dalam jenis tabung draft murung, outlet dibagi menjadi dua bagian dan memiliki satu inlet. Tabung ini mirip dengan tabung draft berbentuk kerucut. Jenis tabung draf yang murung membantu mengurangi gerakan air yang berputar-putar.
Tabung draft siku dengan penampang yang bervariasi:
Jenis draft tube dengan penampang yang bervariasi ini merupakan penyempurnaan dari draft elbow sederhana. Saluran masuknya berbentuk lingkaran sedangkan saluran keluarnya berbentuk persegi panjang. Umumnya, bagian horizontal dari draft tube dimiringkan ke atas untuk mencegah udara mencapai area keluar. Draft tube bervariasi dalam penampang dari inlet ke outlet. Outlet ini berada di bawah tailrace.
Pekerjaan draft tube
Cara kerja draft tube dalam turbin tidak terlalu rumit dan dapat dengan mudah dipahami. Dalam kasus turbin Kaplan dan Francis, head yang tersedia di inlet rendah, membuat turbin ditempatkan lebih dekat ke tailrace. Ini membantu untuk mendapatkan kepala yang maksimal. Sebagian besar tekanan air diubah menjadi energi mekanik turbin. Head tekanan di outlet turbin berada di bawah tekanan atmosfer.
Aliran balik dapat terjadi karena pintu keluar turbin terletak di dekat tailrace dan tekanan air di pintu keluar turbin lebih kecil dari tekanan atmosfer. Hal ini terjadi karena air mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah dan tekanan di pintu keluar turbin lebih kecil dari atmosfer dan di tailrace ada tekanan atmosfer.
Aliran balik ini dapat menyebabkan kerusakan serius pada turbin dan bagian-bagiannya, menyebabkan kerusakan total. Untuk menghindari masalah aliran balik ini, draft tube digunakan antara outlet turbin dan tailrace. Sebuah tabung draft akan meningkatkan tekanan air ke tekanan atmosfer.
Tonton video di bawah ini untuk mempelajari lebih lanjut cara kerja draft tube:
Menerapkan Prinsip Bernoulli pada bagian 1-1 dan 2-2
[Pressure Head + Velocity Head + Elevation Head]1-1 =[Kepala Tekanan + Kepala Kecepatan + Kepala Ketinggian]2-2
Biarkan
P1 =tekanan fluida pada bagian 1-1 (sebuah saluran masuk dari draft tube)
V1 =kecepatan fluida pada penampang 1-1 (sebuah saluran masuk dari draft tube)
Demikian pula,
P2 =tekanan fluida pada seksi 2-2 (outlet draft tube)
V2 =kecepatan fluida pada penampang 2-2 (outlet draft tube)
ρ =massa jenis fluida yang mengalir
g =gaya gravitasi
hf =kehilangan head (energi) pada draft tube
Hs =ketinggian vertikal draft tube di atas tailrace
y =jarak bagian bawah draft tube dari tailrace.
Pa =tekanan atmosfer suatu fluida.
( P1 / g ) + ( V1
2
/ 2g ) + ( Hs + y ) =( P2 / g ) + ( V2
2
/ 2g ) + ( 0 + jf )
( P1 / g ) =( P2 / g ) – ( Hs + y ) + ( V2
2
/ 2g ) – ( V1
2
/ 2g ) + jf
Head tekanan di bagian 2 – 2 sama dengan head tekanan atmosfer dan jarak y.
( P2 / g ) =( Pa / g ) + y
( P1 / g ) =( Pa / g ) + y – Hs – y + ( V2
2
/ 2g ) – ( V1
2
/ 2g ) + jf ( P1 / g ) =( Pa / g ) – Hs + ( V2
2
/ 2g ) – ( V1
2
/ 2g ) + jf
Mengonversi persamaan untuk persyaratan kita (yaitu, di tengah R.H.S mengambil “-” common)
( P1 / g ) =( Pa / g ) – Hs – [ ( V1
2
/ 2g ) – ( V2
2
/ 2g ) – hf ]
Pada persamaan di atas [ ( V1
2
/ 2g ) – ( V2
2
/ 2g ) – hf ] disebut kepala kinetik.
Di sini [ ( V1
2
/ 2g ) – ( V2
2
/ 2g ) ] adalah head dinamis.
Dari persamaan di atas, kita dapat menulis
( P1 / g ) <( Pa / g )
Jadi P1
Head tekanan pada saluran masuk draft tube atau outlet turbin lebih kecil dari tekanan atmosfer. Jadi, head bersih pada turbin dengan draft tube meningkat.
Keuntungan dan kerugian dari draft tube
Keuntungan:
Berikut adalah manfaat tabung draft dalam berbagai aplikasinya:
- Draft tube mencegah percikan air dari runner dan mengarahkan air langsung ke tailrace.
- Jumlah energi kinetik yang dibutuhkan di tailrace sangat berkurang.
- Kinerja sistem meningkat.
- Head turbin dinaikkan saat ketinggian antara pintu keluar turbin dan tailrace meningkat.
Kekurangan:
Satu-satunya kelemahan dari draft tube adalah bahwa berat ekstra ditambahkan ke sistem dan awal draft tube tinggi.
Kesimpulan
Draft tube merupakan komponen penting di sebagian besar jenis turbin seperti Kaplan, Francis, dan turbin reaksi. Komponennya seperti pipa yang dirancang dengan area yang meningkat secara bertahap yang menghubungkan outlet runner ke tailrace. Tujuannya adalah untuk mengubah energi kinetik air di outlet menjadi tekanan statis. Itu saja untuk posting ini yang membahas definisi, aplikasi, fungsi, jenis, dan cara kerja tabung konsep.
Saya harap Anda mendapat banyak dari posting ini, jika demikian, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa lagi!
