Hal-hal yang perlu Anda ketahui tentang turbin impuls
Turbin impuls adalah salah satu turbin paling sederhana di luar sana, diklasifikasikan sebagai turbin air bersama dengan turbin reaksi. Turbin ini dikelompokkan berdasarkan bagaimana energi dipertukarkan antara fluida dan turbin. Mereka dipasang untuk mengubah energi potensial dan energi kinetik aliran air menjadi kerja mekanis. Pembangkit listrik tenaga air secara ekstensif menggunakan turbin impuls dan dapat digunakan untuk pemompaan air.
Hari ini Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, fungsi, komponen, diagram, jenis, dan prinsip kerja turbin impuls. Anda juga akan mengetahui kelebihan dan kekurangan turbin impuls ini dalam berbagai aplikasinya.
Apa itu turbin impuls?
Turbin impuls adalah perangkat yang menggunakan energi kinetik dari fluida untuk menyerang sudu-sudu melalui nosel. di turbin ini, satu set mesin berputar beroperasi pada tekanan atmosfer. Mereka cocok untuk head tinggi dan laju aliran rendah. Turbin impuls bekerja berdasarkan perubahan vektor kecepatan, yaitu, energi potensial air (atau sumber cairan lain, misalnya, uap) tergantung pada ketinggian air terjun diubah menjadi energi kinetik oleh satu atau lebih nozel.
Ketika air mengenai sudu turbin dengan kecepatan tinggi menyebabkan turbin berputar dan poros yang terhubung ke generator akan memungkinkan listrik untuk dihasilkan. Ini membuatnya cocok untuk mengekstraksi energi dari kondisi head tinggi dan aliran rendah.
Turbin impuls terdiri dari tiga jenis, Pelton, Turgo, dan Cross-flow. Konstruksi turbin Pelton dan Turgo sangat mirip. Namun, turbin aliran silang adalah versi modifikasi dari turbin impuls, diklasifikasikan sebagai turbin impuls. Ini karena rotasi runner pada tekanan atmosfer dan bukan sebagai turbin terendam.
Aplikasi turbin impuls
Aplikasi turbin impuls banyak digunakan untuk pembangkit tenaga listrik. Faktanya, sebagian besar daya listrik dunia dihasilkan oleh generator turbo.
Mesin utama pesawat ulang-alik menggunakan turbopumps (mesin yang terdiri dari pompa yang digerakkan oleh mesin turbin) untuk mengalirkan propelan (oksigen cair dan hidrogen cair) ke dalam ruang bakar mesin.
Turbin air digunakan dalam pembangkit listrik tenaga air. Mereka menggunakan air sebagai fluida kerjanya. Akhirnya,
Turbin uap digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir dan termal. Air dipanaskan untuk membentuk uap dan kemudian dialirkan melalui turbin untuk menghasilkan listrik.
Catatan :fungsi utama turbin impuls adalah untuk pembangkit listrik dan pemompaan air.
Komponen turbin impuls
Di bawah ini adalah komponen utama turbin impuls serta fungsinya:
Pelari:
Bagian dalam turbin impuls ini seperti piringan bundar yang berisi sejumlah bilah melengkung yang melekat padanya. Ada poros silinder di tengah yang terbuat dari stainless steel serta pelari. Nah, pelari bisa dibuat dari besi tuang saat head alirannya kurang.
Ember:
Ember seperti seperangkat cangkir berbentuk sendok yang dipasang di sekitar pelari untuk bertukar energi antara fluida dan turbin. Fluida dengan kecepatan tinggi mengenai ember ini setelah meninggalkan nosel, menyebabkan bilah turbin berputar dan keluar dari tepi luar ember. Desain turbin akan menentukan perubahan arah fluida selama keluar dibandingkan dengan sudut tumbukan. Momentum terbesar didapat pada sudut 180 derajat.
Nosel:
Fungsi nosel dalam turbin impuls adalah untuk menyesuaikan, memodifikasi, dan mengalirkan aliran fluida untuk menyerang ember. Ini adalah salah satu bagian penting dari turbin ini yang menyebabkan perubahan tekanan dan memungkinkan kepala aliran diubah menjadi energi kinetik. Bagian yang disebut tombak pada alat ini digunakan untuk mengatur volume pancaran air yang mencapai ember. Nozel ini dirancang dari tungsten carbide, yang sangat keras dan dapat menahan partikel erosif.
Casing:
Casing pada turbin impuls berfungsi sebagai pelindung di atas turbin untuk mencegah percikan air keluar. Ini juga mengarahkannya ke spillway, yang ada untuk air ekstra untuk melindungi integritas struktural bendungan. Umumnya, bagian ini diproduksi dengan besi tuang.
Penstock:
Bagian ini banyak digunakan di pembangkit listrik tenaga air sebagai pipa dan saluran yang mengalirkan air dari bendungan dan reservoir atau turbin. Air mengalir di dalamnya dengan tekanan yang sangat tinggi. penstock biasanya terbuat dari baja
Diagram turbin impuls:
Jenis turbin impuls
Di bawah ini adalah macam-macam turbin impuls yang digunakan pada PLTA beserta cara kerjanya:
Pelton:
Turbin Pelton memiliki komponen utama sebagai runner, nozzle, dan deflektor. Ini digunakan untuk ketinggian tetesan air yang tinggi. Satu atau lebih nozel (hingga 6) membantu mengubah kepala air menjadi aliran berkecepatan tinggi. Sebagai aliran air, akibatnya, kekuatan turbin dikendalikan dengan mengatur kuantitas aliran air.
Sistem ini memiliki serangkaian ember secara simetris di sekitar runner silinder turbin. Desain dan bentuk ember ini menyebabkan pancaran air mengenai bagian tengah ember dan keluar dari kedua sisi. Keluar ini terjadi sedemikian rupa sehingga air yang keluar dari ember tidak mengenai ember berikutnya, sehingga terjadi rem. Sumbu roda turbin dapat dipasang secara vertikal atau horizontal. Untuk daya tinggi, efisiensi, dan jumlah nozel yang lebih banyak, poros roda selalu vertikal, dan generator dipasang di atas turbin.
Deflektor terletak di antara runner dan nozzle. Ini membantu mencegah air menyembur dari nosel ke ember ketika beban tiba-tiba dikeluarkan dari turbin. Ini meningkatkan kecepatan rotasinya. Akhirnya, tombak digunakan untuk menghentikan aliran air.
Diagram turbin impuls Pelton:
Turgo:
Jenis turgo turbin impuls beroperasi mirip dengan Pelton. Perbedaan utama mereka adalah bahwa pancaran air mengenai ember secara miring (sekitar 20 derajat). Hal ini dikarenakan bentuk ember yang rumit dan lebih sulit dalam pembuatannya. Turbin Turgo memiliki kecepatan spesifik yang lebih tinggi dari Pelton. Salah satu keunggulan turbin impuls jenis ini adalah jet yang lebih besar dan ukuran mesin yang lebih kecil dibandingkan dengan Pelton untuk daya yang sama. Pembangkit listrik tenaga air kecil menggunakan turbin ini.
Diagram turbin impuls Turgo:
Alur silang:
Turbin jenis ini merupakan modifikasi dari turbin impuls yang sering digunakan pada pembangkit listrik tenaga air kecil. Sama seperti turbin impuls, rotor berputar di udara dan tidak sepenuhnya terendam seperti turbin reaksi. Manfaat turbin ini termasuk operasi dalam berbagai laju aliran, head, dan daya akibatnya. Selain itu, dapat beradaptasi dengan baik terhadap perubahan aliran sambil menghemat efisiensi. Ada sistem kontrol khusus yang dapat mengatur bagian aktif turbin sesuai dengan jumlah aliran air.
Diagram turbin aliran silang:
Prinsip kerja turbin impuls
Cara kerja turbin impuls berbeda karena ada berbagai jenis di luar sana. baik, sambil menjelaskan berbagai jenis saya sebutkan cara kerjanya. Secara umum, dalam proses pembangkitan tenaga pada turbin impuls, langkah-langkah berikut harus dilakukan.
- Air yang disimpan mengalir dari sumber ke hulu melalui Penstock untuk disalurkan ke nozzle.
- Energi potensial air di dalam nosel diubah menjadi energi kinetik dan disuntikkan ke bilah atau ember; dengan demikian, pelari akan berputar.
- Ada mekanisme untuk mengontrol aliran air yang disuntikkan ke runner. Tombak biasanya memainkan peran penting dalam proses ini.
- Generator yang terpasang pada poros mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Tonton video di bawah ini untuk mempelajari lebih lanjut cara kerja turbin impuls:
Keuntungan dan kerugian turbin impuls
Keuntungan:
Berikut adalah manfaat turbin impuls dalam berbagai aplikasinya.
- Mudah dirawat.
- Konstruksi sederhana.
- Efisiensi kerja yang tinggi.
- Dapat bekerja pada tekanan atmosfer.
- Kecepatan rotasinya tinggi.
Kekurangan:
Terlepas dari keuntungan yang baik dari turbin impuls, beberapa keterbatasan masih terjadi. Di bawah ini adalah kelemahan turbin impuls dalam berbagai aplikasinya.
- Ini menempati banyak ruang karena ukurannya.
- Biaya pemasangan tinggi.
- Efisiensi kerja menurun seiring waktu.
- Tidak cocok untuk laju aliran tinggi.
- Ideal hanya untuk debit rendah.
- Memerlukan kepala yang tinggi yang sulit diatur.
Kesimpulan
Turbin impuls adalah jenis turbin khusus untuk pembangkit listrik dan pemompaan air. Mereka terdiri dari tiga jenis termasuk Pelton, Turgo, dan aliran silang. sekian postingan kali ini yang menjelaskan pengertian, aplikasi, fungsi, komponen, diagram, dan cara kerja turbin impuls. Kelebihan dan kekurangannya juga disebutkan.
Saya harap Anda menikmati bacaannya, jika demikian, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa lagi!
