Turbin Uap
Di tengah-tengah munculnya penemuan-penemuan baru hasil penelitian oleh para saintis dalam
bidang teknologi, khususnya kreasi mesin. membaca permasalahan lingkungan sekitar adalah
sebuah tuntutan yang tidak terelakan. Artinya teknologi diciptakan untuk membawa masyarakat
ke arah peradaban yang lebih baik dan maju. kemudahan dalam beraktifitas adalah alasan utama
dalam pengembangan teknologi.
Banyak Negara-negara di berbagai belahan dunia terutama Negara maju yang mendukung
program pengembangan penelitian. Indikasi dari hal ini terwujud munculnya nama-nama peneliti
tersebut di berbagai media atas kemanfaatannya bagi masyarakat..
Salah satu hasil dari kemajuan yang di alami manusia adalah diciptakannya turbin sebagai
penghasil energi dengan kapasitas yang besar. Terutama diperguakan pada pembangkit listrik
PLTA, PLTU dan pembangkit-pembankit lainnya.
Sumber daya manusia yang berkualitas adalah solusi dari kemudahan dalam menjalankan
teknologi. Pemerintah juga sepatutunya terus mendukung program penelitian yang dilakukan
oleh lembaga akademisi maupun swasta perorangan. Masa-masa yang akan datang tantangan
untuk menghasilkan teknologi sangat dibutuhkan terutama saat ini seringnya terjadi krisis energi
akibat penggunaan yang secara terus menerus tanpa memperhatikan pasokan ketersediaan masa
mendatang. Pemerintahpun sudah mulai melirik pengguanaan energi alternative biofuel.
Walaupun penggunaannya saat ini belum dinikmati secara massal beberapa industri pabrik dan
kendaraan transportasi sudah memakai energi alternative ini. Sayangnya kesadaran masyarakat
dalam melakukan penelitian belum banyak. Hal ini terjadi akibat himpitan ekonomi yang terus
mendesak sehingga proses penelitianpun di kesampingkan.
TURBIN UAP
1. Pengertian
Turbin uap adalah turbin yang merubah tenaga potensial uap menjadi tenaga mekanis.
2. sejarah turbin uap
Ide dari turbin uap mula-mula timbul pada kira-kira 120 BC, oleh orang yang bernama
HERO dari Alexandria yang pada mulanya membuat prototype turbin uap, dengan prinsip turbin
reaksi. instalasi ini terdiri dari sebuah bejana yang berisi air yang dipanaskan dengan dapur
pemanas. Uap yang terjadi dimasukan ke dalam bola penampung uap dipancang pada tiang yang
berporos sehingga bola dapat diputar. Pada bola terdapat beberapa pipa pemancar . akibat
keluarnya uap melalui pipa pemancar tersbut berputarlah boa itu, disebabkan adanya reaksi uap
yang keluar.
Pada tahun 1890 seorang insinyur swedia bernama GUSTAV DE LAVAL memkbuat turbin
satu tingkat, dengan kapasitas 5 Hp. Berhasilnya pembuatan turbin ini pada tahun 1870, mulamula
ia membuat eksperimen dengan pipa pemancar, tapi bukan untuk turbin uap tetapi untuk
pengeringan pasir. Ia menghitung besarnya uap dari tekanan tinggi menjadi kecepatan tinggi.
Sewbagai alat ekspansi digunakan nozzle kemudian konvergen divergen nozzle. Melalui
beberapa percobaan tentang nozzle , ia melihat tenaga reaksi dari pesawat Hero.
Ia sangat tertarik dengan itu kemudian dia membuat roda berputar. Dari tenaga putat ini, Ia
teringat kejadian masa lalu dalam beberapa hasil percobaannya. Pada tahun 1882 ia mempunyai
penemuan tentang pemisah centrifugal yang sangat baik, sehingga ia menggemari beberapa
gerakan itu dengan kecepatan yang tinggi. Roda gigi menimbulkan suara gaduh dan memerlukan
tenaga untuk memutarkannya. Tenaga listrik belum dapat dipakai untuk mengerjakan sawa.
Akhirnya ingatannya kembali pada kejadian nozzle, dan hal itu di hubungkan dengan pemisah
sentrifugal tadi dari kombinasi kedua hal tesebut de lavak menemukan turbin aksi satu tingkat
tekanan dan satu tingkat kecepatan. Akan tetapi kecepatan putar pada turbin sangat cepat yakni
40.000 putaran per menit.beberapa agregat syarat dari model yang pertama rontok, disebabkan
gaya sentrifugaklnya dan getaran yang terjadi. Selanjutnya DE LAVAL menghitung poros
fleksibel dengan teliti untuk mengikuti putaran turbin itu. Di industri turbin DE LAVAL banyak
di pakai untuk menggerakkan generator
Pada tahun 1884, seorang inggris yang bernama CA Parson menemukanb turbin dengan
prinsip reaksi. Turbin ini dipakai pada beberapa kebutuhan pada lapangan industri. Kecepatan
uap yang mengalir melalui turbin reaksi dengan banyak tingkat ini relative sangat rendah, yakni
100-200 m/detik.
Perkembangan selanjutnya, dimulai pada tahun 1898, dengan dasar dari turbin DE LAVAL,
maka oleh Charles Gordon Cutis (insinyur Amerika) dapar mengurangi kecepatan putar turbin
dengan jenis turbin aksi yang dibuat dengan beberapa tingkat kecepatan satu tekanan.
Pada tahun 1990 turebin ini di demonstrasikan di Amerika. Turbin tersebut mempunyao dua
sudu jalan, di antara kedua sudu jalan tersebut di pasang sudu antar yang di pasang mati pada
rumah turbin, sehingga putaran sudu antar seakan-akan berlawanan dengan putaran sudu jalan.
Untuk turbin dengan dua tingkat kecepatan dan satu tingkat tekanan dibuat pula oleh lenin
Nevsky. Hampir semua turbin dikonstruksi dengan turbin radial, artinya aliran uap dimasukkan
sejajar dengan poros turbin.
3. perbedaan turbin uap dengan mesin uap
a. pada mesin uap
Di dalam mesin uap pengubahan tenaga didasarkan atas tekanan uap. Tekanan uap ini
mendorong torak di dalam silinder, sehingga timbul gaya pada torak. Oleh batang penggerak
gaya ini di teruskan ke kepala silang dan oleh batang engkol gerak lurus tersebut di ubah menjadi
gerak berputar
Jadi pengubahan tenaga dari tenaga potensial menjadi tenaga mekanik pada mesin uap
melalui beberapa alat, yang mana alat tersebut memerlukan pemeliharaan yang tidak mudah.
Sebagai contoh pada lapisan/ sepatu katup pembagi uap dan kepala silang, setiap waktu harus
diganti agar tidak menimbulakan perluasan sehingga tidak macet/terlalu banyak menimbulkan
keausan pada bagian yang terlalu bergerak. Kecepatan relative adalah nol bergerak pada tekanan
tetap.
b. pada turbin uap
di dalam Sudu Turbin uap pengubahan tenaga di dassarkan atas kecepatan uap. Mula-mula
uap di ekspansikan ke dalam pipa pemancar, yaitu dengan jalan merubah tekanan uap yang tinggi
menjadi kecepatan uap yang sangat cepat. Dengan kecepatan uap ini digunakan untuk
menggerakkan sudu jalan. Akibatnya turbin uap akan berputar dan putaran ini di teruskan ke
poros turbin. Pada turbin uap tidak memerlukan peralatan yang banyak , tetapi hanya
memerlukan beberapa bagian yang sederhana saja. Kecepatan relative dipakai untuk mendorong
sudu, bekerja dengan tenaga dinamis.
4. keuntungan turbin uapa jika dibandingkan dengan mesin uap
Ada beberapa keuntungan turbin uapa jika dibandingkan dengan mesin uap, yaitu sebagai
berikut.
1.) Peralatan pada turbin tidak banyak ragamnya/lebih sederhana
2.) Gerak yang dihasilkan lebih tenang karena hanya gerak putar saja.
3.) Gerakan putarnya secara langsung tanpa perantara
4.) Torsi yang dihasilkan pada porsi lebih besar.
5.) Tidak ada kerugian gesek pada rotasinya.
6.) Dibandingkan denga mesain uap yang horizontal, maka turbin uap tidak memerlukan
pondasi yang begitu besar.
7.) Dari ukuran turbin uap sama dengan mesin uap, maka turbin uapa memeperoleh daya
yang lebih besar.
8.) Akibat banyak timbul gerak putar saja, maka getaran yang ditimbulkan lebih kecil dari
pada mesin uap.
5. kerugian turbin uap jika dibandingkan dengan mesin uap
1.) Untuk mengekspansikan uap dibutuhkan peralatan yang khusus yaitu pipa pemancar
2.) Pipa pemancar memerlukan perencanaan yang sangat teliti
3.) Karena uap yang di pake untuk mendorong sudu jalan, padahal sudu jalan hanya
merupaklan kepingan yang terbuka, sehingga diperlukan rumah turbin yang sangat rapat
dan kuat, sehingga tidak timbul kebocoran uap sedangkan pada mesin uap hal tersebut di
atas tidak memerlukan perhatian yang sangat penting.
6. Klasifikasi Turbin Uap
Turbin uap dapat diklasifikasikan ke dalam kategri yang berbeda-beda, tergantung dari
konstruksi, panas jatuh yang dihasilkan, keadaan mula-mula dan akhir dari uap, penggunaan
dalam industri serta jumlah tingkat yang ada padanya.
a. Sesuai dengan jumlah tingkat
1. Turbin uap dengan satu tingkat tekanan dengan satu atau beberapa tingkat kecepatan,
biasanya menghasilkan tenaga kecil. Banyak digunakan pada kompresor sentrifugal,
blower dan lain-lain.
2. Turbin uap dengan bebrapa tingkat tekanan, turbin ini dibuat dengan beberapa macam
variasi dari kapasitas besar sampai kapasitas kecil.
b. Sesuai dengan aliran uap
1. Turbin axial yaitu suatu turbin dimana uap masuk ke sudu jalan dengan poros turbin
2. Turbin radial yaitu dimana suatu aliran uap masuk ke sudu jalan tegak lurus terhadap
poros turbin. Biasanya beberapa turbin satu atau lebih dengan tingkat tekanan rendah
dibuat secara aksial.
c. sesuai dengan jumlah silinder
1. Turbin dengan satu silinder
2. Turbin dengan dua silinder
3. Turbin dengan tiga silinder dan lain-lain.
d. Sesuai dengan pengaturan cara masuknya Uap
1. Turbin dengan pengatur katub (throttle), uap baru masuk ke sudu jalan di atur oleh satu
atau beberapa katub.
2. Turbin dengan pengatur pipa pemancar, dimana uap baru masuk melalui dua atau
beberapa alat pengatur yang dipasang secara berderet-deret.
3. Turbin dengan pengatru terusan, dimana setelah uap baru masuk ke sudu jalan di teruskan
ke sudu yang lain, bahkan sampai beberpa tingkat berikutnya.
e. Sesuai dengan prinssip kerja dari uap
1. Turbin aksi, dimana energy potensial uap direubah menjadui tenaga kinetis di dalam sudu
tetap dan sudu jalan ernerggi kinetic di ubah menjadi energy mekanik
2. Turbin reaksi aksial, pengembangan uap dilakukan di dalam sudu tetap dan sudu jalan,
keduanya diletakkan dan sama luasnya.
3. Turbin reaksi radial tanpa beberapa sudu antar tetap.
4. Turbin reaksi radial yang mempunyai sudu antar tetap.
f. Sesuai dengan prioses panas jatuh
1. Condensing turbin dengan generator, pada turbin ini tekanan uap yang kurang dari satu
atrmosfer dimasukan ke dalam kondensor. Disamping itu uapa juga dikeluarakan dari
tingkat perantara untuk pemanasan air penambah. Turbin dengan kapasitas yang kecil
pada perencanaan mulanya sering tidak mempunyai regenerator panas.
2. Condensing turbin dengan satu atau dua tingkat penurunan perantara pada tekanan
spesifik untuk keperluan pemanasan dan industri.
3. Trusbin tekanan akhir atau back pressure turbin, dimana pengeluaran uap dipakai untuk
tujuan industri dan pemanasan.
4. Topping turbin, turbin ini seperti type pressure back turbine dengan perbedaaan bahwa
pengeluaran uao dari turbin ini juga digunakan dalam medium dan turbin dengan tekanan
rendah.
5. Turbin tekanan rendah (tekanan pengeluaran rendah), dimana pengeluaran uap dari mesin
uap torak, hammer uap, press uap dipakai untuk menggerakkan generator.
6. Mix pressure turbine (turbine dengan tekanan campuran), dengan dua atau tiga tingkat
tekanan, dengan mengganti uap yang keluar padanya dengan uap baru pada tingkat
perantara.
g. sesuai dengan kondisi tekanan uap yang masuk pada turbin
1. Turbin tekanan rendah (1,2 sampai 2 atm)
2. Turbin tekanan menengah (penggunaan uap sampai 4 atm).
3. Turbin tekanan tinggi, pemakaian uap di atas 40 ata
4. Turbin tekanan sangat tinggi pemakaian uap sampai tekanan 170 ata dan suhu 5500C
5. Turbin dengan tekanan super, dimana penggunaan uap dengan tekanan 225 dan di
atasnya.
h. Sesuai penggunaan dalam Industri
1. Turbin stasioner dengan kecepatan konstan, untuk penggerak altenator.
2. Turbin stasioner dengan variasi kecepatan untuk menggerakkan turbo blewer, pompa dan
lain-lain.
3. Turbin non-stasioner dengan variasi kecepatan, biasanya dipakai pada kalap, lokomotif
dan lain-lain.
Dalam pembagian turbin biasanya hanya di dasarkan pada prinsip kerja dari uap saja.
Pembagian ini meliputi dua hal, yaitu turbin aksi dan turbin reaksi.
Tidak diragukan lagi, tiga orang ini, Peary, Scott, dan Amundson adalah sedikit orang terberani di dunia ini. Jarang sekali ditemui orang-orang seperti mereka. Betapa tidak? Mereka telah mempertaruhkan nyawa demi sebuah petualangan penuh maut.
