turbin uap

1. BAB – II
JENIS – JENIS TURBIN UAP
Turbin uap dikelompokkan kepada :
a. Turbin Aksi (tekanan roda) adalah turbin bila tekanan uap didepan dan
dibelakang sudu jalan sama besarnya. Tekanan uap tersebut sama besarnya
kedua bentuk dari penampang sudu jalan tersebut setangkup (symentris).
b. Turbin Reaksi (tekanan lebih) adalah turbin bila tekanan uap didepan dan
dibelakang sudu jalan tidak sama besarnya atau tekanan uap didepan sudu jalan
lebih besar dari pada dibelakang sudu jalan. Hal tersebut juga terjadi karena
pengaruh bentuk penampang sudu jalan yang tidak setangkup (asymentris)
1. Bentuk Sudu Jalan
a. Bentuk symentris (setangkup) ialah bila sudut jalan sisi masuk (< 1) sama
besar dengan sudut sudu jalan sisi keluar (< 2) bentuk sudu jalan ini dijumpai
pada turbin aksi.
b. Bentuk asymentris (tidak setangkup) ialah bila sudu jalan sisi masuk (< 1) tidak
sama besar dengan sudut jalan sisi keluar (<2) atau bentuk sudu jalan ini
dijumpai pada turbin Reaksi.
2. Karakteristik Turbin Aksi dan Reaksi
Dada
Sudu

2
1
Penampung
Sudu
< 1 = <
2
Gambar . 2
< 1 > <2
Dada Sudu

1
2
Punggung Sudu
< 1 = <2 atau
< 1 > <2
Gambar. 3

2. a. Turbin aksi (contohnya : de laval, curtis, zolley dan curtis-zolley)
- Saat uap mengalir dipancar tekanan uap berkurang sedangkan saat mengalir
di sudu jalan sama besarnya (tetap).
- Saat mengalir di pipa pancar kecepatannya uap bertambah, saat mengalir di
sudu jalan berkurang.
- Bentuk sudu symentris (setangkup).
- Usaha yang ditimbulkan didapat dari gaya-gaya aksi yang bekerja pada sudu
jalan yang melengkung.
b. Turbin reaksi (contohnya : Person dan Curtis-Person)
- Saat mengalir di sudu antar tekanan uap berkurang dan di sudu jalan juga
berkurang.
- Saat mengalir di sudu antar kecepatan uap bertambah dan di sudu jalan
berkurang.
- Bentuk sudu jalan adalah asymentris (tidak setangkup).
- Usaha yang ditimbulkan didapat dari gaya-gaya aksi dan gaya reaksi yang
bekerja pada sudu jalan yang melengkung.
3. Bagian-bagian utama Turbin Uap adalah : Pipa pancar sudu jalan rotor dan
sudu balik.
a. Pipa Pancar :
1. Fungsinya : - Pengubah aliran uap masuk ke sudu jalan supaya
supply uap betul-betul efektif.
- Perobah tenaga panas menjadi tenaga kecepatan uap (rumus
zeuner).
2. Bentuknya : - Bentuk Lurus
- Bentuk cembung
(sonvergency)
- Bentuk cekung
(disverygency)
- Bentuk cembung-cekung
(convergency – disverygency)
3. Rumus Kontiniutas
Uap
masuk
Uap
keluar
Gambar. 4 Bentuk-bentuk Pipa Pancar

3. Dimana : Gu = pemakaian uap dalam kg/detik
 = volume jenis uap dalam m3
/kg
A = penampang pipa pancar dalam m2
c = kecepatan uap yang mengalir dalam m/detik
D = diameter pipa pancar dalam m
H1 = Entalpi uap keluar pipa pancar dalam kcal/kg atau kj/kg
H2 = Entalpi uap keluar pipapancar dalam kcal/kg atau kj/kg
Penampang pipa pancar
Rumus kontiniutas tersebut berlaku pada pipa pancar dipenampang sisi masuk,
penampang sisi keluar dan penampang kritis (ditengah-tengah)
-
Penampang sisi masuk, Gu1 . 1 = 0,785 D1
2
. C1
-
Penampang sisi keluar, Gu1 . 1 = 0,785 D1
2
. C1 dimana
C2 = C1 + 44,7 H1 – H2
-
Penampang tengah Gu3 . 3 = 0,785 D3
2
. C3 dimana
C3 = C1 + 44,7 H1 – H2
2
4. Rumus Zeuner (menggunakan Satuan International)
Energi kinetis = Gu C1
2
…….. (kgm) …. 1
2g
Energi kinetis = Gu. Ho .. (kj) = Gu.Ho …(kcal) = Gu.Ho.427…(kgm) 2
4,187 4,187
Jadi 1 dan 2 maka :
Dimana : C1 = Kecepatan mutlak masuk pipa pancar (m/detik)
Ho = Jatuh kalor theoritis (kj/kg uap)
b. Sudu Jalan
Gu.  =
A.c
A = 0.785 D2
Gu . C12
= Gu.Ho.427
2g 4,187
4,187. C1
2
= 2g. Ho. 427
4,187. C1
2
= 2.9,81. Ho. 427
C1
2
= 2.9,81. Ho. 427
4,187
C1 = 2.9,81.427.Ho
4,187
2000,8932 Ho
C1 = 44,7 VHo

4. - Sudu jalan adalah bagian-bagian utama turbin yang bergerak, sudu jalan
berhubungan dengan Roda jalan untuk memutar poros turbin.
- Fungsi sudu jalan untuk menampung uap menggerakkan Roda jalan.
- Bentuk sudu jalan dikelompakkan kepada sudu symentris pada turbin aksi dan
sudu asymentris pada turbin reaksi.
- Bagian-bagian sudu jalan adalah dada sudu punggung sudu, lebar sudu dan
jarak antar sudu (tusuk).
Skets sederhana dari sudu jalan symentris pada turbin aksi Punggung sudu
1. Kecepata-kecepatan Uap dan segi tiga kecepatan
Pada saat sudu jalan berputar, sekali gas secara serentak terdapat 3 (tiga)
kecepatan yang terjadi disekitar sudu jalan tersebut aitu :
- Kecepatan mutlak ialah kecepatan uap terhadap bidang diam (uap mengalir
didalam pipa pancar)
- Kecepatan Relay ialah kecepatan uap terhadap bidang ang bergerak (uap
memutar sudu jalan)
- Kecepatan keliling ialah kecepatan berputarnya sudu jalan selanjutnya ke 3
(tiga) kecepatan tersebut membentuk segi
Tiga kecepatan, dimana terdapat 2 (dua) segi tiga yang terjadi yaitu pada sisi
masuk dan sisi keluar dari sudu jalan. Sedangkan sudut pancaran uap (sudut uap)
adalah sudut yang dibentuk kecepatan mutar C1 dengan kecepatan keliling U.
Sudut sudu jalan  adalah sudut yang dibentuk kecepatan relatif w1 dangan
kecepatan keliling U.
Segi kecepatan tersebut seperti skets dibawah ini

2

1
A

1
2
BA
Gambar. 5
1 = Sudut sudu Jalan
sisi masuk.
2 = Sudut sudu jalan
sisi keluar.
Symetris : 1 = 2
C1
U
U

1
Punggung
sudu
W1

5. Sisi masuk :
W1 = kecepatan masuk relatif sisi masuk menyinggung pungung sudu.
U = kecepatan keliling sisi masuk tegak lurus penampang sudu.
C1 = kecepatan mutlak sisi masuk.
= sudut pemanas uap dibentuk antara kecepatan mutlak C1 dengan U.
1 = sudut sudu jalan sisi masuk dibentuk antara kecepatan relatif W1 dengan U.
arah panah : - C1 dan U saling anak panah bertemu atau saling tutup menutup).
- arah panah W1 kearah U.
Sisi keluar :
W2 = kecepatan relatif sisi keluar menyinggung punnggung sudu
U = kecepatan keliling sisi keluar tagak lurus penampang sudu
C2 = kecepatan mutlak sisi keluar
Dalam menyelesaikan soal-soal turbin, segi 3 kecepatan sisi masuk dan sisi keluar
digabung dalam satu segi 3 saja.
2) Segi tiga kecepatan kerja biasa
Segi 3 kecepatan sisi keluar
Sisi Keluar
Bila turbin biasa, maka segi
tiga kecepatannya adalah
segitiga tumpul dimana
besar sisi-sisi segi tiga dapat
dihitung dengan cara analisi
(dihitung)
C1 = 44,7 Ho u =  D

W1
2
= C1
2
+ 42
– 2 uc1 cos
(rumus cosinus)
C2
2
= C1
2
+(2u)2
– 2.2u C1
Cos (rumus cosinus)
Arah panah : C1 dan U arah panahnya saling bertemu (tutup menutup)
W1 dan W2 arah panahnya kearah U
C2 dan U arah panahnya salingbertemu
Sisi Masuk
W1=W2
2

6. Atau sisi-sisi segi itga kecepatan didapat dari cara grafis (dengan skala) artinya
besar kecepatan-kecepatan tersebut digambar dengan skala kecepatan yang
ditentukan sendiri.
3) Rendemen aliran kerja biasa dengan kecepatan-kecepatan cara grafis
Rendemen aliran adalah perbandingan usaha yang berguna disudu jalan
terhadap usaha yang diberikan, dapat ditulis :
s = A1 – A2 dimana A1 = usaha yang diberikan
A1 A2 = usaha yang terbuang
A1 – A2 = usaha yang berguna
s = ½ mC1
2
– ½ mC2
2
dimana m = masa uap yang mengalir
½ m C1
2
s = ½ m (C1
2
– C2
2
) atau
½ m C1
2
dimana : s = Rendemen aliran dalam %
C1 = Kecepatan mutlak masuk pipa pancar (m/detik)
C2 = Kecepatan mutlak keluar sudu jalan (m/detik)
Dimana : Hu= Panas terbang keluar turbin (kj/kguap)
X = jumlah tingkat
4) Rendemen aliaran kerja biasa dengan kecepatan-kecepatan secara analitis.
Dari s = C1
2
– C2
2
C22
= C1
2
+(2u)2
– 2.2u C1 Cos (rumus cosinus)
C22
= C1
2
+ 4u – 4 uC1 Cos
s = C1
2
– (C1
2
+ 4u2
– 4 uC1 Cos )
C1
2
s = C1
2
– C1
2
+ 4u2
– 4 uC1 Cos = 4u2
– 4 uC1 Cos
C1
2
C1
2
s = 4u C1 Cos – 4u2
s = C1
2
– C2
2
C1
2
s = Ho – Hu
Ho
Hu = C2 2
X
44,7
C2
C1
W1=W2
2
Bentuk segi 3 kecepatan
turbin kerja biasa adalah segi
3 tumpul, sehingga untuk
mencari kecapatan W1=W2
dan C2 kita hanya
menggunakan rumus Cosinus
(cara analitis).
Sama-sama pembilang dan
penyebutnya dibagi C1
2

7. C1
2
s = 4u C1 Cos – 4u2
C1
2
C1
2
s = C1
2
C1
2
5) Rendemen aliran turbin aksi kerja sebaik-baiknya (kerja maximal)
Atau dari s = 4 u cos - 4 u 2
cara analisis
C1 C1
Dimana 2 u = cos atau U = ½ cos
C1 C1
s = 4 (½ cos ) cos - 4(½ cos )2
s = 4. ½ cos . cos - 4. ¼ cos2
= 2 cos2
- cos2
6) Grafik (kurva) Rendemen Aliran turbin Aksi
Dari s = 4 u cos - 4 u 2
, bila u ditetapkan antara o hinga 1 dan
C1 C1 C1
Tetap, maka s akan berubah-ubah
Contoh (lihat tabel dibawah ini)
u
C1
s (%) Keterangan
s = 4 u 2
cos - 4 u 2
C1 C1
s = Rendemen aliran cara
analisis(%)
U = kecepatan keliling sudu
(m/det)
C1 = kecepatan mutlak masuk
(m/det)
U
U
C1

1
C2
Dari s = C1
2
– C1
2
cara grafis
C1
s = (2 u)2
2u = cos
C1
2
C1
smax = cos2
smax = cos2

8. 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,47
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,94
0
33,6
59,2
76,8
86,4
88,4
8,8
81,6
67,2
44,8
14,4
0
Sudut pipa pancar = 200
- Rendemen maximum
- Bentuk kurva adalah parabola
7) Diagram H – S (Entalpy – Entropy)
s = 4 u cos - 4 u 2
C1 C1
u
C1
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,2 0,4 0,6 0,8
0,47
88,4
Gambar. 7

9. - Bila air dipanaskan dari semula dengan suhu misalnya 300
C hingga 1000
C,
maka pada suhu 1000
C, maka pada suhu 1000
C tersebut air berobah bentuk
menjdai uap bash, dimana uapnya sendiri masih mengandung butir-butir air
panasnya.
- Selanjutnya dinaikkan lagi hingga 1000
C tanpa adanya kenaikkan lagi hingga
1000
C tanpa adanya kenaikkan suhu, panas yang terbentuk disebut panas
penguapan latent (adanya penambahan panas tanpa kenaikan suhu).
- Pada kondisi 1000
C terakhit tersebut uapnya berobah bentuk menjadi uap
jenuh, dimana uapnya sama sekali tanpa megandung air (kadar air = 0%
sedang kadar uap = 100%).
- Dari shu 1000
C kedua, uap dipanaskan lagi hingga 5000
C, uap terakhir ini
berobah bentuk menjadi uap panas lanjut (uap kering). Perobahan bentuk
suatu zat disebut AGREGASI Air berobah bentuk dari semula air uap
panas lanjut.
- Untuk lebih jelasnya keadaan Agregasi tersebut ditangkan dalam diagregasi.
Diagram AGREGASI seperti dibawah ini :
Kejadian Agregasi tersebut dituangkan dlam diagram H – S (entalpy – Entrapi),
diagram itu menyajikan besarnya entalpi uap pada tahunan dan suhu tertetu.
Sebagai sumbu horizontal (absis) ditetapkan entalpy, sedang sumbu vertical (ordinat)
ditetapkan entalpi uap.
Q1 Q2 Q3
Zat Cair
Suhu
5000
C
Uap panas lanjut
Uap jenuh
1000
C Uap Basah
300
C Panas
Ho = H1 – H2
Ho = 3332 – 2612
Ho = 720 kj/kg
Isobar
H
t = 4000
C isotherm
P2 = 1
bar
Isentropis
E
Daerah
AHo = H1 – H2
Atau kj/kg
32 kj/kg = H1
H2 = 2612 kj/kg

10. Dalam H – S diagram dicantumkan garis-garis yaitu :
a. Garis isobar melengkung keatas, adalah garis-garis yang menghubungkan
titik-titik yang tekanannya sama.
b. Garis isothram melengkung kebawah, adalah garis-garis yang
menghubungkan titik-titik suhunya sama.
c. Garis isopyscram melengkung kebawah, adalah garis-garis yang
menghubugkan titik-titk yang kadar uapnya sama.
d. Garis isentelpis sejajar sumbu entropy adalah garis-garis yang
menghubungkan titik-titik yang entalpinya sama.
e. Garis isentropis tegak lurus sumbu entropy adalah garis-garis yang
menghubungkan titik-titik yang entropynya sama.
Cara menggunakan H - S diagram
a. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan isotherm t = 4000
C dititik A, tarik
melalaui A garis tegak lurus sumbu entalpi, menentukan H1 = 3332 kj/kg uap (H1
= entalpi uap panas lanjut).
b. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan kadar uap x = 100% dititk B, tarik garis
melalui B tegak lurus sumbu entalpi, menentukan entalpi jenuh = Huj = 2803
kj/kg uap.
(kj/kg0
C
2805 kj/kg = hub
2803 kj/kg = hub
2441 kj/kg = hub
Gambar. 9

11. c. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan kadar x = 90 % dititik c, tarik garis
melalui c tegak lurus sumbu entalpi, menentukan entalpi uap basah = 2803 kj/kg
uap.
d. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan x = 80 % dititik D, tarik garis melalui D
tegak lurus sumbu entalpi, menetukan entalpi uap basah = 2441 kj / kg uap.
e. Untuk menetukan jatuh kalor theritis Ho, maka Ho = H1 – H2 dimana H1 = 3332
kj/kg uap dan H2 didapat dari garis isentropis melalui titik A dan garis ini
memotong isobar p = 1 bar dititik E, tarik garis melalui D tegak lurus sumbu
entalpi, H2 = 2612 kj/kg uap, sehingga Ho = H1 – H2 = 3332 – 2612 = 720 kj/kg
uap.
Entalpi dapat juga dicari di TABEL UAP, namun garis isentropis tidak tercantum
dalam tabel uap tersebut, sehinggsa H2 pada butir e diatas tidak dapat dicari di
tabel uap.
8) Melukis profile sudu jalan symentris *setangkup) turbin Aksi
Untuk melukis propile sudu jalan baik ½ pasang maupun 1 pasang atau 2 buah
sudujalan harus diketahui
- Sudut sudu jalan sisi masuk 1 = 2
- Lebar sudu b
- Lebar sudu t
Dan harus diingat bahwa kecepatan relatif sisi masuk W1 menyinggung
penggung sudu, begitu juga kecepatan relatif sisi keluar w2 menyinggung
punggung sudu.
Garis melukis
2
1
BA
Punggung Sudu
Dada Sudu
D
FE
W1
W2

12. - Lebar sudu b ditentukan sembarang
- Bagi dua lebar sudu b
- Melalui titik A lukis sudut sudujalan sisi masuk 1
- Melalui titik B lukis sudut sudu jalan sisi keluar 2
- Tarik garis AC W1 dan tarik garis W2 (garis AC dan BC berpotongan di titik C)
dan W1 dan W2 berpotongan di G.
- Tempatkan titik jangka dititik C, buat lengkung dada sudu dengan jari-jari AC = BC =
R
- Dengan demikian lengkung dada sudu terlukis
- Tentukan tusuk = t = CD
- Tarik garis DELW, dan tarik garis DF W1 dan tarik garis DF W2
- Tempatkan titik jangka di titik D, buat garis lengkung punggung sudu dengan jari-jari
DE = DF = r
- Dengan demikian lengkung punggung sudu terlukis
- Prefile sudu jelas terlukis sebanyak ½ pasang = 1 buah
- Dengan cara yang samaprofile sudu jelas lukis lagi diatasnya sebanyak ½ sepasang
= buah lagi sehingga jumlah sudu jelas = 1 pasang atau 2 buah sudu jelas.
9. Evaluasi hasil pembelajaran :
Gambar. 10 lukisan sudu jalan

13. 1. Sebutkan fungsi sudu jalan dan bentuk sudu jalan
2. Sebutkan dan lukis sudu jalan serta sebutkan bagian-bagiannya
3. Ada berapa kecepatan uap disekitar uap sudu jalan yang sedang berputar,
jelaskan secara rinci.
4. Gambarkan skets sederhana sebuah sudu jelas yang tempatkan segi tiga
kecepatan sisi masuk dan sisi keluar
5. Gambarkan segi tiga kecepatan turbin kerja biasa dan kerja sebaik-baiknya dan
berapa rendemen aliran-alirannya
6. Tuliskan rumus rendemen aliran dipandang dari kecepatan uap dan dipandang
dari jatuh kalor, jelaskan rumus-rumus tersebut
7. Gambarkan grafik (kurva) rendemen aliran turbin aksi (data tentukan sendiri)
8. Lukis profile 1 pasang sudu jalan (data tentukan sendiri)
BAB – II
JENIS – JENIS TURBIN UAP
Turbin uap dikelompokkan kepada :
c. Turbin Aksi (tekanan roda) adalah turbin bila tekanan uap didepan dan
dibelakang sudu jalan sama besarnya. Tekanan uap tersebut sama besarnya
kedua bentuk dari penampang sudu jalan tersebut setangkup (symentris).
d. Turbin Reaksi (tekanan lebih) adalah turbin bila tekanan uap didepan dan
dibelakang sudu jalan tidak sama besarnya atau tekanan uap didepan sudu jalan
lebih besar dari pada dibelakang sudu jalan. Hal tersebut juga terjadi karena
pengaruh bentuk penampang sudu jalan yang tidak setangkup (asymentris)
2. Bentuk Sudu Jalan
c. Bentuk symentris (setangkup) ialah bila sudut jalan sisi masuk (< 1) sama
besar dengan sudut sudu jalan sisi keluar (< 2) bentuk sudu jalan ini dijumpai
pada turbin aksi.
Dada
Sudu

2
1
Penampung
Sudu
< 1 = <
2

14. d. Bentuk asymentris (tidak setangkup) ialah bila sudu jalan sisi masuk (< 1) tidak
sama besar dengan sudut jalan sisi keluar (<2) atau bentuk sudu jalan ini
dijumpai pada turbin Reaksi.
4. Karakteristik Turbin Aksi dan Reaksi
c. Turbin aksi (contohnya : de laval, curtis, zolley dan curtis-zolley)
- Saat uap mengalir dipancar tekanan uap berkurang sedangkan saat mengalir
di sudu jalan sama besarnya (tetap).
- Saat mengalir di pipa pancar kecepatannya uap bertambah, saat mengalir di
sudu jalan berkurang.
- Bentuk sudu symentris (setangkup).
- Usaha yang ditimbulkan didapat dari gaya-gaya aksi yang bekerja pada sudu
jalan yang melengkung.
d. Turbin reaksi (contohnya : Person dan Curtis-Person)
- Saat mengalir di sudu antar tekanan uap berkurang dan di sudu jalan juga
berkurang.
- Saat mengalir di sudu antar kecepatan uap bertambah dan di sudu jalan
berkurang.
- Bentuk sudu jalan adalah asymentris (tidak setangkup).
- Usaha yang ditimbulkan didapat dari gaya-gaya aksi dan gaya reaksi yang
bekerja pada sudu jalan yang melengkung.
5. Bagian-bagian utama Turbin Uap adalah : Pipa pancar sudu jalan rotor dan
sudu balik.
b. Pipa Pancar :
5. Fungsinya : - Pengubah aliran uap masuk ke sudu jalan supaya
supply uap betul-betul efektif.
Gambar . 2
< 1 > <2
Dada Sudu

1
2
Punggung Sudu
< 1 = <2 atau
< 1 > <2
Gambar. 3

15. - Perobah tenaga panas menjadi tenaga kecepatan uap (rumus
zeuner).
6. Bentuknya : - Bentuk Lurus
- Bentuk cembung
(sonvergency)
- Bentuk cekung
(disverygency)
- Bentuk cembung-cekung
(convergency – disverygency)
7. Rumus Kontiniutas
Dimana : Gu = pemakaian uap dalam kg/detik
 = volume jenis uap dalam m3
/kg
A = penampang pipa pancar dalam m2
c = kecepatan uap yang mengalir dalam m/detik
D = diameter pipa pancar dalam m
H1 = Entalpi uap keluar pipa pancar dalam kcal/kg atau kj/kg
H2 = Entalpi uap keluar pipapancar dalam kcal/kg atau kj/kg
Penampang pipa pancar
Rumus kontiniutas tersebut berlaku pada pipa pancar dipenampang sisi masuk,
penampang sisi keluar dan penampang kritis (ditengah-tengah)
-
Penampang sisi masuk, Gu1 . 1 = 0,785 D1
2
. C1
-
Penampang sisi keluar, Gu1 . 1 = 0,785 D1
2
. C1 dimana
C2 = C1 + 44,7 H1 – H2
-
Penampang tengah Gu3 . 3 = 0,785 D3
2
. C3 dimana
C3 = C1 + 44,7 H1 – H2
2
8. Rumus Zeuner (menggunakan Satuan International)
Energi kinetis = Gu C1
2
…….. (kgm) …. 1
2g
Energi kinetis = Gu. Ho .. (kj) = Gu.Ho …(kcal) = Gu.Ho.427…(kgm) 2
4,187 4,187
Uap
masuk
Uap
keluar
Gambar. 4 Bentuk-bentuk Pipa Pancar
Gu.  =
A.c
A = 0.785 D2

16. Jadi 1 dan 2 maka :
Dimana : C1 = Kecepatan mutlak masuk pipa pancar (m/detik)
Ho = Jatuh kalor theoritis (kj/kg uap)
c. Sudu Jalan
- Sudu jalan adalah bagian-bagian utama turbin yang bergerak, sudu jalan
berhubungan dengan Roda jalan untuk memutar poros turbin.
- Fungsi sudu jalan untuk menampung uap menggerakkan Roda jalan.
- Bentuk sudu jalan dikelompakkan kepada sudu symentris pada turbin aksi dan
sudu asymentris pada turbin reaksi.
- Bagian-bagian sudu jalan adalah dada sudu punggung sudu, lebar sudu dan
jarak antar sudu (tusuk).
Skets sederhana dari sudu jalan symentris pada turbin aksi Punggung sudu
Gu . C12
= Gu.Ho.427
2g 4,187
4,187. C1
2
= 2g. Ho. 427
4,187. C1
2
= 2.9,81. Ho. 427
C1
2
= 2.9,81. Ho. 427
4,187
C1 = 2.9,81.427.Ho
4,187
2000,8932 Ho
C1 = 44,7 VHo

2

1
A

1
2
BA
Gambar. 5
1 = Sudut sudu Jalan
sisi masuk.
2 = Sudut sudu jalan
sisi keluar.
Symetris : 1 = 2

17. 2. Kecepata-kecepatan Uap dan segi tiga kecepatan
Pada saat sudu jalan berputar, sekali gas secara serentak terdapat 3 (tiga)
kecepatan yang terjadi disekitar sudu jalan tersebut aitu :
- Kecepatan mutlak ialah kecepatan uap terhadap bidang diam (uap mengalir
didalam pipa pancar)
- Kecepatan Relay ialah kecepatan uap terhadap bidang ang bergerak (uap
memutar sudu jalan)
- Kecepatan keliling ialah kecepatan berputarnya sudu jalan selanjutnya ke 3
(tiga) kecepatan tersebut membentuk segi
Tiga kecepatan, dimana terdapat 2 (dua) segi tiga yang terjadi yaitu pada sisi
masuk dan sisi keluar dari sudu jalan. Sedangkan sudut pancaran uap (sudut uap)
adalah sudut yang dibentuk kecepatan mutar C1 dengan kecepatan keliling U.
Sudut sudu jalan  adalah sudut yang dibentuk kecepatan relatif w1 dangan
kecepatan keliling U.
Segi kecepatan tersebut seperti skets dibawah ini
Sisi masuk :
W1 = kecepatan masuk relatif sisi masuk menyinggung pungung sudu.
U = kecepatan keliling sisi masuk tegak lurus penampang sudu.
C1 = kecepatan mutlak sisi masuk.
= sudut pemanas uap dibentuk antara kecepatan mutlak C1 dengan U.
1 = sudut sudu jalan sisi masuk dibentuk antara kecepatan relatif W1 dengan U.
arah panah : - C1 dan U saling anak panah bertemu atau saling tutup menutup).
- arah panah W1 kearah U.
Sisi keluar :
W2 = kecepatan relatif sisi keluar menyinggung punnggung sudu
U = kecepatan keliling sisi keluar tagak lurus penampang sudu
C2 = kecepatan mutlak sisi keluar
C1
Segi 3 kecepatan sisi keluar
U
U

1

1
W2
U
C2
Punggung
sudu
W1
U
Dada sudu

18. Dalam menyelesaikan soal-soal turbin, segi 3 kecepatan sisi masuk dan sisi keluar
digabung dalam satu segi 3 saja.
9) Segi tiga kecepatan kerja biasa
Atau sisi-sisi segi itga kecepatan didapat dari cara grafis (dengan skala) artinya
besar kecepatan-kecepatan tersebut digambar dengan skala kecepatan yang
ditentukan sendiri.
10) Rendemen aliran kerja biasa dengan kecepatan-kecepatan cara grafis
Rendemen aliran adalah perbandingan usaha yang berguna disudu jalan
terhadap usaha yang diberikan, dapat ditulis :
s = A1 – A2 dimana A1 = usaha yang diberikan
A1 A2 = usaha yang terbuang
A1 – A2 = usaha yang berguna
s = ½ mC1
2
– ½ mC2
2
dimana m = masa uap yang mengalir
½ m C1
2
s = ½ m (C1
2
– C2
2
) atau
½ m C1
2
dimana : s = Rendemen aliran dalam %
C1 = Kecepatan mutlak masuk pipa pancar (m/detik)
C2 = Kecepatan mutlak keluar sudu jalan (m/detik)
Sisi Keluar
Bila turbin biasa, maka segi
tiga kecepatannya adalah
segitiga tumpul dimana
besar sisi-sisi segi tiga dapat
dihitung dengan cara analisi
(dihitung)
C1 = 44,7 Ho u =  D

W1
2
= C1
2
+ 42
– 2 uc1 cos
(rumus cosinus)
C2
2
= C1
2
+(2u)2
– 2.2u C1
Cos (rumus cosinus)
Arah panah : C1 dan U arah panahnya saling bertemu (tutup menutup)
W1 dan W2 arah panahnya kearah U
C2 dan U arah panahnya salingbertemu
s = C1
2
– C2
2
C1
2
s = Ho – Hu
Ho
Hu = C2 2
X
44,7
Sisi Masuk
W1=W2
2

19. Dimana : Hu= Panas terbang keluar turbin (kj/kguap)
X = jumlah tingkat
11) Rendemen aliaran kerja biasa dengan kecepatan-kecepatan secara analitis.
Dari s = C1
2
– C2
2
C22
= C1
2
+(2u)2
– 2.2u C1 Cos (rumus cosinus)
C22
= C1
2
+ 4u – 4 uC1 Cos
s = C1
2
– (C1
2
+ 4u2
– 4 uC1 Cos )
C1
2
s = C1
2
– C1
2
+ 4u2
– 4 uC1 Cos = 4u2
– 4 uC1 Cos
C1
2
C1
2
s = 4u C1 Cos – 4u2
C1
2
s = 4u C1 Cos – 4u2
C1
2
C1
2
s = C1
2
C1
2
12) Rendemen aliran turbin aksi kerja sebaik-baiknya (kerja maximal)
Atau dari s = 4 u cos - 4 u 2
cara analisis
C2
C1
W1=W2
2
Bentuk segi 3 kecepatan
turbin kerja biasa adalah segi
3 tumpul, sehingga untuk
mencari kecapatan W1=W2
dan C2 kita hanya
menggunakan rumus Cosinus
(cara analitis).
Sama-sama pembilang dan
penyebutnya dibagi C1
2
s = 4 u 2
cos - 4 u 2
C1 C1
s = Rendemen aliran cara
analisis(%)
U = kecepatan keliling sudu
(m/det)
C1 = kecepatan mutlak masuk
(m/det)
U
U
C1

1
C2
Dari s = C1
2
– C1
2
cara grafis
C1
s = (2 u)2
2u = cos
C1
2
C1
smax = cos2

20. C1 C1
Dimana 2 u = cos atau U = ½ cos
C1 C1
s = 4 (½ cos ) cos - 4(½ cos )2
s = 4. ½ cos . cos - 4. ¼ cos2
= 2 cos2
- cos2
13) Grafik (kurva) Rendemen Aliran turbin Aksi
Dari s = 4 u cos - 4 u 2
, bila u ditetapkan antara o hinga 1 dan
C1 C1 C1
Tetap, maka s akan berubah-ubah
Contoh (lihat tabel dibawah ini)
u
C1
s (%) Keterangan
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,47
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,94
0
33,6
59,2
76,8
86,4
88,4
8,8
81,6
67,2
44,8
14,4
0
Sudut pipa pancar = 200
- Rendemen maximum
- Bentuk kurva adalah parabola
smax = cos2
60
70
80
90
100
88,4

21. 14) Diagram H – S (Entalpy – Entropy)
- Bila air dipanaskan dari semula dengan suhu misalnya 300
C hingga 1000
C,
maka pada suhu 1000
C, maka pada suhu 1000
C tersebut air berobah bentuk
menjdai uap bash, dimana uapnya sendiri masih mengandung butir-butir air
panasnya.
- Selanjutnya dinaikkan lagi hingga 1000
C tanpa adanya kenaikkan lagi hingga
1000
C tanpa adanya kenaikkan suhu, panas yang terbentuk disebut panas
penguapan latent (adanya penambahan panas tanpa kenaikan suhu).
- Pada kondisi 1000
C terakhit tersebut uapnya berobah bentuk menjadi uap
jenuh, dimana uapnya sama sekali tanpa megandung air (kadar air = 0%
sedang kadar uap = 100%).
- Dari shu 1000
C kedua, uap dipanaskan lagi hingga 5000
C, uap terakhir ini
berobah bentuk menjadi uap panas lanjut (uap kering). Perobahan bentuk
suatu zat disebut AGREGASI Air berobah bentuk dari semula air uap
panas lanjut.
- Untuk lebih jelasnya keadaan Agregasi tersebut ditangkan dalam diagregasi.
Diagram AGREGASI seperti dibawah ini :
s = 4 u cos - 4 u 2
C1 C1
u
C1
10
Suhu
5000
C
Uap panas lanjut
Uap jenuh
1000
C Uap Basah

22. Kejadian Agregasi tersebut dituangkan dlam diagram H – S (entalpy – Entrapi),
diagram itu menyajikan besarnya entalpi uap pada tahunan dan suhu tertetu.
Sebagai sumbu horizontal (absis) ditetapkan entalpy, sedang sumbu vertical (ordinat)
ditetapkan entalpi uap.
Dalam H – S diagram dicantumkan garis-garis yaitu :
Q1 Q2 Q3
Zat Cair
Ho = H1 – H2
Ho = 3332 – 2612
Ho = 720 kj/kg
Isobar
H
t = 4000
C isotherm
P2 = 1
bar
Isentropis
E
Daerah
kering
Daerah jenuh
Isentropis
Daerah
Basah
(Cair)
1,31 1,39
1,48
D
C
B
AHo = H1 – H2
1,65
S
(kj/kg0
C
X = 80%
X = 90
%
X = 100 %
Atau kj/kg
32 kj/kg = H1
H2 = 2612 kj/kg
2805 kj/kg = hub
2803 kj/kg = hub
2441 kj/kg = hub
Gambar. 9

23. f. Garis isobar melengkung keatas, adalah garis-garis yang menghubungkan
titik-titik yang tekanannya sama.
g. Garis isothram melengkung kebawah, adalah garis-garis yang
menghubungkan titik-titik suhunya sama.
h. Garis isopyscram melengkung kebawah, adalah garis-garis yang
menghubugkan titik-titk yang kadar uapnya sama.
i. Garis isentelpis sejajar sumbu entropy adalah garis-garis yang
menghubungkan titik-titik yang entalpinya sama.
j. Garis isentropis tegak lurus sumbu entropy adalah garis-garis yang
menghubungkan titik-titik yang entropynya sama.
Cara menggunakan H - S diagram
f. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan isotherm t = 4000
C dititik A, tarik
melalaui A garis tegak lurus sumbu entalpi, menentukan H1 = 3332 kj/kg uap (H1
= entalpi uap panas lanjut).
g. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan kadar uap x = 100% dititk B, tarik garis
melalui B tegak lurus sumbu entalpi, menentukan entalpi jenuh = Huj = 2803
kj/kg uap.
h. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan kadar x = 90 % dititik c, tarik garis
melalui c tegak lurus sumbu entalpi, menentukan entalpi uap basah = 2803 kj/kg
uap.
i. Isobar p = 30 bar berpotongan dengan x = 80 % dititik D, tarik garis melalui D
tegak lurus sumbu entalpi, menetukan entalpi uap basah = 2441 kj / kg uap.
j. Untuk menetukan jatuh kalor theritis Ho, maka Ho = H1 – H2 dimana H1 = 3332
kj/kg uap dan H2 didapat dari garis isentropis melalui titik A dan garis ini
memotong isobar p = 1 bar dititik E, tarik garis melalui D tegak lurus sumbu
entalpi, H2 = 2612 kj/kg uap, sehingga Ho = H1 – H2 = 3332 – 2612 = 720 kj/kg
uap.
Entalpi dapat juga dicari di TABEL UAP, namun garis isentropis tidak tercantum
dalam tabel uap tersebut, sehinggsa H2 pada butir e diatas tidak dapat dicari di
tabel uap.
15) Melukis profile sudu jalan symentris *setangkup) turbin Aksi
Untuk melukis propile sudu jalan baik ½ pasang maupun 1 pasang atau 2 buah
sudujalan harus diketahui
- Sudut sudu jalan sisi masuk 1 = 2
- Lebar sudu b
- Lebar sudu t

24. Dan harus diingat bahwa kecepatan relatif sisi masuk W1 menyinggung
penggung sudu, begitu juga kecepatan relatif sisi keluar w2 menyinggung
punggung sudu.
Garis melukis
2
1
A
1
2
BA
Gambar. 10 lukisan sudu jalan
Punggung Sudu
Dada Sudu
D
FE
B
W1
W2
Lebar Sudu = b
CW1
W2

25. - Lebar sudu b ditentukan sembarang
- Bagi dua lebar sudu b
- Melalui titik A lukis sudut sudujalan sisi masuk 1
- Melalui titik B lukis sudut sudu jalan sisi keluar 2
- Tarik garis AC W1 dan tarik garis W2 (garis AC dan BC berpotongan di titik C)
dan W1 dan W2 berpotongan di G.
- Tempatkan titik jangka dititik C, buat lengkung dada sudu dengan jari-jari AC = BC =
R
- Dengan demikian lengkung dada sudu terlukis
- Tentukan tusuk = t = CD
- Tarik garis DELW, dan tarik garis DF W1 dan tarik garis DF W2
- Tempatkan titik jangka di titik D, buat garis lengkung punggung sudu dengan jari-jari
DE = DF = r
- Dengan demikian lengkung punggung sudu terlukis
- Prefile sudu jelas terlukis sebanyak ½ pasang = 1 buah
- Dengan cara yang samaprofile sudu jelas lukis lagi diatasnya sebanyak ½ sepasang
= buah lagi sehingga jumlah sudu jelas = 1 pasang atau 2 buah sudu jelas.
9. Tugas Mandiri :
1. Sebutkan fungsi sudu jalan dan bentuk sudu jalan
2. Sebutkan dan lukis sudu jalan serta sebutkan bagian-bagiannya
3. Ada berapa kecepatan uap disekitar uap sudu jalan yang sedang berputar,
jelaskan secara rinci.
4. Gambarkan skets sederhana sebuah sudu jelas yang tempatkan segi tiga
kecepatan sisi masuk dan sisi keluar
5. Gambarkan segi tiga kecepatan turbin kerja biasa dan kerja sebaik-baiknya dan
berapa rendemen aliran-alirannya
6. Tuliskan rumus rendemen aliran dipandang dari kecepatan uap dan dipandang
dari jatuh kalor, jelaskan rumus-rumus tersebut
7. Gambarkan grafik (kurva) rendemen aliran turbin aksi (data tentukan sendiri)
8. Lukis profile 1 pasang sudu jalan (data tentukan sendiri)