Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Berdasarkan laporan United Nations Environment Programme (UNEP, 2011) sektor konstruksi menempati urutan pertama sebagai penyumbang polusi dan emisi gas rumah kaca terbesar di dunia. UNEP juga menyampaikan informasi bahwa sepertiga dari total penggunaan energi dunia dikonsumsi di gedung-gedung. Untuk meredusir penggunaan energi tersebut, diperkenalkan bangunan hijau (green building) yang memiliki konsep Zero Energy/Emission Building (ZEB) sebagai solusi untuk mengurangi efek emisi gas. Fitur utama dari bangunan hijau adalah efisiensi energi dan optimasi pemanfaatan sumber energi baru-terbarukan.Turbin sebagai pembangkit daya merupakan salah satu peralatan utama pada sistem pembangkit energi. Turbin yang digunakan sebagai pembangkit energi pada bangunan hijau dalam studi ini adalah turbin air arus lintang (cross-flow). Penelitian pengembangan model turbulen dinamika aliran pada runner turbin cross-flow bertujuan untuk mendapatkan efisiensi yang terbaik melalui optimasi numerik pada CFD. Model Renormalization Group (RNG) k-e memiliki akurasi numerik lebih baik dari model k-e, akan tetapi membutuhkan waktu numerik yang lebih lama dibanding model k-e. Dinamika aliran pada runner turbin cross-flow memiliki beberapa zona penting, diantaranya daerah blade turbin cross-flow. Optimasi numerik dilakukan dengan modifikasi nilai Prandtl model k-e untuk optimasi waktu dan akurasi numerik. Modifikasi nilai Prandtl model k-e dibandingkan dengan model RNG k-e untuk mendapatkan nilai ok dan oe yang memiliki simpangan rata-rata yang kecil pada parameter fisika dan turbulen. Hasil simulasi dinamika aliran pada tingkat pertama blade turbin air cross-flow dengan perubahan nilai konstanta ok model k-e mendapatkan nilai simpangan rata-rata yang besar dibandingkan model RNG k-e pada parameter fisika; distribusi tekanan dan kecepatan, serta untuk parameter turbulen; energi kinetik turbulen, laju disipasi turbulen, dan viskositas efektif turbulen.Perubahan nilai konstanta oe model k-e mendapatkan nilai simpangan rata-rata yang kecil dibandingkan model RNG k-e pada parameter fisika dan turbulen. Modifikasi model k-e dengan perubahan nilai konstanta oe=0,47 dan ok=1 memiliki simpangan rata-rata pada parameter; tekanan 9%, kecepatan 2%, energi kinetik turbulen 0%, laju disipasi turbulen 4%, dan viskositas efektif turbulen 1%. Nilai konstanta oe=0,47 dan ok=1 direkomendasikan untuk mendapatkan nilai simpangan yang kecil dibandingkan model RNG k-e

---

Based on the report "United Nations Environment Program (UNEP, 2011)" the construction sector ranks first as the largest contributor to pollution and greenhouse gas emissions in the world. UNEP also conveyed information that a third of the world's total energy use is consumed in buildings. To reduce energy use, green building was introduced with the concept of Zero Energy/Emission Building (ZEB) as a solution to reduce the effects of gas emissions. The main characteristics of green buildings are energy efficiency and optimization of the use of new and renewable energy sources.

Turbine as a power plant is one of the main equipment in the energy generation system. The turbine used for energy generation in the green building in this study is a cross-flow water turbine. Research on the development of turbulent flow dynamics model on a cross-flow turbine runner aims to get the best efficiency through numerical optimization on CFD. The k-ε Renormalization Group (RNG) model has better numerical accuracy than the k-ε model, but requires a longer numerical time than the k-ε model. The flow dynamics of the cross-flow turbine runner has several important zones, including the area of ​​the cross-flow turbine blade. Research on the development of turbulent models on flow dynamics in cross-flow turbine blades is important for numerical optimization. Numerical optimization is done by modifying the Prandtl value of the k-ε model for time optimization and numerical accuracy. Modify the Prandtl value of the k-ε model compared to the RNG k-ε model to get the value and which has a small average deviation of the physical and turbulent parameters. The results of the flow dynamics simulation on the first stage of the cross-flow turbine blade with changes in the constant value of the k-ε model get a large average deviation value compared to the k-ε RNG model on physical parameters; distribution of pressure and velocity, as well as for turbulent parameters; turbulent kinetic energy, turbulent dissipation rate, and turbulent effective viscosity.

Changes in the constant value of the k-ε model get a small average deviation value compared to the k-ε RNG model on physical and turbulent parameters. Modification of the k-ε model with changes in the constant values ​​= 0.47 and = 1 has an average deviation of the parameters; 9% pressure, 2% velocity, 0% turbulent kinetic energy, 4% turbulent dissipation rate, and 1% turbulent effective viscosity. Constant values ​​= 0.47 and = 1 are recommended to get a smaller deviation value compared to the k-ε RNG model

"

"Kebutuhan akan energi yang semakin meningkat menjadikan turbin gas mikro berkembang menjadi alternatif pembangkit daya yang dapat digunakan. Turbin gas Mikro Proto X-2a merupakan turbin gas mikro dengan satu-tingkat kompresor-turbin dimana pembangkitan daya dilakukan melalui aplikasi sebuah runner cross-flow yang dihubungkan ke generator. Runner cross-flow ini digerakkan oleh udara pada sisi masuk kompresor. Pada operasinya, vorteks resirkulasi terbentuk pada bagian dalam runner cross-flow. Karena besaran vorteks ini mempengaruhi unjuk kerja dari runner cross-flow, analisis yang lebih baik diperlukan, yang juga dapat digunakan dan sebagai dasar pengembangan. Perilaku vorteks resirkulasi direpresentasikan lebih detail, dengan menggunakan metode CFD dengan menggunakan model turbulen RNG k-ε. Karakteristik vorteks resirkulasi yang diiringi dengan penurunan temperatur pada bagian dalam runner cross-flow tersebut sesuai untuk penggunaan model turbulen RNG k-ε. Perubahan temperatur tersebut mempengaruhi aliran resirkulasi yang terjadi secara molekular, selain secara konvektif. Pada kondisi ini, analogi Reynolds tidak lagi sesuai untuk digunakan. Oleh karena itu, pemilihan bilangan turbulen Prandtl turbulen ? inverse (α) yang mampu merepresentasikan fenomena aliran tersebut menjadi penting.Berdasarkan konsep difusivitas pada aliran turbulen, konsep rasio viskositas molekukar dan turbulen pada model turbulen RNG k-ε, pada penelitian ini, nilai α divariasikan menjadi 1; 1,1; 1,2 dan 1;3. Simulasi CFD pada runner cross-flow dilakukan secara tiga-dimensi dengan menggunakan CFDSOF. Jumlah mesh optimum 300 x 147 x 3 dari hasil uji ketergantungan mesh digunakan dengan jenis mesh Body-fitted-coordinate (curved-linear). Eksperimen dilakukan pada sistem turbin gas mikro Bioenergi Proto X-2a yang telah dihubungkan dengan runner cross-flow dan sebuah alternator DC. Parameter karakteristik turbin gas mikro didapatkan, bersama dengan kecepatan poros dan beda temperatur pada casing runner cross-flow.Data hasil eksperimen (data_1, data_2 dan data_3) secara berturut-turut menghasilkan kecepatan poros runner (N3) dan beda temperatur pada sisi masuk dan keluar (ΔTCR) sebesar 1330 rpm (ΔTCR1 = 0,424oC) , 604 rpm (ΔTCR2 = 0,874oC) dan 659 rpm (ΔTCR3 = 0,936oC). Ketiga data ini dianalisis secara lebih detail dengan CFD. Hasil eksperimen dengan data_3 dengan ΔTCR paling besar menunjukkan bahwa pada kondisi tersebut runner sudah terbebani oleh generator listrik, sistem turbin gas mikro sudah menghasilkan daya listrik 0,54 kWh. Kondisi ini dicapai pada kecepatan kompresor (N1) 78.890 rpm dengan rasio tekanan 1,4 pada efisiensi kompresor 67% dan laju bahan bakar Diesel 2,314 g/s, dengan daya termal yang dihasilkan runner cross-flow sebesar 230 Watt. Secara umum, hasil simulasi CFD menunujukkan bahwa vorteks resirkulasi terbentuk di bagian dalam runner cross-flow pada zona VI hingga VIII (dari sudu jalan ke-14 hingga ke-18).Variasi nilai α yang divariasikan menjadi 1; 1,1; 1,2 dan 1,3 efektif pada beda temperatur runner ΔTCR yang paling besar (ΔTCR3 = 0,936oC) dengan parameter hasil simulasi kecepatan-w dan temperatur statik pada zona resirkulasi (zona VI ? VIII) koordinat (i,j,k = 37-100; 57; 2), pada daerah dekat dinding sudu arah radial pada sudu ke-14 hingga sudu ke-18. Pada data hasil eksperimen lain, variasi nilai α tidak signifikan pada koordinat tersebut. Dari berbagai analisis yang telah dilakukan pada runner cross-flow, terutama pada aliran resirkulasi, besaran bilangan Prandtl turbulen - inverse (α) dapat direkomendasikan nilai optimum α = 1,1. Bilangan α tersebut menjadikan rasio viskositas molekular dan viskositas turbulen sebesar 𝜈0𝜈𝑇=0,8394, yang paling optimum dalam merepresentasikan aliran resirkulasi yang terjadi pada bagian dalam runner cross-flow dengan menggunakan model turbulen RNG k-ε. Hasil ini dapat digunakan untuk analisis dan pengembangan perancangan runner cross-flow.Increasing of energy needs has lead the development of micro gas turbine as an alternative power generator. The Proto X-2a Bioenergy Micro Gas Turbine is a single-stage compressor-turbine, at which the electricity power generated by application of a cross-flow runner coupled with a DC alternator. This cross-flow runner is driven by inlet compressor air ?a sub-pressure application. Recirculation vortexes which occur during operation inside the cross-flow runner affect the performance ? the cross-flow runner and the Proto X-2a in general. For performance analysis and design development reasons, this condition has triggered more detailed analysis of this type of vortex of the cross-flow runner numerically with CFD method with RNG k-ε turbulence model. Characteristics of recirculation vortexes carried with slighty-decreased temperature inside the cross-flow runner suitable with RNG k-ε turbulence model. Furthermore, the temperature difference inside the cross-flow runner affects the recirculation vortexes since the molecular transport also dominant, beside the convective transport. During this condition, selection of appropriate inverse-turbulent Prandtl number (α) is important to represent the recirculation vortexes.

Inverse-turbulent Prandtl numer (α) varied to 1; 1,1; 1,2 and 1,3 in this research, based on turbulence diffusivity theory, turbulent and molecular viscosity ratio and basic concept of RNG k-ε turbulence model. The CFD simulation done three-dimensionaly with CFDSOF. The mesh-depencency test resulting the optimum mesh was 300 x 147 x 3 cells. The mesh was body-fitted-coordinate (curved-linear type). Experimental data from the Proto X-2a Bioenergy Micro Gas Turbine including the temperature difference and shaft rotational speed of the cross-flow runner is used to CFD simulation. Electricity power generated by a DC alternator coupled to the cross-flow runner is also used to analyzed as a part of the system and temperature difference effect to the runner.

Three experimental data (data_1, data_2 anda data_3) were detailed-numerically analyze. The datas generated the cross-flow runner shaft speed (N3) and temperature difference at cross-flow runner casing; N3 = 1330 rpm (ΔTCR1 = 0,424oC) , N3 = 604 rpm (ΔTCR2 = 0,874oC) dan N3 = 659 rpm (ΔTCR3 = 0,936oC) respectively. Data_3 shows the optimal condition of the system, at which the compressor shaft velocity (N1) was 78.890 rpm, pressure ratio at 1,4, efficiency of 67%, and generated 0,54 kW electricity power with 2,314 g/s Diesel fuel flow rate. At this condition, the cross-flow runner generated 230 W. Recirculation vortexed shows by CFD simulation occur at the inner side of the cross-flow runner, at VIth ? VIIIth zones (14th ? 18th blade) in general for all data. The CFD simulation shows that variation of α effective at data_3, where the temperature difference is the largest (ΔTCR3 = 0,936oC), while the others data shows almost no difference at α variations. More detailed analysis done at recirculating vortexed ? dominated area at i;j;k = 37-100; 57; 2 for data_3, near the radial blade wall with two most affective parameters; w-velocity and static temperature to represent the recirculation flow at recirculation zone. The optimum α is 1,1 since this α variation shows the most logic results compared to the other variation of α. Therefore, for CFD simulation with RNG k-ε turbulence model to a cross-flow runner, is is recomended to use α that represent better recirculation flow, and the optimum ratio between molecular and turbulent viscosity is now 𝜈0𝜈𝑇=0,8394. This result is can be used for both analysis and future design development of cross-flow runner.>/i>"

"Pada tahun 2016, terdapat 2.519 desa di Indonesia yang belum mendapatkan kebutuhan energilistrik. Turbin Pikohidro dapat menjadi salah satu solusi yang memungkinkan karena biayainvestasi yang murah, pekerjaan sipil yang sedikit, dan perawatan yang mudah dibandingkanSolar PV dan turbin angin. Turbin cross-flow adalah turbin impuls yang memiliki kelebihanseperti efisiensi yang stabil dalam berbagai kondisi debit, konstruksi sederhana, dan baik dalamskala portabilitas. Studi ini akan mengkaji pengaruh kelengkungan sudu terhadap performaturbin menggunakan metode Computational Fluid Dynamic. Variasi sudu dibuat menjadi rasiokelengkungan terhadap panjang sudu Rs/Ts diantaranya 0 ; 0,08 ; 0,17 ; dan 0,26. Berdasarkanhasil verifikasi, model turbulen RNG k - dipilih untuk mempredikasi pola aliran yang terjadikarena memiliki error yang lebih rendah dibandingkan dengan yang lain. Selain itu, modelturbulen k - RNG banyak dikembangkan pada studi impeler cross-flow baik mesin tenagamaupun kerja. Hasil komputasi mendapatkan sudu dengan rasio Rs/Ts = 0,08 menghasilkanefisiensi yang lebih stabil dan tinggi diduga karena olakan yang terjadi lebih kecil dibandingkanyang lain, sehingga sudu dengan rasio Rs/Ts = 0,08 direkomendasikan untuk digunakan padakondisi tinggi jatuh 2,71 meter dan debit 41 l/s.

---

In 2016, approximately 2.519 village in Indonesia still didn rsquo t have sufficient access toelectricity. Picohydro turbine can be a proper solution because it has a low investation cost, few civil work, and easy to maintain compared to Solar PV and Wind Turbine. Cross flow isan impulse turbine that has an advantage such as stable efficiency in variable dischargecondition, simple construction, and high portability. To increase cross flow turbineperformance, this study will investigate the effect of blade curvature to the turbine efficiencywith CFD method. The blade variation will be stated as blade curvature to chord length ratio Rs Ts which consist of 0 0,08 0,17 and 0,26. Based on verification test, the k RNGturbulence model was chosen to predict flow pattern because it has a lower error compared toother turbulence model and the turbulence model has been commonly used in cross flowimpeller both on fan and turbine. The Resulted showed that blade with Rs Ts 0,08 yield thehighest efficiency because the it has the lower vortex compared to others. Therefore, the bladewith Rs Ts equal to 0,08 is recomended to use in condition of head 2,71 meter and discharge41 l/s."

"ABSTRAKDaerah pedesaan terpencil mengakibatkan pembangunan jaringan listrik terpusat menjadi mahal dan tidak efisien. Untuk daerah terpencil yang memiliki aliran sungai yang cukup deras, direkomendasikan untuk membangun pembangkit listrik piko hidro run-off-river sebagai sumber energi untuk jaringan listrik mandiri mereka yang dapat menghasilkan listrik yang cukup untuk desa kecil dengan biaya investasi yang rendah. Turbin jenis cros-flow Banki sudah dikenal akan kesederhanaan dalam bentuk, rancangan, serta konstruksinya. Hal ini menyebabkan biaya konstruksi turbin tipe menjadi lebih murah dibandingkan dengan turbin lain seperti propeler dan Pelton. Selain itu, hal tersebut membuat turbin jenis ini lebih mudah diperbaiki ditambah kemampuan membersihkan diri dari turbin ini. Selain kelebihan tersebut turbin ini juga memiliki efisiensi yang cukup stabil meskipun debit aliran air yang masuk fluktuatif. Di sisi lain, turbin cross-flow memiliki efisiensi maksimum yang lebih rendah dibanding turbin lain seperti propeler dan Pelton. Gaya hambat biasanya akan muncul pada aliran fluida yang melalui benda tercelup, seperti sudu turbin, disebabkan karena terbentuknya pusaran. Gaya ini biaunya akan mengurangi efisiensi turbin. Konsep airfoil sudah terbukti dapat mengurangi gaya drag sehingga dapat meningkatkan efisiensi beberapa turbin. Studi kali ini bertujuan untuk mengetahui efek konsep airfoil NACA di sudu turbin cross-flow pada efisiensinya. Pada studi kali ini, NACA-6712 digunakan sebagai profil sudu turbin karena memiliki koefisien gaya lift paling besar dibandingkan dengan semua profil yang lain. Studi kali ini membandingkan turbin cross-flow yang menggunakan sudu dengan konsep NACA-6712 dengan turbin yang menggunakan sudu biasa menggunakan simulasi CFD. Studi ini menggunakan tinggi tekan 2.7 meter dan debit aliran air 0.04 m3/s. ANSYS FLUENT 15 dengan permodelan turbulen SST digunakan dalam studi ini. Hasil studi kali ini adalah simulasi CFD mendapatkan bahwa efisiensi maksimum turbin yang menggunakan sudu biasa adalah 95 dengan jumlah sudu 30 buah, sedangkan turbin yang menggunakan sudu dengan konsep NACA-6712 memiliki efisiensi maksimal 91.7 dengan jumlah sudu 25 buah. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa turbin cross-flow dengan sudu biasa memiliki efisiensi yang lebih baik daripada yang menggunakan konsep NACA-6712.

---

ABSTRACTIsolated rural area makes on grid electrification development becomes expensive and inefficient. For rural area with quite torrential river flow, it is recommended to build run of river pico hydro power plant for their mini grid power system to produce enough electricity for small village with low investment cost. Cross flow Banki turbine is well known for its simplicity of shape, design, and construction. Thus, the construction cost of this type of turbine is very low rather than another turbine like propeller and Pelton. Moreover, it also makes cross flow Banki turbine easier to maintain, moreover this turbine has self cleaning ability. Furthermore, cross flow Banki turbine is well known for its independent efficiency from fluctuation of water discharge. Beside of many advantage on this turbine, cross flow Banki turbine efficiency is relatively lower than another turbine. The drag force usually present when water flowing around immerse body, like turbine blade because of eddy formation. This force usually reduces the turbine efficiency. Airfoil profiles are proven to reduce eddy formation in water flow around immerse body like turbine blade then increase some turbine efficiency. This study aims to investigate the effect of NACA airfoil in blade profile to the cross flow turbine efficiency. NACA 6712 airfoil profile was chosen because it has bigger lift coefficient than others. In this study, the turbine with NACA 6712 airfoil profiled blade cross flow turbine has been compared with ordinary one by using CFD simulation. This study uses 2.7 m head and 0.04 m3 s of water discharge. ANSYS FLUENT 15 with SST turbulence model is used in this study. As a result, CFD simulation found that maximum efficiency of ordinary blades turbine is 95 with number of blades 30. While, the maximum efficiency of NACA 6712 turbine is 91.7 with 25 blades. From the results, it can be obtained that the ordinary turbine is better than NACA 6712 turbine."

"Turbin cross flow merupakan salah satu pembangkit daya alternatif yang mudah dibuat dan murah harganya. Kemampuan turbin cross flow dalam menghasilkan daya yang cukup besar dengan energi berupa aliran air menjadikannya cocok untuk digunakan di Indonesia, baik untuk di desa-desa yang belum terjamah listrik ataupun di perkotaan. Penelitian yang dilakukan terhadap turbin cross flow saat ini berkatian dengan upaya meningkatkan efisiensi turbin. Metode yang umum digunakan adalah dengan membuat casing yang menyelubungi turbin. Cara ini walaupun efektif tetapi juga cukup sulit untuk dimanufaktur sehingga menyebabkan tambahan biaya yang signifikan dalam pembuatan turbin. Alternatif lain untuk meningkatkan efisiensi turbin dan menjaganya tetap cost effective adalah dengan membuat runner tak berporos yang bertujuan untuk memaksimalkan aliran air di dalam runner.

---

Cross Flow Turbine is one of the alternative power plant that cheap and easy to build. It's ability to generate decent power from water flow energy makes it suitable to be used in Indonesia, whether it in remote areas or cities. The current research about Cross Flow Turbine is focused on increasing the efficiency of turbine. The common method to increasing turbine efficiency is done by making a case that envelope the turbine. Eventough this method is effective but it's difficult to manufacture, then increasing a significant cost in turbine production. Another alternative method to increasing turbine efficiency and keep it cost effective is done by making unshafted runner to maximize the water flow in the runner."

"Listrik daerah pedesaan yang terisolasi merupakan masalah yang sangat krusial untuk menyelesaikan masalah rasio elektrifikasi di Indonesia. Dibandingkan dengan opsi lain, turbin piko hidro cross-flow (CFT) adalah pilihan yang lebih baik untuk menyediakan daya listrik untuk daerah pedesaan yang terisolasi. Studi untuk meningkatkan kinerja CFT dapat secara analitik, numerik, eksperimental, atau kombinasi metode-metode tersebut. Namun, perkembangan teknologi komputer membuat studi simulasi numerik menjadi semakin sering. Temuan studi CFT yang dilakukan sebelum abad ke-21 terkait dengan parameter desain utama CFT seperti tinggi nosel, sudut serang, sudut pelepasan, atau rasio diameter. Kemudian, pengembangan pendekatan computational fluid dynamic (CFD) diprakarsai oleh Patankar pada tahun 1980 yang mengembangkan penyelesaian masalah aliran fluida numerik berbasis staggered grid, metode diskritisasi upwind orde pertama dan metode Semi Implicit Method for Pressure Linked Equation (SIMPLE). Setelah pengembangan pendekatan CFD cukup matang pada awal abad ke-21, pengembangan CFT menjadi lebih halus dengan modifikasi yang kecil namun efektif. Studi ini telah menghasilkan bahwa model turbulensi yang direkomendasikan untuk simulasi CFD CFT 2D adalah k-E. Disarankan juga untuk menggunakan pendekatan unsteady 6-DOF daripada pendekatan lainnya yang telah ditemukan sebelumnya. Simulasi CFD pada kasus dalam studi ini menggunakan model turbulensi k-E dan pendekatan 6-DOF menghasilkan galat relatif rata-rata 2,99 0,40 dari hasil eksperimen.

---

Isolated rural area electricity was very crucial issue to resolve electrification ratio problem in Indonesia. Compared to other options pico hydro cross-flow turbine (CFT) is the better option to provides electrical power for isolated rural area. Studies to improve CFT performance can be undertaken analytically, numerically, experimentally, or combination of those methods. However, the development of computer technology makes numerical simulation studies has becoming increasingly frequent. The finding of CFT studies conducted before 21st century were related to the main design parameter of CFT e.g. nozzle height, angle of attack, discharge angle, or diameter ratio. Then, the computational fluid dynamic (CFD) approach development was initiated by Patankar in 1980 who develop staggered grid based numerical fluid flow problem solving, first order upwind discretization method and Semi Implicit Method for Pressure Linked Equation (SIMPLE) method. After CFD approach development has mature enough at the beginning of 21st century, the development of CFT becoming finer with small but effective modification. This study has resulting that the recommended turbulence model for CFT 2D CFD simulation is k-E. It is also recommended to use 6-DOF unsteady approach instead of other prior approach. The CFD simulations and experiment testing using reccomended turbulence model and unsteady approach produced an average relative error of 2.99 0.40."

"Turbin cross flow merupakan salah satu jenis turbin impuls yang bisa digunakan dalam pengembangan green building. Pada penelitian kali ini dilakukan analisa menggunakan simulasi CFD mengenai pengaruh dari diameter runner turbin cross flow terhadap performa turbin dan karakteristik alirannya. Proses penelitian disertai dengan proses perancangan serta pembuatan alat. Dari hasil penelitian akan didapat hubungan antara diameter runner dengan putaran turbin yang dihasilkan. Melalui simulasi akan didapatkan berbagai macam karakteristik aliran di dalam runner. Hasil simulasi tersebut akan memperjelas fenomena yang terjadi pada turbin tersebut. Pengujian dilakukan terhadap diameter runner 140 mm dan 170 mm. Dari pengujian yang dilakukan didapatkan bahwa semakin kecil runner turbin maka putaran yang didapat akan semakin besar. Hal tersebut juga mempengaruhi efisiensi dari turbin di mana untuk diameter runner 140 mm efisiensi yang didapat sebesar 85%, sedangkan untuk diameter runner 170 mm efisiensinya sebesar 68%.

---

Cross flow turbine is a type of impulse turbine that can be used in the development of green building research. In this study was carried out an analysis using CFD simulations concerning the influence of runner diameter in cross flow turbine to the water flow characteristic. The relationship between runner diameter and the rotation of the shaft will be get through the experiments. While the flow characteristic achieved from simulations.

The results will explain the flow phenomenon that occur in the runner. The experiments conducted on runner diameter of 140 mm and 170 mm. From the experiments it was found that the smaller the runner will grant a higher shaft rotation. It affects the efficiency of the turbine as well, for runner diameter of 140 mm the efficiency is 85%, while the runner diameter of 170 mm the efficiency might be 68%."

"Turbin cross flow merupakan turbin yang sering dipakai pada instalasi pembangkitan listrik mikrohidro. Pada penelitian ini, diteliti mengenai perubahan dimensi nosel terhadap performa pada turbin cross flow. Penelitian ini dilakukan dengan simulasi CFD dan percobaan. Untuk meneliti performa turbin ini digunakan percobaan, sedangkan untuk meneliti pola aliran, digunakan simulasi CFD. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan kecepatan air pada nosel menjadi tiga variasi yang dibuat dengan mengubah luas penampang nosel, sehingga debit air terjaga konstan, sedangkan simulasi dilakukan dengan satu nosel (8 mm) dan runner, tetapi dengan fluida yang berbeda, yaitu air dan uap air. Dari hasil simulasi didapatkan bahwa pada bagian ujung luar (lingkaran luar) sudu turbin mengalami tekanan dan turbulensi yang tinggi pada setiap putarannya. Maka dari itu, diperlukan perancangan dan pemanufakturan yang baik agar sudu mampu menghadapi tekanan dan turbulensi tersebut. Selain itu, kecepatan aliran tinggi dan tebal jet fluida yang lebih tipis dari jarak antara sudu dibutuhkan untuk memperoleh fenomena penyebrangan aliran yang baik melalui bagian tengah runner. Kemudian hasil percobaan membuktikan juga bahwa peningkatan kecepatan aliran air dari nosel akan meningkatkan efisiensi turbin. Pada kecepatan aliran air pada nosel sebesar 20,617 m/s dengan tebal jet 4 mm diperoleh efisiensi sebesar 92,647%, sedangkan pada kecepatan 10,721 m/s dan tebal jet 8 mm hanya diperoleh efisiensi sebesar 34,826%. Hal ini membuktikan perubahan dimensi nosel yang mengakibatkan peningkatan kecepatan aliran air dari nosel akan mempertinggi atau mengurangi daya hidrolis yang diserap turbin, yang akan menambah atau mengurangi efisiensi turbin.

---

Cross flow turbine is a commonly used turbine in micro-hydro power generation. In this research, influence of nozzle dimension on performance of cross flow turbine is studied. This research was performed using CFD simulation and experiment. To study the turbine performance, experiment is used, whereas to study the flow pattern, CFD simulation is used. Experiment were performed with varying the water flow speed from nozzle into three variants which was created with changing the cross-sectional area of the nozzle; so that the water debit was kept constant, whereas simulations were performed with one nozzle (8 mm) and runner, but with different fluid. One is water and the other is steam.

From the simulation result, it was found that the outer sides of turbine blades (outer circle) were experiencing great pressure and turbulence in each rotation. Therefore, a careful design and manufacturing is needed so that the blade can withstand that pressure and turbulence. Moreover, flow speed and fluid jet thickness which is thinner than the gap between blades are needed to achieve a good cross flow phenomenon through the middle section of the runner. Furthermore, experiment results shows too that an increase in water flow speed from nozzle will increase turbine efficiency. At water flow speed of 20.617 m/s and jet thickness of 4 mm, 92.647% efficiency was obtained whereas, at water flow speed of 6.109 m/s and jet thickness of 8 mm, only 34.826% efficiency was obtained. This proves changes in nozzle dimension which influence water flow speed from nozzle will increase or decrease the hydraulic power which is absorbed by the turbine, which, in turn, increases or decreases turbine efficiency."

"Rasio elektrifikasi Indonesia pada tahun 2018 mencapai 98.3%. Dimana persentase sebesar 38.1% berasal dari daerah terpencil di NTT. Daerah terpencil merupakan daerah yang memiliki rasio elektrifikasi rendah. Turbin pikohidro jenis arus lintang merupakan salah satu solusi yang memungkinkan karena biaya investasi yang murah, perawatan yang sederhana, dan kemudahan manufaktur. Turbin arus lintang adalah turbin tipe impuls yang memiliki kelebihan seperti efisiensi yang stabil dalam berbagai kondisi debit, konstruksi sederhana, dan baik dalam skala portabilitas dan modularitas. Studi ini akan mencari nilai kedalaman sudu yang optimum. Variasi dibuat menjadi rasio kelengkungan terhadap panjang sudu (T/R) diantaranya 0.08, 0.12, dan 0.16. Untuk meningkatkan performa turbin cross flow studi ini akan merancang bentuk nosel baru dengan menggunakan perhitungan geometri dan CFD. Simulasi akan dijalankan dengan menggunakan fitu 6-DoF dan menggunakan kondisi batas debit aliran 12.8 l/s dan tinggi jatuh 2.1 m. Selanjutnya ukuran timestep yang digunakan adalah 0.001. Hasil komputasi mendapatkan efisiensi maksimum sebagai berikut T/R = 0.08 sebesar 7.22%, T/R = 0.12 sebesar 2.9 %, dan T/R = 0.16 sebesar 3.3%. Sudu dengan T/R= 0,08 menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi karena lebih banyak jumlah air yag menumbuk sudu. Sedangkan, untuk optimalisasi performa turbin dengan merancang nosel, menunjukkan bahwa nilai λ = 50o menghasilkan efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan variasi nilai λ lainnya. Nilai efisiensi maksimum yang dicapai pada λ = 50o adalah 60.60%. Sedangkan untuk nilai λ lainnya efisiensi maksimum yang dicapai berturut-turut mulai dari λ = 60o-90o adalah 49.19%; 42.70%; 36.66%; dan 40.41%.Dengan demikian sudu dengan rasio T/R sebesar 0,08 dan nosel dengan λ = 50o direkomendasikan untuk digunakan pada debit aliran 12.8 l/s dan kondisi tinggi jatuh 2,1 meter .

---

Rasio elektrifikasi Indonesia pada tahun 2018 mencapai 98.3%. Dimana persentase sebesar 38.1% berasal dari daerah terpencil di NTT. Daerah terpencil merupakan daerah yang memiliki rasio elektrifikasi rendah. Turbin pikohidro jenis arus lintang merupakan salah satu solusi yang memungkinkan karena biaya investasi yang murah, perawatan yang sederhana, dan kemudahan manufaktur. Turbin arus lintang adalah turbin tipe impuls yang memiliki kelebihan seperti efisiensi yang stabil dalam berbagai kondisi debit, konstruksi sederhana, dan baik dalam skala portabilitas dan modularitas. Studi ini akan mencari nilai kedalaman sudu yang optimum. Variasi dibuat menjadi rasio kelengkungan terhadap panjang sudu (T/R) diantaranya 0.08, 0.12, dan 0.16. Untuk meningkatkan performa turbin cross flow studi ini akan merancang bentuk nosel baru dengan menggunakan perhitungan geometri dan CFD. Simulasi akan dijalankan dengan menggunakan fitu 6-DoF dan menggunakan kondisi batas debit aliran 12.8 l/s dan tinggi jatuh 2.1 m. Selanjutnya ukuran timestep yang digunakan adalah 0.001. Hasil komputasi mendapatkan efisiensi maksimum sebagai berikut T/R = 0.08 sebesar 7.22%, T/R = 0.12 sebesar 2.9 %, dan T/R = 0.16 sebesar 3.3%. Sudu dengan T/R= 0,08 menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi karena lebih banyak jumlah air yag menumbuk sudu. Sedangkan, untuk optimalisasi performa turbin dengan merancang nosel, menunjukkan bahwa nilai λ = 50o menghasilkan efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan variasi nilai λ lainnya. Nilai efisiensi maksimum yang dicapai pada λ = 50o adalah 60.60%. Sedangkan untuk nilai λ lainnya efisiensi maksimum yang dicapai berturut-turut mulai dari λ = 60o-90o adalah 49.19%; 42.70%; 36.66%; dan 40.41%.Dengan demikian sudu dengan rasio T/R sebesar 0,08 dan nosel dengan λ = 50o direkomendasikan untuk digunakan pada debit aliran 12.8 l/s dan kondisi tinggi jatuh 2,1 meter ."

"ABSTRAKData statistik ketenagalistrikan pada tahun 2018 menyebutkan bahwa, masih terdapat masyarakat Indonesia yang belum mendapatkan akses khususnya provinsi Nusa Tenggara Timur yang masih bernilai 61.9%. Tidak tersedianya akses distribusi akibat mahalnya biaya instalasinya dan sulitnya akses menuju lokasi. Oleh karena itu, pembangkit listrik mandiri berbahan baku renewable energy merupakan solusi yang tepat untuk mengatasi krisis energi di daerah terpencil di Indonesia. Disamping itu, potensi energi air di Indonesia mempunyai total potensi sebesar 75 GW. Ini menjadi dasar dari beberapa hasil kajian, turbin pikohidro merupakan solusi yang tepat untuk meningkatkan rasio elektrifikasi di daerah terpencil. Tujuan dalam studi ini adalah memverifikasi fenomena aliran yang terdapat pada sudu turbin piko hidro jenis cross flow pada CFD berdasarkan metode eksperimen Particle Image Velocimetry. Simulasi akan menggunakan ANSYS Fluent 18.1 dengan fitur steady dengan tinggi jatuh air sebesar 1.4 m dan debit aliran 0.01167 m3/s. Ukuran timestep yang digunakan adalah 0.002. Metode eksperimen menggunakan Particle Image Velocimetry dengan Dantec Dynamic laser system. Hasil komputasi divalidasi dengan metode PIV, ditunjukkan oleh distribusi kecepatan pada nosel dan fenomena separasi fluida yang terjadi pada bagian raner turbin arus lintang. Studi ini, menyimpulkan bahwa fenomena pada kondisi sebenarnya dapat digambarkan oleh metode Particle Image Velocimetry dengan proporsi seeding particle dengan diameter maksimum 100 micron.

---

ABSTRACT

Based on electricity data in 2018, there are still Indonesian people who do not have access to electricity by 2% (Indonesia). As many as 2% of people who have not received electricity are in remote areas. This is due to the unavailability of distribution access due to the very high installation costs and access to difficult locations. Thus, an independent power plant made from renewable energy is the right solution to overcome the energy crisis in remote areas in Indonesia. furthermore, the potential of water energy in Indonesia has a total potential of 75 GW. This is the basis of several studies, pico hydro turbines are the right solution to increase the electrification ratio in remote areas (Diah; Sarasa; Sari). The purpose of this study is to verify the flow phenomena contained in the crossflow turbine blades on CFD based on the Particle Image Velocimetry experimental method. The simulation will use ANSYS Fluent 18.1 with the steady feature with a head of 1.4 m and a flow rate of 0.01167 m3/ s. The timestep size used is 0.002. The experimental method uses Particle Image Velocimetry with the Dantec Dynamic laser system. The results of computation are then validated by the PIV method, shown by the velocity distribution in the nozzle and the flow phenomenon in the crossflow turbine runner section. This study concludes that the phenomenon of actual conditions can be described by the Particle Image Velocimetry method with the proportion of seeding particles with a maximum diameter of 100 microns.

"