Pengaruh Turbulence Generator Terhadap Daya Bulb Turbine Pada Aliran Kecepatan Rendah Menggunakan Computational Fluid Dynamics

Abstract

Penelitian ini menyajikan studi terkait karakteristik aliran fluida saat melewati sistem turbin Bulb, dan sistem turbin Bulb dengan tambahan turbulence generator. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh turbulence generator secara keseluruh berdasarkan variasi desain yang telah ditentukan terhadap daya yang dihasilkan oleh turbin Bulb. Dengan hipotesis bahwa turbulence generator berguna membentuk vorteks terlebih dahulu sebelum memasuki area Bulb body guna mengurangi efek vorteks saat menuju turbin. Kecepatan fluida yang diaplikasikan yaitu kecepatan aliran rendah secara rata-rata pada sungai yang ada di Indonesia. Turbulence generator terdiri dari bentuk setengah bola pejal (hemi-sphere) dan suatu batang silinder penyambung terhadap bagian depan Bulb body. Motode yang digunakan untuk mengamati karakteristik aliran pada turbin Bulb yaitu menggunakan metode computational fluid dynamics pada perangkat lunak Ansys Fluent 2022 R2. Desain turbin Bulb secara keseluruhan dimodelkan menggunakan perangkat lunak Solidwork 2018. Berdasarkan hasil penelitian tugas akhir ini diperoleh bahwa turbulence generator menghasilkan nilai yang daya yang fluktuatif, dimana jika dibandingkan dengan daya turbin Bulb tanpa turbulence generator nilainya masih lebih rendah dan lebih tinggi tergantung variasi desain turbulence generator. Desain turbin Bulb dengan turbulence generator diameter maksimum dan jarak maksimum menghasilkan daya yang lebih tinggi dibandingkan dengan daya yang dihasilkan oleh turbin Bulb tanpa turbulence generator pada tiap kategori variasi kecepatan inlet. Kecepatan inlet memiliki pengaruh paling signifikan terhadap menghasilkan daya turbin bulb, semakin tinggi kecepatan inlet maka daya yang dihasilkan juga semakin besar seragam pada tiap variasi desain turbin Bulb. Diameter yang kecil menciptakan efek vorteks yang lebih kecil saat aliran air menuju turbin pada jarak yang lebih besar. Blockage effect terjadi pada diameter yang besar dan menyebabkan vorteks yang terbentuk masih menciptakan efek vorteks saat memasuki area turbin baik pada jarak yang maksimal dan jarak yang minimum sesuai variabel bebas yang telah ditentukan. Keseragaman aliran menjadi peran penting dalam meningkatkan daya dan efisiensi turbin, karena memanfaatkan secara optimal dalam mengkonversi energi kinetik aliran pada sudu-sudu turbin. Kata kunci: Turbulence generator, daya turbin Bulb, efek vorteks, blockage effect, keseragaman aliran.