Pengaruh Perbandingan Hub-tip dan Delta Panjang Chord terhadap Kecepatan Putar Turbin Wells pada Mesin Termoakustik Gelombang Berdiri

Chaesar Syaefuddin, Ir. Soeadgihardo Siswantoro, M.T; Dr. Sugiyanto, S.T., M.Eng; Dr. Setyawan Bekti W., S.T., M.Eng

2023 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

Penelitian termoakustik adalah penelitian yang melibatkan perbedaan temperatur dalam menghasilkan gelombang akustik. Mesin termoakustik adalah perangkat yang digunakan untuk merubah perbedaan temperatur menjadi gelombang akustik ataupun sebaliknya. Dalam sistem termoakustik standing wave terdapat fluida kerja yang berekspansi sesuai dengan prinsip adiabatik. Ekspansi tersebut membuat fluida kerja berpindah dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Proses yang dialami oleh fluida kerja terjadi secara berulang dan mengakibatkan fluida kerja mengalami gerak osilasi. Fluida kerja yang memiliki gerak osilasi ini akan diekstraksi menggunakan turbin Wells. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak perubahan parameter rasio hub-tip dan delta panjang chord  pada turbin Wells terhadap kecepatan putar turbin. Hasil dari penelitian ini adalah Besar nilai rasio hub-tip berbanding terbalik terhadap kecepatan putar. Maka semakin besar nilai rasio hub-tip maka semakin kecil kecepatan putar yang dihasilkan. Besar nilai delta panjang chord berbanding lurus terhadap kecepatan putar. Maka semakin besar nilai delta panjang chord maka semakin besar kecepatan putar yang dihasilkan. Beberapa variasi turbin pada penelitian ini telah berhasil dikoneksikan ke generator arus searah. Daya terbesar yang dihasilkan adalah 2.10 x 10-5 W.

Thermoacoustic research involves the utilization of temperature differences to generate acoustic waves. Thermoacoustic engines are devices used to convert temperature differences into acoustic waves, or vice versa. In standing wave thermoacoustic systems, a working fluid undergoes expansion according to adiabatic principles. This expansion causes the working fluid to move from high-pressure regions to low-pressure regions. The repetitive nature of this process results in oscillatory motion of the working fluid. This oscillating fluid is then extracted using Wells turbines. This study aims to investigate the impact of varying the hub-tip ratio and delta chord length parameters on the rotational speed of the Wells turbine. The findings indicate an inverse relationship between the hub-tip ratio and rotational speed, whereby larger hub-tip ratios correspond to lower rotational speeds. Conversely, there is a direct relationship between the delta chord length and rotational speed, with larger delta chord lengths resulting in higher rotational speeds. Several turbine variations in this research were successfully connected to a direct current generator, producing a maximum power output of 2.10 x 10-5 W.

Kata Kunci : Kata Kunci: Mesin termoakustik gelombang berdiri, turbin Wells, perbandingan hub-tip, delta panjang chord, kecepatan putar.