Analisa Kondisi Aliran pada Bifurcation Pipa Penstock Pembangkit Listrik Tenaga Air Kapasitas 4 MW Menggunakan Software Ansys

Abstract

Salah satu komponen terpenting dalam sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Air adalah penstock, yang berfungsi mengalirkan fluida air dari forebay ke turbin. Fluida air menggerakan turbin yang akan memutar generator untuk menghasilkan listrik. Dengan peranan penstock yang sangat penting tersebut, maka dibutuhkan perencanaan yang detail termasuk juga perkiraan penyebab kegagalannya. Sehingga indikasi kegagalan tersebut bisa segera di antisipasi, supaya tidak mengganggu sistem operasi pembangkit dalam menghasilkan energi listrik. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui lokasi yang mendapatkan over pressure pada bifurcation penstock, sehingga bisa diambil langkah-langkah antisipasi untuk mengatasi over pressure di area tersebut. Ruang lingkup penelitian dibatasi di area inlet penstock sampai ke outlet penstock. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode literasi dari penelitian terkait serta sumber-sumber kepustakan yang relevan. Material yang digunakan pada penelitian ini adalah mild steel dengan density (r) 2179 kg/m³, ( ) allowable unit tensile stress 1300 kg/cm²,( )  efisiensi 0.95, ( ) perlindungan terhadap korosi 3 mm, head 134,97 m, density (r) air 996,4 kg/m³, diameter penstock 1.900 mm, dari hasil perhitungan diperoleh kecepatan di penstock (V₂) 10,89 m/s, tekanan sebesar 59.136,84 Pa, tebal penstock 10 mm, sedangkan dari hasil simulasi dengan Ansys Fluent tekanan di area A sebesar 95.240 Pa. Kecepatan di area A yang berada di tembereng antara sudut 180-270° pipa penstock adalah 8,032 m/s, dan tekanan 95.240 Pa berada di titik 1 dan 2 (arah sudut 250° dan 135°) searah jarum jam. Sehingga di area tersebut diperlukan perkuatan yang lebih, berupa slide block sehingga dapat menahan beban gaya yang terjadi pada dinding penstock sebesar 20667,08 kgf  dengan dimensi slide block 4000 x 1400 x 1550 mm.