Mengenal Turbin Pada Pesawat Tenaga dan Produksi

Pada artikel kali kita akan membahas dan juga memahami tentang turbine atau turbine. Turbin masuk kedalam penggerak mula pada pesawat tenaga dan produksi. Teknologi turbine telah memainkan peran krusial dalam perkembangan industri, transportasi, dan pembangkitan energi. Artikel ini akan mengupas Pengertian turbin, jenis – jenis turbin, prinsip kerjanya, serta berbagai aplikasi dari turbin tersebut. Bagaimana penjelesannya, simak terus artikel di bawah ini.

Apa Yang Dimaksud Dengan Turbin?

Turbin adalah salah satu dari berbagai mesin putar yang mengubah energi kinetik dalam aliran fluida (gas atau cairan) menjadi energi mekanik dengan melewatkan aliran melalui sistem kipas atau baling-baling yang tetap dan bergerak. 

Turbin adalah mesin yang sederhana namun tangguh yang mewujudkan hukum gerak ketiga Newton yang menyatakan bahwa untuk setiap aksi ada reaksi yang sama dan berlawanan. Turbin diklasifikasikan menurut fluida penggerak yang mereka gunakan: uap, gas, air, dan angin. Saat ini, berbagai jenis turbin menghasilkan listrik, menggerakkan kapal dan kapal selam, serta mendorong pesawat jet.

Apa Saja Jenis – Jenis Turbin?

Turbin dapat dibedakan menjadi beberapa jenis mulai dari jenis fluidanya, arah aliran fluida, prinsip kerja dan Tujuan penggunaan. Berikut ini adalah jenis – jenis turbin yang sering di gunakan:

A. Berikut ini adalah jenis turbin berdasarkan jenis fluidanya:

Gas Turbine (Turbin Gas)

Turbin gas menggunakan gas panas sebagai fluida kerjanya. Gas ini bisa berasal dari bahan bakar fosil seperti minyak atau gas alam. Turbin gas seringTurbin gas merupakan salah satu jenis turbin yang paling fleksibel, sehingga aplikasinya sangat luas.  Turbin ini digunakan di pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik dan juga digunakan untuk mendorong pesawat terbang. Sistem ini memiliki kompresor aksial di saluran masuk, yang merupakan kumpulan baling-baling yang berputar. Baling-baling ini menyedot sejumlah besar udara dan mengompresnya untuk meningkatkan suhu udara. Udara selanjutnya disalurkan ke ruang bakar. Dalam kerja turbin jenis ini, bahan bakar ditambahkan ke dalam ruang bakar dan penyala menyalakan bahan bakar. Oleh karena itu, sejumlah besar gas buang yang dihasilkan dibuat untuk mengalir melalui turbin. Berikut ini adalah gambaran tentang turbine gas yang biasa digunakan di pesawat terbang.

Berikut ini adalah berbagai jenis dari mesin gas turbin/jet turbin:

Steam Turbin (Turbin Uap)

Turbin uap menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya. Uap ini dihasilkan melalui pemanasan air dengan menggunakan sumber panas eksternal seperti pembakaran batu bara atau reaksi nuklir. Turbin uap umumnya digunakan dalam pembangkit listrik tenaga uap. Turbin uap juga dapat diklasifikasikan ke dalam jenis impuls dan reaksi, terutama yang modern. Perbedaan antara turbin ini adalah pengaturan dan desainnya yang berbeda. Turbin uap terdiri dari sudu-sudu yang berputar yang disebut rotor dan sudu-sudu statis yang disebut stator. Kedua komponen ini ditempatkan secara bergantian untuk mengekstrak energi yang paling banyak.

Turbin Hydro (Turbin Hydro)

Turbin hidro menggunakan aliran air dari sungai atau bendungan sebagai fluida kerjanya. Energi kinetik air diubah menjadi energi mekanik yang digunakan untuk menghasilkan listrik dalam pembangkit listrik tenaga air. Secara umum, konstruksi turbin adalah sama. Sederetan bilah atau sudu dipasang pada poros atau pelat yang berputar. Air kemudian dialirkan melalui turbin melewati baling-baling, menyebabkan poros bagian dalam berputar. Gerakan rotasi ini kemudian ditransfer ke generator di mana listrik dihasilkan. Ada berbagai jenis turbin yang paling baik digunakan dalam situasi yang berbeda. Setiap jenis turbin dibuat untuk memberikan hasil maksimum untuk situasi yang digunakan. Berikut ini adalah jenis – jenis daripada Hydro Turbin:

Wind Turbine (Turbin Angin)

Turbin angin menggunakan aliran udara untuk menghasilkan putaran baling-baling dan mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik yang digunakan untuk menghasilkan listrik dalam pembangkit listrik tenaga angin. Ada 3 jenis turbin angin:

B. Jenis turbin berdasarkan  Prinsip Kerjanya

Berikut ini adalah jenis turbin berdasarkan prinsip kerjanya:

Pada turbin impuls, aliran fluida mengenai sudu-sudu kincir, menghasilkan perubahan momentum dan tekanan yang menggerakkan kincir. Contohnya adalah turbin air jenis Pelton.

Pada turbin reaksi, fluida mengalami perubahan tekanan dan kecepatan saat melewati sudu-sudu kincir. Ini menghasilkan gaya reaksi yang memutar kincir. Turbin air tipe Francis dan Kaplan adalah contohnya.

C. Jenis Turbin berdasarkan arah aliran fluidanya:

 Aliran fluida masuk dan keluar sejajar dengan poros utama. Turbin ini umumnya digunakan dalam industri penerbangan dan pembangkit listrik.

Aliran fluida masuk dari tengah rotor dan keluar secara radial. Turbin ini sering digunakan dalam aplikasi kompresor dan pompa. Yang membedakan antara turbin axial dengan radial adalah arah dari fluida yang akan menggerakkan sudu pada turbin.

Kombinasi ciri-ciri aksial dan radial. Aliran fluida masuk secara aksial dan keluar dalam arah campuran antara aksial dan radial. Berikut ini adalah bentuk sudu dari pada Radial Flow Turbine, Axial Flow Turbine dan Mixed Flow Turbine.

D. Jenis Turbin Berdasarkan Penggunaannya

Berikut ini adalah jenis – jenis turbin berdasarkan penggunaannya:

Termasuk turbin uap, turbin gas, dan turbin hidro yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik.

Turbin gas, yang juga disebut mesin jet, digunakan dalam penerbangan untuk memberikan dorongan pada pesawat terbang.

Turbin gas dan turbin uap digunakan dalam industri dan kapal untuk menggerakkan kompresor, pompa, dan peralatan lainnya.

Turbin angin dan turbin hidro digunakan dalam pembangkit energi angin dan hidro untuk menghasilkan listrik dari sumber energi terbarukan.

Bagaimana Prnsip Kerja Daripada Turbin?

Setelah kita mengetahui definisi turbin, cara kerja turbin jenis dan pengaplikasian turbin maka selanjutnya kita akan perlu tahu juga bagaimana prinsip kerja dari pada turbin, berikut ini adalah prinsip kerja daripada turbin:

Prinsip kerja turbin didasarkan pada konversi energi kinetik fluida menjadi energi mekanik yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan. Turbin bekerja dengan memanfaatkan gerakan aliran fluida, baik itu gas, uap, atau cairan, untuk memutar kincir atau rotor. Berikut adalah prinsip kerja umum turbin:

1. Aliran Fluida

Turbin membutuhkan aliran fluida sebagai input. Aliran ini bisa berupa gas (seperti udara atau gas buang hasil pembakaran) atau cairan (seperti air atau uap air). Aliran fluida ini memiliki energi kinetik dan potensial yang dapat diubah menjadi energi mekanik.

2. Sudu – sudu atau Rotor

Di dalam turbin, terdapat kincir atau rotor yang memiliki sudu-sudu atau bilah. Sudu-sudu ini dirancang sedemikian rupa untuk mengubah energi aliran fluida menjadi gerakan rotasi. Desain sudu-sudu sangat penting karena akan mempengaruhi efisiensi dan kinerja keseluruhan turbin.

3. Perubahan Energi

Ketika aliran fluida mengenai sudu-sudu, energi kinetik fluida diubah menjadi gaya yang memutar sudu-sudu kincir. Hal ini menghasilkan perubahan momentum dan tekanan pada aliran fluida.

4. Gerakan Putar

Gaya yang dihasilkan oleh sudu-sudu mengakibatkan gerakan rotasi pada kincir atau rotor. Putaran ini dapat digunakan untuk menggerakkan poros utama turbin, yang pada gilirannya dapat digunakan untuk menggerakkan mesin atau perangkat lainnya.

5. Pekerjaan dan Penggunaan Energi

Putaran poros turbin menghasilkan energi mekanik yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan. Energi ini dapat diubah menjadi berbagai bentuk pekerjaan, seperti menghasilkan listrik melalui generator, menggerakkan kendaraan, atau menjalankan mesin industri.

Prinsip kerja turbin dapat bervariasi tergantung pada jenis turbin dan jenis fluida yang digunakan. Turbin reaksi seperti turbin Francis, Kaplan, dan turbin Crossflow mengandalkan perubahan tekanan dan kecepatan aliran fluida melalui sudu-sudu. Di sisi lain, turbin impuls seperti turbin Pelton mengandalkan perubahan momentum dari aliran air yang mengenai sudu-sudu berbentuk cangkir.

Secara umum, turbin merupakan komponen penting dalam berbagai industri, termasuk pembangkit listrik, transportasi, dan produksi energi terbarukan. Prinsip kerja turbin memainkan peran sentral dalam mengubah energi alam menjadi energi yang dapat kita manfaatkan.