A. PENDAHULUAN
Listrik seperti kita ketahui adalah bentuk energi sekunder yang paling praktis penggunaannya oleh manusia, di mana listrik dihasilkan dari proses konversi energi primer seperti batu bara, minyak bumi, gas, panas bumi, potensial air dan energi angin. Sistem pembangkitan listrik yang sudah umum digunakan adalah mesin generator tegangan AC, di mana penggerak utamanya bisa berjenis mesin turbin, mesin diesel atau mesin baling-baling.
Prinsip konversi energi dalam turbin sudah lama diketahui. Kira-kira 130 tahun sebelum masehi prinsip turbin reaksi sudah ditemukan oleh Aelopil Hero dari Aleksandria. Sedangkan untuk prinsip turbin impuls oleh Giovanni Branca pada tahun 1629. pada dasarnyaproses konversi energi dalam turbin merupakan proses ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan. Pada turbin reaksi proses ekspansi tersebut terjadi baik dalam sudu-sudu tetap (pengarah) yang terpasang pada rumah turbin yang tidak berputar, maupun dalam sudu-sudu gerak yang terpasang pada roda turbin yang berputar. Sedangkan pada turbin impuls proses ekspansi hanya terjadi dalam sudu-sudu tetap saja. Jadi boleh dikatakan bahwa turbin ditemukan lebih dahulu dari pada mesin torak. Perkembangannya memang lamban, karena pengetahuan tentang material belum memadai.
Turbin adalah mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutar roda turbin. Bagian turbin yang berputar dinamai stator atau rumah turbin. Roda turbin terletak di dalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang menggerakkan generator listrik. Didalam turbin fluida kerja mengalami proses ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan, dan mengalir secara kontinu. Fluida kerjanya dapat berupa air, uap air, atau gas.
Fluida kerja turbin meliputi Air, uap air, dan gas dapat digunakan sebagai fluida kerja turbin. Maka turbin diberi nama sesuai dengan jenis fluida kerjanya. Dengan demikian, turbin uap, turbingas, dan turbin air berturut-turut adalah turbin dengan uap, gas, dan air sebagai fluida kerja.
B. DASAR TEORI
Pada roda turbin terdapat sudu dan fluida kerja mengalir melalui ruang di antara sudu tersebut. Apabila kemudian ternyata bahwa roda turbin dapat berputar, maka ada gaya yang bekerja pada sudu. Gaya tersebut timbul karena terjadinya perubahan momentum dari fluida kerja yang mengalir di antara sudu.
yang dianggap sangat efektif untuk menghasilkan gaya angkat (lift), gaya angkat tersebut karena gaya tekanan di bawah lebih besar daripada gaya tekanan di atas airfoil. Gaya angkat harus lebih besar atau sekurang-kurangnya sama dengan berat turbindan porosnya, agar turbin dapat berputar dengan lebih ringan.
Bagian sudu–sudu turbin yang melingkar permukaan roda turbin. Karena sudu-sudu tersebut dapat bergerak bersama-sama dengan roda turbin, maka sudu tersebut dinamakan sudu gerak. Sebuah roda turbin bisa saja terdapat beberapa baris sudu gerak yang dipasang berurutan dalam arah aliran fluida kerja. Setiap baris sudu terdiri dari sudu yang disusun melingkar roda turbin, masing-masing dengan bentuk yang sama. Turbin dengan satu baris sudu gerak dinamai bertingkat tunggal. Sedangkan turbin dengan beberapa baris sudu gerak dinamai turbin bertingkat ganda.Proses fluida kerja mengalir melalui baris sudu yang pertama, kemudian baris kedua, ketiga dan seterusnya. Namun sebelum mengalir ke setiap baris sudu berikutnya, fluida kerja melalui baris sudu yang bersatu dengan rumah turbin. Maka karena sudu tersebut terakhir tidak berputar, sudu tersebut dinamakan sudu tetap, yang berfungsi mengarahkan aliran fluida kerja masuk kedalam sudu gerak berikutnya, bisa juga sebagai nosel
Dari segi pengubahan momentum fluida kerjanya, turbin di bagi menjadi dua golongan utama, yaitu turbin impuls dan reaksi.
1. Turbin impuls,
Adalah turbin dengan proses ekspansi dari fluida kerja (proses penurunan tekanan) hanya terjadi di dalam sudu-sudu tetapnya saja. Jadi diharapkan tidak terjadi penurunan tekanan di dalam sudu gerak, walaupun dalam prakteknya penurunan tekanan (kecil) di dalam sudu gerak tak dapat dihindarkan berhubung adanya gesekan, aliran turbulen,dan kerugian energi lainnya.
Jika sekarang kita bayangkan adanya sudu tenipar berlangsungnya penurunan-tekanan, maka sudu itu akan ada gaya reaksi yang bergerak pada arah yang berlawanan. Oleh karena sudu tenipar bukan merupakan reservoar uap, atau tempat dimana uap mempunyai kecepatan nol, sudu reaksi murni tidak ada. Sudu pada apayang dinamakan turbin-reaksi sesungguhnya adalah sebagian impuls sebagian reaksi.
2. Turbin reaksi
Ialah turbin dengan proses ekspansi dari fluida kerja terjadi baik di dalam sudu tetap maupun gerak. Namun demikian ada kemungkinan sebuah turbin menggunakan sebuahroda turbin dengan baris sudu impuls dan reaksi
Jadi, turbin reaksi (reaction turbine) adalah turbin yang mempunyai barisan sudu tetap dan barisan sudu bergerak. Sudu tetapnya berfungsi sebagai nosel, sudu bergeraknya bergerak akibat impuls uap yang diterimanya (yang disebabkan oleh perubahan momentum) dan juga akibat ekspansi dan percepatan uap relatif terhadap sudu itu. Dengan kata lain sudu bergerak pun berfungsi sebagai nosel.
Istilah turbin reaksi masih digunakan walaupun pada kenyataannya tidak ada turbin reaksi murni. Beberapa penulis Eropa lebih suka memakai istilah turbin tekanan sama (equal-pressure turbine) untuk turbin impulsdan turbin tekanan tak sama (unequal-pressure turbine) untuk turbin reaksi.
