## ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN SUDUT PIPA SIPHON TERHADAP PERFORMASI TURBIN HYDROCOIL DENGAN MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)
Alief Avicenna Luthfie
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta Email: alief.avicenna@mercubuana.ac.id
Abstrak -- Dengan dibangunnya waduk, dibangun pula saluran irigasi untuk lahan pertanian. Saluran tersebut  dapat  diintegerasikan  dengan  pemanfaatan  waduk  sebagai  sumber  energi  listrik  tenaga  air dengan menggunakan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH), dengan catatan tidak boleh  mengganggu  atau  merusak  waduk,  terutama  tanggul  waduknya.  Pemanfaatan  tersebut  dapat dicapai menggunakan konfigurasi pipa siphon sebagai penstock. Turbin yang digunakan dalam sistem PLTMH tersebut adalah turbin hydrocoil, turbin ulir dengan panjang pitch yang berubah searah aliran air. Penelitian ini difokuskan pada pengaruh perubahan sudut pipa siphon terhadap performasi turbin hydrocoil.  Pada  penelitian  ini,  variasi  sudut  pipa  siphon  adalah  45 o dan  90 o .  Penelitian  ini  dilakukan dengan menggunakan metode Computational Fluid Dynamic (CFD). Hasil penelitian didapatkan bahwa sudut kemiringan pipa siphon 45 o memberikan performasi turbin hydrocoil yang lebih baik dibandingkan sudut kemiringan pipa siphon 90 o .
Kata kunci: Turbin hydrocoil, pipa siphon, sudut kemiringan, CFD
Abstract --  With  the  construction  of  reservoirs,  irrigation  canals  are  also  built.  The  canals  can  be integrated with the use of the reservoir as a source of hydroelectric energy by using a system of Micro Hydro  Power  (MHP),  but  should  not  interfere  with  or  damage  the  reservoir,  especially  reservoir’s embankment.  The  utilization  can  be  achieved  using  the  siphon  pipe  configuration  as  a  penstock. Turbines used in the MHP system is hydrocoil turbine, the screw turbine with pitch that changes the direction of the water flow. This study focused on the effect of changes in the siphon pipe angle to the hydrocoil  turbine  performance.  In  this  study,  the  variation  siphon  pipe  angle  is  45 o and  90 o .  This research was conducted by using Computational Fluid Dynamics (CFD). The result showed that the tilt angle of 45 o provides better turbine performance than tilt angle of 90 o .
Keywords: Hydrocoil turbine, siphon pipe, tilt angle, CFD

## 1.  LATAR BELAKANG
Ketersediaan infrastruktur yang memadai merupakan  kunci  sukses  dalam  percepatan pembangunan  suatu  negara, baik pembangunan ekonomi maupun sosial. Pembangunan infrastruktur  di  sektor  pangan  salah  satunya adalah  penambahan  jumlah  waduk.  Dengan dibangunnya waduk, dibangun pula saluran irigasi untuk  lahan  pertanian.  Saluran  tersebut  dapat diintegerasikan  dengan  pemanfaatan  waduk sebagai  sumber  energi  listrik  tenaga  air  dengan menggunakan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH), dengan catatan tidak boleh mengganggu  atau  merusak  waduk,  terutama tanggul  waduknya.  Pemanfaatan  tersebut  dapat dicapai  menggunakan  konfigurasi  pipa  siphon sebagai penstock karena dengan konfigurasi pipa siphon,  air  dapat  dialirkan  keluar  dari  waduk melewati bagian atas tanggul waduk tersebut baru kemudian  air  dialirkan  turun  menyusuri  tanggul dan dialirkan menuju turbin air. Dengan demikian, kemiringan pipa siphon ada hubungannya dengan kemiringan waduknya.
Turbin  yang  digunakan  dalam  sistem  PLTMH tersebut  adalah  turbin  hydrocoil,  turbin  ulir  yang
memiliki panjang pitch semakin mengecil  searah aliran air yang melaluinya.
Gambar skematik pemanfaatan embung atau waduk  sebagai  sumber  energi  listrik  yang terintegrasi  dengan  system  PLTMH  ditunjukkan oleh  Gambar  1.1.  Pada  Gambar  1.1  tampak bahwa  θ  merepresentasikan  sudut  kemiringan pipa siphon.
Gambar 1.1 Skematik Sistem PLTMH yang Menggunakan Turbin Hydrocoil dan Konfigurasi Pipa Siphon Sebagai Penstocknya
Keterangan Gambar 1.1 adalah sebagai berikut:
1.  Tanggul Waduk 2.  Pipa Siphon 3.  Pompa Vakum 4.  Turbin Hydrocoil 5.  Generator 6. Draft Tube 7. Tailrace Sebelum sistem PLTMH tersebut
diaplikaiskan di waduk, perlu diadakan penelitian dalam  skala  laboratorium  dan  analisa  simulasi menggunakan  kompuuter  atau  lebih  dikenal dengan  istilah Computational  Fluid  Dynamics (CFD).  Berkaitan dengan hal ini, maka penelitian ini dititikberatkan pada analisa pengaruh perubahan sudut kemiringan pipa siphon terhadap performasi  turbin  hydrocoil.  Tujuan  penelitian  ini adalah untuk pengaruh perubahan sudut kemiringan pipa siphon terhadap performasi turbin hydrocoil.
2.  TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pembangkit Listrik tenaga Mikro Hidro
Tenaga  air  ( Hydropower )  adalah  salah  satu sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan yang  dapat  digunakan  untuk  membangkitkan energi  listrik.  Konsep  sistem  pembangkit  listrik yang  menggunakan  tenaga  air  telah  digunakan sejak  lama  karena  kesederhanaannya.  Sistem pembangkit  listrik  tenaga  air  ini  pertama  kali dikomersialkan pada tahun 1882. Sistem tersebut menggunakan  kincir  air  sebagai  alat  untuk menggerakkan generator dan dipasang di Sungai Fox di Wisconsin.
Sistem pembangkit listrik tenaga air biasanya bekerja  berdasarkan  kombinasi head dan  debit. Aliran  air  dialirkan  melalui  pipa  yang  diarahkan menurun  lalu  menghantam  sudu  turbin  dan memutar  turbin.  Tekanan  air  pada  ujung  pipa sebelum  menghantam  turbin  dihadapatkan  dari vertical  drop atau head .  Tekanan  ini  kemudian menghasilkan  gaya  yang  akan  memutar  turbin. Putaran turbin ini kemudian dihubungkan dengan generator  untuk  menghasilkan  listrik.  Jika  dilihat dari penjelasan tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa  semakin  deras  aliran  air  dan  semakin tinggi head maka akan menghasilkan listrik yang lebih banyak.
Menurut  Leon  dan  Zhu  (2014),  daya  listrik potensial  yang  dapat  dihasilkan  oleh  sistem pembangkit  listrik  tenaga  air  dapat  dihitung menggunakan persamaan (2.1). Pada persamaan tersebut, ρ adalah masa jenis air; Q adalah debit air; H  adalah Head ;  dan  η  adalah  efisiensi  dari sistem  yang  melipitu  efisiensi  sistem  perpipaan yang  digunakan,  efisiensi  turbin,  dan  efisiensi generator.
P T = ρ x Q x H x η (2.1)
Sistem pembangkit listrik tenaga air yang mampu menghasilkan  kapasitas  daya  listrik  yang  relatif besar  biasanya  dihubungkan  dengan  jaringan listrik  yang  sudah  ada  guna  menunjang  jaringan tersebut  dalam  memenuhi  kebutuhan  listrik.  Jika kapasitas  daya  listrik  yang  dihasilkan  sistem tersebut  relatif  kecil,  biasanya  sistem  tersebut tidak  dihubungkan  ke  jaringan  dan  dipakai sebagai sistem stand-alone . Terdapat perbedaan di  berbagai  negara  mengenai  klasifikasi  sistem pembangkit  listrik  tenaga  air  berdasarkan kapasitas daya yang dihasilkan. Meski demikian, menurut  Singh  (2009),  klasifikasi  yang  secara umum  digunakan  dapat  ditunjukkan  oleh  Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Klasifikasi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air Tipe Kapasitas Large-Scale >100  MW,  biasanya  dihubungkan dengan jaringan listrik skala besar Medium- Scale 15 – 100 MW, biasanya dihubungkan ke jaringan Small-Scale 1 – 15 MW, biasanya dihubungkan ke jaringan Mini-Scale 100  kW  –  1  MW,  biasanya stand- alone , tetapi lebih sering dihubungkan ke jaringan Micro-Scale 5 – 100 kW, biasanya digunakan di daerah-daerah terpencil Pico-Scale <5 kW
Dewasa  ini,  kebutuhan  akan  Pembangkit Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro  (PLTMH)  semakin meningkat, khususnya di daerah-daerah pedesaan  dan  daerah-daerah  terpencil.  Listrik yang  dihasilkan  biasanya  digunakan  untuk penerangan  dan  penunjang  kegiatan  ekonomi  di daerah-daerah  tersebut.  Komponen-komponen penting dalam sebuah sistem PLTMH antara lain adalah forebay , penstock ,  turbin,  generator,  dan tailrace . Forebay adalah  penampungan  air sebelum  air  dialirkan  menuju  turbin  guna mendapatkan head yang  diinginkan. Penstock adalah  saluran  pipa  yang  menghubungkan forebay dengan  turbin.  Secara  umum, penstock dibuat pendek, lurus, dan menurun. Turbin adalah sebuah mesin mekanik yang terdiri atas stasioner dan runner . Stasioner adalah bagian turbin  yang diam sementara runner adalah bagian turbin yang berputar. Generator adalah alat untuk membangkitkan  energi  listrik.  Pada  sistem PLTMH, generator dapat bekerja membangkitkan listrik karena dihubungkan  dengan runner turbin. Tailrace adalah saluran keluaran yang dihubungkan dengan sisi keluaran ( outlet ) turbin. Energi  yang dimiliki oleh  aliran air saat  melewati tailrace tidak  dapat  dimanfaatkan  kembali,  oleh karenanya sebelum air mengalir  melalui tailrace , energi yang dimiliki aliran air tersebut harus dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin.
Putaran  turbin  akan  berpengaruh  pada  daya turbin yang dihasilkan. Hubungan antara keduanya  ditunjukkan  oleh  persamaan  (2.2). Persamaan  tersebut  disebut  Persamaan  Euler oleh karenanya daya turbin yang dihitung dengan persamaan  tersebut  disebut  juga  Daya  Euler (P EU ). Dari persamaan (2.2) tampak bahwa daya turbin sebanding dengan putaran turbin per menit (N) dan juga sebanding dengan Torsi Euler (T EU ) yang  bekerja  pada  turbin.  Pada  persamaan tersebut, r 1 dan v θ1 masing-masing adalah jari-jari sudu  sisi  masukan  dan  kecepatan  tangensial  air di  sisi  masukan  semenetara  r 2 dan  v θ2 masing- masing  adalah  jari-jari  sudu  sisi  keluaran  dan kecepatan  tangensial  air  di  sisi  keluaran. Komponen kecepatan tangensial
pada persamaan  tersebut  dapat  ditunjukkan  oleh Gambar  2.9  melalui  segitiga  kecepatan  yang terbentuk pada sudu individual turbin berdasarkan penelitian Stark dkk (2011).
= . =   ̇ . ( − ) 2 60 (2.2)

## 2.2 Pipa Siphon
Konfigurasi  pipa  siphon  secara  sederhana ditunjukkan oleh Gambar 2.1. Pipa Siphon adalah konfigurasi  pipa  yang  dapat  digunakan  untuk memindahkan air dari satu bejana ke bejana lain yang  lebih  rendah  dengan  terlebih  dahulu menaikkannya sampai ke level tertentu sehingga membentuk “punuk”.
Gambar 2.1 Konfigurasi Pipa Siphon (Sniegocki dan Reed, 1963)
Pada  prinsipnya,  ketika  pipa  siphon  terisi cairan, maka cairan di dalam pipa siphon tersebut akan  terus  mengalir  walaupun  tanpa  bantuan
pompa.  Pompa  hanya  dibutuhkan  saat  pertama kali pipa siphon dioperasikan agar cairan mampu naik sampai ke “punuk” pipa siphon, setelah itu air dibiarkan  jatuh  bebas  mengalir  menuju  bejana yang lebih rendah.
Tekanan total (P tot ) suatu titik di dalam pipa berhubungan dengan tekanan statis titik tersebut dan  kecepatan  aliran  air  yang  melewati  titik tersebut. Secara  matematis, persamaan tekanan total ditunjukkan oleh persamaan (2.3) dengan ρ dan  v  masing-masing  adalah  masa  jenis  air  dan kecepatan  rata-rata  air  yang  melewati  titik tersebut.  Tekanan  statis  (P stat )  pada  persamaan (2.3)  dapat  dihitung  dengan  menggunakan persamaan (2.4) dengan g dan h masing-masing adalah  percepatan  gravitasi  dan  kedalaman  titik tersebut.
P tot = + 1 2 (2.3)
P stat =  ρgh (2.4)
Menurut  Sniegocki  dan  Reed  (1963), analisis aliran di dalam Pipa Siphon sebagaimana tampak pada Gambar 2.1 dapat dilakukan dengan menggunakan  Persamaan  Bernoulli.  Jika  semua rugi-rugi  aliran  diabaikan,  maka  Persamaan Bernoulli  yang  terbentuk  ditunjukkan  oleh persamaan  (2.5)  dengan  v  adalah  P  adalah tekanan  fluida,  ρ  adalah  massa  jenis  fluida,  g adalah percepatan gravitasi,  v adalah kecepatan rata-rata  fluida,  dan  z  adalah  beda  ketinggian fluida terhadap suatu referensi. Permukaan cairan di Bejana A dianggap sebagai kondisi 1 dan diberi subscript 1  sementara  permukaan  cairan  di Bejana  B  dianggap  sebagai  kondisi  2  dan  diberi subscript 2.
+ 2 + = + 2 + (2.5)

## 2.3 Turbin Hydrocoil
Jenis  turbin  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  turbin  reaksi  yang  dinamakan  turbin hydrocoil.  Turbin  hydrocoil  juga  dikenal  sebagai helical  drive  power  generator karena  turbin tersebut memiliki sudu yang berbentuk helical coil . Secara  skematis,  bentuk  Turbin  Hydrocoil ditunjukkan oleh Gambar 2.2.
Turbin hydrocoil mampu bekerja pada head dan  laju  alir  yang  rendah.  Turbin  air  jenis  lain, misalnya  turbin  pelton,  turbin  francis,  dan  turbin kaplan, tidak mampu bekerja pada kedua kondisi tersebut, karena turbin-turbin tersebut memerlukan head yang  tinggi  atau  debit  yang tinggi.
Gambar 2.2 Gambar Skematis Turbin Hydrocoil
(Aprilliyanto dkk, 2013)
2.4 Computational Fluid Dynamic
Menurut  Lomax  dkk  (1999), Computational  Fluid Dynamic (CFD)  adalah  sebuah  metode  yang digunakan untuk memahami fenomena-fenomena fisis yang terjadi di sekitar benda uji dan di dalam benda  uji.  Fenomena-fenomena  fisis  tersebut antara  lain  disipasi,  difusi,  konveksi,  gelombang kejut, slip  surfaces , boundary  layers ,  dan turbulensi.  Fenomena-fenomena  tersebut  adalah fenomena-fenomena  non-linear,  sehingga  tidak memiliki solusi analitik. Hal inilah yang mendasari solusi  yang  dikeluarkan  oleh  CFD  adalah  solusi numeris.
Dengan menggunakan metode CFD, fenomena-fenomena  fisis  yang  terjadi  di  sekitar dan  di  dalam  benda  uji  dapat  dengan  mudah dianalisis.  Fenomena-fenomena  tersebut  sulit dideteksi  dengan  metode  ekssperimental,  oleh karenanya CFD banyak digunakan untuk analisa mendetail berkaitan dengan fenomena-fenomena tersebut.  Metode  CFD  juga  mampu  menekan biaya  dan  waktu  yang  diperlukan  dalam menganalisis fenomena-fenomena tersebut karena metode CFD dilakukan secara komputerisasi.
Berdasarkan  Lomax  dkk  (1999),  langkah- langkah  yang  dilakukan  dalam  penggunaan metode CFD adalah sebagai berikut:
1. Pendefinisian  masalah  dan  persiapan geometri,
2. Pemilihan governing equations dan boundary conditions ,
3. Pemilihan gridding  strategy dan  metode numeris, dan
4. Penilaian dan interpretasi hasil.
Langkah  pertama,  pendefinisian  masalah dan persiapan geometri, adalah langkah mendefinisikan masalah yang akan dianalisa dan persiapan bentuk geometri dari benda uji. Bentuk geometri dari benda uji dapat berasal dari benda yang sudah ada ataupun dari rancangan. Kondisi aliran  seperti  nilai  bilangan  Reynold  dari  aliran yang  melewati  benda  uji  juga  didefinisikan  di tahap ini. Pada perangkat lunak ANSYS, tahap ini dinamakan Geomatry dan  dikerjakan  dengan menggunakan Design Modeller .
Langkah  kedua,  pemilihan governing  equation dan boundary  conditions ,  adalah  langkah  dalam memilih governing equation yang akan digunakan dan memilih boundary conditions yang diperlukan. Governing  equation dalam  hal  ini  adalah persamaan  konservasi  masa,  momentum,  dan energi.  Pemilihan governing  equation dapat berupa  penyederhanaan  dari  tiga  persamaan konservasi tersebut. Pemilihan governing equation juga  berkaitan  dengan  perhitungan turbulensi yang diperlukan.
Pemilihan boundary  condition berkaitan dengan  kondisi  pada  batas  domain  yang  terjadi. Berdasarkan  ANSYS  (2013), boundary  condition pada  domain  fluida  yang  dipilih  dapat  berupa aliran masuk ( inlet ), aliran keluar ( outlet ), bukaan ( opening ), wall ,  dan symmetry  plane . Boundary condition berupa inlet , outlet ,  dan opening biasanya  digunakan  pada  sisi  masukan  dan keluaran  domain  yang  diuji.  Pemilihan boundary condition juga  sangat  penting.  Berdasarkan ANSYS  (2013),  ANSYS  menyediakan  urutan  5 macam kemungkinan boundary condition berdasarkan  ketahanannya  ( robustness )  dalam perhitungan, yaitu:
1. Paling tahan: kecepatan/laju alir masa di bagian sisi masukan dan tekanan statis di bagian sisi keluaran.
2. Tahan: Tekanan total di sisi masukan dan kecepatan/laju alir masa di sisi keluaran.
3. Sensitif terhadap asumsi awal: Tekanan total di sisi masukan dan tekanan statis di sisi keluaran.
4. Sangat tidak handal: Tekanan statis di sisi masukan dan tekanan statis di sisi keluaran.
5. Tidak mungkin: Tekanan total di sisi keluaran.
Langkah  ketiga,  yaitu  pemilihan gridding strategy dan  metode  numeris,  adalah  langkah dalam memilih model pencacahan benda uji atau biasa  disebut  sebagai mesh .  Pada  ANSYS  CFX 15.0,  berbagai  metode  strategi  dalam meshing adalah tetrahedrons,  hex  dominant,  sweep, dan multizone . Metode numeris dalam CFD antara lain finite-difference , finite-volume , finite-element , dan sebagainya. Berdasarkan ANSYS (2013), ANSYS CFX menggunakan metode finite-volume . Hal ini karena  analisa  ANSYS  CFX  berdasarkan mesh yang merupakan finite-volume .
Langkah  keempat,  yaitu  penilaian  dan interpretasi  hasil,  adalah  langkah  saat  hasil simulasi  yang  dilakukan  dengan  metode  CFD didapatkan  dan  dianalisa.  Pada  langkah  ini, biasanya  terdapat  visualisasi  dari  aliran  yang dianalisa. Pada tahap ini pula dilakukan verifikasi dengan kondisi yang sebenarnya agar data yang didapatkan dari hasil simulasi dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya.
Urutan  langkah-langkah  tersebut  tidak  mutlak, karena  pada  perangkat  lunak  ANSYS,  langkah kedua dan langkah ketiga saling bertukar tempat, sehingga,  pemilihan gridding  strategy dilakukan lebih  dahulu  sebelum  melakukan  pemilihan governing equation dan boundary layer .

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Gambar 3.1 menunjukkan diagram alir penelitian ini.

## Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
Konfigurasi pipa siphon pada penelitian ini menggunakan  skala  laboratorium,  sebagaimana
tampak pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Gambar Skematik Desain Penelitian
Sebagaimana  telah  disebutkan  sebelumnya, variasi nilai θ adalah 45 o dan 90 o . Dimensi turbin hydrocoil  yang  digunakan  ditunjukkan  oleh Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Dimensi Turbin Hydrocoil
Pada  penelitian  inivariasi  kecepatan  putar untuk  mendapatkan  grafik  performasi  turbin hydrocoil  adalah  500  rpm,  800  rpm,  1.100  rpm, dan 1.400 rpm. Model turbulensi yang digunakan pada penelitian ini adalah k-ε.

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  4.1  sampai  4.4  menunjukkan contour kecepatan fluida yang terjadi pada turbin hydrocoil dengan  sudut  kemiringan  pipa  siphon  sebesar 45 o .
Gambar 4.1 Contour Kecepatan Fluida Pada Turbin Hydrocoil Dengan Kecepatan Putar 500 rpm
Gambar 4.2 Contour Kecepatan Fluida Pada Turbin Hydrocoil Dengan Kecepatan Putar 800
rpm
Gambar 4.3 Contour Kecepatan Fluida Pada Turbin Hydrocoil Dengan Kecepatan Putar 1.100 rpm
Gambar 4.4 Contour Kecepatan Fluida Pada Turbin Hydrocoil Dengan Kecepatan Putar 1.400 rpm
Torsi turbin dapat diketahui dari hasil simulasi CFD.  Daya  turbin  dapat  dihitung  dengan menggunakan  persamaan  (2.2).  Daya  potensial yang  mampu  dibangkitkan  oleh  turbin  dapat dihitung  dengan  menggunakan  persamaan  (2.1) dengan  mengasumsikan  efisiensi  turbin  sebesar 80%.  Perbandingan  daya  turbin  dan  daya potensial akan menunjukkan efisiensi turbin hasil simulasi.
Tabel  4.1  menunjukkan  nilai  torsi,  daya turbin,  dan  efisiensi  turbin  hasil  simulasi  CFD dengan  sudut  kemiringan  pipa  siphon  sebesar 45 o .
Tabel 4.1 Nilai Torsi, Daya, dan Efisiensi Turbin
Hydrocoil Hasil Simulasi Dengan Sudut Kemiringan Pipa Siphon Sebesar 45 o Kecepatan Putar (RPM) Torsi [Nm] Daya (Watt) Efisiensi (%) 500 21,740 1.138,293 39,607 800 14,916 1.249,583 43,480 1.100 10,760 1.239,486 43,128 1.400 7,042 1.032,460 35,925 Sudut kemiringan pipa sebagaimana disimbolkan  dengan  θ  pada  Gambar  3.2, memberikan  pengaruh  pada  performasi  turbin hydrocoil.  Variasi  sudut  kemiringan  tersebut adalah 45 o dan 90 o . Desain Pipa Siphon dengan sudut  kemiringan  sebesar  90 o tampak  seperti Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Desain Pipa Siphon Dengan Sudut Kemiringan 90 o Sebagai Penstock Turbin Hydrocoil
Gambar  4.6  menunjukkan streamline kecepatan air yang terjadi. Pada gambar tersebut tampak  bahwa  sebelum  memasuki  turbin,  air mengalami  turbulensi  dan  menimbulkan  efek swirl ,  sehingga  air  memiliki  kecepatan  arah tangensial  lebih  besar  di  sisi inlet turbin dibandingkan  dengan  pipa  siphon  dengan  sudut 45 o .  Berdasarkan  persamaan  (2.2)  hal  ini  tentu berpengaruh pada torsi yang diserap oleh turbin. Dengan  meningkatnya  kecepatan  tangensial pada sisi masukan turbin, torsi yang diserap oleh turbin akan mengecil, karena perbedaan kecepatan  tangensial  antara  sisi  masukan  turbin dan sisi keluaran menjadi semakin kecil.
Gambar 4.6 Efek Swirl yang Terjadi Di Sisi Masukan Turbin Pada Pipa Siphon Dengan Sudut Kemiringan 90 o
Tabel 4.2 menunjukkan nilai torsi, daya turbin, dan  efisiensi  turbin  hasil  simulasi  CFD  dengan sudut kemiringan pipa siphon sebesar 90 o .
Tabel 4.2 Nilai Torsi, Daya, dan Efisiensi Turbin Hydrocoil Hasil Simulasi Dengan Sudut Kemiringan Pipa Siphon Sebesar 90 o Kecepatan Putar (RPM) Torsi [Nm] Daya (Watt) Efisiensi (%) 500 20,644 1.080,912 37,611 800 14,612 1.224,107 42,593 1.100 10,250 1.180,750 41,085 1.400 6,387 936,393 32,582
Dengan  membandingkan  nilai-nilai  pada Tabel 4.1 dan tabel 4.2 tampak bahwa pipa siphon dengan  sudut  kemiringan  sebesar  90 o akan menurunkan performasi turbin hydrocoil.

## 5.  KESIMPULAN
Sudut  kemiringan  Pipa  Siphon  memberikan pengaruh  terhadap  performasi  turbin  hydrocoil. Hasil  simulasi  menunjukkan  bahwa  performasi turbin hydrocoil (yang ditandai dengan torsi, daya, dan  efisiensi  turbin)  pada  pipa  siphon  dengan sudut  kemiringan  sebesar  90 o lebih  buruk dibandingkan  performasi  turbin  hydrocoil  pada pipa  siphon  dnegan  sudut  kemiringan  sebesar 90 o .  Hal  ini  berkaitan  dengan  mengecilnya perbedaan kecepatan tangensial antara sisi  inlet
dan  sisi  outlet  turbin.  Semakin  kecil  perbedaan kecepatan  tersebut,  maka  akan  semakin  kecil pula  nilai  torsinya.  Semakin  kecil  nilai  torsi  akan berakibat semakin kecil daya yang dihasilkan.

## NOMENKLATUR
Adapun  simbol  dan  definisi  kosakata  pada penelitian ini adalah:
CFD Computational Fluid Dynamic P T Daya potensial turbin P EU Daya Euler ρ Massa jenis fluida g Percepatan gravitasi H Head sistem η Efisiensi turbin T EU Torsi euler ω Kecepatan sudut runner turbin r Jari-jari runner turbin v θ Kecepatan tangensial fluida v Kecepatan rata-rata fluida P tot Tekanan total P stat Tekanan statik h Kedalaman titik pada fluida diam z
Beda ketinggian tterhadap referensi

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  ANSYS, 2013, ANSYS CFX- Solver Modelling Guide .
[2].  Aprilliyanto, A., Indarto, Prajitno, 2013, Design of  A  Prototype  Hydrocoil  Turbine  Applied  As Micro  Hydro  Solution ,  ASEAN  Journal  of System Engineering, Vol. 1, 72-76.
[3].  Leon,  A.  S.,  Zhu,  L.,  2014, A  Dimensional Analysis  for  Determining  Optimal  Discharge and  Penstock  Diameter  in  Impulse  and Reaction  Turbine ,  Renewable  Energy  - Elsevier, Vol. 00, 1-14.
[4].  Lomax, H., Pulliam, T. H., Zingg, D. W., 1999, Fundamentals of Computational Fluid Dynamics ,  Toronto,  NASA  Anes  Research Centre.
[5].  Sniegocki,  R.T.  dan  Reed,  J.E.,  1963, Principles  of  Siphons  With  Respect  to  the Artificial-Recharge  Studies  in  the  Grand Prairie  Region  Arkansas ,  Geological  Survey Water-Supply Paper.
[6].  Stark,  B.H.,  Ando,  E.,  Hartley,  G.,  2011, Modelling  and  Performance  of  A  Small Siphonic  Hydropower  System ,  Renewable Energy, Vol. 36, 2.451-2.464.