PENJELASAN EKSPANSI ALIRAN YANG MENYEBABKAN THE BETZ LIMIT DENGAN MENGGUNAKAN MODEL DISK THEORY

Abstract

Efisiensi maksimum turbin angin/air konvensional dikenal sebagai Betz Limit (0.59). Parameter batas ini ini nampaknya ini tidak hanya diakibatkan oleh cacat desain. Secara aerodinamis, beberapa referensi menjelaskan ekspansi aliran ke arah hilir dengan faktor dua terhadap daerah rotor menjadi penyebab dari fenomena batas ini. Meskipun banyak dari referensi ini menjelaskan faktor-faktor yang menyebabkan fenomena batas ini, pembahasan yang komprehensif mengenai alasan untuk ekspansi aliran tampaknya masih kurang dieksplorasi. Tulisan ini mencoba mendiskusikan lebih komprehensif mengenai faktor penyebab fenomena batas efisiensi, dengan menghubungkan dengan fenomena ekspansi aliran. Model matematika dari Teori Disk dengan menggunakan program simulasi MATLAB, digunakan dalam membantu untuk mencari faktor-faktor ekpansi aliran yang menyebabkan fenonena batas efisiensi. Hasil penelitian ini  menunjukkan bahwa fenomena dari jumlah laju aliran masa melalui rotor yang dibatasi oleh kebutuhan untuk menghasilkan gaya Thrust pada rotor, adalah faktor yang menyebabkan fenomena batas efisiensi serta ekspansi aliran.