Turbin aliran silang, juga dikenal sebagai turbin Bánki-Michell, adalah jenis turbin hidro yang sederhana dan murah yang dirancang untuk tekanan 2 hingga 200 meter.
Turbin ini memiliki fitur desain: air melewati bilah turbin dua kali, pertama masuk ke dalam turbin dan kemudian keluar lagi, sehingga memungkinkan pemanfaatan energi aliran secara lebih optimal.
Turbin ini dapat beroperasi bahkan di air berlumpur atau berpasir. Terlepas dari keunggulan ini, turbin aliran silang kurang efisien dibandingkan turbin yang lebih mahal dan rumit untuk diproduksi.
Baca Juga: Ilmuwan Saudi Mengusulkan Penyimpanan CO₂ Di Bawah Tanah Menggunakan Nanobubble
Untuk meningkatkan efisiensi tanpa mempersulit desain, para peneliti menganalisis dampak geometri bilah terhadap proses hidrodinamik internal. Mereka mempertimbangkan empat jenis profil selama pemodelan: datar, bulat, tajam, dan aerodinamis.
Mereka melakukan perhitungan pada berbagai kecepatan rotor, dari 270 hingga 940 rpm, dengan tekanan air konstan 10 meter.
Analisis dilakukan melalui model turbulensi SST k–ω yang canggih, yang banyak digunakan dalam turbomachinery berkat akurasinya yang tinggi dalam memodelkan pemisahan aliran, resirkulasi, dan zona transisi. Para ilmuwan juga menilai distribusi tekanan, kecepatan, torsi, dan kadar air aliran di ruang kerja.
Baca Juga: Eksperimen Di Kenya Menunjukkan Bagaimana Manajemen Lemari Es Mengurangi Beban Jaringan Listrik
Hasilnya menunjukkan bahwa bilah aerodinamis menunjukkan efisiensi terbesar. Ini mencapai 83,5% berkat aliran yang stabil, turbulensi minimal dan berkurangnya kerugian di outlet. Mereka berkinerja sangat baik dalam rentang kecepatan 670-800 rpm.
Bilah tajam juga menunjukkan hasil yang baik, terutama dalam rentang kecepatan sedang, tetapi kurang kuat terhadap penyimpangan dari mode optimal.
Bilah datar dan bulat, meskipun lebih mudah diproduksi, menunjukkan kinerja yang lebih buruk, kehilangan hingga 20-25% energi potensial karena turbulensi yang jelas dan pemisahan aliran.
Baca Juga: Fluence Dipilih untuk Sistem Baterai 300 MW/600 MWh AMPYR Australia
Kesimpulan penting lainnya dari penelitian ini adalah bahwa hingga 70% dari semua energi yang berguna diekstraksi pada tahap pertama air yang melewati turbin, selama kontak awal jet dengan bilah. Inilah sebabnya mengapa arah aliran yang tepat dan bentuk bilah di saluran masuk sangat penting untuk efisiensi keseluruhan.
Ke depannya, para peneliti Ethiopia berencana untuk memverifikasi data yang diperoleh pada prototipe fisik.
Baca Juga: Tragis, Bocah Hilang Ditemukan Tak Bernyawa 371 Meter Dari Lokasi Bermain
Mereka juga mengusulkan kemungkinan pembuatan bilah hibrida, seperti bilah dengan bagian masuk membulat untuk meningkatkan kekuatan mekanis dan bagian keluar yang dioptimalkan secara aerodinamis untuk meminimalkan kerugian.
