BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Kompresor secara sederhana bisa diartikan sebagai alat untuk memasukkan udara dan atau mengirim udara dengan tekanan tinggi. Kompresor bisa kita temukan pada alat pengungkit, kendaraan roda empat, pendingin ruangan, lemari le mari es serta alatalat mengengkat beban yang menggunakan tekanan untuk mengangkatnya. Sekalipun sama-sama sebagai alat untuk memasukkan dan mengisi udara dengan tekanan tinggi, pada masing-masing peralatan yang berbeda, cara kerja kompresor pun bisa berbeda pula. Secara umum kompresor digunakan atau berfungsi menyediakan udara dengan tekanan tinggi. Prinsip kerja kompresor seperti ini biasa kita temukan pada mesin otomotif. Fungsi kedua dari kompresor adalah untuk membantu reaksi kimia dengan cara meningkatkan sistem tekanan. Kompresor seperti ini bisa ditemukan pada industri kimia atau yang berhubungan dengan itu. Kompresor juga bertugas untuk membagi-bagikan gas dan bahan bakar cair melalui instalasi pipa-pipa gas. Selain itu, dalam peralatan pengangkat berat yang bekerja secara pneumatik, kompresor digunakan dalam fungsinya sebagai pengisi udara untuk sumber tenaga.
B. RUMUSAN MASALAH
Masalah yang dibahas dalam makalah ini adalah : 1. Apa itu kompresor? 2. Apa saja jenis-jenis kompresor? 3. Apa saja kegunaan kompresor dalam kehidupan?
C. TUJUAN
Mahasiswa diharapkan dapat mengetahui tentang kompresor baik dari jenis, bentuk, prinsip kerja dan bahkan aplikasinya dalam kehidupan terutama dalam bidang industri.
BAB II PEMBAHASAN I.
PENGERTIAN KOMPRESOR
Kompressor
adalah
mesin
atau
alat
mekanik
yang
berfungsi
untuk
meningkatkan tekanan atau menempatkan fluida gas atau udara. Kompresor biasanya menggunakan motor listrik, mesin diesel atau mesin bensin sebagai tenaga penggeraknya. Udara bertekanan hasil dari kompresor biasanya diaplikasikan atau digunakan pada pengecatan dengan teknik spray / air brush, untuk mengisi angin ban, pembersihan, pneumatik, gerinda gerinda udara ( air gerinder ) dan lain sebagainya. Prinsip kerja kompresor dapat dilihat mirip dengan paru-paru manusia. Misalnya ketika seorang mengambil napas dalam-dalam untuk meniup api lilin, maka ia akan meningkatkan tekanan udara di dalam paru-paru, sehingga menghasilkan udara bertekanan yang kemudian digunakan atau dihembuskan untuk meniup api lilin tersebut. Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor ( kompresor pemindahan posotif ), dan Dynamic compressor.
II.
KLASIFIKASI KOMPRESOR
BAB II PEMBAHASAN I.
PENGERTIAN KOMPRESOR
Kompressor
adalah
mesin
atau
alat
mekanik
yang
berfungsi
untuk
meningkatkan tekanan atau menempatkan fluida gas atau udara. Kompresor biasanya menggunakan motor listrik, mesin diesel atau mesin bensin sebagai tenaga penggeraknya. Udara bertekanan hasil dari kompresor biasanya diaplikasikan atau digunakan pada pengecatan dengan teknik spray / air brush, untuk mengisi angin ban, pembersihan, pneumatik, gerinda gerinda udara ( air gerinder ) dan lain sebagainya. Prinsip kerja kompresor dapat dilihat mirip dengan paru-paru manusia. Misalnya ketika seorang mengambil napas dalam-dalam untuk meniup api lilin, maka ia akan meningkatkan tekanan udara di dalam paru-paru, sehingga menghasilkan udara bertekanan yang kemudian digunakan atau dihembuskan untuk meniup api lilin tersebut. Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor ( kompresor pemindahan posotif ), dan Dynamic compressor.
II.
KLASIFIKASI KOMPRESOR
Berdasarkan cara pemberian energi ke gas/ udara dibagi dalam dua golongan, yaitu :
A. KOMPRESOR PEMINDAHAN POSITIF ( POSITIVE DISPLACEMENT COMPRESSOR ) Positive
Displacement
Compressor,
menaikkan
tekanan
dengan
memperkecil atau memampatkan volume gas yang dihisap kedalam silinder atau stator oleh torak atau sudu. Kompresor pemindahan positif dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu kompresor piston ( reciprocating compressor ) dan kompresor putar ( rotary )
1. Kompresor piston ( Reciprocating Compressor )
Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi torak bergerak ke titik mati bawah ke titik mati atas, sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka
katup pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis. Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan. Kompresor
reciprocating
tersedia
dalam
berbagai
konfigurasi;
terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multitahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda. Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang parallel. Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/tekanan masuk absolut) dapat menyebabkan suhu pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160oC), sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC). Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating diatas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor dikelompokkan secara seri Udara biasanya didinginkan diantara masing-masing tahap untuk menurunkan suhu dan volum sebelum memasuki tahap berikutnya (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan,
mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas. Yang termasuk Kompresor reciprocating adalah kompresor turbo dan kompresor torak. rotornya maka ukuran ruangan dapat diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya (mengalirnya) udara. ·
Kompresor turbo adalah penghembus udara turbo dengan tekanan keluaran 738 mmHg ( 10 m Aq ). Ia mempunyai sifat dapat mengeluarkan terus-menerus gas dengan komposisi beraturan, dan ia sesuai bagi penerapan tekanan rendah dan aliran gas besar. Motor dihubungkan langsung atau melalui roda gigi penggerak untuk memperbesar perputaran, dan kompresor dijalankan pada perputaran tinggi.
·
Kompresor
torak
adalah
kompresor
yang
kompresinya
dikerjakan oleh piston torak dalam silinder, dan macam kompresor ini sesuai untuk tekanan tinggi ( 5kgcm2 atau lebih). Pada umumnya untuk kerja perputaran lambat, ia digerakan dengan dikopel langsung pada motor berkutub jamak atau melalui hubungan sabuk yang sesuai. Ia banyak digunakan untuk keperluan industri. Jumlah silinder yang digunakan dapat berupa silinder tunggal misalnya yang banyak diterapkan pada unit domestik dan dapat berupa multi silinder. Jumlah silinder dapat mencapai 16 buah silinder yang diterapkan pada unit komersial dan industrial. Pada sistem multi silinder maka susunan silinder dapat diatur dalam 4 formasi, yaitu : a. Paralel b. Bentuk V c. Bentuk W d. Bentuk VW
Cara Kerja Reciprocating Compressor
Katub kompresor yang digunakan pada kompresor refrigerasi lebih cenderung ke : Pressure Actuated daripada ke : Mechanical Actuated. Gambar 11.4 tentang siklus operasi kompresor torak. Pergerakan katub-katub kompresor baik katub pada sisi tekanan rendah (suction) dan katub pada sisi tekanan tinggi (discharge) semata-mata dipengaruhi oleh variasi tekanan yang bekerja pada kedua sisi tekanan ters ebut. Gambar 11.4 a, torak pada posisi titik mati atas, kedua katub menutup, karena tekanan pada ruangan silinder sama dengan tekanan discharge. Gambar 11.4 b, saat piston mencapai posisi tertentu di mana tekanan pad ruang silinder lebih rendah dari pada tekanan suction, maka katub hisap akan membuka, dan refrijeran masuk ke ruang silinder. Gambar 11.4 c, piston mulai bergerak dari titik mati bawah, bila tekanan ruang silinder lebih besar dari pada dengan tekanan suction maka katub hisap menutup
Gambar 11.4 d, Ketika piston mencapai posisi tertentu, tekanan ruang silinder
lebih
besar
dari
tekanan
discharge,
maka
katub
tekan
membuka,menyalurkan refrijeran ke condenseor. Bandingkan sistem kompresi pada silinder motor bensin. Pergerakan katub-katubnya lebih ke mechanical actuated daripada pressure actuated. Demikian pula pada sistem kompresi kompresor udara biasa. Jadi katub kompresor refrigerasi memang berbeda dengan katub kompresor pada umumnya dilihat dari actingnya. Oleh karena itu ada tuntutan khusus yang harus dipenuhi oleh katub kompresor refrigerasi.
Karakteristik 1. Dapat memberikan efek pembukaan katub yang maksimum dengan sedikit hambatan untuk menimbulkan trotling gas 2. Katub dapat terbuka dengan menggunakan tenaga yang ringan 3. Katub harus dapat terbuka atau tertutup secara cepat untuk mengurangi kebocoran. 4. Katub tidak mempunyai efek menambah clearance volume 5. Katub harus kuat dan tahan lama
Keunggulan Reciprocating Compressors
Kompresor torak mempunyai efisiensi volumetrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis kompresor yang lain, sehingga kompresor ini akan menghasilkan kapasitas udara yang lebih besar.
Debu dan pasir tidak mudah masuk ke dalam silinder karena udara yang dihisap harus melalui saringan udara sebelum udara tersebut masuk silinder memalui katup isap. Dalam hal ini silinder dan piston tidak akan cepat rusak akibat kotoran yang masuk ke dalam silinder.
Kompresor torak memiliki konstruksi yang lebih sederhana, sehingga penggunaannya lebih ekonomis.
Memiliki rasio kompresi yang lebih besar.
Kelemahan Reciprocating Compressors
Pada tekanan yang tinggi dan udara tekan yang dihasilkan rendah diperlukan pondasi yang kuat dan dijaga keamanannya terhadap lingkungan sekitar dan diperlukan penggunaan saluran pipa yang tahan terhadap getaran yang timbul.
Pada tekanan yang tinggi dan udara tekan yang dihasilkan rendah kompresor torak membutuhkan biaya pemeliharaan yang lebih tinggi pada kapasitas yang sama.
Kompresor piston ( Reciprocating Compressor ) dibagi menjadi :
a. Kompresor Piston Kerja Tunggal
Kompressor piston kerja tunggal adalah kompresor yang memanfaatkan perpindahan piston, kompresor jenis ini menggunakan piston yang didorong oleh poros engkol ( crankshaft ) untuk memampatkan udara / gas. Udara akan masuk ke silinder kompresi ketika piston bergerak pada posisi awal dan udara akan keluar saat piston / torak bergerak pada posisi akhir / depan
b. Kompresor piston kerja ganda
Kompresor piston kerja ganda beroperasi sama persis dengan kerja tunggal, hanya saja yang menjadi perbedaan adalah pada kompresor kerja ganda, silinder kompresi memiliki port inlet dan outlet pada kedua sisinya. Sehingga meningkatkan kinerja kompresor dan menghasilkan udara bertekanan yang lebih tinggi dari pada kerja tunggal.
c. Kompresor Diafragma
Kompresor diafragma adalah jenis klasik dari kompresor piston, dan mempunyai
kesamaan
dengan
kompresor
piston,
hanya
yang
membedakan adalah, jika pada kompresor piston menggunakan piston untuk memampatkan udara, pada kompresor diafragma menggunakan membran fleksible atau diafragma.
Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obatobatan dan kimia. Prinsip
kerjanya
hampir
sama
dengan
kompresor
torak.
Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan.
2. Kompresor Putar ( Rotary )
Kompresor Rotari Baling-baling Luncur Secara eksentrik rotor dipasang berputar dalam rumah yang berbentuk silindris, mempunyai lubanglubang masuk dan keluar. Keuntungan dari kompresor jenis ini adalah mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan. Bahkan suaranya tidak berisik dan halus dalam, dapat menghantarkan dan menghasilkan udara secara terus menerus dengan mantap. Baling-baling luncur dimasukkan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan ruangan dengan bentuk dinding silindris. Ketika rotor mulai berputar, energi gaya
sentrifugal baling-balingnya akan melawan dinding. Karena bentuk dari rumah baling-baling itu sendiri yang tidak sepusat dengan rotornya maka ukuran ruangan dapat diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya (mengalirnya) udara.
Kompresor putar dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu
:
a. Kompresor Screw ( Rotary Screw Compressor )
Kompresor screw merupakan jenis kompresor dengan mekanisme putar perpindahan positif, yang umumnya digunakan untuk mengganti kompresor piston, bila diperlukan udara bertekanan tinggi dengan volume yang lebih besar. Kompresor Sekrup memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung,
sedangkan
lainnya
berbentuk
cembung,
sehingga
dapat
memindahkan udara secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan. Jika roda-roda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai pompa
hidrolik
pada
pesawat-pesawat
hidrolik.
Roda-roda
gigi
kompresor sekrup harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul dapat menghisap dan menekan fluida.
b. Kompresor lobe (roots blower)
Kompresor atau blower jenis Roots mempunyai dua buah rotor yang masing-masing mempunyai dua buah gigi (Lobe) dan bentuknya mirip dengan kepongpong. Kedua rotor berputar serentak dengan arah yang berlawanan di dalam sebuah rumah. Sumbu gigi kedu rotor selalu tegak
lurus antara satu dengan lainnya. Cara kerjanya adalah sebagai berikut. Apabila kedua rotor diputar, ke dua lobe gigi akan berputar, pada saat mulai berputar tekanan di daerah hisap vakum, sehingga udara masuk ruang diantara lobe gigi dengan dinding blower kanan atau kiri, saling bergantian. Karena udara semakin didesak ke ruang yang lebih sempit, tekanananya mejadi naik, dan pada daerah pengeluaran udara tersebut dikeluarkan.
Gambar diatas adalah kompresor jenis roots yang banyak dipakai untuk industri. Kompresor mempunyai unjuk kerja di antara kompresor sentrifugal dan kompresor torak. Kelebihan kompresor ini dibanding dengan kompresor jenis lain yaitu: 1. Kompresor tidak menimbulkan surging 2. Putarannya mudah divariasi 3. Kapasitas mudah diatur dengan jalan pintas 4. Bebas minyak Beberapa
kelemahannya
adalah:
tingkat
kebocoran
yang
tinggi.
Kebocoran terjadi karena antara baling-baling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul. Berbeda jika dibandingkan dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena fluidanya adalah minyak pelumas maka filmfilm minyak sendiri sudah menjadi bahan perapat antara dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu.
c. Jenis sirip (Vane) atau Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur.
Kompresor merupakan komponen yang sangat penting di dalam sistem AC, kompresor berfungsi sebagai alat untuk menaikkan tekanan refrigerant sebelum masuk ke dalam kondensor. Kompresor berperan penting dalam siklus kerja pendinginan, karena apabila kompresor tidak optimal
maka
proses
pendinginan
kurang
maksimal.
Dalam
perkembangan teknologi sekarang ini, banyak ditemukan berbagai macam kompresor untuk peningkatan kerja system AC salah satunya ialah kompresor type vane Fungsi Komponen Kompresor tipe vane terdiri dari beberapa komponen yaitu :
Rotor berfungsi untuk tempat vane yang akan menghantarkan refrigerant untuk dikompresi.
Stator fungsinya untuk tempat berputarnya rotor dan vane dalam satu ruang.
Katup hisap berfungsi sebagai lubang masuk refrigerant yang akan dikompresikan.
Katup tekan berfungsi untuk lubang keluarnya refrigerant yang telah dikompresi.
Filter berfungsi untuk menyaring kotoran yang ikut masuk bersama refrigerant.
Cara Kerja Unit Pada saat pully berputar oleh mesin maka rotor juga ikut berputar. Sehingga refrigerant terhisap masuk melalui lubang Suction. Kemudian refrigerant masuk keruang tekanan rendah. Refrigerant masuk kelubang ditutup stator depan menuju lubang stator. Saat ruangan diruang stator melebar, refrigerant akan terhisap. Dan kebalikannya jika pada saat ruang stator menyempit maka refrigerant akan terhisap. Refrigerant ini mendorong katup tekan menuju kefilter untuk disaring kotoran-kotoran
yang ikut masuk kekompresor. Setelah itu refrigerant keluar keruangan tekanan tinggi dan keluar melalui lubang discharge.
d. Ring cairan (Liquid Ring)
Kompresor ring cairan digunakan untuk menghasilkan udara bebas minyak pelumas dengan perbandingan kompresi tertentu. Pada rotor terdpat susunan kipas tetap yang dipasang didalam suatu silinder dengan kelonggaran sehingga sewaktu motor berputar, jarak ujung kapas terhadap dinding silinder selalu berubah. Sebagian volume silinder diisi dengan cairan. Selama rotor berputar, cairan ikut berputar akibat putaran dan dorongan kipas kompresor. Akibat gaya sentrifugal, cairan menjadi padat. Ruangan diantara kipas selalu berubah seperti halnya pada kompresor sudu. Untuk menghindari timbulnya gaya radial, kompresor ini sering dilengkapi dengan dua ruang kompresi yang simetris.
e. Gulungan (Scroll)
Scroll kompresor memiliki satu gulir, atau spiral, yang mengorbit dalam jalur yang didefinisikan oleh sebuah gulungan tetap cocok. Scroll tetap melekat pada tubuh kompresor. Gulir mengorbit digabungkan ke crankshaft dan orbit, daripada berputar. Gerak mengorbit menciptakan serangkaian kantong gas bepergian antara dua gulungan. Pada bagian terluar dari gulungan, kantong menarik gas, dan kemudian pindah ke tengah gulungan, di mana gas sudah habis. Seperti gas bergerak ke kantong batin semakin kecil, suhu dan tekanan peningkatan tekanan debit yang diinginkan
B. KOMPRESOR DINAMIK ( DYNAMIC COMPRESSOR ) Kompresor dinamik adalah kompresor yang menggunakan impeler atau vane berputar untuk meningkatkan kecepatan dan pressure dari fluida (gas) yang ditimbulkan oleh
impeller atau dengan gaya angkat yang
ditimbulkan oleh sudu. Kompresor ini menghasilkan volume udara kompresi yang besar pada tekanan yang kecil. Kompresor sentrifugal dan aksial adalah jenis kompresor dinamik. Kompresor sentrifugal menggunakan prinsip gaya sentrifugal, udara masuk melalui sisi inlet di tengah-tengah kompresor, lalu melewati impeler yang berputar, dan melewati volute cassing sebelum keluar menuju outlet kompresor. Sedangkan kompresor aksial terdiri atas blade yang berputar pada rotor, dan blade yang diam di sisi stator. Kompresor ini menggunakan prinsip gaya axial, dengan aliran udara yang searah dengan sumbu poros.
Kompresor dinamik dibagi menadi
:
1. Kompresor Sentrifugal Kompresor sentrifugal merupakan kompresor yang memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh impeller untuk mempercepat aliran fluida udara ( gaya kinetik ), ynag kemudian diubah menjadi peningkatan potensi tekanan ( menjadi gaya tekan ) dengan memperlambat aliran melalui diffuser.
Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal
Berdasarkan hukum kekekalan energi bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, Tetapi energi hanya dapat dikonversikan dari suatu bentuk energi ke energi yang lainnya. Begitu juga kompresor
sentrifugal juga menggunakan prisip konversi energi untuk menaikan tekanan. Kompresor Sentrifugal termasuk dalam kelompok kompresor dinamik adalah kompresor dengan prinsip kerja mengkonversikan energi kecepatan gas/udara yang dibangkitkan oleh aksi/gerakan impeller yang berputar dari energi mekanik unit penggerak menjadi energi potensial (tekanan) di dalam diffuser. Proses kerja kompresor sentrifugal adalah kompresor yang bekerja
dengan memberikan tambahan energi pada udara atau gas melalui gaya sentrifugal yang diberikan oleh impelernya. Gas dihisap kedalam kompresor
melalui
saluran
hisap
kemudian
diteruskan
kedalam
Diafragma yang berfungssi sebagai pengarah aliran dan selanjutnya masuk kedalam impeller, kemudian impeller memberikan pusaran dengan kecepatan yang sangat tinggi. Akibat dari putaran yang tinggi tersebut maka gas akan terlempar keluar dari impeller karena adanya gaya sentrifugal yang terjadi, Kemudian tekanan dan kecepatan dari gas akan naik setelah gas lepas dari ujung impeller. Gas diperlambat dalam suatu saluran yang disebut diffuser, yang ternyata lebih mudah dan efisien untuk mempercepat aliran dibandingkan memperlambat. Karena dengan diperlambat aliran cendrung tersebar dengan tidak terarah. Akibat dari aliran tidak terarah akan menyebabkan adanya kecendrungan timbulnya aliran turbulen dan arus stedy, yaitu merubah energi kinetik menjadi energi panas dari energi-energi tekanan. Oleh karena itu perlu di jaga aliran tersebut tetap searah dengan memasang penyearah (Guide Vane). Karakteristik
Karakteristik kompresor sentrifugal secara umum sebagai berikut :
Aliran discharge Uniform.
Kapasitas tersedia dari kecil sampai besar.
Tekanan discharge dipengaruhi oleh Density Gas/Udara.
Mampu memberikan unjuk kerja pada efisiensi yang tinggi dengan beroperasi pada range tekanan dan kapasitas yang besar.
Kompresor ini umumnya beroperasi pada putaran tinggi, diatas 3000 rpm digerakkan oleh motor listrik atau turbin uap. Untuk tekanan discharge (keluaran) yang tinggi, dipakai kompresor bertingkat banyak (Impeler nya lebih dari satu) Ada juga kompresor yang mempunyai aliran hisap bertingkat lebih dari satu dengan pendingin antara (Intercooler) Kompresor sentrifugal pada dasarnya mempunyai keuntungan dan kerugian antara lain sebagai berikut: Keuntungan kompresor sentrifugal
Mampu beroperasi dalam jangka waktu yang lama.
Kapasitas dan tekanan mudah di atur (baik dengan discharge valve atau dengan variable speed)
Aliran secara kontinyu dan seragam
Vibrasi atau getaran relatif lebih rendah
Kerugian kompresor sentrifugal
Kontruksinya lebih rumit (perlu ketelitian dalam pemasangannya agar efisiensi dapat dipertahankan)
Sangat peka terhadap sifat udara atau gas
Biaya investasi relatif lebih tingg
2. Kompresor Aksial Kompresor axial terdiri dari komponen yang tidak bergerak dan komponen yang bergerak berputar. Suatu poros menggerakkan drum pusat, yang ditahan oleh bearing, yang mempunyai sejumlah baris aerofoil berbentuk gelang berpasangan. Poros ini berputar diantara baris aerofoil yang tidak bergerak yang jumlahnya sama, terhadap selubung yang berbentuk pipa. Aerofoil yang berputar berbaris selang seling (rotor)
dan
aerofoil
yang
diam
(stator),
dengan
rotor
yang
memberikan/menyalurkan energi ke dalam cairan, dan stator yang mengubah penambahan energi kinetik secara rotasi menjadi tekanan statis melalui proses difusi.. Sepasang aerofoil yang berputar dan tidak bergerak disebut suatu satu stage. Daerah penampang melintang antara rotor drum dan selubung dikurangi arah alirannya untuk menjaga percepatan axial ketika cairan dimampatkan. Kompresor ini merupakan kompresor dengan debit udara yang yang paling besar. Pesawat terbang jenis turbojet menggunakan kompresor jenis ini dalam memampatkan udara menuju ruang bakar.
Kompresor aksial pada turbojet
Kompresor aksial adalah kompresor yang berputar dinamis yang menggunakan serangkaian kipas airfoil untuk semakin menekan aliran fluida. Aliran udara yang masuk akan mengalir keluar dengan cepat tanpa perlu dilemparkan ke samping seperti yang dilakukan kompresor sentrifugal. Kompresor aksial secara luas digunakan dalam turbin gas / udara seperti mesin jet, mesin kapal kecepatan tinggi, dan pembangkit listrik skala kecil
Ekshaust Fan
Ekshaust Fan juga termasuk jenis kompresor aksial. Kelebihan jenis kompresor aksial adalah sebagai berikut : 1.
Menghasilkan debit yang besar
2.
Bentuknya sangat cocok untuk keperluan mesin jenis turbojet
Kekurangannya adalah tekanan yang dihasilkan relatif rendah
Skema kompresor axial tekanan rendah turbojet Olympus BOl.1
Pada
aplikasi
mesin
jet,
kompresor
dihadapkan
pada
kondisi
pengoperasian secara luas. Pada saat takeoff tekanan pintu masuk tinggi, kecepatan pada pintu masuk nol, dan kompresor berputar pada berbagai kecepatan ketika tenaga diterapkan. Ketika sekali terbang tekanan pintu masuk turun, tetapi kecepatan pada pintu masuk meningkat (dalam kaitan
dengan gerakan maju pesawat terbang) untuk memulihkan beberapa tekanan ini, dan kompresor cenderung untuk bekerja pada kecepatan tunggal untuk periode waktu yang lama. Tidak ada kompresor simpel yang sempurna untuk cakupan kondisi pengoperasian secara luas. Geometri kompresor yang tetap, seperti saat digunakan pada mesin jet pertama kali, terbatas untuk mendesain perbandingan tekanan sekitar 4 atau 5:1. ketika dengan mesin panas manapun, efisiensi bahan bakar betul-betul dihubungkan dengan perbandingan kompresinya, sehingga membutuhkan keuangan yang sangat kuat untuk meningkatkan stage kompresor di luar perbandingan yang dibutuhkan. Apalagi kompresor dapat menjadi lambat jika kondisi-kondisi pintu masuk berubah dengan kasar, suatu masalah umum pada mesin awalnya. Pada beberapa kasus, jika pelambatan terjadi dekat bagian depan mesin, semua stage yang bekerja dari titik itu akan berhenti mengkompresi udara. Pada situasi ini energi yang diperlukan untuk menjalankan kompresor akan turun secara tiba-tiba, dan sisa udara panas pada bagian belakang mesin mengijinkan turbin untuk menaikkan kecepatan motor secara dramatis. Kondisi ini, dikenal sebagai surging, yaitu suatu masalah utama pada mesin di awal dan sering menunjukkan kompresor atau turbin itu melemparkan mata pisau. Karena semua pertimbangan ini, kompresor axial pada mesin jet modern lebih rumit dibandingkan dengan rancangan sebelumnya.
III.
PENGGERAK KOMPRESOR
Penggerak kompresor berfungsi untuk memutar kompresor, sehingga kompresor dapat bekerja secara optiomal. Penggerak kompresor yang sering digunakan biasanya berupa motor listrik dan motor bakar seperti gambar. Kompresor berdaya rendah menggunakan motor listrik dua phase atau motor bensin. sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan motor listrik 3 phase atau mesin diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya digunakan bilamana lokasi disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non
stasioner . Kompresor yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh motor listrik karena biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasioner (tidak berpindah-pindah).
IV.
KOMPONEN KOMPRESOR
1.
Kerangka (frame)
Fungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat penampungan minyak pelumas.
2.
Poros engkol (crank shaft)
Berfungsi mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus bolak balik (translasi).
3.
Batang penghubung (connecting rod)
Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu menahan beban pada saat kompresi.
4.
Kepala silang (cross head)
Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya.
5.
Silinder (cylinder)
Berfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket
6.
Liner silinder (cylinder liner)
Berfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran. 7.
Front and rear cylinder cover.
Adalah tutup silinder bagian head end/front cover dan bagian crank end/rear cover yang berfungsi untuk menahan gas/udara supaya tidak keluar silinder. 8.
Water Jacket
Adalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai pendingin 9.
Torak (piston)
Sebagai elemen yang menghandel gas/udara pada proses pemasukan (discharge).
(suction),
kompresi
(compression)
dan
pengeluaran
10.
Cincin torak ( piston rings)
Berfungsi mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan dinding liner silinder. 11.
Batang Torak (piston rod)
Berfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak. 12.
Cincin Penahan Gas (packing rod)
Berfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah (clearance) antara bagian yang bergerak (batang torak) dengan bagian yang diam (silinder). Cincin penahan gas ini terdiri dari beberapa ring segment. 13.
Ring Oil Scraper
Berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame 14.
Katup kompresor (compressor valve)
Berfungsi
untuk
mengatur
pemasukan
dan
pengeluaran
gas/udara, kedalam atau keluar silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup sendiri akibat adanya perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dengan bagian luar silinder.
Peralatan Pembantu
Saringan Udara
Jika udara yang diisap kompresor mengandung banyak debu maka silinder dan cincin torak akan cepat aus.
Gambar 2.9. Saringan Udara Saringan yang banyak dipakai biasanya terdiri dari tabungtabung penyaring yang berdiameter 10 mm dan panjang 10 mm. Dengan demikian jika ada debu yang terbawa akan melekat pada saringan sehingga udara yang masuk kompresor menjadi bersih, seperti pada gambar 2.9. yang menjelaskan tentang air filter.
Katup Pengaman dan Receiver
Katup pengaman harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat kompresor. Katup ini harus membuka dan membuang udara keluar jika tekanan melebihi 1.2 kali tekanan normal maksimum kompresor, seperti gambar dibawah ini yang menjelaskan tentang penampang katup pengaman. Receiver digunakan untuk mengurangi getaran yang terjai pada kompresor, agar saat pembacaan di gauge lebih valid.
Gambar 2.10. Receiver driyer
Tangki Udara
Alat ini dipakai untuk menyimpan
udara tekan agar
apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah- ubah jumlahnya dapat dilayani dengan baik dan juga udara yang disimpan dalam tangki udara akan mengalami pendinginan secara pelan-pelan dan uap air yang mengembun dapat terkumpul didasar tanki.
Tangki kompresor
Alat Pengatur Kapasitas
Kompresor harus dilengkapi dengan alat yang dapat mengatur laju volume udara yang diisap sesuai denga laju aliran keluar yang dibutuhkan yang disebut pembebas beban (unloader). Pembebas beban dapat digolongkan menurut azas kerjanya yaitu pembebas beban
katup
isap,
pembebas
beban
celah
katup, pembebas
beban trolel isap dan pembebas beban dengan pemutus otomatik. Untuk mengurangi beban pada waktu kompresor distart agar penggerak mula dapat berjalan lancar, maka pembebas beban dapat dioperasikan secara otomatik atau manual. Pembebas beban jenis ini disebut pembebas beban awal.Adapun ciri- ciri, cara kerja dan pemakaian berbagai jenis pembebas beban adalah sebagai berikut : 1. Pembebas Beban Katup Isap Jenis
ini
sering
dipakai
pada
kompresor
berukuran
kecil/sedang. Jika kompresor bekerja maka udara akan mengisi tanki udara sehingga tekanannya akan naik sedikit demi sedikit. Tekanan
ini disalurkan kebagian bawah katup pilot dari pembebas beban. Namun jika tekanan didalam tanki udara naik maka katup isap akan dodorong sampai terbuka. Jika tekanan turun melebihi batas maka gaya pegas dari katup pilot akan mengalahkan gaya dari tekanan tanki udara. Maka katup pilot akan jatuh, laluan udara tertutup dan tekanan dalam pipa pembebas beban akan sama dengan tekanan atmosfer.
2. Pembebas Beban dengan Pemutus Otomatik Jenis ini dipakai untuk kompresor yang relative kecil, kurang dari 7.5 KW. Disini dipakai tombol tekanan ( pressure switch) yang dipasang ditanki udara. Motor penggerak akan dihentikan oleh tombol ini secara otomatis bila tekanan udara dalam tanki udara melebihi batas tertentu. Pembebas beban jenis ini banyak dipakai pada kompresor kecil sebab katup isap pembebas beban yang berukuran kecil agak sukar dibuat.
Pelumasan
Bagian-bagian kompresor yang memerlukan pelumas adalah bagian- bagian yang saling meluncur seperti silinder, torak, kepala silang, metal- metal bantalan batang penggerak.
Gambar 2.8. Pelumasan Percik Tujuannya
dari
gambar
2.8.
adalah
untuk
mengecek
keausan, merapatkan cincin torak dan paking, mendinginkan bagian- bagian yang saling bergeser dan mencegah pengkaratan.
Untuk kompresor kerja tunggal yang berukuran kecil, pelumasan dalam maupun pelumasan luar dilakukan secara bersama dengan cara pelumasan percik atau dengan pompa pelumas jenis roda gigi. Pelumasan percik menggunakan tuas percikan minyak yang dipasang pada ujung besar batang penggerak. Metode pelumasan paksa menggunakan pompa roda gigi yang dipasang pada ujung poros engkol. Kompresor berukuran sedang dan besar menggunakan pelumas dalam yang dilakukan dengan pompa minyak jenis plunyer secara terpisah.
V.
CARA MERAWAT KOMPRESOR
Adapun cara perawatan kompresor yang baik dan umum dilakukan adalah sebagai berikut : a. Cek oli, pastikan levelnya minimal setengah dan tidak lebih dari 3/4 pada oil glass b. Tutup semua kran c. Periksa belt, pastikan tidak terlalu kendur namun juga tidak terlalu kencang. d. Pastikan daya yang tersedia minimal 2 kali lipat dari daya yang tertera padamotor. e. Untuk mesin kompresor, (pastikan oli dan bahan bakar tersedia) f. Start/On pada switch (recoil
untuk engine dan gunakan pengaturan gas
untuk start, setelah stabil, kembalikan pada posisi awal). g. Pastikan motor mati / Off jika pressure gauge menunjuk 8 bar dan kembali hidup / On pada 5 bar (untuk kompresor berkapasitas 12 bar akan mati / Off jika pressure gauge menunjuk 12 bar dan kembali hidup / On pada 9 bar). h. Untuk kompresor engine, matikan secara manual dengan engine switch off i.
Setelah selesai menggunakan unit ini, buang seluruh angin yang tersisa di dalamtangki melalui drain valve.
j.
Gunakan kompresor sesuai aplikasinya.
k. Perhatikan
debit
pengisian
tangki,
harus
lebih
besar
dari
debit
penggunaannya l.
Usahakan sedapat mungkin agar motor memiliki tenggang waktu yang cukupuntuk hidup dan mati, minimal 5-10 menit.
m. Letakan kompresor di tempat dengan sirkulasi udara yang baik. n. Hindarkan kompresor dari hujan/air maupun sinar matahari secara langsung(letakan di tempat terlindung). o. Pastikan minimal sekali dalam seminggu untuk menguras tangki dengan angin(sebaiknya tiap hari).
VI.
APLIKASI KOMPRESOR
Kompressor merupakan alat yang berguna untuk mengalirkan udara atau gas. Dimana fungsi ini sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Beberapa aplikasi kompresor antara lain: a. Pada Bidang Otomotif
Pengkompressian udara untuk dimasukkan dalam reservoir yang akan digunakan untuk pengisian ban kendaraan.
Untuk pengecatan semprot (dyco) pada dinding mobil, kapal laut, pesawat dll.
Sebagai pengering dan pembersih dalm perbengkelan.
b. Pada Bidang Industri
Dalam industri minuman botol dimana udara dalam botol dihampakan dengan daya isap kompressor.
Industri pertambangan gas, gas akan diisap dengan kompressor untuk ditampung dalam
reservoir dan untuk dilanjutkan pada aplikasi
lainnya.
Dalam pertambangan juga digunakan dalam pengeboran hidrolik dengan
menggunakan gas yang bertekanan dari kompressor yang
menekan mata bor. c. Aplikasi Lainnya
Digunakan dalam sistem pengkondisian udara untuk menaikkan temperature dan tekanannya.
Digunakan dalam mekanisme turbo charge untuk memperbesar udara yangmasuk ke silinder.
Digunakan dalam sistem pembangkitan listrik seperti pada PLTU dan PLTG.
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Sehingga makalah ini dapat disimpulkan bahwa klasifikasi kompresor secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor , dan Dynamic compressor , (Turbo), Positive Displacement compressor , terdiri dari Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic compressor , (turbo) terdiri dari Centrifugal , axial dan ejector . Positive Displacement Compressor, menaikkan tekanan dengan memperkecil atau memampatkan volume gas yang dihisap kedalam silinder atau stator oleh torak atau sudu. Kompresor dinamik adalah kompresor yang menggunakan impeler atau vane berputar untuk meningkatkan kecepatan dan pressure dari fluida (gas) yang ditimbulkan oleh impeller atau dengan gaya angkat yang ditimbulkan oleh sudu. Kompresor ini menghasilkan volume udara kompresi yang besar pada tekanan yang kecil. Kompresor sentrifugal dan aksial adalah jenis kompresor dinamik. Untuk
kompresor
torak
merupakan
salah
satu
positive
displacement
compressor dengan prinsip kerja memampatkan dan mengeluarkan udara / gas secara intermitten (berselang) dari dalam silinder. Pemampatan udara / gas dilakukan didalam silinder. Elemen mekanik yang digunakan untuk memampatkan udara / gas dinamakan piston / torak. Kompressor merupakan alat yang berguna untuk mengalirkan udara atau gas. Dimana fungsi ini sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Beberapa aplikasi kompresor antara lain:
