KOMPRESOR'

KOMPRESSOR

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Latar Belak Belakang ang

Dalam perkembangan ilmu dan pengetahuan saat sekarang ini kompresor banyak sekali digunakan dalam suatu alat yang dipakai untuk kehidupan sehari-hari. Misalnya saja kompresor yang biasa terlihat di sepanjang jalan raya. Prinsipnya bisa dikatakan mudah akan tetapi secara detail perlu diketahui melalui praktikum agar agar nanti nantiny nyaa di lapan lapanga gann sebag sebagai ai seoran seorangg insi insiny nyur ur tidak tidak lagi lagi ragu ragu dala dalam m menganalisa kompresor. 1.2 Tujuan uan

Adapun tujuan dari praktikum kompresor torak ini, adalah : 1. Menget Mengetahui ahui cara-c cara-cara ara penguj pengujian ian kompres kompresor or torak. torak. 2. Dapa Dapatt me mene nent ntuk ukan an kara karakt kter eris isti tikk komp kompre reso sorr tora torakk pada pada bebe bebera rapa pa putaran.

Laboratorium Konversi Energi

KOMPRESSOR

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengertian Kompresor

Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara memamp memampatk atkan an gas atau atau udara udara yang yang kerjany kerjanyaa didapa didapatt dari dari poros. poros. Kompres Kompresor or biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada tekanan tekanan yang lebih tinggi dari tekanan tekanan atmosfir atmosfir maka kompresor kompresor disebut sebagai penguat (booster ), ), dan jika kompresor bekerja dibawah tekanan atmosfir maka disebut pompa vakum. Gas mempuny mempunyai ai kemamp kemampuan uan besar besar untuk untuk menyi menyimpa mpann energi energi persatu persatuan an volu volume me deng dengan an me mena naik ikka kann teka tekana nann nnya ya,, namu namunn ada ada halhal-ha hall yang yang haru haruss diperhatikan yaitu : kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada pemuaian, pemuaian, dan kebocoran kebocoran yang mudah terjadi terjadi. [Turbin, Pompa, dan Kompresor, Fritz Distzel, Dakso Sriyono]

2.2. Pembagian Kompresor

Kompresor dibagi atas 2 tipe dasar yaitu Kompresor Perpindahan Positive dan Dinamik. Kompresor Perpindahan Positive dibagi atas Kompresor Torak dan Kompresor Rotary. Kompresor Dinamik juga dibagi atas Kompresor Sentrifugal and Axial.

Gambar 1. Diagram Pembagian Klasifikasi Kompresor


KOMPRESSOR

1) Kompresor Dinamik Kompresor Dinamik merupakan mesin alir udara yang berputar secara kontinu, dengan menggunakan suatu elemen yang berputar dengan cepat, dimana udara tersebut akan termampatkan sehingga tekanannya akan naik. Kompresor Dinamik terba terbagi gi atas atas 2 tipe tipe yait yaituu : Kompre Kompresor sor Sentr Sentrif ifuga ugall dan dan Komp Kompres resor or Axia Axial. l. [www.thermalfluids.net]

Gambar 2. Kompresor Dinamik

a. Komp Kompre resor sor Sentr Sentrifu ifugal gal

Kompresor Sentrifugal mengahasilkan tekanan yang tinggi melalui perputaran impeller dengan kecepatan tinggi, ekspansi udara yang masuk menyebabkan pertam pertambah bahan an massa massa yang yang nantiny nantinyaa menim menimbul bulakan akan gaya gaya sentrif sentrifuga ugall yang yang mementalkan udara tersebut ke luar, ditambah dengan adanya pembesaran penampang pada diffuser yang menyebabkan tekanan menjadi tinggi. Kompresor sentrifugal sering juga disebut orang dengan Kompresor Radial, artinya arah masukan udara tegak lurus terhadap hasil udara keluarannya. Agar Agar lebi lebihh efis efisie ienn Komp Kompre resor sor Sentr Sentrif ifuga ugall berpu berputa tarr sanga sangatt cepa cepatt bila bila dibandingkan dibandingkan dengan tipe kompresor lainnya. Kompresor ini, juga dirancang untu untukk kapa kapasi sita tass yang yang lebi lebihh besa besarr kare karena na alir aliran an udar udaraa yang yang me mele lewa wati ti kompresor kontinu. [www.thermalfluids.net]


KOMPRESSOR

Step 1

Step 3

Step 2

Step 4

Gambar 3. Skema Kerja dari Kompresor Sentifugal [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja diatas dapat kita lihat bahwa : Step 1 : Udara luar masuk diputar oleh impeller dengan kecepatan tinggi. Step 2 : Udara masuk diekspansikan sehingga yerjadinya pertambahan massa dari udara tersebut. Step 3 : Udara masuk dipentalkan oleh impler ke dinding silinder kompresor. Step 4 : Difuser pada kompresor akan menambah tekanan dari udara yang dipentalkan, sehingga didapatkan udara yang bertekanan tinggi.


KOMPRESSOR

b. Kompresor Axial

Pada kompresor axial, aliran udara parallel terhadap sumbu putar. Kompresor ini tersusun atas beberapa tingkat impeller. Beberapa tingkat tersebut disebut rotor yang dihubungkan dengan poros sentral yang berputar dengan kecepatan tinggi. Dengan kata lain, arah aliran udara yang masuk searah dengan udara yang dimampatkan oleh kompresor. Kompresor ini biasanya banyak digunakan pada industri pesawat terbang.

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Gambar 4. Skema Kerja Kompresor Axial [www.thermalfluids.net]


KOMPRESSOR

2) Kompresor Perpindahan Positif (Possitive displacement): Kompresor torak dan Rotary merupakan 2 jenis dari Kompresor perpindahan Positif. Pada Kompresor perpindahan positif ini menaikan tekanan udara dengan cara mengkompres udara tersebut pada ruang tertutup sehingga menyebabkan penaikkan tekanan. [www.thermalfluids.net]

Gambar 5. Kompresor Perpindahan Positif

a) Kompresor Torak (Reciprocating Compresor)

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Gambar 6. Skema Kerja Kompresor Torak [www.thermalfluids.net]


KOMPRESSOR

b) Kompresor Putar (Rotary) Udara masuk dimampatkan melalui Blade (Mata Pisau) yang berputar cepat. Blade tersebut digerakkan untuk memampatkan udara yang masuk.

Step 1

Step 3

Step 2

Step 4

Gambar 7. Skema Kerja Kompresor Rotary [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja diatas terlihat jelas bahwa : Step 1

: Udara luar masuk melalui perbedaan tekanan antara kompresor dengan tekanan udara lingkungan.

Step 2

: Udara masuk, mulai mengembang/ di ekspansikan oleh Blade.

Step 3

: Udara dimampatkan ke dinding silinder oleh Blade.

Step 4

: Udara bertekanan tinggi keluar melalui katup keluar.


KOMPRESSOR

Contoh Kompresor Rotary [www.thermalfluids.net]

Kompresor Ulir Putar

Gambar 8. Kompresor Ulir

Lobe

Gambar 9. Kompresor Lobe

Liquid Ring

Gambar 10. Kompresor Liquid Ring

2.3. Azas Kompresor

Kompresor jenis perpindahan (displacement ) adalah alat kompresi gas di ruang tertutup dengan memperkecil volumenya. Contoh : pompa ban. Kompresor dengan torak yang bergerak bolak-balik disebut kompresor bolak-balik. Kompresor ini menimbulkan getaran karena gaya inersia sehingga tidak cocok untuk putaran tinggi. Untuk itu dikembangkan kompresor sentrifugal dimana pemampatan gas diperoleh dengan gaya sentrifugal oleh impeler.


KOMPRESSOR

2.4. Klasifikasi Kompresor [labmesflu.blog.com]

Berdasarkan alat Penaik tekanan : 1.

Kompresor ( pemampat ) dipakai untuk jenis yang bertekanan tinggi

2.

Blower ( peiup) untuk yang bertekanan agak rendah.

3.

Fan (kipas) untuk yang bertekanan sangat rendah.

Berdasarkan cara pemampatan : 1.

Jenis turbo, menaikkan tekanan dan kecepatan gas dengan gaya

sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeler, atau dengan gaya angkat (lift ) yang ditimbulkan oleh sudu yang dibedakan dalam arah aliran udara : kompresor aksial dan dan kompresor sentifugal. 2.

Jenis perpindahan, menaikkan tekanan dengan memperkecil

atau memampatkan volume gas yang diisap ke dalam silinder atau stator oleh torak atau sudu. Kompresor jenis perpindahan dibagi menjadi : jenis putar dan bolak-balik. Kompresor putar dibagi : jenis roots, sudu luncur, dan sekrup. Berdasarkan konstruksinya : 1.

Berdasarkan jumlah tingkat kompresi : 1 tingkat, 2 tingkat, dan

banyak tingkat. 2.

Berdasarkan langkah kerja (pada torak) : kerja tunggal, dan

kerja ganda.

Tunggal

Ganda

Gambar 11. Langkah Kerja Kompresor


KOMPRESSOR

Perbedaannya adalah pada proses pemampatannya, dimana pada kerja tunggal udara dimampatkan pada 1 langkah saja, sedangkan pada kerja ganda, udara dimampatkan untuk 2 langkah. 3.

Berdasarkan susunan silinder (pada torak) : mendatar, tegak,

bentuk L, bentuk V, bentuk W, bentuk bintang, lawan berimbang (balance oposed ).

Gambar 12. Susunan Silinder Torak

4.

Berdasarkan cara pendinginan : pendinginan air, dan udara.

5.

Berdasarkan transimisi penggerak : langsung, sabuk V, dan

roda gigi. 6.

Berdasarkan penempatannya : permanen, dan portable.


KOMPRESSOR

7.

Berdasarkan cara pelumasan : dengan minyak, dan tanpa

minyak.

2.5. Prinsip Kerja Kompresor Secara Umum

[proacshops.com]

Mesin kompresor udara memiliki prinsip kerja yang sudah terorganisir dengan baik. Prinsip kerja kompresor merupakan satu kesatuan yang saling mendukung, sehingga kompresor dapat bekerja dengan maksimal. Prinsip kerja dari sebuah kompresor biasanya terbagi menjadi empat prinsip utama, yaitu: Staging

Selama proses kerja kompresor, suhu dari mesin kompresor menjadi tinggi dan meningkat sesuai dengan tekanan yang terdapat dalam kompresor tersebut. Sistim ini lebih dikenal dengan nama polytopic compression. Jumlah tekanan yang terdapat pada kompresor juga meningkat seiring dengan peningkatan dari suhu kompresor itu sendiri. Kompresor mempunyai kemampuan untuk menurunkan suhu tekanan udara dan meningkatkan efisiensi tekanan udara. Tekanan udara yang dihasilkan oleh kompresor mampu mengendalikan suhu dari kompresor untuk melanjutkan proses berikutnya. Intercooling

Pengendali panas, atau yang lebih dikenal dengan intercooler merupakan salah satu langkah penting dalam proses kompresi udara. Intercooler mempunyai fungsi untuk mendinginkan tekanan udara yang terdapat dalam tabung kompresor, sehingga mampu digunakan untuk keperluan lainya. Suhu yang


KOMPRESSOR

dimiliki oleh tekanan udara dalam kompresor ini biasanya lebih tinggi jika dibandingkan dengan suhu ruangan, dengan perbedaan suhu berkisar antara 10Â°Fahrenheit (sekitar -12Â°Celcius) sampai dengan 15Â°Fahrenheit (sekitar -9Â°Celcius).

Compressor Displacement and Volumetric Efficiency

Secara teori, kapasitas kompresor adalah sama dengan jumlah tekanan udara yang dapat ditampung oleh tabung penyimpanan kompresor. Kapasitas sesungguhnya dari kompresor dapat mengalami penurunan kapasitas. Penurunan ini dapat diakibatkan oleh penurunan tekanan pada intake, pemanasan dini pada udara yang masuk ke kompresor, kebocoran, dan ekspansi volume udara. Sedangkan yang dimaksud dengan volumetric efficiency adalah rasio antara kapasitas kompresor dengan compressor displacement . Specific Energy Consumption

Yang dimaksud dengan specific energy consumption pada kompresor adalah tenaga yang digunakan oleh kompresor untuk melakukan kompresi udara dalam setiap unit kapasitas kompresor. Biasanya specific energy consumption pada kompresor ini dilambangkan dengan satuan bhp/100 cfm.


KOMPRESSOR

2.6. Cara Kerja Kompresor 1. Kompresor Sentrifugal (Dinamik)

Sebuah

kompresor

sentrifugal

menghasilkan

tekanan

dengan

meningkatkan kecepatan gas yang melewati impeler, dan selanjutnya pengaturan kecepatan dengan peralatan pengontrol sehingga diperoleh aliran dan tekanan yang diinginkan. Kompresor sentrifugal ini konstruksi dan cara kerjanya sangat mirip dengan pompa sentrifugal. Fluida yang dialirkan udara dan gas dengan kerapatan

ρ (kg/m

3

) yang

cukup kecil, dan sangat dipengaruhi oleh tekanan

dan temperatur gas. Agar kompresor bisa bekerja, kompresor membutuhkan atau memperoleh daya dari mesin penggerak kompresor di dalam roda jalan fluida kerja mendapat percepatan sedemikian rupa sehingga fluida itu mempunyai kecepatan mengalir keluar dari sudu-sudu roda jalan. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah menjadi head ketinggian H di sudu-sudu pengarah atau di rumah keong. Diagram skematis kompresor sentrifugal diberikan pada gambar dibawah. Impeler berputar bersama poros sementara sudu pengarah difuser dipasang tetap pada rumah kompresor. Gas yang dimampatkan harus dibuang melalui rumah keong (volut), yang mengelilingi diffuser. Untuk pemampatan tiap tingkat, buangan dari diffuser tingkat pertama disalurkan kembali ke pusat perputaran untuk memasuki impeler tingkat yang berikutnya yang


KOMPRESSOR

dipasang pada poros yang sama. dengan cara ini, perbandingan tekanan yang agak tinggi dapat dicapai pada mesin-mesin sentrifugal, yang biasanya adalah kompak dan dalam kesetimbangan yang baik. keseluruhan kerja pemampatan dilakukan pada impeler, sementara ada penurunan kecepatan dan dengan demikian kenaikan tekanan statik dalam difuser stasioner, tidak akan terdapat perubahan entalpi stagnasi di sana. Pada jalan masuk ke impeler, sudu-sudu dilengkungkan ke depan untuk memberikan, sedekat mungkin, kecepatan relatif tangensial antara gas yang masuk ke permukaan yang berputar. Contour sudu dibelakangnya dapat berupa radial, bengkok ke belakang, atau bengkok ke depan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. . [Turbin, Pompa, dan Kompresor, Fritz Distzel, Dakso Sriyono]

Gambar 13. Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal

2.

Kompresor Positif Displacement

Untuk kompresor jenis positif displacement yaitu kompresor torak, cara kerjanya adalah sebagai berikut, jika torak ditarik ke atas, tekanan dalam silinher dibawah torak akan menjadi negatif (lebih kecil dari tekanan atmosfir) sehingga udara akan masuk melalui celah katup isap. Katup ini dipasang pada torak yang sekaligus berfungsi juga sebagai perapat torak. kemudian jika torak ditekan kebawah, volume udara yang terkurung dibawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik. Katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding silinder. Jika torak ditekan terus volume akan semakin kecil dan tekanan didalam silinder akan naik. katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding silinder.


KOMPRESSOR

Gambar 14. Proses Pemampatan Udara Pada Kompresor Torak

Sebagai penggerak kompresor digunakan motor listrik jenis sangkar bajing (squirrel cage). Transmisi daya adalah transmisi sabuk. Besar kerja mekanik yang dilakukan oleh motor dapat ditentukan dengan mengukur torsi. Sedangkan putaran motor diukur dengan tachometer. Kondisi-kondisi udara pada stasion-stasion yang penting dapat diketahui dengan mengukur tekanan dan temperaturnya (bola basah dan bola kering). Laju aliran udara diukur dengan menggunakan orifis dan manometer. Massa jenis (ρ ) cairan manometer adalah 787 kg/m3.


KOMPRESSOR

2.7. Teori Kompresi [labmesflu.blog.com]

1. Hubungan tekanan dan volume. Jika gas dikompresikan (atau diexpansikan) pada temperatur tetap maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya (Hukum Boyle). P1 V1 = P2 V2 = Konstan 2. Hubungan temperatur dan volume. Seperti halnya zat padat dan cair, gas akan mengembang jika dipanaskan pada tekanan tetap dan pengembangannya jauh lebih besar karena gas mempunyai koefisien muai yang jauh lebih besar. Hukum charles menyatakan : semua gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1 oC pada tekanan tetap, akan mengalami pertambahan volume sebesar 1/273 dari volumenya pada 0 oC dan sebaliknya. t  = V0  1 + 1   273   t  V2 = V11 + 2   273  V1 273 + t1 = V2 273 + t 2 V1

dimana : Vo = Volume gas pada temperatur 0 oC V1 = Volume gas pada temperatur t1 pada tekanan yang sama dengan V0 (0 oC) V2 = Volume gas pada temperatur t2 pada tekanan yang sama dengan V0 (0 oC) t1 dan t2 = Temperatur (oC) 3. Persamaan keadaan.


KOMPRESSOR

Hukum Boyle-Charles merupakan gabungan dari hukum Charles dan hukum Boyle yang digunakan untuk gas ideal yang dinyatakan dengan : PV = m R T 2.8. Proses Kompresi Gas 1.

Cara Kompresi

Kompresi dapat dilakukan dengan : Isotermal, Isentropik (adiabatik), dan politropik. a.

Kompresi Isotermal.

Bila gas dikompresi, maka ada energi mekanik yang diberikan dari luar ke gas. Energi ini dirubah menjadi energi panas sehingga temperatur gas naik jika tekanan semakin tinggi. Namun jika proses kompresi dibarengi dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas, temperatur dapat dijaaga tetap disebut dengan kompresi isotermal. P ν = Konstan Kompresi ini sangat berguna dalam analisa teoritis, namun secara praktek jauh sekali perbedaannya. b.

Kompresi Adiabatik

Jika silinder diisolasi secara sempurna, maka kompresi akan berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk ke gas. Proses ini disebut adiabatik. Dalam praktek proses ini tidak pernah terjadi secara sempurna, namun sering dipakai dalam kajian teoritis. P ν k = Konstan Dimana :

k =

C p Cv

Jika rumus ini dibandingkan dengan rumus kompresi isotermal dapat dilihat bahwa untuk pengecilan volume yang sama, kompresi adiabatik akan


KOMPRESSOR

menghasilkan tekanan yang lebih tinggi dari pada proses isotermal dengan demikian kerja yang diperlukan pada kompresi adiabatik juga lebih besar.

c.

Kompresi politropik

Karena sesungguhnya kompresi bukan isotermal karena ada kenaikan temperatur, dan juga bukan adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya ada diantara keduanya dan disebut kompresi politropik. P ν n = Konstan dimana : n = Indeks politropik (1 < n < k)

2.

Perubahan Temperatur

Pada waktu kompresi, temperatur gas dapat berubah tergantung pada jenis proses yang dialami. Hubungan temperatur dan tekanan untuk masingmasing proses : a.

Proses Isotermal, dimana proses ini temperatur dijaga tetap.

b.

Proses Adiabatik.

Dalam kompresi adiabatik tidak ada panas yang dibuang keluar atau dimasukkan ke silinder sehingga seluruh kerja mekanis yang diberikan dalam proses ini akan dipakai untuk menaikkan temperatur gas. ( k −1)

Td

dimana :

 P  = Ts  d    Ps 

k

Td = Temperatur keluar (K) Ts = Temperatur masuk (K) Pd = Tekanan keluar (Pa) Ps = Tekanan masuk (Pa)

c.

Proses Politropik.


KOMPRESSOR

Jika selama proses kompresi udara didinginkan, misalnya dengan memakai air pendingin untuk silinder, maka sebagian panas yang timbul akan dikeluarkan. ( n −1)

Td

 P  = Ts  d    Ps 

n

2.9. Efisiensi Volumetrik dan Adiabatik

1. Efisiensi Volumetrik.

Gambar 15. Diagram P – V dari kopresor torak

ηv =

Qs Q th

 P  1 n  η v ≈ 1 − ε  d   − 1  Ps   ε=

Vc Vs

=

Volume sisa relatif

dimana : Qs = Volume gas yang dihasilkan pada kondisi tekanan dan temperatur isap (m3/min) Qth = Perpindahan torak (m3/min) n = Koefisien ekspansi gas yang tertinggal di dalam volume sisa, untuk udara n =1,2 2. Efisiensi adiabatik keseluruhan.


KOMPRESSOR

Efisiensi adiabatik keseluruhan didefinisikan sebagai daya yang diperlukan untuk memampatkan gas siklus adiabatik, dibagi dengan daya yang sesungguhnya diperlukan oleh kompresor pada porosnya.

ηad =

L ad (kW ) Ls (kW )

L ad (kW )

=

mk PsQ s k − 1 60000

 P  ( k −1) mk   d  −1  Ps     

dimana : Lad = Daya adiabatik teoritis Ls = Daya yang masuk pada poros kompresor Ps = Tekanan isap tingkat pertama (Pa) Pd = Tekanan keluar tingkat terakhir (Pa) Qs = Debit yang masuk (m3/min) m = Jumlah tingkat kompresi Semakin tinggi efisiensi adiabatik keseluruhan, berarti semakin kecil daya poros yang diperlukan untuk perbandingan kompresi dan debit yag sama. Yang sangat penting untuk menunjukkan prestasi dan ekonomi sebuah kompresor. Efisiensi volumetris hanya koefisien yang diperlukan oleh perencana kompresor dan tidak penting untuk pemakainya. Secara umum daya yang dibutuhkan suatu kompresor adalah : P=ρ gQH Dimana : H = p/(ρ g) = tinggi tekan (m (kolom udara)) P = Daya kompresor (kW) ρ

= kerapatan gas (kg/m3)

g = percepatan grafitasi (m/s2) Q = debit aliran (m3/s) Pada kompresor sentrifugal tinggi tekan H bisa menentukan konstruksi dari roda jalan (impeler) kompresor yaitu dengan menggunakan rumus-rumus perancangan pada pompa sentrifugal. Untuk


KOMPRESSOR

menghasilkan tekanan yang besar dan juga untuk menaikkan efisiensi kompresor harus dibuat dengan bahan yang berkualitas tinggi dan dibuat bayak tingkat (jumlah tingkat = i), dimana tinggi tekan H masing-masing tingkat : ∆ H = H/i Pada kompresor bertingkat volume udara karena pemampatan akan mengecil, maka debit udara akan menurun yang menyebabkan roda jalan kompresor bertingkat akan bertambah kecil dari tigkat yang pertama ke tingkat berikutnya. Gambar di bawah menunjukkan kerja yang dihemat kompresor bertingkat jika dibandingkan dengan tidak bertingkat.

Gambar 16. Diagram p – v yang menggambarkan proses suatu pemampatan banyak tingkat dengan pendinginan antara, dan kerja yang dihemat [Turbin, Pompa, dan Kompresor, Fritz Distzel, Dakso Sriyono]


KOMPRESSOR

2.10. Jenis Penggerak dan transmisi daya poros

1.

Motor listrik.

Secara kasar ada motor induksi dan motor sinkron. Motor induksi mempunyai faktor daya dan efisiensi yang lebih rendah dari pada motor sinkron. Namun motor induksi banyak dipakai karena harganya relatif murah dan pemeliharaannya mudah. 2.

Motor bakar torak.

Motor bakar torak digunakan sebagai penggerak kompresor bila tidak tersedia sumber listrik ditempat pemasangan, atau bila kompresor tersebut merupakan kompresor portable. 3. Transmisi daya poros. Bila dipakai motor listrik sebagai penggeraknya maka transmisi dapat menggunakan sabuk V, kopling tetap, dan rotor terpadu. Bila dipakai motor bakar torak dapat digunakan sabuk V, kopling tetap, atau kopling gesek.


KOMPRESSOR

2.11. Penentuan spesifikasi kompresor Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan kompresor :

1.

Temperatur udara masuk.

a. Twb (Temperature Wet Bulb) Temperatur udara dimana terjadi perubahan fasa dari cair ke uap air. b. Tdb (Temperature Dry Bulb) Temperatur udara lingkungan (Udara + Uap Air). Fungsi mengetahui Twb dan Tdb adalah untuk mengetahui Efisiensi gas yang berhasil dimampatkan oleh kompresor dan memastikan agar tidak ada uap air yang masuk ke kompresor. 2.

Panas jenis udara.

3.

Kelembaban udara

Tekanan Udara.

1.

Tekanan gas.

Menurut teori ilmu fisika, gas terdiri dari molekul-molekul yang bergerak terus menurus secara seimbang. Karena gerakan ini, dinding bejana yang ditempati akan mendapatkan tumbukan terus menerus dan inilah yang dirasakan sebagai tekanan pada dinding. Jika temperatur gas dinaikkan, maka gerakan molekul akan semakin cepat dan tumbukan akan semakin sering dan dengan impuls yang semakin besar. Jadi jika volume bejana tetap tekanan akan semakin besar. 2.

Tekanan mutlak dan tekanan lebih.


KOMPRESSOR

a.Tekanan lebih ( gage pressure) adalah tekanan ukur dimana harga nol diambil sama dengan tekanan atmosfir. b.

Tekanan mutlak adalah tekanan ukur dimana harga nol diambil

sama dengan tekanan vakum mutlak (0 atm)

Dalam spesifikasi kompresor, angka yang terpenting adalah laju volume gas yang dikeluarkan serta tekanan kerjanya. Dengan demikian bisa dihitung keperluan daya untuk kompresor. Persyaratan dalam pemilihan kompresor : 1. Tekanan isap dan keluar 2.

Jenis dan sifat-sifat gas yang ditangani

3. Tempertatur dan kelembaban gas dan kondisi lingkungan tempat instalasi 4.

Kapasitas aliran yang diperlukan dan peralatan pengaturnya

5.

Cara pendinginan

6.

Sumber tenaga dan jenis penggera mula

7.

Jenis kompresor, pelumasannya, tingkat kompresi. Permanen

atau portable 8.

Bahan kompresor dan instalasi

Hal lain yang harus diperhitungkan dalam pemilihan kompresor : 1.

Biaya investasi

2.

Biaya operasi

3.

Biaya maintenance


KOMPRESSOR

BAB III METODOLOGI

3.1 Gambar Peralatan Percobaan

3.2 Alat Ukur

Alat ukur yang digunakan dalam pengujian, yakni : a. Tachometer : mengukur putaran b. Termometer : mengukur temperatur c. Pressure gauge : mengukur tekanan


KOMPRESSOR

3.3 Prosedur Percobaan A. Pemeriksaan sebelum pengujian

1. Periksalah kondisi peralatan, apakah seluruhnya dalam keadaan baik. 2. Periksa ketinggian cairan termometer. 3. Periksa kondisi air pembasah pada termometer bola basah. 4. Periksa keadaan minyak pelumas kompresor, pelumas yang dipakai adalah oli SAE 30 atau yang sejenis. 5. Periksa tegangan listrik yang diminta, apakah sesuai dengan tegangan motor yang digunakan. B. Menjalankan kompresor

1. Buka katub pengontrol aliran udara pada penampung . Periksa apakah tekanan udara pada penampung menunjukkan angka nol. 2. Tutup katub udara aliran keluar penampung jika tekanan uji menunjukkan angka nol. 3. Masukkan tombol listrik untuk menghidupkan motor. 4. Seimbangkan kedudukan motor dengan menggunakan pemberat. 5. Pada saat

tekanan keluar kompresor (P2) mencapai harga yang

dikehendaki, buka katub pengatur perlahan hingga tekanannya konstan. 6. Sesuaikan kembali keseimbangan motor dengan menambahkan pemberat kemudian hitung berat beban pada saat setimbang. 7. Ukur tekanan dan temperatur pada tiap satuan. 8. Untuk menghentikan motor tombol dari sumber listrik dilepas.


KOMPRESSOR

9. Jika telah selesai percobaan , buang udara penampung dengan membuka katub pada bagian bawah tangki.

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1

Data Praktikum

Terlampir 4.2

Contoh Perhitungan

∗

P1 = 1 atm

∗

P2 = 2 kPa

∗

P3 = 2 mmoil

∗

ΔP = 0,3 mmoil

∗

T1 = 300 K

∗

Tdb 1 = 300 K

∗

Twb 1 = 296 K

∗

Tdb 2 = 314 K

∗

Twb 2 = 310 K

∗

Tdb 3 = 301 K


KOMPRESSOR

∗

Twb 3 = 297 K

∗

F = 15 N

∗

N = 700 rpm

P1 = 1- 9,869 x 10-3 x 1 atm = 0,990131 atm absolute P2 = 1 + 9,869 x 10-3 x 2 atm = 0,019738 atm absolute P3 = 1 + 7,612 x 10-5 x 2 atm = 1,00015224 atm absolute 1. Penentuan indeks politropik (n) ( n −1) n

 T2   P2     =  P   T  1   1 

 P  = ln 2    P1 

Yi

 T  = ln 2   ,  T1 

Y i

314  = ln    = 0,0456105  300 

Xi

 1,049345  , X i = ln 0,990131  = 0,0294638  

Yi = a X I a

=

N

∑(X ⋅Y ) − ∑X ∑Y N ∑ X − ( ∑ X ) i

i

i

2

2

i

i

a =

a a

5 x 0,00134

i

(0,1950165

−

5 (0,00852527

0,2470296

) −(0,1950165

= 0,4316728 =

x

n −1 n

n = 1,75954977 2. Pembuatan Diagram P vs V

A = P1 V1n


)

)

KOMPRESSOR

1

V2

 A  n =     P2 

P3 = P2

,

P4 = P1 ,

V3 = V c

B = P3 V3n 1

V4

 B  n =     P4 

a. Isentropis

Menentukan titik-titik sepanjang garis 1-2 Vxi

 A =   Pxi

1

 k   

Menentukan titik-titik sepanjang garis 3-4 Vxi

 B =   Pxi

1

 k   

Untuk proses isotermis n = 1 Untuk proses isentropis n = k Untuk proses politropis n = n Rumus-rumus untuk perhitungan

1. Laju aliran massa udara ma

ma

= 6,943 ⋅ 10 −3

=

6,943

⋅

10

3

−

∆ P ⋅ P 3

(kg/s)

T 3

(1)

0,3 x 1,00015224 301

ma = 2 x 10-4 kg/s

Laju aliran massa uap air mv

=

γ γ + 1


(kg/s)

(2)

KOMPRESSOR

mv in

=

0,016

0,017

=

m v out

= 3,452 x 10-6

1,016

= 3,66 x 10-6

1,017

Rasio kompresi ( rp ) rp

P 2

=

rp =

P 1

1,019738

= 1,02199021

0,990131

2. Kerja politropik Wpol

=

n n

1

−

[ )

m a R T1 (r p

( n −1) / n

]

1

−

(kW)

(3)

(kW)

(4)

0,4 3 1 6 7 2 1,7 9 5 4 9 7 4 1 W p o l x 2 .1 0 0,2 8 x37 01[ 1(0,0 2 1 9 9 0 21) 0,7 9 5 4 9 7 1 −

=

−

= 0,00055984 kW

W pol

3. Kerja isothermal Wiso

=

W iso

=

m a R T1 ln ( r p )

2 x 10

4

−

x 0,2871 x 300 x ln (1,02199021 )

= 0,0005563 kW 4. kerja Mekanis Wmek

W mek

=

3,39

⋅

10

5

−

= 3,39 ⋅ 10 −5


N komp

⋅

F

700 x 15

(kW)

(5)

KOMPRESOR'

Recommend Documents