56376083-KOMPRESOR

KOMPRESSOR

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

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 nantinya di lapangan sebagai seorang insinyur tidak lagi ragu dalam

menganalisa kompresor.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum kompresor torak ini, adalah :

1. Mengetahui cara-cara pengujian kompresor torak.

2. Dapat menentukan karakteristik kompresor torak pada beberapa

putaran.

Laboratorium Konversi Energi

KOMPRESSOR

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Kompresor

Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara

memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros. Kompresor

biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada

tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor disebut sebagai

penguat (booster), dan jika kompresor bekerja dibawah tekanan atmosfir maka

disebut pompa vakum.

Gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan

volume dengan menaikkan tekanannya, namun ada hal-hal yang harus

diperhatikan yaitu : kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada

pemuaian, dan kebocoran yang mudah 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

terbagi atas 2 tipe yaitu : Kompresor Sentrifugal dan Kompresor Axial.

[www.thermalfluids.net]

Gambar 2. Kompresor Dinamik

a. Kompresor Sentrifugal

Kompresor Sentrifugal mengahasilkan tekanan yang tinggi melalui perputaran

impeller dengan kecepatan tinggi, ekspansi udara yang masuk menyebabkan

pertambahan massa yang nantinya menimbulakan gaya sentrifugal 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 lebih efisien Kompresor Sentrifugal berputar sangat cepat bila

dibandingkan dengan tipe kompresor lainnya. Kompresor ini, juga dirancang

untuk kapasitas yang lebih besar karena aliran udara yang melewati

kompresor kontinu. [www.thermalfluids.net]


KOMPRESSOR

Step 1 Step 2

Step 3 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]


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kompresor_Piston&action=edit&redlink=1

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 2

Step 3 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.


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kompresor_Putar&action=edit&redlink=1

KOMPRESSOR

Contoh Kompresor Rotary [www.thermalfluids.net]

Kompresor Ulir Putar Lobe

Gambar 8. Kompresor Ulir 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.


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kompresor_Ulir_Putar&action=edit&redlink=1

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 )(kg/m 3ρ 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.

2

1

2

1

212

101

t273

t273

V

V

273

t1VV

273

t1VV

++=

+=

+=

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 : v

p

C

Ck =

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 masing-

masing 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.

( ) k1k

s

dsd P

PTT

−

=

dimana : 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.

( ) n1n

s

dsd P

PTT

−

=

2.9. Efisiensi Volumetrik dan Adiabatik

1. Efisiensi Volumetrik.

Gambar 15. Diagram P – V dari kopresor torak

relatifsisaVolumeV

V

1P

P1

Q

Q

s

c

n1

s

dv

th

sv

==ε

−

ε−≈η

=η

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.

( )

−

−

=

=η

−

1P

P

60000

QP

1k

mk)kW(L

)kW(L

)kW(L

mk1k

s

dssad

s

adad

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 g Q H

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)( ) n1n

1

2

1

2

P

P

T

T−

=

=

1

2i T

TlnY ,

=

1

2i P

PlnX

=

300

314lniY = 0,0456105

,

=

990131,0

049345,1lniX = 0,0294638

Yi = a XI

( )( ) 2

i2

iiii

XXN

YXYXNa

i ∑∑∑∑∑

−

−⋅=

)1950165,0()00852527,0(5

)2470296,01950165,0(00134,05

−−

=xx

a

a = 0,4316728

n

1na

−=

n = 1,75954977

2. Pembuatan Diagram P vs V

A = P1 V1n


KOMPRESSOR

n1

22 P

AV

=

P3 = P2 , P4 = P1 , V3 = Vc

B = P3 V3n

n1

44 P

BV

=

a. Isentropis

Menentukan titik-titik sepanjang garis 1-2

k1

xixi P

AV

=

Menentukan titik-titik sepanjang garis 3-4

k1

xixi P

BV

=

Untuk proses isotermis n = 1

Untuk proses isentropis n = k

Untuk proses politropis n = n

Rumus-rumus untuk perhitungan

1. Laju aliran massa udara

3

3310943,6T

PPma

⋅∆⋅= − (kg/s) (1)

301

00015224,13,010943,6 3 x

ma−⋅=

ma = 2 x 10-4 kg/s

Laju aliran massa uap air

1+=

γγ

vm (kg/s) (2)


KOMPRESSOR

016,1

016,0=invm = 3,452 x 10-6

017,1

017,0=outvm = 3,66 x 10-6

Rasio kompresi ( rp )

1

2

P

Prp =

990131,0

019738,1=rp = 1,02199021

2. Kerja politropik

( )[ ]1rTRm1n

nW n/)1n(

p1apol −−

= −

(kW) (3)

) ]10 2 1 9 9 0 2 1,1[ (3 0 02 8 7 1,04

1 0.27 9 5 4 9 7 1,0

7 9 5 4 9 7 1,1 4 3 1 6 7 2 8,0−

−= xxW p o l

polW = 0,00055984 kW

3. Kerja isothermal

)r(lnTRmW p1aiso = (kW) (4)

)02199021,1(ln3002871,0102 4 xxxxWiso−=

= 0,0005563 kW

4. kerja Mekanis

FN1039,3W komp5

mek ⋅⋅= − (kW) (5)

157001039,3 5 xWmek−⋅=


KOMPRESSOR

= 0,35595 kW

5. Efisiensi politropik

%100W

W

mek

polpol ×=η (%) (6)

%10035595,0

00055984,0 ×=polη = 0,157281

6. Efisiensi isothermal

%100W

W

mek

isoiso ×=η (%) (7)

%10035595,0

05563,0 ×=isoη

= 0,15628 %

7. Efisiensi volumetris

%100N1043,4

m

komp6vol ×

⋅=η

− (%) (8)

%1007001043,4

1026

4

×⋅

=−

−

x

xvolη

= 7,06897 %


56376083-KOMPRESOR

Documents

Transcript of 56376083-KOMPRESOR