BAB 1PENDAHULUAN

1.1 UMUM

Kompresor adalah mesin kerja yang digunakan untuk meningkatkan

energi fluida gas dengan input energi poros yang dimasukkan pada mesin yang

bersangkutan. Jadi pada prinsipnya kompresor sama dengan pompa, kecuali

fluida kerjanya. Pada pompa, fluida kerja yang ditingkatkan energinya bersifat

inkompresibel sedang kompresor bersifat kompresibel.

Untuk tujuan yang tidak memerlukan ketelitian yang sangat tinggi, gas

yang dikompres dapat dianggap berkelakukan seperti gas sempurna dengan

harga panas jenis tetap (harga rata-rata). Panas jenis gas sempurna sebetulnya

masih merupakan fungsi temperatur.

Persamaan Gas Sempurna = R.T

= R.T

Perubahan enthalpi h2 - h1 = cp.(T2 - T1)

Hubungan cp, cv, dan R cp - cv = R

Hubungan R dan R R = R/BM

p : tekanan (Pa)

: volume spesifik (m3/ kg)

R : konstanta gas parsial (J/kg.K)

T : temperatur (K)

: volume spesifik molal (m3/mole)

R : konstanta gas universal (8314,34 J/mole.K)

h : enthalpi (J/kg)

cp : panas jenis tekanan tetap (J/kg.K)

cv : panas jenis volume tetap (J/kg.K)

BM : berat molekul (kg/mole)

I - 1

1.2 PENGGOLONGAN KOMPRESOR

Seperti halnya pompa, kompresor dapat digolongkan menjadi kelompok

kompresor volumetrik dan kompresor dinamik.

Kompresor volumetrik (positive displacement compressor), pada dasarnya

hanya mengurung, mengkompres dan mengarahkan gas ke sisi pengeluaran.

Ada kompresor volumetrik yang rortornya bergerak bolak-balik (reciprocating)

ada jenis lain yang berputar (rotary). Beberapa kompresor volumetrik adalah

kompresor membran, kompresor bilah (vane compressor) dan lain-lain.

Kelompok kompresor dinamik dapat digolongan lebih lanjut menjadi

kelompok kompresor sentrifugal atau radial dan kelompok kompresor aksial.

Baik jenis sentrifugal maupun aksial, kedua-duanya bekerja atas dasar dinamik

aliran.

Kompresor sentrifugal atau radial dirancang sedemikian rupa sehingga

gas masuk dari tengah-tengah rotor, melalui bilah-bilah secara radial yang

disebut impeller. Impeller melempar gas keluar secara radial dengan gaya

sentrifugal, kemudian sebelum diarahkan ke impeller berikutnya, gas dilewatkan

melalui difusor yang mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Kompresor sentrifugal umumnya beroperasi pada kecepatan putar yang tinggi

(20.000 rpm) bahkan ada yang mencapai antara 50.000 sampai 100.000 rpm.

Kapasitas minimum dibatasi oleh aliran pada sisi keluar tingkat terakhir. Secara

praktis untuk jenis horizontal split, harganya antara 160 lps (liter per sekon).

Kompresor aksial mempunyai konstruksi yang dirancang sedemikian rupa

sehingga gas atau udara mempunyai arah aliran yang aksial, melalui bilah-bilah

tetap dan bilah-bilah putar. Kompresor aksial digunakan untuk memenuhi

kebutuhan kapasitas konstan yang besar dan tekanan yang tidak terlalu tinggi.

Umumnya kapasitas minimum sekitar 15 cms (meter kubik per sekon).

Kompresor aksial, untuk kapasitas yang sama, mempunyai diameter yang lebih

kecil dari pada kompresor sentrifugal, sehingga dapat dioperasikan pada

kecepatan putar yang lebih tinggi (25%).

I - 2

1.3 TINGKAT KEADAAN UDARA ATMOSFIR

Tekanan udara atau gas keluar kompresor, selain tergantung pada

kompresornya, masih tergantung juga pada tingkat keadaaan awal udara atau

gas sebelum masuk kompresor. Tingkat keadaan udara pada lingkungan sekitar,

selain tergantung pada cuaca setempat, juga tergantung pada lokasi dan

ketinggian (elevasi atau altitude). Sifat-sifat atmosfir baku dicantumkan pada

tabel 1.1

Tabel 1.1 Atmosfir Baku (1962)

Ketinggian Tekanan Temperatur Massa jenis(m) (bar) (0C) (kg/m3)

0 1,013 15,0 1,225

100 1,001 14,4 1,213

200 0,989 13,7 1,202

300 0,977 13,1 1,190

400 0,966 12,4 1,179

500 0,955 11,8 1,167

600 0,943 11,1 1,156

800 0,921 9,8 1,134

1000 0,899 8,5 1,112

Perhitungan energi pada kompresor dilakukan dengan langkah sebagai

berikut :

1. proses dianggap adiabatik reversibel (isentropik)

2. dilanjutkan dengan koreksi

Kompresi isentropik menyebabkan temperatur gas naik menjadi :

T2S : temperatur teoritik gas keluar kompresor (K)

T1 : temperatur gas masuk kompresor (K)

: angka perbandingan tekanan (p2/p1) atau compression-ratio

k : cp/cv gas

I - 3

Karena pada waktu melewati kompresor gas mengalami gesekan, maka proses

tidak mungkin isentropik. Temperatur teoritik (T2S) tersebut perlu dikoreksi

dengan memasukkan efisiensi isentropik. Bila efesiensi isentropik kompresor

dinyatakan S, maka temperatur gas atau udara keluar kompresor menjadi :

T2 menyatakan temperatur gas sebenarnya dan T2S menyatakan temperatur

teoritik bila kompresi berlangsung secara isentropik.

1.4 TRANSFER ENERGI KERJA KOMPRESOR

Kompresi yang dilakukan pada gas oleh kompresor memerlukan sejumlah

energi kerja dari impeller. Karena proses kompresi berlangsung cepat, maka

proses dianggap adiabatik.

Kerja yang diperlukan oleh setiap “kg” gas untuk menaikkan tekanan dari

p1 menjadi p2, dengan anggapan proses isentropik, adalah sebagai berikut :

wS = cp.(T2S - T1)

wS = k/(k -1).p1.1.( - 1)

atau m = (k - 1)/k

Untuk proses sebenarnya, bila efisiensi isentropik dinyatakan C, kerja yang

diterima gas (J/kg) adalah sebagai berikut :

w = cp.(T2S - T1).c

atau w = cp.(T2 - T1)

atau w = k/(k - 1).p1.1.( - 1).(1/C )

atau w = k/(k - 1).(R.T1).( - 1).(1/C )

Daya kompresor (energi yang diberikan rotor per detik) dinyatakan

dengan persamaan berikut :

NC =

I - 4

adalah laju aliran massa gas. Daya poros yang harus diberikan mesin

penggerak

Nporos = NC/m

m menyatakan efisiensi mekanik dan harganya tergantung pada jenis dan

keadaan bantalan dan alat bantu.

I - 5