Dasar Kompresor

7/30/2019 Dasar Kompresor

1/47

180

BAB 9 DASAR KOMPRESOR

A. Prinsip Kerja Kompresor

Kompresor adalah alat pemampat atau pengkompresi udaradengan kata lain kompresor adalah penghasil udara mampat. Karenaproses pemampatan, udara mempunyai tekanan yang lebih tinggidibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (1atm). Dalamkeseharian, kita sering memanfaatkan udara mampat baik secara

langsung atau tidak langsung. Sebagai contoh, udara manpat yangdigunakan untuk mengisi ban mobil atau sepeda montor, udara mampatuntuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor di bengkel-bengkeldan manfaat lain yang sering dijumpai sehari-hari.

Pada industri, penggunaan kompresor sangat penting, baik sebagaipenghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin.Kompresor banyak dipakai untuk mesin pneumatik, sedangkan yangmenjadi satu dengan mesin yaitu turbin gas, mesin pendingin danlainnya.

Dengan mengambil contoh kompresor sederhana, yaitu pompa bansepeda atau mobil, prinsip kerja kompresor dapat dijelaskan sebagaiberikut. Jika torak pompa ditarik keatas, tekanan di bawah silinder akanturun sampai di bawah tekanan atmosfer sehingga udara akan masukmelalui celah katup hisap yang kendur. Katup terbuat dari kulit lentur,dapat mengencang dan mengendur dan dipasang pada torak. Setelahudara masuk pompa kemudian torak turun kebawah dan menekan udara,sehingga volumenya menjadi kecil.

Tekanan menjadi naik terussampai melebihi tekanan didalam ban, sehingga udaramampat dapat masuk banmelalui katup (pentil). Karenadiisi udara mampat terus-menerus, tekanan di dalamban menjadi naik. Jadi jelasdari contoh tersebut, prosespemampatan terjadi karenaperubahan volume padaudara yaitu menjadi lebih

kecil dari kondisi awal.Gambar 9.1 Pompa ban


2/47

181

Gambar 9.2 Kompresor udara penggerak motor bakar

Kompresor yang terlihat pada Gambar 9.2 biasa kita jumpaidibengkel-bengkel kecil sebagai penghasil udara mampat untukkeperluan pembersih kotoran dan pengisi ban sepeda motor atau mobil.Prinsip kerjanya sama dengan pompa ban, yaitu memampatkan udara didalam silinder dengan torak. Perbedaanya terletak pada katupnya, keduakatup dipasang dikepala silinder, dan tenaga penggeraknya adalah motorlistrik. Tangki udara berfungsi sama dengan ban yaitu sebagai penyimpanenergi udara mampat.

Pada gambar 9.3 adalah proses kerja dari kompresor kerja tunggal

dan ganda. Adapun urutan proses lengkap adalah sebagai berikut.


3/47

182

Langkah pertama adalah langkah hisap, torak bergerak ke bawah olehtarikan engkol. Di dalam ruang silinder tekanan menjadi negatif di bawah1 atm, katup hisap terbuka karena perbedaan tekanan dan udaraterhisap. Kemudian torak bergerak keatas, katup hisap tertutup dan udara

dimampatkan. Karena tekanan udara mampat, katup ke luar menjaditerbuka.

Gambar 9.3 Proses kerja dari kompresor torak kerja tunggal

pengeluaran

Karena tekanan udara mampat,

katup ke luar terbuka dan udara

mampat ke luar silinder

kompresi

udara di dalam kompresor

dikompresi, tekanan dan

temperatur udara naik

hisapudara masuk kompresor karena

tekanan di dalam silinder lebih

rendah dari 1 atm


4/47

183

Gambar 9.4 Proses kerja dari kompresor torak kerja ganda

Gambar 9.4 di atas adalah kompresor torak kerja ganda. Proseskerjanya tidak berbeda dengan kerja tunggal. Pada kerja ganda, setiapgerakan terjadi sekaligus langkah penghisapan dan pengkompresian.

Dengan kerja ganda, kerja kompresor menjadi lebih efisien.

B. Klasifikasi Kompresor

Prinsip kerja kompresor dan pompa adalah sama, kedua mesintersebut menggunakan energi luar kemudian diubah menjadi energifluida. Pada pompa, di nosel ke luarnya energi kecepatan diubah menjadienergi tekanan, begitu juga kompresor pada katup ke luar udara mampatmempunyai energi tekanan yang besar. Hukum-hukum yang berlakupada pompa dapat diaplikasikan pada kompresor.

Berbeda dengan pompa yang klasifikasinya berdasarkan polaaliran, klasifikasi kompresor biasanya berdasarkan tekanannya atau carapemampatannya. Pada Gambar 9.5 adalah klasifikasi dari kompresor.Secara umum penjelasannya sebagai berikut. Kompresor berdasarkancara pemampatannya dibedakan menjadi dua, yaitu jenis turbo dan jenisperpindahan. Jenis turbo menggunakan gaya sentrifugal yangdiakibatkan oleh putaran impeler sehingga udara mengalami kenaikanenergi yang akan diubah menjadi energi tekanan. Sedangkan jenisperpindahan, dengan memperkecil volume udara yang dihisap ke dalamsilinder atau stator dengan torak atau sudu. Kompresor yangdiklasifikasikan berdasarkan tekanannya adalah kompresor untukpemampat (tekanan tinggi), blower untuk peniup (tekanan sedang) danfan untuk kipas (tekanan rendah)

Pada gambar di bawah terlihat, kompresor jenis turbo (dynamic)berdasarkan pola alirannya dibagi menjadi tiga, yaitu ejector, radial, danaksial. Kompresor jenis ini hampir semuanya dapat beroperasi padatekanan dari yang rendah sampai tinggi. Kompresor turbo dapat dibuatbanyak tingkat untuk menaikkan tekanan dengan kapasitas besar[Gambar 9.12]


5/47

184

Gambar9.5

Klasifikasikompresor


6/47

185

Berbeda dengan jenis turbo, kompresor jenis perpindahan(displacement) beroperasi pada tekanan sedang sampai tinggi.Kompresor jenis perpindahan dibedakan berdasarkan bentukkonstruksinya, sekrup [Gambar 9.8], sudu luncur [Gambar 9.6], dan roots

[Gambar 9.7] jenis torak bolak-balik [Gambar 9.9,9.10]. Untuk kompresorjenis torak dapat menghasilkan udara mampat bertekanan tinggi.

Pada Gambar 9.13 adalah grafik tekanan-kapasitas untukkompresor, terlihat jelas bahwa kompresor torak mempunyai daerahoperasi dengan tekanan yang paling tinggi, sedangkan untuk kompresoraxial mempunyai daerah operasi dengan kapasitas paling besar.Kompresor untuk tekanan rendah adalah fan. Kompresor bertekanansedang adalah blower dan bertekanan tinggi adalah kompresor.

Gambar 9.6 Kompresor Vane

Gambar 9.7 Kompresor jenis Root

vane

poros

root eksternalporos

penggerak


7/47

186

Gambar 9.8 Kompresor skrup atau ulir

Gambar 9.9 Kompresor torak kerja tunggal

ulir (skrup)

poros penggerak

aliran udara tekan


8/47

187

Gambar 9.10 Kompresor torak kerja ganda

Gambar 9.11 Kompresor sentrifugal satu tingkat

Gambar 9.12 Kompresor banyak tingkat

sudu

bantalan

poros

rumah kompresor

bantalan

udara masuk

sudu banyakudara mampat

ke luar

poros


9/47

188

Gambar 9.13 Grafik tekanan kapasitas kompresor

C. Penggunaan Udara Mampat

Dalam kehidupan sehari-hari banyak ditemui penggunaankompresor, misalnaya:

1. Pengisi udara pada ban sepeda atau mobil2. Sebagai penyemprot kotoran pada bagian-bagian mesin3. Rem pada bis dan kereta api

4. Pintu pneumatik pada bis dan kereta api5. Pemberi udara pada aquarium6. Kipas untuk penyejuk udara7. Blower untuk peniup tungku8. Fan ventilator9. Udara tekan pada pengecatan10. Pengangkat mobil pneumatis11. Transportasi gas solid dengan pneumatik pada industri kimia12. Kendali otomatik pada pembakar dalam ketel uap.

Dari contoh pemakaian kompresor seperti di atas, terlihat bahwa

kompresor digunakan secara luas mulai dari rumah tangga sampaiindustri besar. Penggunaan udara bertekanan mempunyai kelebihandibandingkan dengan listrik atau hidrolik dalam hal-hal berikut ini:

1. Konstruksi dan operasi mesin sangat sederhana .2. Pemeliharaan dan pemeriksaan mesin dapat dilakukan dengan

mudah.3. Energi dapat disimpan4. Kerja dapat dilakukan dengan cepat5. Harga mesin dan peralatan relatif murah6. Kebocoran udara yang sering terjadi tidak membahayakan.


10/47

189

D. Dasar Termodinamika Kompresi

Fluida dibedakan menjadi dua yaitu fluida tak mampu mampat danfluida mampu mampat. Contoh fluida yang tak mampu mampat adalahzat cair, sedangkan yang mampu mampat adalah gas. Udara adalah gassebagai fluida kerja pada kompresor yang akan dikompresi, sehinggadiperoleh udara mampat yang mempunyai energi potensial. Dengan katalain udara adalah fluida yang dapat dimampatkan atau fluida mampumampat. Perubahan tekanan dan temperatur pada udara mengakibatkanperubahan massa jenis udara. Proses pemampatan akan menaikkantekanan dan temperatur, berbarengan dengan itu, terjadi perubahanvolume sehingga kerapatan pun berubah.

Hubungan anatara massa jenis dengan volume pada prosespemampatan dapat dilihat pada persamaan berikut:

21 VV

m

V

m

=

=

dimana = massa jenis ( kg/m3)

V = volume (m3)

apabila V semakin kecil, maka massa jenis akan pertambah besar.Jadi udara mampat mempunyai massa jenis yang lebih besar dibandingudara bebas.

Untuk memudahkan analisis biasanya udara dianggap gas idealpada proses-proses termodinamika, sehingga memenuhi persamaa gasideal berikut ini:

mRTpV =

dimana R = konstanta gas (J/KgK)V = volume (m3)p = tekanan (atm)m = massa (kg)

T = temperatur (K)

D.1 Proses KompresiProses kompresi gas pada kompresor secara termodinamika dapat

melalui tiga cara, yaitu proses kompresi isotermal, adiabatis, danpolitropik. Ketiga proses keadaan termodinamika tersebut secara teoritismenjadi dasar perancangan dari proses kompresi sebenarnya darikompresor. Adapun uraian dari ketiga proses keadaan tersebut adalahsebagai berikut:

1. Proses kompresi isotermal

Setiap gas yang mengalami proses kompresi temperaturnya naik.

Hal ini disebabkan karena adanya sebagian energi mekanik torak atau


11/47

190

sudu yang dikenakan pada gas diubah menjadi energi panas. Temperaturgas akan naik sebanding dengan kenaikan tekanan. Pada proseskompresi isotermal, gas mampat dengan temperatur tinggi didinginkansehingga tidak ada kenaikan tempertur atau temperatur pada proses ini

dipertahankan konstan. Apabila udara dianggap gas ideal, hubunganantara p dan v dirumuskan sebagai berikut:

V = tetap

2

1

12V

Vpp =

Jadi dari rumus di atas terlihat bahwa perubahan volume hanyaakan mengubah nilai tekanannya saja. Proses kompresi isotermal padaproses sebenarnya sangat sulit diaplikasikan, walaupun silinder atau

udara mampat didinginkan tetap saja tidak mungkin menjaga temperaturyang konstan. Hal ini disebabkan karena cepatnya proses kompresi yangterjadi di dalam silinder.

Gambar 9.14 Proses kompresi isotermal

2. Proses kompresi adiabatikPada proses ini panas yang dihasilkan dari kompresi gas dijaga

tidak ke luar dari silinder, artinya silinder diisolasi sempurna. Jadi panastidak ada yang ke luar atau masuk silinder. Proses tersebut dinamakankompresi adiabatik. Pada kenyataannya kita tidak dapat menemukancara mengisolasi dengan sempurna. Jadi proses tersebut hanya secarateoritis. Hubungan antara tekanan dan volume proses adiabatik dapatdinyatakan dengan persamaan:

kpv = tetap

V m

p atm

p2

V1 V2

p1


12/47

191

k

V

Vpp

=

2

1

12

dimana k =v

p

cc ; untuk udara k = 1,4

Dari rumus terlihat, tekanan yang dihasilkan sebanding denganperbandingan kompresi dipangkatkan k. Kalau dibandingkan dengankompresi isotermal dengan perubahan volume yang sama akanmenghasilkan tekanan yang lebih besar. Karena hal tersebut, kerja yangdibutuhkan pada kompresi adiabatik lebih besar daripada kompresiisotermal.

Gambar 9.15 Proses kompresi adiabatik

3. Proses kompresi politropik

Proses kompresi sebenarnya secara isotermal dan adiabatis tidakdapat diaplikasikan, seperti yang sudah dijelaskan di atas. Proseskompresi yang bekerja menggunakan prinsip di antara proses isotermaldan adiabatis yaitu kompresi politropik. Proses politropik dapat mewakiliproses sesungguhnya dari kompresor. Hubungan antara p dan V padaproses ini adalah sebagai berikut ;

npv = tetap

V m3

p atm

p2

V1 V2

p1


13/47

192

n

V

Vpp

=

2

1

12 dengan 1 < n < 1,4 ( n 1,25 ~ 1,35)

dimana n = indeks politropikn = 1 (isotermal)n = 1,4 ( adiabatis)

D.2. Temperatur Kompresi, Perbandingan Tekanan dan Kerja

Temperatur gas akan naik setelah kompresi, baik secaraadiabatis atau politropis, karena panas disolasi, sehingga semua panasdiubah menjadi temperatur. Kecuali pada kompresi isotermal tidak adaperubahan temperatur, karena temperatur dipertahankan normal..Hubungan antara tekanan dan temperatur dapat dirumuskan denganpersamaan:

mn

n

d

s

sdp

pTT

1

=

dimana Td = temperatur mutlak gas mampat ke luar (K)Ts = temperatur hisap gas masuk (K)m = jumlah tingkat kompresi ; m =1,2,3,..

s

d

p

p=

isapgastekanan

keluarmampatgastekanan= perbandingan tekanan

Adapun besarnya kerja yang dibutuhkan untuk proses kompresi adalahsebagai berikut :

=

11

1

n

n

s

d

ssadp

pVP

n

nW

Kerja untuk proses kompresi isotermal ( dengan pendinginan)

Untuk pk adalah tekanan terakhir dari satu tingkat kompresi ataudari banyak tingkat. Pada kompresor torak satu tingkat digunakan satusilinder, untuk yang bertingkat banyak digunakan lebih dari satu silinder.

. Untuk kompresor jenis turbo, jumlah tingkat sama dengan jumlahimpeler. Sebagai contoh kompresor torak tiga tingkat, udara mampat daritingkat pertama akan dike luarkan silinder pertama dan akan masuk kesilinder ke dua melalui katup hisap, kemudian dikompresi lagi, setelah itugas mampat dike luarkan dan masuk ke silinder tiga untuk proseskompresi terakhir. Dari proses kompresi pada silinder ke tiga diperolehtekanan terakhir pk. Metode ini dipakai juga untuk kompresor jenis lain

yang bertingkat banyak.


14/47

193

Gambar 9.16 Perbandingan kerja yang dibutuhkan untuk proseskompresi isotermal dan proses kompresi adiabtik

Dari Gambar 9.16 tersebut di atas terlihat kompresor dengankompresi isotermal memerlukan lebih kecil energi atau kerja,dibandingkan dengan kompresi adiabatik. Tetapi proses kompresi tidakpernah dapat berlangsung isotermal, kecuali dengan penambahan alatpendingin pada kompresor, sehingga udara yang ke luar kompresorbertemperatur sama dengan sebelum masuk kompresor. Alat pendingintersebut dipasang pada kompresor banyak tingkat, terutama pada

kompresor radial. Antar tingkat kompresor dipasang pendingin yang biasadisebut dengan intercooler. Pada gambar 9.17 adalah kompresor duatingkat dengan intercooler. Dengan memasang bertingkat, kompresorakan bekerja lebih ringan, karena menghemat sebagian kerja kompresi.

Gambar 9.17 Penghematan kerja pengkompresian dengan memasangkompresor dua tingkat

Luasan ABCDOA adalah kerja dari

kompresor untuk kompresi isoternal

Luasan ABC DOA adalah kerja dari

kompresor untuk kompresi adiabatik

V m3

D

AO

C

B

P atm

C*

isotermal

adiabatik

V m3

atm

p2

V1 V2

p1

intercooler


15/47

194

Kompresor bertingkat digunakan untuk memperoleh perbandingantekanan yang tinggi. Untuk memperoleh perbandingan tekanan yangbesar, kalau hanya menggunakan kompresi satu tingkat kurang efektifkarena efisiensi volumetriknya rendah, namun sebaliknya kalau jumlah

tingkatnya terlalu banyak, kerugian geseknya menjadi terlalu besar.Karena alasan tersebut, harus dipilih jumlah tingkat yang pas, sehinggaefisiensi proses kompresi tinggi.

E. Efisiensi Kompresor

E.1. Efisiensi laju kerja adiabatik kompresor

Daya yang diperlukan kompresor tidak hanya untuk proseskompresi gas, tetapi juga untuk mengatasi kendala-kendala mekanis,gesekan-gesekan, kendala tahanan aerodinamik aliran udara pada katupdan saluran saluran pipa, kebocoran-kebocoran gas, proses pendinginan,

dan lain-lain. Kendala-kendala tersebut akan mengurangi daya poroskompresor. Namun untuk menentukan seberapa besar pengaruh masing-masing kendala tersebut adalah sangat sulit. Secara teori perhitungandaya yang dibutuhkan untuk proses pemampatan kompresi bertingkatadalah sebagai berikut:

=

11

1

mn

n

s

d

ssadp

p

n

mnQpP

=

11

1

mn

n

s

d

p

p

n

mnC

60000

CQpP ssad = kW

dimana adP = daya untuk proses kompresi adiabatis (kW)

m = jumlah tingkat kompresiQs = volume gas ke luar dari tingkat terakhir (m

3/menit)

( dikondisikan tekanan dan temperatur hisap)ps = tekanan hisap tingkat pertama (N/m

2)pd = tekanan ke luar dari tingkat terakhir ( N/m

2)n = 1,4 (udara) adiabatis

= 1 isotermalDaya kompresi adiabatis di atas adalah sama dengan daya poros

kompresor dikurangi dengan kendala-kendala kompresi atau dapatdirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:

bergunakendalaporosad PPPP ==

Secara teori, efisiensi sistem adalah perbandingan daya bergunadengan daya masuk sistem, maka efisiensi kompresor dapat dirumuskan

dengan persaman berikut:


16/47

195

poros

kendalaporos

poros

berguna

kompP

PP

P

P ==

poros

ad

P

P=

Berdasarkan rumus tersebut dapat diketahui bahwa semakin tinggi

efisiensi, daya poros yang dibutuhkan menjadi berkurang, sehinggasecara ekonomis menguntungkan. Sedangkan untuk menghitung tinggiyang dihasilkan kompresor adalah sebagai berikut:

( )g

cc

g

CTRH sdssi

2

22 +=

( )g

cc

g

CvpH sdss

2

22 +=

dengan

=

11

1

mn

n

s

d

p

p

n

mnC

=dc kecepatan udara masuk kompresor (m/s)

=sc kecepatan udara ke luar kompresor (m/s)

Daya yang dibutuhkan kompresor untuk menghasilkan udara mampatdengan tinggi tekan sebesar H :

HQP =

1000miso

iso

iso

gHQP

= KW

1000mad

ad

ad

gHQP

= KW

Contoh :

1. Sebuah kompresor digunakan untuk menghasilkan udara mampatpada sebuah instalasi industri. Pompa meghasilkan tekanan akhirsebesar 3 atm, debit udara masuk kompresor sebesar 7200 m

3/menit,

hitung berapa daya kompresor?. Juga tentukan daya poros apabilaefiseisi kompresor 80% !

Diketahui :

Qs = 7200 m3/jam = 7200/3600 m3/dtk

ps = 1 atm = 10130 PaPd = 3 atm = 30390 Pa

n = 1,4


17/47

196

Jawab :Kerja kompresor adiabtik

=

1160000

1

mn

n

s

dsad

pp

nmnQpP KW

KWxx

Pn

ad 43,0110130

30390

14,1

4,1

60000

210130 4114,1

=

=

poros

kendalaporos

poros

berguna

komp

P

PP

P

P ==

poros

ad

P

P=

KWP

Pkomp

ad

poros 54,080,0

43,0===

2. Kompresor menghasilkan udara mampat dengan tekanan 1,85 bar,debit aliran 6000 m

3/jam, kecepatan udara masuk 15 m/s dan kecepatan

udara ke luar 25 m/s, berapa tinggi tekan yang dihasilkan kompresor dandaya dari kompresor?

dimana adP = daya untuk proses kompresi adiabatis (kW)Qs = 2000 m

3/jam

ps = 1 bar = 105 Pa (N/m2)

Ts = 250 C

Rudara = 287 J/kgKpd = 1,85 bar

n = 1,4 (udara) adiabatis= 1 isotermal

=sc 20 m/s

=dc 25 m/s

Jawab :

Asumsi kompresor bekerja adiabatis, tinggi tekan yang dihasilkan adalah

( )g

cc

g

CTRH sdssiad

2

22 +=

( )

8,92

2025

8,9

85,0)27325(287 22

x

Had

++

=


18/47

197

dengan C = 0,85 denganpd/ps = 1,85/1

mHad 5,74315,117420 =+=

Daya yang dihasilkan sebesar

mad

ad

ad

gHQP

= KW

s

sudara

s

TRp

=

s

sudara

sp

TR=

( )17,1

27325287

100000=

+==

xTR

p

sudara

s

s

KWxx

xxx

Pad 76,78100085,07,0

5,74318,917,13600

2000

==

Asumsi kompresor bekerja isoeer, tinggi tekan yang dihasilkan adalah:

g

cc

g

CTRH sdssiad

2

22 +=

( )8,92

2025

8,9

85,0)27325(287 22

xHad

+

+=

dengan C = 0,85 denganpd/ps = 1,85/1

mHad 5,74315,117420 =+=

Daya yang dihasilkan sebesar:

mad

ad

ad

gHQP

= KW

s

sudara

s

TRp

=

s

sudara

sp

TR=


19/47

198

( )17,1

27325287

100000=

+==

xTR

p

sudara

s

s

KWxx

xxxPad 76,78

100085,07,0

5,74318,917,13600

2000

==

E.2. Efisiensi volumetrik

Gambar 9.18 Grafikp -VProses kompresi pada kompresor torak

Jumlah udara mampat yang ke luar kompresor tidak akanmencapai jumlah yang sama dengan jumlah udara yang masukkompresor pada proses penghisapan. Tingkat pencapaian prosespemampatan udara pada kompresor didefinisikan sebagai efisiensivolumetrik, yaitu perbandingan jumlah udara yang dike luarkankompresor sebagai udara mampat dengan jumlah udara yang masukkompresor selama perpindahan torak pada langkah hisap. Adapunperumusannya adalah sebagai berikut ini:

th

s

vQ

Q=

dimana Qs = laju volume gas atau kapasitas (m3)

Qth= kapasitas perpindahan torak (m3)

v = efisiensi volumetrik


20/47

199

F. Jenis Penggerak dan Spesifikasi Kompresor

Kompresor merupakan mesin yang membutuhkan penggerak dariluar. Penggerak yang dapat dipakai adalah motor listrik atau motor bakar.Motor listrik mempunyai keunggulan yaitu tidak berisik, tidakmenimbulkan polusi, murah, dan operasi dan pemeliharaannya mudah[Gambar 9.19]. Motor listrik yang biasa dipakai yaitu jenis motor induksidan motor sinkron. Faktor daya dan efisiensi motor induksi lebih rendahdibanding dengan motor sinkron, akan tetapi harganya lebih murah danpemeliharaannya mudah. Motor sinkron hanya dipakai pada kompresoryang membutuhkan daya yang besar.

Motor bakar dipakai apabila kompresor beroperasi pada daerahyang tidak ada listrik, atau jenis kompresornya portable. Untuk daya-dayakecil dapat menggunakan mesin bensin dan untuk daya-daya yang besar

digunakan mesin diesel.Pemilihan transmisi untuk mentransmisikan daya dari motor

penggerak ke poros kompresor, dapat berdasarkan jenis motorpenggeraknya. Untuk motor penggerak motor listrik biasa dipakai sabukV, kopling tetap, atau rotor terpadu. Sedangkan untuk motor penggerakmotor bakar dapat diapakai transmisi sabuk V, kopling tetap, atau koplinggesek.

Laju volume gas dan tekanan kerja adalah dua hal yang pentingdalam pemilihan kompresor. Kalau dua hal tersebut sudah ditentukan,maka daya kompresor dapat diketahui dengan mengaplikasikanpersaman di atas. Laju volume gas atau kapasitas pada kompresor torakyang biasa tertulis dalam katalog, menyatakan kapasitas perpindahantoraknya sedangkan pada kompresor turbo biasanya kapasitassebenarnya. Kompresor akan bekerja dengan efisiensi adiabatikmaksimum pada kondisi kapasitas normal, apabila bekerja padakapasitas rendah atau terlalu tinggi akan turun efisiensinya. Denganalasan tersebut, pemilihan kapasitas harus benar, sehingga kompresorakan bekerja dengan efisiensi maksimum.

Perhitungan laju volume untuk kompresor torak adalah:

thvs QQ =

dimana Qs = laju volume gas atau kapasitas (m3)

Qth = kapasitas perpindahan torak (m3)

v = efisiensi volumetrik

Tekanan kerja kompresor harus sama dengan tekanan kerjaperalatan yang akan dilayaninya. Tekanan kerja tidak boleh terlalurendah jauh di bawah tekanan normalnya, karena kompresor akanbekerja tidak pada efisiensi maksimumnya. Perhitungan tekanan kerja

normal dari kompresor adalah jumlah dari tekanan yang dibutuhkan


21/47

200

peralatan ditambah dengan kerugian tekanan disepanjang saluran, ataudapat dituliskan dengan persamaan:

ugianperalaja ppp kertanker +=

Berikut ini persyaratan dalam pembelian kompresor yang perludiberikan ke pabrik pembuatnya.

1. Maksud penggunaan kompresor2. Tekanan hisap3. Tekanan ke luar4. Jenis dan sifat sifat gas yang ditangani5. Temperatur dan kelembaban gas6. Kapasitas aliran volume gas yang diperlukan7. Peralatan yang mengatur kapastas (jenis otomatik atau manual,

bertingkat banyak)

8. Cara pendinginan (dengan udara atau dengan air).9. Sumber tenaga10. Kondisi dan lingkungan tempat instalasi11. Jenis penggerak mula, putaran penggerak mula12. Jenis kompresor, jumlah kompresor.


22/47

201

motor

listik

transmisi

kompresor

G

ambar9.1

9Kompresorde

nganpenggerakmotorlisrik


23/47

202

G. Konstruksi Kompresor Perpindahan positif

Konstruksi kompresor perpindahan positif adalah mirip dengankonstruksi pada pompa perpindahan positif, untuk jenis yang sama.Misalnya untuk pompa torak dengan kompresor torak adalah sama,komponen utamanya adalah silinder, torak dan katu katup. Penggeraknyapun dapat menggunakan motor listrik atau motor bakar. Untuk jenis yanglain, misalnya untuk jenis sudu luncur, konstruksinya juga tidak banyakberbeda.

Kedua mesin bertugas untuk memampatkan atau memberi tekananpada fluida kerja, karena tugas atau fungsi tersebut kedua mesin harusmengambil tenaga atau energi dari luar. Dengan alasan tersebut efisiensiadalah menjadi penting sehingga boros energi.

Gambar 9.20 Konstruksi dari pompa vane dan kompresor vane

Fluida kerja pompa dan kompresor adalah jelas berbeda, yang satumenggunakan udara dan yang lainnya menggunakan fluida kerja zat cair.

Karena proses pemampatan fluida kerja akan mengalami kenaikantekanan dan temperatur, maka harus dirancang suatu konstruksi yangdapat mendinginkan temperatur udara mampat. Alasan yang mendasariperlunya pendinginan adalah secara termodinamika kerja kompresorakan naik apabila temparatur udara mampat yang dihasilkan tinggi. Padapompa kenaikan temperatur air yang ke luar tidak terlalu tinggi, karenalangsung didinginkan oleh zat cair, jadi tidak ada masalah pada pompa.

G.1 Konstruksi kompresor torak

Karena proses kompresi yang menaikkan suhu udara mampat,

pada silinder kompresor torak dipasang sistem pendinginan, yaitu sirip-

sliding vaneporos

celah

penyempitan celah vane

poroscelah

fluida cair

fluida gas


24/47

203

sirip untuk pendinginan dengan udara [Gambar 9.21] Untuk pendinginanyang menggunakan air, prisipnya sama dengan media yang berbeda.Pada gambar tidak terdapat sirip-sirip pada silinder tetapi menggunakanselubung air di dalam bloknya. Pada kepala silinder juga terdapat dua

katup yaitu katup hisap dan katup pengeluaran. Untuk yang bekerjaganda terdapat tutup atas dan tutup bawah.

Gambar 9.21 Kompresor torak dengan pendingin udara

Gambar 9.23 Kompresor torak dengan pendingin air

Karena proses pemamampatan tekanan di dalam silinder naik,sehingga silinder harus dibuat cukup kuat untuk menahan tekanan yangtinggi. Biasanya dipakai besi cor dengan kombinasi pendinginan, dengan


25/47

204

maksud silinder tidak menerima dua pembebanan sekaligus yaitutekanan tinggi dan temperatur tinggi.

Gambar 9.24 Konstruksi kompresor torak silinder

Gambar 9.25 Konstruksi kompresor torak silinder

Di dalam silinder terdapat torak dan cincin-cincinnya. Fungsi toraksudah jelas yaitu sebagai alat pemampat sehingga dengan pergerakantorak volume silinder dapat berubah-ubah. Mengingat pentingnya fungsitersebut, torak harus mempunyai persyaratan khusus yaitu harus kuat,tahan panas dan ringan. Pada torak terdapat cincin-cincin torak yangbertugas sebagai perapat antara torak dan dinding silinder bagian dalam.

Pengaturan udara masuk dan ke luar, dari dan ke dalam silinderdiatur dengan mekanisme katup. Katup pada kompresor bekerja karena

perbedaan tekan. Untuk katup hisap terbuka karena tekanan dalam


26/47

205

silinder vakum sehingga dengan desakan tekanan udara luar katupterbuka. Sedangkan katup ke luar terbuka karena tekanan silinder sudahcukup kuat untuk membuka katup ke luar. Permasalahan katup tidakberbeda dengan silinder karena katup juga harus bekerja pada tekanan

dan panas yang tinggi, khususnya bagian katup ke luar yang menerimabeban tekanan dan panas tinggi. Pada saluran katup hisap dipasangpenyaring udara, sehingga udara yang dihisap lebih bersih terbebas darikotoran-kotoran yang dapat meyebabkan sumbatan pada katup atausaluran lainnya.

Konstruksi dari katup model cicin [Gambar 9.26], model pita[Gambar 9.27], model katup kanal [Gambar 9.28], dan katup kepak[Gambar 9.29]. Model berbeda-beda tetapi prinsip kerjanya sama.

Gambar 9.26 Konstruksi katup kompresor jenis cincin


27/47

206

Gambar 9.27 Konstruksi katup kompresor jenis pita

Gambar 9.28 Konstruksi katup kompresor jenis kanal

Gambar 9.29 Konstruksi katup kompresor jenis kepak


28/47

207

Komponen penting lain pada kompresor torak adalah poros engkoldan batang pengerak [lgambar 9.24, 9.25 ]. Kedua komponen inibertugas mengubah gerakan putar poros menjadi gerak bolak-balik torak.Gerakan putar diperoleh poros engkol dari motor penggerak yaitu motor

bakar atau motor listrik. Poros motor penggerak dan poros engkol dapatdikopel langsung, atau dengan transmisi (roda gigi, sabuk, atau puli.Untuk memyeimbangkan gerakan dan juga memperhalus getaran padaporos engkol dipasang pemberat imbangan. Poros engkol dan peralatantambahan lainnya ditopang dengan kotak enkol. Kotak engkol harus kuatdan mampu menahan getaran dari pergerakan torak pada silinder. Porosengkol ditopang dengan bantalan pada bak engkol. Pemilihan bantalanbergantung dari ukuran kompresornya. Bantalan luncur dengan terbelahdua atau empat banyak dipakai, untuk bantalan gelinding dipakaiterutama yang berjenis bola.

Kompresor adalah alat untuk melayani udara mampat dari tekananrendah sampai tekanan tinggi. Untuk peralatan pemampat udara dengantandon penyimpan udara bertekanan (tangki udara), apabila suplai udarabertekanan melebihi dari kapasitas dari yang dibutuhkan, tekanan akannaik tidak terkontrol pada tangki udara, hal ini sangat membahayakankarena tangki dapat pecah. Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukansuatu katup pembebas beban (unloader). Dengan alat ini, dapatmengatur laju udara yang dihisap sesui dengan laju aliran ke luar yangdibutuhkan. Pembebas beban dapat digolongkan menurut azas kerjanyayaitu:

1. Pembebas beban katup hisap2. Pembebas celah katup3. Pembebas beban trotel hisap.4. Pembebas dengan pemutus otomatik

Untuk kompresor torak dengan tangki udara banyak menggunakanpembebas katup hisap dan pembebas dengan pemutus otomatik.Sedangkan untuk mengurangi beban pada waktu starter digunakanpembebas beban awal.

Metode pembebas katup hisap banyak dipakai pada kompresor

kecil atau sedang. Cara ini menggunakan katup hisap dimana platkatupnya dapat dibuka terus pada langkah hisap atau kompresi sehinggaudara dapat bergerak bebas ke luar masuk silinder tanpa terajadikompresi.

Pada Gambar 9.30 menunjukkan proses kerja dari kompresor torakdengan katup pilot pembebas beban. Fungsi katup itu adalah sebagaipembuang udara mampat dari tangki apabila tekanan di dalam tangkimelebihi batas yang dijinkan. Kompresor akan bekerja pertama kali untukpengisian tangki udara, setiap langkahnya masih normal. Katup hisapakan terbuka karena tekanan vakum dalam silinder dan langkah kompresidimulai. Udara mampat kemudian ke luar lewat katup buang dan masuk


29/47

208

saluran masuk tangki udara. Apabila tekanan di dalam tangki sudahmelewati batas kekuatan pegas katup pilot, maka katup pitot akanterbuka dan mengalirkan udara bertekanan menuju torak pembebasbeban pada katup hisap. Karena terdorong udara bertekanan dari katup

pitot, torak pembebas beban akan terbuka, dan mendorong katup hisap.Karena katup hisap terdorong maka menjadi terbuka, baik pada langkahhisap atau kompresi.

Gambar9.3

0Peng

aturankapasitaskompresor


30/47

209

Selama katup hisap terbuka udara mampat dari tangki bebas keluar sehingga tekanan terus menurun sampai tekanan di dalam tangkiudara tidak dapat lagi menekan pegas pilot sehingga katup pilotpembebas tekan tertutup. Hal ini juga menyebabkan torak pembebas

beban pada katup hisap tertutup. Katup hisap kemudian akan bekerjanormal.

Gambar 9.31 Pelumasan paksa pada kompresor

pelumasan dalam


31/47

210

Komponen-komponen kompresor torak yang bekerja denganpembebanan tinggi berakibat cepat panas karena gesekan ataumenerima panas dari proses pemampatan. Untuk mengurangi gesekandan mendinginkan komponen-kompenen seperti torak, dinding silinder,

poros engkol, batang torak dan komponen komponen terutama yangbergerak, diperlukan pelumasan. Dengan pelumasan komponen-komponen akan bekerja lebih halus, karena antar permukaan terlindungiminyak pelumas. Panas yang berlebihan pada komponen-komponen jugadapat dihindari, keausan kompenen berkurang, dan kebocoran udara dariruang silinder ke luar lewat cincin torak dapat dihindari.

Gambar 9.32 Pelumasan luar kompresor torak


32/47

211

Gambar 9.32 menunjukkan sistem pelumasan luar kompresor torak.Dengan metode ini minyak pelumas didistribusikan ke semua bagiankomponen yang akan dilumasi dengan pompa minyak. Tekanan pompaminyak diatur oleh sebuah alat pengatur tekanan. Minyak sebelum

disalurkan terlebih dahulu ke penyaring minyak pelumas. Metodepelumasan lain adalah dengan pelumasan minyak dalam dimana metodeini banyak dipakai untuk kompresor kapasitas sedang dan besar. Jenispompa minyak yang dipakai adalah pompa plunyer bertekanan tinggi.Untuk pelumasan luar digunakan pompa roda gigi.

Peralatan tambahan yang dipasang pada kompresor torak adalahsebagai berikut:

1. Saringan udara, digunakan untuk menyaring udara yang dihisapkompresor sehingga lebih bersih dan bebas dari kandungan debu

dan pengotor lainnya, terutama yang bersifat korosi.2. Katup pengaman, katup ini harus ada pada instalasi kompresor.

Katup pengaman dipasang pada pipa ke luar dan bekerja apabilatekanan mencapai 1,2 kali tekanan normal maksimum darikompresor

3. Tangki udara, fungsi tangki udara adalah sebagai penampungsekaligus pengatur kapasitas udara mampat.

G.2 Konstruksi kompresor sekrup

Kompresor sekrup adalah termasuk jenis kompresor perpindahanpositif. Berbeda dengan kompresor torak yang mempunyai banyakkomponen pemampatan, kompresor sekrup hanya terdiri dari dua buahsekrup atau ulir. Dua buah sekrup ini adalah komponen pamampatanseperti torak pada kompresor torak. Sekrup satu berbentuk cembung(male skrup) dan yang kedua berbentuk cekungan (female screw).Geraknya adalah putaran, bukan bolak-balik, sehingga lebih halus, sedikitmenimbulkan getaran, dan ini sangat menguntungkan apabila beroperasipada putaran tinggi.

Cara kerja dari kompresor skrup adalah sama dengan torak, yaitu

penghisapan, kompresi dan pengeluaran. Akan tetapi, berbeda dengankompresor torak yang kapasitasnya tidak stabil atau terputus-putus,kompresor ini menghasilkan kapasitas udara mampat yang stabil atauterus-menerus.

Kompresor sekrup dibedakan menjadi dua yaitu kompresor sekrupjenis injeksi minyak, dan kompresor sekrup jenis bebas minyak. Sesuaidengan namanya, kompresor sekrup jenis injeksi minyak menggunkanminyak pelumas yang berfungsi ganda yaitu sebagai pendingin danpelumas. Sebagai pendingin, minyak akan mendinginkan udara selamaproses kompresi, sehingga energi kompresi menjadi lebih kecil, hal ini

sesuai dengan teori kompresi isotermal, yaitu selama kompresi dan


33/47

212

sampai akhir kompresi tidak ada perubahan suhu dengan kerja yangkompresi yang minimal.

Gambar 9.33 Proses pemampatan pada kompresor sekrup

Sebagai pelumas, minyak akan melumasi kedua permukaan sekrupyang saling bersinggungan sekaligus sebagai perapat untuk mencegahkebocoran selama kompresi.

Kompresor digerakkan oleh motor listrik yang berhubungan

langsung dengan poros sekrup yang cembung. Poros kompresor ditumpudengan bantalan rol atau bantalan bola.

Pada Gambar 9.33, udara dihisap masuk ke dalam kompresormelalui saringan udara, setelah dimampatkan bareng dengan pelumasanpada kompresor skrup, kemudian dialirkan ke pemisah minyak yangsekaligus sebagai penampung minyak. Minyak di sini didinginka denganpendingin minyak dan udara mampat dialirkanke luar melalui katupcegah.

akhir hisapan akhir kompersi

awal kompresi pengeluaran

aliran udara

sekrup cekung sekrup cembaung


34/47

213

Gambar9..

34Prosespemampatanpadakompresorsek

rupinjeksiminyak


35/47

214

Gambar 9.35 Kompresor sekrup injeksi minyak

Peralatan pembantu untuk kompresor sekrup tidak berbeda dengankompresor torak, hanya satu yang lain yaitu pada kompresor sekruptidak mempunyai tangki udara. Peralatan pembantu dan kompresorsekrup ukuran kecil dapat dijadikan satu tempat untuk mengisolasi suarayang timbul.

kompresor sekrup

katup cegah

pemisah minyak


36/47

215

Gambar 9.36 Kompresor sekrup kecil kompak jenis injeksi minyak

G.3.Konstruksi kompresor sudu luncur

Jenis kompresor rotari lainnya yang masih termasuk kompresorperpindahan positif adalah kompresor sudu luncur. Dinamakan demikiankarena kompresor ini mempunyai sudu-sudu yang meluncur bebas padarumah yang berbentuk silinder. Sudu-sudu tersebut terpasang pada parit-

parit rotor. Karena letak rotor yang eksentrik tidak berada pada titiktengah silinder, ruang di antara sudu-sudu menjadi tidak sama. Hal inidimaksudkan untuk proses pemampatan pada waktu rotor diputar.Dengan memutar poros yang sekaligus memutar rotor, pertama-tamapada daerah hisap, volume membesar sehingga tekanan menjadi vakumdan udara akan terhisap. Udara yang terjebak di antara sudu-sudu luncurakan didesak ke ruang yang lebih sempit lagi yaitu di daerahpengeluaran. Adapun proses selengkapnya dapat dilihat pada Gambar9.37.


37/47

216

Gambar 9.37 Kompresor sudu jenis injeksi minyak


38/47

217

Tabel 11.1 Komponen kompresor sudu luncur

No Nama Komponen

1 Pembebas beban hisap

2 Sudu

3 Bantalan rol

4 Kopling gigi

5 Silinder tekanan rendah

6 Rotor

7 Silinder tekanan tinggi

8 Pompa minyak pembilas

9 Pompa minyak utama

Pada gambar 9.37 menunjukkan sebuah kompresor sudu luncurtingkat dua. Rotor dengan poros menjadi satu, dan kedua ujungnyaditumpu dengan bantalan. Rotor dihubungkan dengan kopling roda gigi.Pelumasan dan pendinginan dilayani oleh pompa minyak yang dipasangpada kedua ujung poros. Kompresi jenis ini biasanya terdapat padakompresor injeksi minyak. Sudu-sudu yang meluncur pada permukaansilinder harus dilumasi sehingga keausan material dapat diminimalkan.

Peralatan tambahan sama dengan kompresor sekrup injeksi minyak.

Gambar 9.38 KompresorRoots


39/47

218

G.4.Konstruksi kompresor jenis roots

Kompresor atau blower jenis Roots [Gambar 9.38] mempunyai duabuah rotor yang masing-masing mempunyai dua buah gigi (Lobe) danbentuknya mirip dengan kepongpong. Kedua rotor berputar serentakdengan arah yang berlawanan di dalam sebuah rumah. Sumbu gigi kedurotor 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 didaerah hisap vakum, sehingga udara masuk ruang diantara lobe gigidengan dinding blower kanan atau kiri, saling bergantian. Karena udarasemakin didesak ke ruang yang lebih sempit, tekanananya mejadi naik,dan pada daerah pengeluaran udara tersebut dike luarkan.

Gambar 9.39 KompresorRoots

Pada Gambar 9.39 adalah kompresor jenis roots yang banyakdipakai untuk industri. Kompresor mempunyai unjuk kerja di antarakompresor sentrifugal dan kompresor torak. Kelebihan kompresor inidibanding dengan kompresor jenis lain yaitu:

1. Kompresor tidak menimbulkan surging2. Putarannya mudah divariasi3. Kapasitas mudah diatur dengan jalan pintas4. Bebas minyak

poros

bantalan

puli penggerak


40/47

219

H. Konstruksi Kompresor Rotari Aksial dan Radial

Konstruksi kompresor rotari adalah sama dengan konstruksi pompasentrifugal. Konstruksi utama dari kompresor jenis ini adalah impeler atausudu kompresor, rumah rumah sudu, poros kompresor. Pada Gambar9.40 adalah sebuah kompresor tekanan rendah atau blower. Kompresoraksial dan radial banyak dirancang untuk melayani kapasitas udara yangbesar yaitu pada industri-industri besar. Kelebihan dari kompresor jenisini adalah dapat dibuat bertingkat tanpa banyak mengalamipermasalahan.

Tekanan yang dihasilkan pun sangat bervariasi, untuk tekananyang rendah sampai sedang biasanya dipakai untuk keperluan pekerjaanyang ringan, seperti untuk ventilator atau untuk sirkulasi udara.

Kompresor dengan tekanan tinggi dan kapasitas yang besar akan

melayani pekerjaan yang berat pula. Sebagai contoh yang paling mudahdipahami adalah pemakain kompresor pada sistem turbin gas, yaitusebagai penyuplai udara mampat untuk proses pembakaran.

Gambar 9.40 Kompresor tekanan sedang atau blower

Pada gambar 9.41 adalah konstruksi dari kompresor aksial tingkatbanyak. Kompresor ini banyak dipakai dindutri industri sebagai penghasiludara bertekanan dalam kapasitas yang besar. Rotor ditumpu denganbantalan luncur logam putih. Sudu-sudu pengarah dipasang pada rumahsudu pengarah. Rumah bagian luar dilengkapi dengan saluran hisap dansaluran tekan. Kompresor jenis ini juga banyak diaplikasikan untukindustri turbin gas, yaitu sebagai komponen utama penyuplai udarabertekanan sebelum masuk ruang bakar. Kemampuan menghasilkankapasitas yang besar dengan unjuk kerja yang lebih bagus dibandingkan

motor listrik

sudu kompresor

bantalan poros

transmisi

rumah kompresor

poros


41/47

220

dengan kompresor radial [gambar 9.42] menjadikan kompresor jenis inibanyak dipakai.

Gambar9.4

1Konstruksikompresoraksial


42/47

221

Gambar9.4

2Konstruksikompresoraksialradial


43/47

222

Pada gambar 9.42 adalah konstruksi sebuah kompresor aksiaradial. Kompresor ini digunakan sebagai pemampat udara, gas-gas,instalasi yang membutuhkan udara yang banyak dipakai pada pabrikbaja, serta instalasi amoniak pada pabrik pupuk.

I. Gangguan Kerja Kompresor dan Cara Mengatasinya

I.1. Pembebanan lebih dan pemanasan lebih pada motor pengerak.

Kompresor merupakan suatu mesin yang bekerja dengan energidari sumber lain. Seperti yang sudah diuraikan pada bab sebelumnya,sumber energi berupa motor penggerak yang umum digunakan secaraluas adalah motor bakar dan motor listrik. Permasalahan akan munculapabila jumlah daya yang dibutuhkan kompresor adalah kurang dariharga normal operasi. Sebagai contoh apabila kompresor membutuhkan

Pv = 10 KWatt untuk bekerja normal tetapai motor penggerak hanyamempunyai daya maksimum sebesar 8 Kwatt, motor penggerak akanbekerja berat atau menjadi terbebani lebih. Hal ini dapat berakibat motorlistrik menjadi panas dan dapat terbakar pada lilitan kemaganitannya.Penggunaan motor bakar sebagai motor penggerak, apabila seringberopersai dalam kondisi pembebanan lebih akan mengurangi umurmesin.

Untuk mengatasi kondisi di atas, yaitu pembebanan yang berlebihpada instalasi kompresor, dalam memilih motor penggerak harusmempertimbangkan faktor koreksi daya . Dengan mempertimbangkanhal tersebut apabila terjadi peningkatan kebutuhan daya kompresor,motor penggerak tetap dapat melayani kebutuhan daya.

I.2. Pemanasan lebih pada udara hisap

Berdasarkan perumusan proses kompresi pada kompresor,semakin tinggi temperatur udara yang dihisap dengan rasio kompresiyang sama, akan menghasilkan udara mampat dengan temperatur yanglebih tinggi. Disamping itu kerja kompresor menjadi lebih berat, hal initentunya menaikkan harga dari daya penggerak kompresor. Temperaturudara luar yang diijinkan adalah sekitar 40 0C. Apabila temperatur udarahisap lebih tinggi dari temperatur tersebut, dapat mengakibatkan

temperatur udara tekan menjadi sangat tinggi dan efeknya merugikandan cenderung menggangu kinerja dari proses pemampatan. Pelumasyang terkena panas berlebih juga akan terbakar dan menghasilkan karbidyang menempel pada katup-katup atau peralatan lainnya yang dalamjangka waktu lama akan merusak katup-katup tersebut. Efek lainnya yangdapat terjadi adalah karena kerusakan pada katup-katup, udara tekanakan masuk silinder lagi dan dikompresikan lagi, kondisi ini menghasilkanudara tekan dengan temperatur sangat tinggi, proses kompresi bahkanberhenti sama sekali karena piston pada panas tinggi menjadi memuaidan kemudian macet.


44/47

223

Cara mengatasi kondisi apabila terjadi kenaikan temperatur udaratekan yang besar, instalasi kompresor perlu dipasang alat pendinginterutama pada tangki penampung udara tekan. Disamping itu sistempelumasan sebaiknya diberi pendingin air.

I.3. Katup pengaman yang sering terbuka

Peralatan pengatur kapasitas yang paling penting adalah katuppengaman yang berfungsi membatasi tekanan ke luar tidak naik sampaimelampaui batas normalnya. Sebelum katup pengaman terbuka, katuppembebas beban harus bekerja. Gangguan terjadi apabila katuppembebas beban ada kerusakan karena tersumbat atau disetel padakondisi nilai tekanan yang tinggi. Apabila hal tersebut terjadi pengontrolantekanan menjadi kacau atau dengan kata lain tekanan berlebih di atasnormal yang ke luar tidak terkontrol lagi, hal ini sangat membahayakan

bagi operator kompresor.Hal yang patut diperhatikan untuk mencegah tidak terkontrolnyatekanan udara ke luar yang melebihi normal yaitu melakukan penyetelanyang pas dengan standar dan selalu mengecek kebersihan pada katuppembebas beban dari kotoran-kotoran yang kemungkinan dapatmenyumbat.

I.4. Bunyi dan getaran

Kompresor bekerja untuk mengompresi udara dengan rasiotekanan tertentu. Semakin tinggi, semakin berat kerja kompresor, bebanyang diterima komponen-komponen juga bertambah. Untuk kompresordengan waktu kerjanya lama, antar komponen biasanya terjadikelonggaran (clearance) yang semakin bertambah. Sebagai contohkelonggaran antara torak dengan silinder, bantalan-bantalan pada penatorak, pena engkol dan poros engkol. Pada bantalan kompresor radialjuga terjadi, terutama apabila porosnya tidak lurus. Apabila bataskelonggaran dilampaui akan menyebabkan bunyi berisik dan getaran, haltersebut terjadi karena antar komponen saling bertumbukan, menggesek,lama kelamaan permukaan komponen tersebut mengalami abrasi danmenjadi aus. Jika proses abrasi berlangsung terus menerus akanmengakibatkan komponen-komponen menjadi retak kemudian dapat

pecah atau patah.Pemasangan pondasi yang tidak baik juga dapat menimbulkan

getaran yang merugikan. Pemasangan atara motor penggerak dengankompresor yang tidak lurus akan menimbulkan banyak masalah terutamapada bantalan-bantalan akan terkena pembebanan yang tidak merata.

Aliran udara tekan yang melewati perpipaan juga dapatmenimbulkan gangguan yaitu timbulnya resonansi di dalam pipa.Disamping itu, udara tekan yang melewati saluran yan berbelok akanmenumbuk dan cenderung menimbulkan getaran apabila pondasi pipatidak kuat.


45/47

224

Keausan komponen sebagian besar disebabkan oleh kurangadanya perhatian terhadap sistem pelumasdan kualitas dari pelumasnya.Pemakai pelumas yang tidak standar atau tidak tepat akan merugikan.Sebaiknya pemakaian pelumas sesuai dengan standar yang disarankan

dari pabrik pembuat. Faktor penting yang perlu diperhatikan adalahpenggantian minyak pelumas harus terjadwal dengan baik, sehinggakompresor beroperasi selalu dalam keadaan siap dan aman tanpakemungkinan terjadi kerusakan.

Untuk mencegah getaran yang timbul pada saat kompresor bekerja,pondasi harus bagus yang menjamin dapat meredam getaran yangtimbul. Pemilihan transmisi juga harus mempertimbangkan dengankondisi operasi kompresor.

I.5. Korosi

Fluida kerja dari kompresor adalah udara yang akan dimampatkan.Udara tersebut jika tercampur senyawa-senyawa asam atau basa akansangat korosif. Apabila kompresor dalam keadaan mati, udara tekan akanmengalami pendinginan dan uap air dengan kandungan senyawa korosifyang akan mengembun dan dapat menempel pada komponen-komponendan sebagian masuk ke dalam minyak pelumas. Air dari pengembunanini dapat menimbulkan korosi yaitu peristiwa bereaksinya bahan logamdengan zat korosif dan meghasilkan karat. Minyak pelumas jugaberperan dalam proses korosi, hal ini terjadi jika minyak pelumas tidakterkontrol penggantiannya sehingga pelumas yang bersirkulasi banyakmengadung zat asam dan korosif terhadap logam.

Pencegahan korosi pada peralatan kompresor dapat dilakukanmelalui pemilihan bahan logam yang tepat dan tahan korosi. Cara lainadalah dengan pemberian katup cegah air otomatik pada sisi ke luarkompresor, hal ini untuk mengurangi jumlah air yang terlarut pada udaratekan dan pelumas.

Rangkuman

1. Kompresor adalah alat pemampat atau pengkompresi udara

dengan kata lain kompresor adalah penghasil udara mampat.Karena dari proses pemampatan, udara mempunyai tekanan yanglebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (1atm).

2. Kompresor berdasarkan dari cara pemampatannya dibedakanmenjadi dua yaitu jenis turbo dan jenis perpindahan. Jenis turbomenggunakan gaya sentrifugal yang diakibatkan oleh putaranimpeler sehingga udara mengalami kenaikan energi yang akandiubah menjadi energi tekanan. Sedangkan jenis perpindahan,dengan memperkecil volume udara yang diisap kedalam silinderatau stator dengan torak atau sudu. Kompresor yang

diklasifikasikan berdasarkan tekanannya adalah kompresor untuk


46/47

225

pemampat (tekanan tinggi), blower untuk peniup (tekanan sedang)dan fan untuk kipas (tekanan rendah)

3. Dalam sehari hari kita banyak menemui penggunaan kompresorsebagai contoh berikut ini ;

a. Pengisi udara pada ban sepeda atau mobil

b. Sebagai penyemprot kotoran pada bagian-bagian mesin

c. Rem pada bis dan kereta api

d. Pintu pneumatik pada bis dan kereta api

4. Proses kompresi sebenarnya secara isotermal dan adiabtis tidakdapat diaplikasikan. Proses kompresi yang bekerja menggunakanprinsip diantara proses isotermal dan adiabatis yaitu kompresi

politropik5. Temperatur gas akan naik setelah kompresi baik secara adiabati

atau politropis, karena panas disolasi, sehingga semua panasdiubah menjadi temperatur.

6. Kompresor dengan kompresi isotermal memerlukan lebih kecilenergi atau kerja, dibandingkan dengan kompresi adiabtik. Tetapiproses kompresi tidak pernah dapat berlangsung isotermal, kecualidengan penambahan alat pendingin pada kompresor, sehinggaudara yang keluar kompresor bertemperatur sama dengan sebelummasuk kompresor. Alat pendingin tersebut dipasang padakompresor banyak tingkat, terutama pada kompresor radial. Antartingkat kompresor dipasang pendingin yang biasa disebut denganintercooler

7. Daya yang diperlukan kompresor tidak hanya untuk proseskompresi gas, tetapi juga untuk mengatasi seperti kendala kendalamekanis, gesekan gesekan, kendala tahanan aerodinamik aliranudara pada katup dan saluran

8. Kompresor merupakan mesin yang membutuhkan penggerak dariluar. Penggerak yang dapat dipakai adalah motor listrik atau motor

bakar. Motor listrik mempunyai keunggulan yaitu tidak berisik, tidakpolusi, murah, dan operasi dan pemeliharaannya mudah

Soal.

1. Sebutkan fungsi dari kompresor !

2. Jelaskan klasifikasi dari kompresor dan dari jenis apakahkompresor yang sering anda jumpai dipinggir-pinggir jalan ataudibengkel-bengkel !


47/47

3. Bagaimana cara kerja kompresor jenis turbo jenis perpindahanpositif ?

4. Jelaskan cara-cara kompresi pada kompresor !, dan cara yangmana yang terbukti paling efisien !

5. Jelaskan fungsi dari pemasangan intercooler

6. Sebutkan macam-macam penggerak kompresor dan jelaskankeuntungan dan kelebihannya !

Dasar Kompresor

Documents

Transcript of Dasar Kompresor