Mengenali Peralatan Kompresor - RW

download Mengenali Peralatan Kompresor - RW

of 59

  • date post

    06-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    663
  • download

    8

Embed Size (px)

Transcript of Mengenali Peralatan Kompresor - RW

MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya1BAB 1PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangSebagianbesarindustrimenggunakanperalatanpemampat/penekan (compressor)untukseluruhoperasiproduksinya,tenagayangdihasilkanoleh peralataniniberkisardari5horsepower(hp)sampailebih50.000hp. DepartemenEnergiAmerikaSerikat(2003)melaporkanbahwa70sampai90 persenfluidatekanhilangdalambentukpanasyangtidakdapatdigunakan, gesekan,salahpenggunaandankebisingan.Sehinggamenjagakinerja peralatankompresordansistim-nyamenjadihalyangpentinguntuk meningkatkan efisiensi energi pada suatu industri.1.2 PermasalahanMerupakancatatanyangberhargabahwabiayauntukmengoperasikan peralatankompresordankesistiman-nyajauhlebihtinggidaripadaharga kompresor itusendiri.Penghematan energidariperbaikan sistimdapatberkisar dari 20 sampai 50 persen atau lebih dari pemakaian listrik, menghasilkan ribuan bahkan ratusan ribu dolar. Sistim kompressor yang dikelola dengan benar dapat menghematenergi,mengurangiperawatan,menurunkanwaktupenghentian operasi, meningkatkan produksi, dan meningkatkan kualitas.MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya21.3 Pembahasan Masalah Kompresormemainkanperananyangsangatpentingdipabrikpengolahan minyak dan gas bumi, khususnya pada daerah konsesi yang sudah mature atau padadaerahyangtekanannyasudahmenurun.Ketikatekanandisumursudah tidakmampumengangkatfluidadanmentransportasikannyaketempattujuan, salah satu alat yang digunakan untuk memfasilitasinya adalah kompresor. 1.4Tujuan Penulisan Mengingatpentingnyaperanankompresortersebutmakapenulismemilih peralataninisebagaitopikpembahasanagarpembacabisalebihmemahami fungsi dan pengoperasian alat ini. 1.5Metoda PenulisanMetode penulisan yang digunakan pada penulisan ini adalah :a) Metode DeskriptifMetodeinidilakukandengancaramenerangkanfungsidanjeniskompresor yang tersedia di pasar yang membutuhkan kompresor tersebut. b) Metoda pustaka/literaturMetodainidilakukandengancaramembacadanmencarireferensiantara lain : buku pedoman, jurnal ilmiah, pengalaman pihak pemakai dan referensi lainnyaMENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya31.6Sistematika PenulisanUntuk memperoleh gambaranyang jelas mengenaiapa yang akandibahas dan memudahkanpembaca,makasistimatikayangdigunakanadalahsebagai berikut :Bab 1 PendahuluanBabiniberisikanlatarbelakang,permasalahan,tujuanpenulisan, pembatasanmasalahdansistimatikapenulisansehinggamemberikan gambaran tentang penulisan.Bab 2 Dasar dan Pengenalan AerodinamikaBabiniberisikankonsepdanteorimengenaiaerodinamikasejakjaman RomawidanYunanikunosampaidenganditemukannyateorimodern mengenai prinsip aerodinamikaBab 3 Dasar Kompresi Gas dan Klasifikasi KompresorBabiniberisikaninformasimengenaiSifatFisikUdara,TeoriKompresi, Hukum hukum Gas, Perhitungan Daya Kompresor.Bab 4 Mengenali Centrifugal KompresorBab iniberisikan penjelasankarakteristikCentrifugalKompresor,Carakerja, sistim anti surge dan lain lainnya.Bab 5 Penutup Bab ini berisikan kesimpulan dan saran saranDAFTAR PUSTAKALAMPIRANMENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya4BAB 2KONSEP DASAR PENGENALAN AERODINAMIKA2.1 Mekanika Fluida dan ThermodinamikaKonsepmengenaialiran(flow),energi,panas(heat),kerja(work)dan momentumsudahdikenalolehahlifilsafatpadajamanYunanikunodanahli teknikbangsaRomawi.Kemudianmenjadilebihberkembangpadamasa Renaisance(jamankebangkitan)yangdipeloporiolehparailmuwanseperti LeonardodaVinci,Galileo,Newton,Bernoulli,Euler,St.Venant,Stokes,dan Navier.Penggunaanilmumatematikuntukmenguraikanmasalahteknis diperkenalkanolehilmuwanLiebniz,Newton,DeMoivre,Descartes,Legendre, kemudian Watt, Stephenson, Carnot, Clausins, dan Thurston melalui temuannya padalokomotifuapmenyumbangkankonsepteknik,mekanikdan Thermodinamikauntukmemecahkanpermasalahanpadaperalatankompresi (penekan).Ilmumengenaiperpindahanpanas(HeatTransfer),Thermodinamika (thermodynamic)dankekekalanenergy(energyconservation)dikembangkan lebihmajulagiolehilmuwansepertiThurston,Otto,Helmholtz,Steffan, Boltzmann, Rayleigh, Rankine dan Plank. KetikaWrightBrothersmenemukandanberhasilmenerbangkanpesawatKitty Hawkuntukpertamakalinyabermunculanilmuwanaerodinamikabaruseperti Joukowsky,VonKarman,VonMises,Prandtl,Lamb,StruhalStodola,Dryden, MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya5ParsonsdanPaulson.Dengansemakinmajunyailmupenerbanganpara ilmuwanmengembangkanteoridankonsepbaruyangmenjadidasar perancangan peralatan Turbomachinerysekarang. 2.2 PerkembanganperalatanberbasisteknologiMekanikaFluidadan Thermodinamika : 2.2.1 Tahun130AD:parailmuwanMesirsudahmenemukanteknologi untukmenghasilkanuapyangdigunakanuntukmenggerakturbinkecil. Pada saat itusudah dipahamibahwa prinsipmekanika fluidatidak hanya bisadigunakanuntukteknologiturbintapibisajugadigunakansebagai dasarpembuatankompresor.Perbedaanyapadaturbinfluidabergerak dari sisi yang bertekanan tinggi menuju sisi bertekanan rendah sementara padakompresoradalahsebaliknyayaitufluidabergerakdarisisi bertekanan rendah menjadi bertekanan tinggi.2.2.2 Tahun1705:DenisPapinmemperkenalkanteknologicentrifugal blowerdanpompa.Padasaatitutemuantersebutbelumterlalu menyinggung masalah efisiensi peralatan. 2.2.3 Tahun 1791 : ilmuwan John Baber merancang peralatan mesin gas turbinyangkemudiandipatenkandiInggris.Mesinyangdiciptakan didesainuntukberoperasipadatekananyangkonstanyangdihasilkan oleh steam dari pembakaran kayu atau batubara.2.2.4 Tahun 1851 : Henry Giffor berhasil menerbangkan pesawat terbang berbaling-baling dari Paris ke Trappes yang digerakan oleh mesin uap.MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya62.2.5 Tahun1872:Dr.StolzemematenkanGasTurbinyang terdiridari multistageaxialflowcompressordanmultistageturbinyangberputar pada satu poros. 2.2.6 Tahun 1884 : Sir Charles Parson dan Delaval juga membuat Steam Turbineyangdigunakanuntukmenggerakanblowerdangenerator. Peralatantersebutmampubekerjapadaefisiensi60%dansuah dilengkapi dengan teknolgi untuk pendinginan impeller turbin.2.2.7 Tahun 1895 : Charles Curtis menjadi orang Amerika pertama yang mematenkan gas Turbin yang diberi nama Curtis Steam Turbine.2.2.8 Tahun 1905 : Dr. Alfred J Buchiof dari Swiss menemukan peralatan turbocharger untuk meningkatkan proses pembakaran di dalam mesin.2.2.10 Tahun1930:FrankWittleilmuwandariBritishairforce memperkenalkanteknologiyanglebihpraktisuntukdigunakanpada mesingasturbin,penelitianinidilanjutkanolehilmuwanJermanHans VonOhainpadatahun1934danmenghasilkantemuanberupamesin pesawatterbangyangmerupakankombinasiteknologicompressordan mix-flow expander.2.2.10 Tahun1941:FrankWittleakhirnyaberhasilmembuatmesin pesawat terbang turbojet (diberi nama Wittle W2/700 turbojet) yang terdiri darigabunganteknologiaxialcompressor,singlestagecentrifugal compressordanaxialexpander.MesininikemudiandijualkeRolls-Royce di Inggris dan General Electric di USA.MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya72.3 Definisi Kompresor : Kompresor adalah peralatanuntuk memampatkan udara atau gas.Peralatan ini mampumemindahkanenergiyangterkandungdalanfluidagastersebutserta mampu menaikan tekanan dan temperature gas tersebut untuk tujuan membantu proses/reaksikimiadalamsuatusistim. Peralatanlainyangberfungsiseperti kompresornamunhanyamampumenaikantekanansebesar5psiatau memberikanefek1%peningkatankepadatanfluidadariinletmenujuoutlet disebutblowerataufan,lebihbesardarirangeoperasitersebutdiklasifikasikan sebagai kompresor.Kompresorpadadasarnyabekerjamemampatkangas,adapunzatyangbisa dimampatkanbukanhanyagassajamelainkanjugazatpadat.Untuk menjabarkanlebihlanjutmengenaipemampatanbisadilustrasikandengan sebuah kolom zat padat dengan luas penampang A akan dimampatkan di antara pelatatasdanpelatbawah,jikagayatekanPmakategangantekandan regangan tekan adalah sebagai berikut : Tegangan tekanAP= Regangan Tekanll A= Jikakenaikantegangandilukiskanterhadapkenaikanreganganmakaakan diperolehdiagramsepertidalamgb.1.2.Mulamulanaiksecarasebanding (proporsional)terhadapkenaikansampaibatastertentu,yaitubatas proporsional.Padadaerahiniyangdisebutdaerahelastis,makaberlaku hubungan . E =Dimana E adalah konstanta yang disebut modulus elastisitas memanjang.MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya8Untukpemampatantersebut,gayaPmelakukankerjaterhadapzatpadat.Keja iniakan disimpan didalam zat padatsebagai enrgi regangan U,yang besarnya dapat dinyatakan sebagai berikut :EAll A l P U2.2.21.21 = = A =(1.1)Adapunpemampatanfluida,yaitugasdanzatcairdapatditerangkandengan carayangsamadenganzatpadat.Namunfluidadapatmenempatiruangyang berbentukapasajasertadapatmengalir.SelainitufluidamemenuhiHukum Pascal di mana tekanan yang dikenakan pada satu bagian fluida di dalam bejana tertutupakanditeruskankesegalaarah.Jikafluidaditempatkandalamsebuah bejanasilinderdenganluaspenampangAdankedalamanlkemudian dimampatkandengangayatekanPmelaluisebuahtorak,makatekanandi dalam fluida adalah APp =Tekanan ini diteruskan ke semua titik di dalam bejana dengan harga yang sama. JikafluidainimempunyaivolumeawalVdankemudianmenciutdenganA V karenakenaikantekanan,makareganganvolumetrisdiberikanoleh VV A , adapun tekanannya dapat dinyatakan dengan llKVVK pA=A= (jika A = tetap)(1.2)dimanaKadalahmoduluscurah(bulk)fluida.Dalamzatcair,hargaKdapat dianggap tetap tidak tergantung pada tekanan. Karena itu energi yang tersimpan dalam zat cair dapat dinyatakan sebagaiKp lKlpAp l P U22 21.21 A= = A =(1.3)MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya9Jika fluida tersebut berupa gas maka modulus curah K tidak tetap harganya dan tergantungpadatekanangasyangbersangkutan.HargaKdapatdinyatakan sebagai p kvdvdpK . =|.|

\|=(1.4)Dimanak :perbandinganpanasjenispadavolumetetapdantekanantetap ( ) cv cp /dari gas yang bersangkutan.p : tekanan mutlak gas.Untukkasussepertidiperlihatkandalamgambar1.3makakp dapatdinyatakan sebagai |.|

\|=ldldpkpsehingga energi regangan U dapat ditulis sebagaipkAldpkAlkldpA pdl A UppA = = = =21 (1.5)Jadibesarenergiyangdisimpandalamprosespemampatangastergantung pada kenaikan tekananp A dan hargak .MENGENALI PERALATAN KOMPRESORRudy Wijaya102.4 Tipe dan Jenis Kompresor : 2.4.1 Positive Displacement Kompresor2.4.2 Dinamik Kompresor2.4.3 ThermalKlasifikasi