KUMPULAN SOAL

KELOMPOK 6, CHAPTER 15 b, KOMPRESOR DAN EKSPANDER

1. Jelaskan apa yang dimaksut dengan kompresor sentrifugal dan jelaskan prinsip kerjanya !

Jawab:

Kompresor sentrifugal adalah kompresor dengan prinsip kerja mengkonversikan

energi kecepatan gas/udara yang dibangkitkan oleh aksi/gerakan impeller yang berputar dari

energi mekanik unit penggerak menjadi energi potensial (tekanan) di dalam diffuser.

Kompresor sentrifugal digunakan secara luas dalam proses kimia disebabkan alat-alat

tersebut menghasilkan aliran yang kontinyu, ukurannya relatif kecil, dan bebas getaran.

Dimana kompresor sentrifugal merupakan salah satu jenis dari kompresor dinamik.

Prinsip kerja kompresor sentrifugal mula-mula impeler menaikkan kecepatan gas,

kemudian gas dengan kecepatan tinggi akan masuk ke diffuser dimana terjadi perubahan

energi kinetik menjadi energi tekanan. Karena gas bersifat kompesibel, perbedaan temperatur

antara gas terkompresi dan gas umpan menjadi sangat signifikan bahkan dengan rasio

kompresi yang tidak terlalu besar dan dapat membatasi rasio kompresi di dalam satu stage.

Pada kompresor sentrifugal satu tingkat kenaikan tekanan yang dihasilkan kecil, agar lebih

besar kemudian digunakan kompresor sentrifugal bertingkat dengan pendinginan bertingkat.

2. Jelaskan kelebihan dan kekurangan dari kompresor centrifugal

Jawab :

Kelebihan : Menghasilkan aliran yang bersifat kontinyu, menghasilkan getaran yang relatif

kecil pada saat beroperasi

Kekurangan : Karena gas bersifat kompresibel yang mengakibatkan terjadinya perubahan

suhu yang signifikan, maka kompresor centrifugal tidak dapat dipasang secara single stage

untuk meningkatkan tekanan yang besar. Rasio kompresi pada sistem multi stage ditentukan

oleh kecepatan rotasi impeller

3. Sebutkan jenis-jenis kompresor kerja positif dan jelaskan prinsip kerja kompresor

reciprocating

Jawab

Jenis-Jenis kompresor kerja positif:

a. Kompresor reciprocating,

b. Lobbed blower kompresor,

c. Kompresor screw,

Prinsip kerja dari kompresor reciprocating adalah saat piston ditarik volume akan membesar,

tekanan akan menurun. Pada saat tekanan menurun gas yang memiliki tekanan lebih tinggi

akan memasuki ruangan melalui katup isap. Pada saat piston bergerak menekan, maka

volume akan mengecil sehingga tekanan akan membesar. Dengan tekanan yang lebih besar

dari tekanan diluar, maka udara akan bergerak dari ruangan menuju keluar melalui katup

tekan.

5. Turbo ekspander merupakan jenis ekspander yang banyak digunakan dalam industri. Jelaskan bagaimana prinsip kerja turbo ekspander!

Jawab

Fungsi utama dari expander adalah untuk menurunkan temperatur dari gas yang diekspansi

untuk proses pendinginan. Expander meningkatkan dan menurunkan volume dalam suatu

siklus perubahan yang berkesinambungan. Pada awal proses peningkatan volume, uap

dipindahkan ke sebuah ruangan, menghasilkan tenaga kemudian dikirim keluar melalui

jaringan mesin. Pada beberapa hal uap dihentikan dan ditinggalkan untuk memperbesar

volume uap tersebut dan tetap menghasilkan tanaga yang dikirim ke output namun dalam

jumlah yang semakin sedikit seiring dengan turunnya tekanan selama perluasan. Pada akhir

perluasan, expander berada dalam perluasan maksimal. Dalam hal ini katup pengeluaran

terbuka lalu uap keluar dari expander. Lalu expander melanjutkan siklus untuk menurunkan

volume uap lalu uap keluar ke pembuangan. Dalam hal ini pembuangan ditutup dan sisa uap

yang terperangkap diperkecil volumenya ke ruangan yang tak kontaminasi.

6. Sebutkan 2 metode beserta persamaannya untuk menghitung efisiensi serta kebutuhan daya

kompresor !

Jawab

1. MetodePolitropis

MetodeuntukmemperhitungkanefisiensiberdasarkanpersamaanPVn = konstan.dimana V

adalah volume gas dan n adalah koefisien politropis, yang terletak di antara 1 dan rasio

panas spesifik

2. MetodeIsentropik

s {T 1 , P1 }=s {T 2 ,isentropic , P2 }

Dimana T1 dan P1 adalah suhu input dan P2 suhu output dalam keadaan isentropik

W isentropic=F ( h2 ,isentropic−h1 )

Dimana : h1= entalpi input

h2isentropik= entalpi output saat kondisi isentropik

PadaKompresor :

ηs=W isentropic

W brake

=h2 ,isentropic−h1

h2−h1

PadaEkspander :

ηs=W brake

W isentropic

=h1−h2

h1−h2 ,isentropic