deskripsi kompresor

Download Deskripsi Kompresor

Post on 29-Oct-2015

77 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tentang kompresor

TRANSCRIPT

1.1. Deskripsi Kompresor Kompresor adalah pesawat/ mesin yang berfungsi untuk memampatkan atau menaikkan tekanan udara atau fluida gas atau memindahkan fluida gas dari suatu tekanan statis rendah ke suatu keadaan tekanan statis yang lebih tinggi. Udara atau fluida gas yang diisap kompresor biasanya adalah udara/ fluida gas dari atmosfir walaupun banyak pula yang menghisap udara/ fluida gas spesifik dan bertekanan lebih tinggi dari atmosfir (kompresor berfungsi sebagai penguat atau booster). Kompresor ada pula yang mengisap udara/ fluida gas yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir yang biasa disebut pompa vakum.Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini kompresor mempunyai kegunaan yang sangat luas dihampir segala bidang baik di bidang industri, pertanian, rumah tangga, dsb. Jenis dan ukuran nyapun beraneka ragam sesuai dengan pemakainya.Ketika sejumlah gas dikompresi/ dipadatkan kedalam volume yang lebih kecil, tekanan gas tersebut akan bertambah. Gas terkompresi yang berada dalam kondisi statis/ diam akan menampakkan energinya dalam bentuk tekanan ke segala arah. Ketika gas tersebut mengalir, sebagian energi dalam bentuk tekanan dikonversikan menjadi energi dalam bentuk kecepatan. Total energi dari gas yang mengalir merupakan fungsi dari kecepatan dan tekanannya. Ketika total energi tetap sama dan energi dalam bentuk kecepatan bertambah, maka energi dalam bentuk tekanan akan berkurang. Dengan melakukan kerja terhadap sesuatu objek, ini berarti bahwa kerja yang dilakukan telah menambah total energi dari objek tersebut. Kompresor yang melakukan kerja terhadap gas selanjutnya akan menambahkan atau menaikkan total energi gas tersebut.

1.2. Klasifikasi Kompresor Udara Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model, tergantung pada volume dan tekanan yang dihasilkan. Istilah kompresor banyak dipakai untuk yang bertekanan tinggi, blower untuk yang bertekanan menengah rendah dan fan untuk yang bertekanan sangat rendah. Terdapat dua jenis dasar kompresor yaitu positive-displacement dan dinamik Yang termasuk kedalam kompresor positive-displacement yaitu kompresor reciprocating dan putar/ rotary. Sedangkan yang termasuk kedalam kompresor dinamik yaitu kompresor sentrifugal dan kompressor aksial. Kompresor torak terdiri atas sebuah piston yang bergerak kedepan dan ke belakang didalam suatu silinder yang mempunyai katup-katup hisap dan katup-katup buang (suction valve and discharge valve), sehingga berlangsung proses pemompaan. Kompresor sekrup dan kompresor sentrifugal semuanya menggunakan elemen-elemen yang berputar. Kompresor torak dan kompresor sekrup adalah mesin yang bergerak positif (positif displacement), sedangkan kompresor sentrifugal bekerja dengan memanfaatkan gaya sentrifugal.

Gambar 1.1. Jenis kompresorKompresor dapat diklasifikasikan atas dasar konstruksinya seperti diuraikan sebagai berikut :(1) Klasifikasi berdasar jumlah tingkat kompresi ( misal : satu tingkat, dua tingkat, , banyak tingkat) (2) Klasifikasi berdasarkan langkah kerja ( misal : kerja tunggal/ single acting dan kerja ganda/ double acting) (3) Klasifikasi berdasarkan susunan silinder khusus kompresor torak (misal: mendatar, tegak , bentuk V, bentuk bintang dan lawan imbang/ balans oposed)(4) Klasifikasi berdasarkan cara pendinginan (misal : pendinginan air dan pendinginan udara)(5) Klasifikasi berdasarkan transmisi penggerak (misal: langsung, sabuk V dan roda gigi) (6) Klasifikasi berdasarkan penempatannya (misal : permanen/ stationary dan dapat dipindah-pindah/ portable) (7) Klasifikasi berdasarkan cara pelumasannya (misal : pelumasan minyak dan tanpa minyak)

Ada juga yang mengklasifikasikan kompresor udara sebagai berikut :

Gambar 1.2. Klasifikasi kompresor

1.3. Azas Pemampatan Fluida Gas atau UdaraKompresor adalah pesawat/ mesin yang berfungsi untuk memampatkan atau menaikkan tekanan udara atau fluida gas atau memindahkan fluida gas dari suatu tekanan statis rendah ke suatu keadaan tekanan statis yang lebih tinggi. Udara atau fluida gas yang diisap kompresor biasanya adalah udara/ fluida gas dari atmosfir walaupun banyak pula yang menghisap udara/ fluida gas spesifik dan bertekanan lebih tinggi dari atmosfir (kompresor berfungsi sebagai penguat atau booster). Kompresor ada pula yang mengisap udara/ fluida gas yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir yang biasa disebut pompa vakumPemampatan fluida gas dapat dijelaskan dengan hukum Pascal yaitu tekanan yang dikenakan pada satu bagian fluida dalam wadah tertutup akan diteruskan ke segala arah sama besar.

Gambar 2.1. Kompresi fluidaGb. 1 menunjukkan dimana fluida ditempatkan dalam silinder dengan luas penampang A dan panjang langkahnya l dan dikompresi dengan gaya F melalui sebuah piston sehingga tekanan fluida didalam silinder adalah :

p = Keterangan : p = tekanan (kg / cm 2) F = gaya (kg) A = luas penampang (cm2)(Sumber : Sularso dan Haruo Tahara, 2006)

Tekanan ini akan diteruskan ke semua titik dalam silinder dengan sama besar.Jika fluida mempunyai volume awal V dan kemudian mengecil menjadi V akibat kompresi regangan volumetrisnya adalah V/V, sedangkan tekanannya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :p = K= K (jika A = tetap)Keterangan :K = modulus bulk (curah) fluida, kPa

V = volume akhir (cm3) V = volume awal (cm3)

Modulus bulk (K) pada gas berdasarkan persamaan di atas dapat dinyatakan sebagai berikut :K == k . pKeterangan :k : perbandingan panas jenis pada volume tetap dan tekanan tetap (cp/cv) dari gas p : tekanan mutlak gas, kPaUntuk kasus seperti Gambar 1, k p dapat dinyatakan sebagai berikut :

k p= Sehingga energi regangan U dapat ditulis sebagai berikut :

U=A dp =

Jadi besarnya energi yang disimpan dalam proses pemampatan gas tergantung pada kenaikan tekanan p dan harga k. Besarnya energi yang tersimpan pada proses pemampatan zat padat, cair dan gas dengan volume ( A x l ) yang sama, ditunjukkan pada tabel 1.1 sebagai berikut, yaitu hargadan Tabel 1.1. Energi yang tersimpan pada proses kompresiZat padat : baja kerasZat cair : airGas : udara

Rumus(1.1)(1.3)(1.5)

8x104 kgf/m2(780 x 104 kPa)

8x104 kgf/m2(780 x 104 kPa)p7x104 kgf/m2(690 x 104 kPa)

E8x104 kgf/m2(206 x 1010 kPa)K8x104 kgf/m2(206 x 1010 kPa)p1

104 kgf/m2(98 x 104 kPa)

1,5x10-2 kgf/m2(14,7 kPa)

15 kgf/m2(1470 kPa)

p28x104 kgf/m2(780 x 104 kPa)

K1,4

5x104 kgf/m2(490 x 104 kPa)

Dari harga-harga yang dipaparkan di atas nyatalah bahwa harga untuk fluida gas jauh lebih besar daripada yang lain. Hal itu menunjukkan bahwa fluida gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan volume dengan menaikkan tekanannya.

1.4. Dasar Dasar Kompresi Gas 1.4.1. Sifat-sifat Fisik Udaraa. Susunan Udara Seperti diketahui, udara terdiri dari campuran beberapa jenis gas. Secara kasar udara dapat dikatakan bahwa udara terdiri dari 1 bagian volume oksigen (O2) dan 4 bagian volume nitrogen (N2) yang tercampur secara seragam. Gas-gas yang lain terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit. Selain itu juga terdapat uap air didalam atmosfir. b. Berat Jenis Udara Berat jenis udara bervariasi tergantung pada tekanan dan temperaturnya. Asumsi yang sering digunakan pada kondisi isap kompresor yaitu :- Temperatur = 20oC - Tekanan mutlak = 760 mm Hg (0,1013 Mpa)- Kelembaban relatif = 65%- Berat jenis = 1,204 kgf / m3 (11,807 N/m3)c. Panas Jenis Udara Panas jenis udara merupakan panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg zat sebesar 1o C . Panas jenis ada 2 yaitu :- Panas jenis pada tekanan konstanPanas jenis pada tekanan konstan yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg gas tersebut sebesar 1o C. Panas jenis ini biasanya diberi lambang Cp, dimana untuk udara besarnya Cp = 0,24 kcal/ (kgoC) = 1,005 kJ/ (kgoC).- Panas jenis pada volume konstanPanas jenis pada tekanan volume yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg gas tersebut sebesar 1o C. Panas jenis ini biasanya diberi lambang Cv, dimana untuk udara besarnya Cv = 0,17 kcal/ (kgoC) = 0,712 kJ/ (kgoC).d. Rasio panas jenisRasio panas jenis merupakan perbandingan antara panas jenis pada tekanan konstan dengan panas jenis pada tekanan volume yang biasa diberi lambang k. Untuk udara besarnya k = 1,401.e. Kelembaban udara Kelembaban udara merupakan derajat kekeringan atau kebasahan udara di atmosfer. Kelembaban udara dibedakan menjadi 2 yaitu- Kelembaban mutlak merupakan berat uap air didalam 1m3 udara. - Kelembaban relatif merupakan perbandingan antara kelembaban udara lembab dengan kelembaban mutlak udara jenuh pada temperatur yang sama dikalikan 100%.1.4.2. Teori Kompresi Gas a. Hubungan antara tekanan dan volume Jika gas dikompresikan atau diekspansikan pada temperatur tetap, maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya. Pernyataan ini disebut dengan Hukum Boyle yang dinyatakan dalam rumus :P1V1 = P2V2 = tetapb. Hubungan antara temperatur dan volume Pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperatur mutlaknya. Pernyataan ini disebut dengan Hukum Charles yang dinyatakan dalam rumus :

c. Persamaan keadaan Hukum Boyle dan Hukum Charles dapat digabungkan menjadi Hukum Boyle-Charles yang dinyatakan dalam rumus:p V= m R T

p v = R T ( v = )

( v =)

konstanKeterangan :p = tekanan absolut (Pa) V = volume gas (m3) T = temperatur mutlak(oK)

= berat jenis N/m3m = berat gas (N)

1.4.3. Proses Kompresi Gas Kompresi gas dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu dengan : a. Kompresi Isothermal (Temperatur Tetap)Jika suatu gas dikompresi maka tekanannya akan meningkat, namun jika kompresi diikuti d