diktat mke-2 kompresor

8/7/2019 Diktat MKE-2 Kompresor

1/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

4. KOMPRBSOR

4.I PEI\IDAHULUAN

Seperti halnya zatcair, gas memerlukan mesin untuk menaikkan atau menurunkantingkat besaran nerginya.Untuk menakkan energi gas dari Ekanan atmosfir di pe lukan kompresor. Demikian pulauntuk gas yang sudah bertekanan inggi yang perlu dinaikkan tekanannya. Sedangkanuntuk menurunkan energi gas dari suatu tingkat besaran ekanan atmosfn diperlukanpompa vakum, yang sebenarnya merupakan suatu kompresor pula tetapi dibalikprosesnya.

Sedangkan lower juga merupakan mesin yang dapat menakkan energi gas, etapihanya erbatas ada aliran yang besar saja sedangkan ekanannya elatifkecil.

Gambar 4.1 Kompressor pada urbin gas ndutri.Terlihat rotor yang sedang diangkat dan rumah kompresor bagian bawah.

(leaflet Sulzer)

4.2 KLASIFIKASI KOMPRESOR

4.2.1 Klasifikasi Kompresor Menurut Asas Kerja dan Konstruksi

4.2.1.1 Menurut Asas Kerja

Kompresor dapat dibagi menurut cara kerjanya. Kompreso konvensional bekerjaberdasarkan tas asas:

l. Kompresi mekanis yang diakibatkan penyempitan ruangm, biasanya ugadisebut ams perpindahan ositif (Positive Displacement)

2. Kompresiakibat gaya-gaya inamik gas yang dipengaruhi gerakan sudu-sudqdisebut uga asas otodinamft atau uto.

Selain asas diaQs dikenal pula asas nkonvesional, misalnya kompresor enis ejector.Jenis ejector meiupakan enis kompresor dinamik. Jenis kompresor ni hanya digunakansecara erbatas ilja.

MKE 2 Kompresor/Hen 0808 4-l


2/34

MKE 2BA B4 KOMPRESOR

4.2.1.2Menu ut Konstruksi

Sebagai enerapan ari asasmenurut konstruksinya. Gambar 4

asas erjanya dinamik dan positive

I -l ' ' " " ' " 'I

'\-u

.""r

Gambar 4.2

Gambar 4.3 rnenunjukkan beberapatorak.

T

Itiuitrir)iT-]

1 t - ] \

kerja dialas. maka kita mengenal eberapa ompresor2 menunjukan klasifikasi enis kompresor menurut

displacement) an kemudian menurut onstruksinya.

-l''lt ^ " 'Y

rftr_l

konfigurasi kompresor positive displacernent enis

l_

.6'+^

T

HI

t=LIss+

i : ! l l

ffir.V@yp-V type-Wfll"

/ \ \

L ' " \Two-stage

Gambar .3 B;;;."pu konfig.,r# oilo."ro.,or*industri.

Ex Ens;E ffiTl$ lti ffi'ffi.J \\ .o.o-.-' il"]flI .45+fl t1i r_ , llulfilInbgml t}?e-L ln lire

Hsieobl with sbpcd pisbn

yang banyak dipergubakan i

rype Boxer

Englne

Hdiztrnd cp:ced

lvlKS 2 Komnresor/Hen 0808 4-2


3/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

4.2.2 Klasifikasi Menurut Asas Pelumasan

4.2.2.1 ompresor Berpelumas Oil Lubricated Compressor)

Kompresor enis positive displacement iasanya memerlukan elumasan. arenakonstruksinya mengharuskan erjadinya kontak dengan kernungkinan erjadi geseranantara otor dengan otor dan dinding stator. Pelumas isuntikkan ebagian-bagian angsaling bersinggungan.Cara pelumasan ni mengakibatkan dara yang dikompresi mengandung rap talr partikelpelumas. Uap dan partikel pelumas ini kadangkala diperlukan oleh peralatan yangmengkonsumsi dara kempa (misalnya air tools, peralatan neumatic dan sebagainya).Karena persyaratan kandungan minyak untuk suatu peralatan mungkin berbeda, makadiperlukan peralatan penambah kandungan pelumas (injektoi atau lubrikator) atauperalatan engurang kandungan pelumasan oi separator).

4.2.2.2 Kompresor Tak Berpelumas Non Lubricated Compressor)

Jenis kompresor dinamik (turbo) merupakair kompresor yang tidak memerlukanpelumasan otornya, karena bidang kontak yang bergeser antara otor dengan umahnyatidak ada. Demikian pula kompresor enis diapLragma.

Kompresor tak berpelumas menghasilkan udara kenrpa bebas minyak (oil free).Udara kempa bebas minyak banyak digunakan untuk industri-industri makanan, kimia,peralatan istrik, elektronik dan sebagainya. uga untuk keperluan kedokteran digunakankompresor bebas minyak.

Kenyataan yang ada dalam praktek adalah bahwa kebutuhan udara kempa bebasminyak biasanya berada pada daerah pelayanan kompresor enis displacement, yaituuntuk kapasitas kecil sampai seciang. Oleh karenanya untuk memenuhi kebutuhan ni

beberapa pabrik telair memproduksi kornpresor jenis positive displacement takberpelumas (enis oil free piston, screwr, lobe rotor dan sebagainya). Dinding-dindingkontak bercelah ipis sekali sehingga idak memerlukan pelumasan

Sebaliknya sistim jaringan udara kempa yang berkapasitas besar pada industrimanufaktur sering memerlukan udara kempa berpelumas. Untuk keperluan ini biladigunakan kompresor jenis dinamik (turbo) penambahan minyak pelumas sebelumsampai pada konsurrren dapat dilakukan dengan njektor.

MKE 2 Kompresor/Hen 808 4-3


4/34

MKE 2BA3 4 KOMPRESOR

1.3 PROSES.PROSES OMPRESI

COMPithSSION

(c)

,',,1...,.- t ' r-

I, ! l

kompr

l)ischarge

lnlet

I

DISCHARGE

(D) Pr0

EXPANSIONckso

Gambar 4.4 Proses ompresi dan ekspansi ompresor.

Proses kompresi yang sebenarnya real ) dari suatu kompresor adalah sangat umituntuk dianalisa secara sempurna. Beberapa pendekatan yang biasanya dilakukan adalahdcngan mengunlpamakannya sebagai proses isothermal, isentropik dan sebagainya.Berikut ini dibahas beberapa proses ermodinamik yang sering dipergunakan.

4.3.1 Proses sobarikIsobarik berarti tekanan konstan. Untuk merubah volume dari keadaan I ke

keadaan 2, panas harus dikeluarkan.Perubahan emperatur berbanding urus dengan asio volume:

v,_v,T2 Tl T, 7,: , (?- ,)



5/34


Panas Q yang harus dike uarkan

Q , , = c t , - m 7 , - T r )

dimana c,, : panas pesilik gas pada ekanan onstan [J/kg.K]

m massa as [kg]7' : temperatur bsolut tK]

4.3.2 Proses sochoricProses sochoric merupakan proses untuk volume konstan. Untuk menaikan

tekanan dari keadaan ke 2 diperlukan pemanasan. Perubahan uhu adalah berbandinglurus dengan asio ekanan.

Pz - Pt T. -7, =r, ( ' z - 1)T2 T't '\ r' ' )

Panas Q yang harus ditambahkan :

Q , z = c , ' f f i ' ( T r - 7 , ) t l l

dimana cy : panas spesifik pada volume konstan [J/kg K]

4.3.3 ProseslsothermalMerupakan proses untuk temperatur konstan. Untuk rnengkonrpresikan as dari

keadaan I ke keadaant , panas harus diambil supaya emperaturgas etap. Perubahantekanan berbanding erbalik terhadap asio volume.

P r ' V, = P t ' V t(v . )

P z - P t = P r l ; - l l\ / z . l

Panas ang harus diambil adalah sama dengan kerja kompresinya

- ( v \Q,_, P., V, rcs ni: I tJl

\ v , )

/ ' " ^ )

a tau Qrz--

R.T, .m In l: : -

l U]\ , h )

Dimana : p tekanan absolut [bar]V : volume [mt]m massa [kglft : konstanta gas [J/kg K]



6/34


Intercooler

I n+I }:'-l .!:-rL"J-,$alJi'=.

' ^ - - ' 1 4

i t 'A_ l .. _ ![r:-1::

lntercooler r-------5-

Gambar 4.5 Kompresor sentrifugal bertingkat dengan ntercooler untuk memerruhiproses sotermal.

4.3.4 Proses nsentropikMer.rpakan proses adiabatik (tanpa adanya penukaran panas dengan sekeliling)

dan reversible tanpa gesekan roses deal). Proses ni mengikuti hukum Poisson.

atau

Dimana x : eksponen sentropik.

4.3.5 ProsesPolitropikProses politropik nrerupakan proses yang mendekati proses kompresi yang

sebenarnya. Proses poiitropik berada diantara proses isothermal (dalam keadaan steadytemperatur akan konstan dan panas akan mengalir keluar secara konstan pula) dan prosesisentropik panas ang mengalir keluar idak ada).Proses olitropik memnuhi persamaan

P.V' = kons anDimana n adalah ekspnen olitropik.

n : 0 merupakan roses sobarikn I merupakan proses sothermaln x merupakan proses sentropikn : oo merupakan proses sokhorik

4.4 KERJA DAN EFISIENSI KOMPRESOR

Sebagaimana kita mengenal proses kompresi yang berbeda-beda, maka dalam

perhitungan kerja dan efisiensi kitapun harus mengikuti proses mana yang sedamgberjalan. Diantara proses-proses yang ada kita hanya akan meminjam dua proseskompresi yang penting saja yaitu politropik dan sothermal.

P, - ( r, ) -t - |P r \ 1 , /

P z ( v, \ '

; - 1 4 )

MKE 2 Kompresor/Ilen 808


7/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

O C , O K

N/rnr (Pascal)

rt/tm l / m i nJ o u l e N m)KW (k.. | /s

Satuan apasitas. ekanan an daya suatu ompresor.

"F, "R

Lbsi n2

cfscfmFt. lb.H P

4.4.1 I(erja dan Efisiensi Politropik

Kerjapolitropik

Wr, , t n t r ' R ' T r ' ( , t : _ l\n - l \ ' )

dimana , : rasio ekanan , : P=. p r

Efisiensi politropik : rl,,,t=Y--t" xl1yokr^ . ,W." t .

4.4.2 Kerja dan Efisiensi sothermal

Kerja isothermal . Ti,or titr . R.T, . "Vr)

Efisiensi sothermal n ^, YtxlCyo/oW."t '

4.4.3 Head dan Daya Kompresor (politropik)

Head (kerja perunit massa) untuk proses politropik dapat dihitung derrgan umus :

H ,, R.r, .+a +( , ,* _r)2 n - l \ ' ' )dimana H *, : head politropik [m]

R : konstanta gas [J/kg K]Tt temperatur masuk tK]Zt : faktor kompresibilitas masukZz : faktor kompresibilitas keluarn eksponen politropik

e k s p o n e n p o l i t r o p i k n, = - ! - . ! - r ' - .x - l ( i U , r )

dima-na eksponen sentropik

TemperaturTekanan

Kapasitas

K,erja usaha)

Untuk kapasitas biasanya digunakan pada kondisi .fad singkatan dari fiee airdelivery, aitu dihitung pada +15"C dan 1,013 bar. I bar: l0s N/m2

MKE2 Kompresor/Hen 0808 4-7


8/34

MKE 2BAB 4 KOMPRESOR

I)aya kompresor apat dihitung dengan umus

Pp,,t rilr 'Il n,,r tW]

dimana h, :laju massa as masuk kgis)Contoh kenaikan ekanan an emperatur ntuk beberapa roses

VolumeIsotermik Poli t ropik : 1,25 isentropik

Tekananbar

Tenrperatur"K

Tekananbar

'l 'ernperatur"K

'fekanan

barTernperatur

"K

I%'/4

l /8I t10U12

I

248l 0t 2

300300300300300300

I ,002,385,6613,4517,18L. / , - ) )

300,00356,'16424,26504,54533,48558.36

1 , 0 02,667,0618,7125,1033,24

300,00398 ,61529,62703,107 1 1 1 2830,97

4.5 PERALATANINS'IALASIKOMPRESOR

4.5.1 Beberapa Contoh Instalasi Udara Tekan

Instalasi udara umumnya dapat dijumpai dipabrik-pabrik baja, perakitan, ekstil,bengkel, laboratorium dan sebagainya. Berikut adalah contoh suatu instalasi udara disuatu pabrik perakitan.Seperti halnya pemipaan air bersih, instalasi udara dan juga gas mengenal pula istilahpipa transmisi dan pipa distribusi, terutama untuk jaringan yang luas.Instalasi gas agak sulit digambarkan disini, karena instalasi gas memerlukan peralatanyang lebih rumit dan kompleks susunannya.

Gb2

Gambar 4.6 Instalasi kompresor dan pipa udara kempa untuk industri perakitan.(Atlas Copco Manual)

4.5.2 Sistem Masuk (Intake System)

Sistem masuL sangat berperan dalam menentukan prestasi kerja sistem. Sistem

masuk biasanya erCiri dari bagian peredam bunyi, saringan dan pipa masuknya sendiri.Terdapat berbagai macam enis peredam bunyi yang bisa didapat di pasaran.



9/34


Konrpresor enis piston biasanya ang paling menrerlukannya.l'etapisering kita .iunipai

dalam nstalasi. eredam unyi sudah direncanakan erintegrasi alam sistem yang erdiridari saringan dan pipa masuk.Saringan apat berfungsi sebagai eredam ejut aliran yang menimbulkan uara karenaadanya hambatan aliran. Selanjutnya engan menentukan iameter dan panjang pipa

masuk yang tepat dapat uga mengurangi uara. ar i sistem masuk. Peredam unyi tidakdibahas ebih aniut disini.

4.5.2.1 Saringan Masuk (intake fi ter)

Saringan masuk berfllngsi untuk menyaring gas sebelum masuk kompresor daridebu atau partikel lain yang tidak dikehendaki. Kita mengenal saringan debu, olie (oilfilter), air dan sebagainya.Ukuran kegunaan ilter biasanya ditentukan dari efisiensinya misalnl,a 99%) dan ukuranpartikel tembusnya. Tabel berikut rnenunjukan beberapa contoh ukuran partikel daribenda-bend y ang dapat dikandung dalam gas tidak dilampirkan).

Saringanenis

labirin basah.Istilah yang dipakai adalah Oil Wet Labyrinth Filter. Terbuat dari jalinan metal

taharr arat yang cukup rapat, diikat membentuk dinding tabung silinder. Gas yang difiltermenembus inding filter. Dinding filter dibasahi dengan ol i jenis tertentu. Bila kotoransudah banyak menempel, saringan dapat dicuci dan dibasahi kembali.Saringan ni sangat menumn efisiennya bila oli penyaring elah mengering. Saringan nidisebut uga viscous-impingement i ter.

Saringan rendam oli (Oil bath filter)

Saringan enis ini merupakan penyempurnaan ari saringan enis labirin basah.Elemen saringan selalu dibasahi dengan oli yang terbawa gas yang sebelumnya mengalirmelalui genangan li.

Gambar 4.7 otlbath filter.Pickl3b

Saringan fabrik (Fabric filter)

Proses penyaringan menggunakan alinan dari bahan katun, serat sintetis danbahan ainnya. Saringan enis ini sangat cocok untuk kompresor enis bebas oli (Oil FreeCompressor).Pengoperasian aringan perlu pengawasan secara periodik. Pembersihan dapat dilakukandengan penyemprctan dengan udara bertekanan. Ada juga bahan saringan yang dapatdicuci dengan cairan pencuci tertentu.



10/34

MKE 2BA B 4 KOMPRESOR

t ' i c , 1b

Gambar 4.8 Saringan ari bahan ain (fabric ilter).

Saringan kertas (Paper filter)

Terbuat dari kertas filter yang dihentuk menjadi dinding unit saringan. Saringanjenis ni termasuk enis rusak dibuang.

P i c k l 5 b

Gambar 4.9 Sarinsan kertas.

Saringan inertial (Inertial filter)

,-r[$$,i,r

t , - t\iiiriii'

Pic kl6b

Gambar 4.10 Saringan nersial.



11/34


4.5.2.2 eredam Suara

P i c 7 b

Gambar 4.1 Peredam enturi denqan dua sarinsan kertas.

Filter enis ini biasarrya itempatkan ebelum ilter jenis lain (misalnya oil bath,dry f-abric, an sebagainya), ebagai re filter. Filter ini dibuat dari baja atau plastik dalamkonstruksi aliran balik (reverse low) atau siklon (cyclonic type).

4.5.3 Pengering(Dryer)

Udara dan beberapa enis gas perlu dikeringkan sebelum dipergunakan dalanrproses. Gangguan dari kondensasi ada alur gas kempa dapat sangat mengganggu ujuankerja. Sebagai contoh tetesan air kondensasi uap air dari udara yang terkompresi dapatmenumbuk bilah-bilah urbin udara penggerak erkakas tools).Beberapa ontoh pengeringan ntaralain adalah

-Cara kondensasi ompresi ebih (over compression)- Cara kondensasi engan pendinginan.

- Memakai mesin absorpsi.- Memakai mesin adsorpsi.- Kombinasi dari cara diatas.

Gambar 4.12 Baganjenis-jenis peralatan engering udara kempa.



12/34


. t'1 .l '

r 2 3 4 5 1 0 1 5 2 0 3 0 4 0 5 0Da r

D i a g r a m 7 : 3 3 \ r a t e r c o n l e n l a t sa tura t ion a b s o l u t e p r e s s u r e

Gambar .13 Kandungan ir pada ondisi enuh.(leaflet Atlas Copco)



13/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

4.5.3.1Cara Kompresi Lebih (Over Compression)

[ias yang hendak ikeringkan ikompresikan elebihi arget ekanan erja sampaitekanan parsial uap air (atau lainnya) melampaui ekanan lenuirnya. kibatnya akan

terjadi kondensasi. Sesudah tu gas kempa diekspansikan ketekanan kerja yangdikehendaki. as kering akan didapat. Cara ni.iarang ipakai karena angat oros energi.

4.5.3.2 Cara Kondensasi Pendinginan.

Udara/gas yang hendak dikeringkan didinginkan temperaturnya. Bilatemperaturnya urun, gas akan kurang kemampuannya ntuk membawa uap air. Sebagianuap akan mengembun dan gas akan mengering.Jenis alat pendingin yang dapat dipergunakan ntara ain adalah- Pendingin antara dan akhir (Inter Cooler dan After Cooler)- Pendinginrefrigerant.

P i c k l S b

Gambar 4.14 Siklus pendingin efrijerant.

4.5.3.3 Pengeringan A bsorpsi"

Proses pengeringan terjadi bila uap cairan terikat secara kimia dengan zatpenyerap absorbent). at penyerap biasanl,s erbuat dari enis desiccant pellet. Kerugiandari cara ni adalah zatpenyerap dapat erbawa gas dan dapat bersifat korosif.

P i c k l 9 b

Gambar 4.15l. pintu bukaan2. udara kerins

Pengeringenis

absorpsion.3. pelet desikan 5. pembuangan4. udara basah



14/34


1.5.3.4 dsorption

.lenis adsorption erbeda engan absorbtion alam ha l pengikatan ap air dengancara penarikan dan pengikatan adesi dari ntolekul-molekul atau butiran cairan pada

permukaan padat. Karena kuatnya rarikan dari z.al. engikat, tingkat kekeringan yangsangat inggi dapat dicapai. Cara adsorption merupakan ara yang sangat populair padainstalasi ndustri.Jr-rga at pengikat dapat etap bekerja pada ekanan angat inggi nrisalnya 1000 bar. Za tpengikat ang dipakai biasanya enis silicagel an alumina aktil.

Gambar .16a. Jenis pemanasan iluar

l udarakeing2. tdarapembilas3. udara basah

Pi c k 2 l b

Pengering ipe adsorption.b. Jenis egenerasi anpa pemanasan uar.

l. udara kering2. wilarapernbilas3. udara basah

BEBERAPA PERALATAN KOMPRESOR

Pick22b

Gambar 4.17 Katup discharge an nlet sederhana ompresor orak.

Katup berupa plat baja lentur yang dijepit dengan 2 baut.

4-14KE 2 Kompresor/Hen 808


15/34

MXE 2BAB4 KOMPRESOR

(B )

Pt k23b

Gambar 4.18 Rotor kompresor enis rotary-vane.

Gaya sentrifugal menyebabkan sudu-sudu vane) terus merapat pada dinding silindrikkompresor. Setiap uang antara 2 bilah sudu mengalami ses hisap (pembesaran uang)dan kompresi penyempitan uang) pada setiap satu keliling.

Pi c k24b

Gambar .19 Kompresor enis otary-lobe.

Mr 4.20 a Kompresor enis otary



16/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

rel filGambar 4.20 blangkah kerja kompresor rotary-screw ulir). Pic 26b

Ada dua jenis kompresor ulir, yaitu jenis berpelumas dan jenis tak berpelumas.Idealnya kedua kompresor mempunyai rotor yang tidak saling bergesekan antara rotordengan rotor maupun antara rotor dengan dinding kompresor. Kedua rotor digerakkansecara sinkron oleh roda gigi yang ada diluar ruang kompresi. Tetapi terdapat enis yanggerak rotor kedua digerakkan oleh rotor pertama. Dalam hal ini pelumasan merupakan halyang mutlak diperlukan.Pelumas dapat membantu menjaga penyekatan terhadap udara luar. Udara yang dikempamenggunakan kompresor berpelumas masih mengandung pelumas. Untuk mengurangikandungan pelumas dipergunakan saringan pelumas (lube oil removal).Udara kempa tak berpelumas diperlukan terutama untuk industri makanan, obat.komponen-komponen elektronik dan sebagainya.

(3)

(s )

COl ACGambar .21 lnstalasi ompresor orak 2 tingkat. Atlas opco anuat)

Komponen-komponen:

1. Intakesilencer2. Kompresor ingkat pertama3. Inter cooler

MKE 2 Kompresor/Hen 0808 4-r6


17/34

MKE2BAB 4 KOMPRESOR

Kompresor ingkat keduaAfter coolerAir receiverPipa distribusiFlow meter

CO3ACGambar 4.22 Garrhar contoh kompresor tonk2 tingkat. (ArlascopcoManual)

C03aACGambar .23 Kompresor entrifugal iga silinder dengan masing-masing , 3 dan4

tingkat otor.

4.5 .6.7.8 .



18/34

MKE2BAB4 KOMPRESOR

Antara silinder I dan 2 serta 2 dan 3 dilengkapi ntercooler unhrk mendinginkan udarasebelum masuk silinderberikutnva.

Gambar .24 Tampak potongan ompresor entrifugalintercooler.

c07 (?)bertingkat yang dilengkapi

Gambar 4.25 Potongan kompresor ulir.c06

Tampak di bagian kiri roda gigi penyinkron.

Kalau kompresor orak mudah dihitung perbandingan ompresinya, bagaimana kita dapatmenghitung kompresi kompresor ulir?.

q

rT\\t/i

mr-r C)

Pr

rctffip.rscd '--vdr

pr..f,ltI,

, , t"--/!nct-lttd

f i 0 , I '

ll@oJ I

l r .

#^$*0uco d'

Gasrbar .26Komponen ang dipergunakan:

CO2AC

MKE 2 Kompresor/Hen 0808

Desicant dryer.letus opco;

4-18


19/34

2.

3.4.

5 .

MKE2BAB 4 KOMPRESOR

l. Pre filter, untuk menyaring udara basah dari debu yang ikut masuk melaluikompresor.Dryer compartments, erdiri dan2 tabung yang dipergunakan ergantian. Tabungyang elah basah enuh dikeringkan menggunakan:Pemanas lektrik.Coolant, udara pendingin untuk ruang pengering setelah proses regenerasidilakukan.After filter dipergunakan ntuk menyaring embali untuk mencegatr emungkinanpengotoran ewaktu dilakukan pengeringan.

CO5ACGambar 4.27 Nampak fisik satu contoh pengering udara kempa. (Atrascopco)



20/34

MKE2BAB4 KOMPRESOR

4.7 PENDINGINAI\

4.7.1 Jenis-jenis endinginan

Cara pendinginan ompresor apat dibagi menjadiMedium : PembuanganPendingin dara - Langsung

Pendingin pelumas(oil flooded cooling)

Pendingin ir

- Pendingin dara- Pendingin ir melalui

penukar panas. misalnyashell & tube)

- Langsung- Melalui penukar anas

(misalnya hell& tube)

Cooling owerSirkulasi air laut

Cooling owerRadiatorSirkulasi air laut dansebagainya.

Peralatan- Fan- Alami- Radiator

4.7.2 Penerapan Pendinginan.

Kompresor kecil biasanya menggunakan pendingin udara, baik dengan an (forcedair cooling) maupun secara bebas natural air cooling).Kompresor sedang memiliki kemungkinan pemilihan cara pendinginan yang lebihberagam, yaitu dengan pendinginan pelumas atau langsung dengan pendingin air.Pemilihan pendinginan kompresor sedang ini merupakan yang paling sulit diantarakompresor ainnya karena menyangkut segi-segi ekonomisnya.

Kompresor besar selalu memerlukan pendinginan air, karena pendinginan airmerupakan enis pendinginan yang paling efekrif.

4.7.3 Peralatan-peralatan Yang Perlu Didinginkan.

Peralatan-peralatan ang perlu didinginkan daiam suatu kompresor adalah:a. Rumah kompresorb. Pelumasc. Udara kempa antar tingkat (inter cooler).d. Udara kempa keluar kompresor (after cooler).

4.7.4 PemilihanPendinginan

Pemilihan cara pendinginan kornpresortidak dapat dilakukan hanya denganmelihat konstruksinya. Beberapa pertimbangan dibarvah perlu diperhatikan, yaitu:

a. Besarnya unit kompresor, memberikan pula besaran panas yang harus


21/34

MKE2BAB4 KOMPRESOR

Ciri dasar aliran kompresibel alampipa berdiameter onstan, ang membedakannya arialiran nkompresibel dalah

- Kerapatan massa idak sama diberbagai eksi.- Kecepatan ata-rata uga tidak sama.- Energi

kinetik dan momentumuga

tidak sama.Persoalan-persoalan ang imbul diinstalasi ipa gas biasanya apat dikelompokan alamtiga macam pemikiran yaitu :

- Aliran adiabatik tidak ada perpindahan anas .- Aliran isothermal, sejumlah panas ditransfer masuk atau keluar sistem pipa untuk

menahan emperatur onstan.- Aliran dengan perpindahan anas dan gesekan ang simultan.

Persoalan liran kompresibel alam pipa selalu menuntut dipergunakannya uga analisatermodinamik sistem. Hasil yang penting masuknya pertimbangan ermodinamik niadalah menyangkut mungkin atau idaknya dan batasan pa suatu ancangan liran dapatditerapkan.

Dalam prakteknya, nstalasi pipa gas selalu dirancang pada daerah cakupan kerja dimanasifat aliran masih dalam batas luida nkompresibel.

4.8 KOMPRESOR ROTODINA]VIIK

4.8.1 Bilangan Tak Berdimensi

4.8.1.1Beberapa DefinisiBilangan Tak BerdimensiPengubah Dimensi Panjang

I

k , = 2" L

Konsep Kesamaan Kecepatan Segitiga Kecepatan), V ,K , - = -" v .

Kesamaan inamik, F ,K , = :" 4

Dari hukum Newton. F r-,.tm a. maka

dv, vr:_

, F, d*, dt, d^, 12k = - - - . - - - - :"I d*, dV, d*, V,'

dt, l,Selanjutnya dengan mengganti massa dengan kerapatan massa dan volumenya,

V, ,

k ,=Pr ' l r l =p rv r : t ; . p r ' l r t v r ' p r v r ' l r t

- prVr'A,prV,'A,

ll

dimanaA adalah uas permukaan alir.Bila kita definisikan bilangan kerapatan

MKE 2 Kompresor/Hen 0808 4-2r


22/34

MKE2BA3 4 KOMPRESOR

D: h, bilangan gaya Ydapat dirumuskan ebagai:Pt

y =a?V2A

4.8.l.2Bilangan MachBila rasio tekanan keluar P2 terhadap ekanan masuk P1 lebih besar dari 1,05,maka kerapatan massa gas tidak lagi konstan, atau dengan kata lain efekkompresibilitas gas tidak lagi dapat diabaikan. Kecepatan suara dalam gasdirumuskan ebagai erikut:

o= P =G*Rrl a p

Bilangan Mach didefinisikan sebagai

u = La4.8.1.3 Bilangan Tekanun V

Gaya yang bekerja pada suatu domain adalah:

F =apV2A

Dimana a adalah konstanta, V adalah kecepatan gas dan A adalah luas bidangaliran.Sesuai dengan definisi yang dibahas sebelumnya (Bab 1 Pendahuluan), bilangantekanan:

'/'= rynor

t,:Sedangkan Hod: Ap/it, jadi:

v =?gY:'-(J24.8.l.4Bilangan Laju Volume g

Dari definisi sebelumnya, dapat diturunkan:

e=+*gdimana ^Y;ullon*rtangensial mesin danAadalahuas idang liran.

4.8.2 Bilangan Kapasitas qdan Tekanan 1ar4.8.2.1 ompresor Aksial

Dari definisi sebelumnya, dapat dikembangkan definisi yang khusus untukkompresor ksial:

Qsntikmsk I C^

a = A' 'r ' '= ' '

MKE2 Kompresor/Hen 0808 4-22


23/34


olmana:Qsntikmsk : laju volume, dalam kondisi statik pada sisi masukA,nsk : luas bidang sisi masuk, Anl-n/lO^ : komponen aksial kecepatan as pada sisi tengah suduU2 : kecepatan angensial udu gerak pada sisi luar (D2)

Dengan menggunakan definisi derajal pemasukan, bilangan tekananditulis sebagai:

, Qrnr,k ^rk Il u = _ _'

!D , ' u24

Sedahgkan Bilangan Tekanannva:

2gH"oW = ----------:-' U" '

1m3is1[- ' ]Im/s]Im/s]

rp. dapar

Garnbar .28 Bagian ompresor ksial urbingas ndustri alam erawatan PT. NTP).Stator ingkat ditunjukkan leh anda panah.

Gambar 4.29 Rancangan eknis kompresor aksial bertingkat.



24/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

Gambar .30 Salah atu ontoh onrpresor ksial.

4.8.2.2 ompreso Radia!

Sama dengan ompresor ksial,

,. =9v!.1 J-' : D . ' v 2

4

, - 2 gH - o o

r r 2u 2

Gambar 4.31 Kompresor adial (n. Ectert)



25/34

MKE 2BAB 4 KOMPRESOR

t{ov 11, 2002FLUENT .0 (3d, dp, sgr!g.t.d, rk )

Gambar 4.32 Gaurr'baroda kompresor entrifugal untuk perhitungan umerik (Fluent).

Gambar .33 Kornpresor adial dua ingkat anpa ntercooler.

4.8.3 Kecepatan Spesilik zoDengan cara yang sarna, menggunakan eori Buckingham, kecepatan pesifikdapat dirumuskan ebagai erikut:

ry=J& -Gn )l

Dari persamaan ebelumnya, akan penurunan umus berikut bisa dijalankan:

f r q =

6 0 U " , r D " ' - -- i ^ l (o - :U .t r D r \ ' 4

MKE 2 Kompresor/Hen 0808

r " . ' 3 l 4

Ivur 'l ,, atau

4-2s


26/34

MKE2BAB 4 KOMPRESOR

! o" ' )4 ' )

nq = kanst'D r V ' ' o

Dengan menggunakan otasi vuntuk kecepatan pesifik umum untuk kompresor,dapat dihrlis:

menghasilkan:

= 0,00633 &r,,'H o o t ' '

U = J7v3 /4

yang akan menghasi

Gambar berikut menunjukan aerah operasi yang deal bentuk-bentuk udu adial,aksial dan campurun mixed l ow)

Y t y , 4 2 . . 4 rLicfazohlg*-gfi-

0 p t 0 u

Gambar .34 Bilangan ekanan dankapasitas yang sesuai engan eberapabentuk sudu, aitu:

x sudu adial, + sudu campuran mixed), o sudu aksial, Asudu ulir(8. Eckert, 1980)



27/34

MKE2BAB 4 KOMPRESOR

Y 1

Gambar 4.35 Kurva Qvs Ap dat rt blower aksial



28/34

MIIE 2BAB4 KOMPRESOR

.Ftr-s

J*'i.,Q i

Gambar .36 Kompresor brak untuk mesin pendingin.

/a^*L^- A 't', V ^^^-^^^- +^^L L^*- l :-^ -


29/34

MI(E 2BAB4 KOMPRESOR

Gambar 4.40 Kompresor oksigen, bebasminyak pelumas, berpelumas ir, untuk

pengisi otol oksigen Sulzer).

Gambar 4.39 Kompresor berpendinginudara pemumi hidropn dari hasilelektr,olisis ir (Sulzer).

Gambar .41Turboekspander Sulzer).



30/34

MKE 2BAB4 KOMPNESOR

Id

Gambar 4.42 Kompresor dengan sudu stator etap

Gambar 4.44 Kompresor dengan sudu statordapat diatrr (adjustable).

Gambar .43 Unjuk kerja kompresoraksial dengan ecepatan ervariasi.

Gambar .45 Unjuk kerja kompresoraksial dengan sudu stator dapatdiatur.

I

MKE 2 Kompresor/Hen N08 4-30


31/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

,4 C

.. ;1."1' i : i

i rn:': & ,i d*;

a ?a.

; ,j{

a it-]I a ' :

-11

lr lI i

Gambar 4.46 Kompresor bertingkat"horizontally split casing" memiliki nosel untukekstraksi Sulzer).

,ri: 4t 3: tf,' j't it, !fi t.Ji.

Su"-fl$tl Yoilrt!:d: |l

Gambar 4.47 Unjuk kerja tipikalkompresor sentrifugal horizontally split.

Gambar 4.48 Kompresor urbo isotermal Sulzer).

\ l l rrsi :llr\-rxl rdu{rnn nt I

MKE 2 Kompresor/Hen (808 "4-31


32/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

Il a 'I ()irn!{}

9t;

Jl r

t{ l

5tr{( l

JI

m

. u

E

t

!

$

Gambar 4.49 Kompresor sentrifugal 5 tingkatdengan inlet guide vanef' (Sulzer).

Gambar4.50 njuk kerja ompresorkecepatan onstan engan inlet guide

vane$.

ii l

Fil

l liJ

llrl

ti

8l

h)

ft:

:t!

{l}

7rl ffi * tfi)3l4tglfiltgrFS6*

Gambar 4.52Kuwa rasio tekanan vs laiuvolume inlet dalam %.

?

^.af;

ilE

iE



33/34

MI(E 2BAB4 KOMPRESOR

Gambar 4.53(Sulzer).

Turbo ekspander

Gambar 4.54 Turbo ekspander(Sulzer).

Gambar4.55 Kurva unjuk kerja

ekspander as (Sulzer).

f

ft$

i',Xrt-t;.t .ti -ff...? it''-tF ?nCF '.qnFs

MKE 2 Kompresor/Hen ([08 4-33


34/34

MKE 2BAB4 KOMPRESOR

Gambar 4.56 Impeller pada nsblasi pengujian kompresor Sulzer).

MKE 2 Kompresor/Hen 808 434

diktat mke-2 kompresor

Documents