kompresor diafragma

Download Kompresor Diafragma

Post on 16-Apr-2015

501 views

Category:

Documents

77 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Teknik Mesin

TRANSCRIPT

TUGAS KULIAH POMPA DAN KOMPRESOR KOMPRESOR DIAFRAGMA (Membrane Compressor) Dosen Pengampu : Ir. Sugijarto PS

Penyusun : ANANG DIANTO 09/285335/TK/35742

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN DAN INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA 2013

KOMPRESOR DIAFRAGMA

I.

PRINSIP KERJA

Kompresor Diafrgama termasuk ke dalam jenis kompresor torak atau piston. Perbedaan dengan jenis kompresor torak yang lain adalah pada kompresor diafragma ini torak dipisahkan dengan ruang penghisap udara denngan sebuah membran, membran yang memungkinkan untuk dilewati udara tapi tidak memungkinkan dilewati partikel-partikel. Tujuannya adalah untuk menjaga agar udara bersih dari unsur apapun, terutama terbebas dari pelumas (oli). Dan memang, kompresor diafragma ini dirancang khusus untuk industri-industri yang memerlukan kesterilan tinggi udara seperti industri makanan, obat, dan lain-lain. Makanya kompresor diafragma ini sering juga dikenal dengan nama membrane compressor. Kompresor ini melakukan kompresi udara dengan menggunakan membran yang bergerak berputar, untuk menarik udara masuk ke daerah kompresi dan memberinya tekanan untuk selanjutnya disimpan pada bagian tabung penyimpanan. Dalam kompresor diafragma, piston bertindak secara tidak langsung dengan memberi tekanan kepada hidrolik oil, yang flexes diafragma logam tipis untuk kompres gas. Hal ini digunakan untuk laju aliran kecil, di bawah jangkauan untuk kompresor reciprocating, dan dibatasi oleh pembangunan diafragma. Keuntungan dari kompresor diafragma yaitu baik kebocoran gas atau minyak ke gas bisa dicegah. Dengan demikian, kompresor diafragma sangat ideal untuk mengompresi gas yang mudah terbakar, korosif, atau beracun pada tekanan tinggi. Kerugiannya adalah biaya pemeliharaan yang tinggi, terutama karena diafragma harus diganti setelah sekitar 2000 jam operasi

Kompresor Diafragma terdiri dari 2 sistem, sistem hidrolik dan system tekanan udara. Metal diafragma adalah komponen pelindung diantara 2

sistem itu. Sistem tekanan udara terdiri dari 3 piringan metal diafragma yang mana diapit diantara dua rongga plat, proses masukan dan keluaran udara. Sistem hidrolik pengendali motor poros engkol yang memindahkan piston dalam tekanan rendah. Pemindahan piston ini mengatur cairan hidrolik berlawanan untuk merendahkan bagian samping dari diafragma,ayunan

rongga menyebabkan pergantian proses udara.beberapa komponen dari sistim hidrolik dapat secara otomatis mengisi pompa, katup cairan hidrolik dan katup hidrolik udara yang memompa udara berlebih. Untuk memastikan system hidrolik selalu memenuhi untuk putaran tekanan, pompa pengisian otomatis mengirim untuk pemancing cepat dalam system hidrolik setelah kompresor mati. Saat ada gaya tekan pada piston utama, katup pengecek melindungi system hidrolik dari pompa pengisi otomatis, karena itu peningkat tekanan dapat dihasilkan dalam system yang melawan katup pompa hidrolik.

II.

BAGIAN-BAGIAN

Bagian-bagian kompresor diafragma: 1) Check valves

2) Hydraulic inlet check valve 3) Hydraulic pistons 4) Hydraulic overpump valves 5) Overpump sight glass 6) Hydraulic injection pump 7) Frames 8) Piston rods 9) Crossheads 10) Crosshead pin 11) Connecting rods 12) Main and crankpin bearings 13) Crankshafts

A. Bagian-bagian kompresor yang statis serta fungsinya : 1. Casing Casing merupakan bagian paling luar kompresor yang berfungsi : - Sebagai pelindung terhadap pengaruh mekanik dari luar. - Sebagai pelindung dan penumpu/pendukung dari bagian-bagian yang bergerak. - Sebagai tempat kedudukan nozel suction dan discharge serta bagian diam lainnya. 2. Inlet Wall Inlet wall adalah diafram (dinding penyekat) yang dipasang pada sisi suction sebagai inlet channel dan berhubungan dengan inlet nozle. Karena berfungsi sebagai saluran gas masuk pada stage pertama, maka meterialnya harus tahan terhadap abrasive dan erosi. 3. Guide Vane Guide vane di tempatkan pada bagian depan eye impeller pertama pada bagian suction (inlet channel). Fungsi utama guide vane adalah mengarahkan aliran agar gas dapat masuk impeller dengan distribusi yang merata.Konstruksi vane ada yang fixed dan ada yang dapat di atur

(movable) posisi sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat bervariasi dan dicapai effisiensi dan stabilitas yang tinggi. 4. Eye Seal Eye seal ditempatkan di sekeliling bagian luar eye impeller dan di tumpu oleh inlet wall.Eye seal selalu berbentuk satu set ring logam yang mengelilingi wearing ring impeller. Berfungsi untuk mencegah aliran balik dari gas yang keluar dari discharge impeller (tekanan tinggi) kembali masuk ke sisi suction (tekanan rendah). 5. Diffuser Diffuser berfungsi untuk merubah energi kecepatan yang keluar dari discharge impeller menjadi energi potensial (dinamis). Untuk multi stage dipasang diantara inter stage impeller. 6. Labirinth Seal Labirinth seal digunakan untuk menyekat pada daerah : - Shaft dan diafragma sebagai shaft seal. - Casing dan shaft sebagai casing seal. 7. Return Bend Return bend sering juga disebut crossover yang berfungsi membelokan arah aliran gas dari diffuser ke return channel untuk masuk pada stage/impeller berikutnya. Return bend di bentuk oleh susunan diafragma yang dipasang dalam casing.

8. Return Channel Return channel adalah saluran yang berfungsi memberi arah aliran gas dari return bend masuk ke dalam impeller berikutnya. Return channel ada yang dilengkapi dengan fixed vane dengan tujuan memperkecil swirl (olakan aliran gas) pada saat masuk stage berikutnya sehingga dapat memperkecil vibrasi. 9. Diafragma Diafragma adalah komponen bagian dalam kompresor yang berfungsi sebagai penyekat antar stage dan tempat kedudukan eye seal maupun inter stage seal. Dengan pemasangan diafragma secara seri, akan terbentuk tiga bagian penting, yaitu diffuser, return bend, dan return channel. Diafragma

ditempatkan didalam casing dengan hubungan tongue-groove sehingga mudah dibongkar pasang. B. Bagian-bagian kompresor yang statis serta fungsinya : 1. Shaft and Shaft Sleeve Shaft atau poros transmisi digunakan untuk mendukung impeller dan meneruskan daya dari pengerak ke impeller. Untuk penempatan impeller pada shaft di gunakan pasak (key) dan pada multi stage, posisi pasak di buat selang-seling agar seimbang. Sedangkan jarak antar stage dari impeller di gunakan shaft sleeve, yang berfungsi sebagai pelindung shaft terhadap pengaruh korosi, erosi dan abrasi dari aliran dan sifat gas dan untuk penempatan shaft seal diantara stage impeller. 2. Impeller Impeller berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara berputar, sehingga menimbulkan gaya. Hal ini menyebabkan gas masuk/mengalir dari inlet tip (eye impeller) ke discharge tip. Karena adanya perubahan jari-jari dari sumbu putar antara tip sudu masuk dengan tip sudu keluar maka terjadi kenaikan energi kecepatan. 3. Bantalan (Bearing) Bearing adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk mendukung beban radial dan aksial yang berputar dengan tujuan memperkecil gesekan dan mencegah kerusakan pada komponen lainnya. Pada kompresor sentrifugal terdapat dua jenis bearing, yaitu : Journal bearing Digunakan untuk mendukung beban dengan arah radial (tegak lurus poros). Thrust bearing Digunakan untuk mendukung beban kearah aksial (sejajar poros). 4. Oil Film Seal Oil film seal merupakan salah satu jenis seal yang digunakan dalam kompresor. Oil film seal terdiri dari satu atau dua seal ring. Pada seal jenis ini diinjeksikan minyak (oil) sebagai penyekat/perapat (seal oil) antara kedua seal ring yang memiliki clearence sangat kecil terhadap shaft. Tekanan masuk seal oil dikontrol secara proporsional

berdasarkan perbedaan tekanan sekitar 5 psi diatas tekanan internal gas dan perbedaan tekanan oil-gas selalu dipertahankan.

C. CARA KERJA 1. Tenaga mekanik dari penggerak mula ditransmisikan melalui poros engkol dalam bentuk gerak rotasi dan diteruskan ke kepala silang (cross head) dengan perantaraan batang penghubung (connecting rod). 2. Pada kepala silang gerakan rotasi diubah menjadi gerak translasi yang diteruskan ke torak melalui batang torak (piston rod). 3. Gerakan torak bolak balik dalam silinder mengakibatkan perubahan volume dan tekanan sehingga terjadi proses pemasukan. 4. Torak pada kompresor diafragma tidak seperti pada kompresor torak yang lain, di mana pada kompresor torak ini menggerakkan diafragma secara kembang kempis, itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpanan.

D. CARA PERHITUNGAN Debit kompresor Debit kompresor atau kapasitas adalah jumlah udara yang harus dialirkan kedalam silinder pneumatik dan dinyatakan dalam m3/s atau m3/menit, dapat dihitung dengan cara: Qs = Dimana: Qs = Debit kompresor (l/min) ds = diameter silinder N = kecapatan putar piston (rpm) L= Panjang stroke

4

(d s ) 2 ( N )L

(Hartono,1998)

Grafik tekanan kapasitas kompresor

Daya Kompresor

Jika kompresi mengikuti hukum PVn=konstan, Maka :

Jika kompresi adalah adiabatis, Maka :

Jika kompresi adalah isothermal, Maka :

Daya poros dapat dicari dengan menggunakan rumus: P=WxN

P = Daya (Kw) W = Kerja (Nm ) N = Putaran (rpm)

Daya kompresor adalah daya poros yang digunakan untuk memampatkan gas dalam silinder, yang dirumuskan : Daya = Kerja tiap satuan waktu. Disini daya gas kompresor dihitung dengan proses politropik, yaitu pemampatan gas yang berlangsung pada keadaan dimana seluruh parameter berubah. (mendekati kondisi actual). Daya kompresor reciprocating satu tingkat (Single Stage) dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Referensi Sularso dan Tahara, Haruo. 1983. Pompa dan Kompresor. Jakarta. PT. Pradnya Paramita Chlumsky, Vladimir.1964. Reciprocating and Rotary Ccompressors. London. E&F Ltd Yospianta. 2012. Kompresor Torak. http://yospianta.blogspot.com/2012/05/kompresortorak.html 1st information. 2011. Komp