kompresor kel 10

69
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam perkembangan ilmu dan pengetahuan saat sekarang ini kompresor banyak sekali digunakan dalam suatu alat yang dipakai untuk kehidupan sehari-hari. Contohnya banyak terlihat di sepanjang jalan raya, seperti tempat pengisian angin ban kendaraan. Prinsipnya bisa dikatakan mudah akan tetapi secara detail perlu diketahui melalui praktikum agar nantinya di lapangan sebagai seorang Insinyur tidak lagi ragu dalam menganalisa dan mengetahui fenomena yang terjadi pada kompresor kompresor, baik kompresor torak maupun kompresor lainnya. Agar mahasiswa dapat lebih mengetahui dan memahami secara detail tentang kompresor tersebut, maka diadakanlah praktikum mengenai kompresor sebagai salah satu modul dalam praktikum fenomena dasar mesin. 1.2 Tujuan Adapun tujuan dari praktikum kompresor torak ini, adalah : Kompresor Torak 1 Kelompok x

Upload: riko-asrizal

Post on 05-Aug-2015

191 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kompresor Kel 10

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam perkembangan ilmu dan pengetahuan saat sekarang ini kompresor banyak

sekali digunakan dalam suatu alat yang dipakai untuk kehidupan sehari-hari.

Contohnya banyak terlihat di sepanjang jalan raya, seperti tempat pengisian angin ban

kendaraan. Prinsipnya bisa dikatakan mudah akan tetapi secara detail perlu diketahui

melalui praktikum agar nantinya di lapangan sebagai seorang Insinyur tidak lagi ragu

dalam menganalisa dan mengetahui fenomena yang terjadi pada kompresor

kompresor, baik kompresor torak maupun kompresor lainnya.

Agar mahasiswa dapat lebih mengetahui dan memahami secara detail tentang

kompresor tersebut, maka diadakanlah praktikum mengenai kompresor sebagai salah

satu modul dalam praktikum fenomena dasar mesin.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum kompresor torak ini, adalah :

1. Mengetahui dan memahami jenis-jenis kompresor

2. Memahami prinsip kerja kompresor torak.

1.3 Manfaat

Manfaat yang didapat setelah dilakukan praktikum kompresor torak ini, adalah :

1. Dapat mengetahui jenis-jenis kompresor, pemilihan dan pemakaiannya.

2. Dapat mengetahui cara-cara pengujian kompresor torak.

3. Dapat menentukan karakteristik kompresor torak pada beberapa putaran.

4. Mampu mengetahui prestasi dari sebuah kompresor torak.

Kompresor Torak 1Kelompok x

Page 2: Kompresor Kel 10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Dasar

2.1.1 Definisi Kompresor

Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara

memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros. Kompresor biasanya

bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada tekanan yang

lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor disebut sebagai penguat (booster),

dan jika kompresor bekerja dibawah tekanan atmosfir maka disebut pompa vakum.

Gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan

volume dengan menaikkan tekanannya, namun ada hal-hal yang harus diperhatikan

yaitu : kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan

kebocoran yang mudah terjadi. [Turbin, Pompa, dan Kompresor, Fritz Distzel, Dakso Sriyono]

Gambar 2.1. Kompresor

2.1.2 Jenis-jenis Kompresor

Kompresor Torak 2Kelompok x

Page 3: Kompresor Kel 10

Kompresor dibagi atas 2 tipe dasar yaitu kompresor perpindahan positif

(Positive Displacement) dan dinamik. Kompresor perpindahan positif dibagi atas

kompresor torak dan kompresor rotary. kompresor dinamik juga dibagi atas

kompresor sentrifugal dan axial.

Gambar 2.2 Diagram pembagian klasifikasi kompresor

1) Kompresor Dinamik

Kompresor Dinamik merupakan mesin alir udara yang berputar secara kontinu,

dengan menggunakan suatu elemen yang berputar dengan cepat, dimana udara

tersebut akan termampatkan sehingga tekanannya akan naik. Kompresor Dinamik

terbagi atas 2 tipe yaitu : Kompresor Sentrifugal dan Kompresor Axial.

[www.thermalfluids.net]

Gambar 2.3 Kompresor dinamik

Kompresor Torak 3Kelompok x

Page 4: Kompresor Kel 10

a. Kompresor Sentrifugal

Kompresor Sentrifugal mengahasilkan tekanan yang tinggi melalui perputaran

impeller dengan kecepatan tinggi, ekspansi udara yang masuk menyebabkan

pertambahan massa yang nantinya menimbulkan gaya sentrifugal yang

mementalkan udara tersebut ke luar, ditambah dengan adanya pembesaran

penampang pada diffuser yang menyebabkan tekanan menjadi tinggi.

Kompresor sentrifugal sering juga disebut orang dengan Kompresor Radial,

artinya arah masukan udara tegak lurus terhadap hasil udara keluarannya.

Agar lebih efisien Kompresor Sentrifugal berputar sangat cepat bila

dibandingkan dengan tipe kompresor lainnya. Kompresor ini juga dirancang

untuk kapasitas yang lebih besar karena aliran udara yang melewati

kompresor kontinu. [www.thermalfluids.net]

Kompresor Torak 4Kelompok x

Page 5: Kompresor Kel 10

Step 1

Step 2

Step 3 Step 4

Gambar 2.4 Skema kerja dari kompresor sentifugal [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja diatas dapat kita lihat bahwa :

Step 1 : Udara luar masuk diputar oleh impeller dengan kecepatan tinggi.

Step 2 : Udara masuk diekspansikan sehingga terjadinya pertambahan

massa dari udara tersebut.

Step 3 : Udara masuk dipentalkan oleh impeller ke dinding silinder

kompresor.

Step 4 : Difuser pada kompresor akan menambah tekanan dari udara yang

dipentalkan, sehingga didapatkan udara yang bertekanan tinggi.

b. Kompresor Axial

Pada kompresor axial, aliran udara parallel terhadap sumbu putar. Kompresor

ini tersusun atas beberapa tingkat impeller. Beberapa tingkat tersebut disebut

rotor yang dihubungkan dengan poros sentral yang berputar dengan kecepatan

tinggi. Dengan kata lain, arah aliran udara yang masuk searah dengan udara

yang dimampatkan oleh kompresor. Kompresor ini biasanya banyak

digunakan pada industri pesawat terbang.

Kompresor Torak 5Kelompok x

Page 6: Kompresor Kel 10

Step 1 Step 2

Step 3 Step 4

Gambar 2.5 Skema kerja kompresor axial [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja diatas dapat kita lihat bahwa :

Step 1 : Udara masih berada di luar kompresor.

Step 2 : Udara mulai terhisap masuk ke dalam kompresor

Step 3 : Udara masuk dipentalkan oleh impler ke dinding silinder

kompresor.

Step 4 : Udara bertekanan tinggi setelah dimampatkan mulai meninggalkan

kompresor

2) Kompresor Perpindahan Positif (Possitive displacement)

Kompresor torak dan rotary merupakan 2 jenis dari kompresor

perpindahan positif. Pada kompresor perpindahan positif ini menaikan tekanan

udara dengan cara mengkompres udara tersebut pada ruang tertutup sehingga

menyebabkan penaikkan tekanan. [www.thermalfluids.net]

Kompresor Torak 6Kelompok x

Page 7: Kompresor Kel 10

Gambar 2.6 Kompresor perpindahan positif

a) Kompresor Torak (Reciprocating Compresor)

Step 1 Step 2

Step 3 Step 4

Gambar 2. 7 Skema Kerja Kompresor Torak [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja diatas dapat kita lihat bahwa :

Step 1 : Udara dari lingkungan dihisap ke dalam silinder kompresor

Step 2 : Udara terhisap memenuhi silinder dan piston mencapai posisi terbawah

Step 3 : Udara masuk dimampatkan atau ditekan sehingga tekanannya naik

Step 4 : Udara bertekanan tinggi setelah dimampatkan didorong keluar dari silinder

Single Acting Compressor

Pada kompresor ini satu kali putaran poros compressor menghasilkan satu kali

udara bertekanan.

Kompresor Torak 7Kelompok x

Page 8: Kompresor Kel 10

Gambar 2. 8 Single Acting Compressors

Double Acting Compressor

Pada kompresor ini tekanan dihasilkan pada kedua sisi compressor, tekanan

dihasilkan silih berganti antara kedua sisinya dalam satu putaran poros

kompresor. kompresor yang kedua bertindak sebagai boster kompresor pertama.

Gambar 2. 9 Double Acting Compressors

Diaphragm Compressors

Gambar 2. 10 Kompresor diafragma

Kompresor Torak 8Kelompok x

Page 9: Kompresor Kel 10

Diapraghm kompresor juga dikenal dengan nama membrane compressor.

Kompresor ini merupakan varian konvesional dari reciprocating compressor.

Kompresor ini mlakukan kompresi udara dengan menggunakan membrane yang

bergerak berputar, untuk manrik udara masuk ke daerah kompresi dan

memberinya tekanan untuk selanjutnya disimpan pada bagian tabung penyimpan.

Kompresor diafragma terdiri dari 2 sistem hidrolik dan sistem tekanan udara.

Metal diafragma adalah komponen pelindung diantara sistem itu. Sistem tekanan

udara terdiri dari 3 piringan metal diafragma yang mana diapit diantara dua

rongga alat, proses masukan dan keluaran udara. Sistem hidrolik pengendali

motor poros engkol yang memindahkan piston dalam tekanan rendah. Cairan

hidrolik berlawanan untuk merendahkan bagian dari samping dari diafragma.

Ayunan rongga menyebabkan pergantian proses udara.

b) Kompresor Putar (Rotary)

Pembagian kompresor rotary

1. Lobe Compressors

Udara masuk dimampatkan melalui Blade (Mata Pisau) yang berputar cepat.

Blade tersebut digerakkan untuk memampatkan udara yang masuk.

Step 1 Step 2

Kompresor Torak 9Kelompok x

Page 10: Kompresor Kel 10

Step 3 Step 4

Gambar 2.11 Skema Kerja Kompresor Rotary [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja di atas terlihat bahwa :

Step 1 : Udara luar masuk melalui perbedaan tekanan antara

kompresor dengan tekanan udara lingkungan.

Step 2 : Udara masuk, mulai mengembang/ di ekspansikan oleh

Blade.

Step 3 : Udara dimampatkan ke dinding silinder oleh Blade.

Step 4 : Udara bertekanan tinggi keluar melalui katup keluar.

Tekanan dihasilkan melalui pergerakan roda gigi dalam sebuah rumah yang

dirancang memiliki clearance yang sangat kecil sehingga tidak ada kontak antara

roda gigi dan chasing kompresor. Udara masuk ketika terbentuk rongga antara

dua roda gigi dan udara yang terjebak didalam rongga akan terkompres melalui

perputaran roda gigi.

2. Liquid Ring Compressors

Ketika impeller berputar, gaya sentrifugal menyebabkan berkumpulnya liquid

menjauhi impeller danterbentuk lubang pada bagian casing yang dekat dengan

ujung impeller. Inlet diletakkan pada bagian lobang yang terbentuk akibat gaya

sentrifugal dan outlet pada bagian tengah impeller. Udara bertekanan dihasilkan

dari putaran impeller dan liquid membuat kebocoran sangat kecil dan

menghindari terjadinya kontak antara impeller dan chasing.

Kompresor Torak 10Kelompok x

Page 11: Kompresor Kel 10

Gambar 2.12 Liquid Ring Compressor

3. Helical Screw Compressors

Kompresor ini memiliki sudu helix untuk memampatkan udara.

Gambar 2.13 Kompresor helical screw

4. Scroll Compressors

Elemen scroll kompresor terdiri dari sepasang spiral yang ditempatkan dalam

rumah kompresor, dimana spiral digerakkan oleh sebuah motor. Intake diletakkan

diatas dari casingnya, ketika spiral berputar searah jarum jam, udara dihisap dan

dikompres secara kontinu kepusat spiral yang telah dirancang dengan memberi

katub searah agar udara tidak balik kebelakang.

Kompresor Torak 11Kelompok x

Page 12: Kompresor Kel 10

Gambar 2.14 Kompresor scroll

5. Sliding Vane Compressors

Kompresor jenis ini terbagi dua, yaitu jenis lembab dan jenis kering. Dimana

terdiri dari sebuah slinder, sebuah slot rotor dan beberapa bilah ”vanes” yang

dipasang pada slot rotor. Bilah ”vane” bebas untuk menyisip kedalam dan keluar

(slide in and out) pada slot karena terdapat jarak diantara rotor dan dinding

slinder.

Gambar 2.15 Kompresor sliding vane

2.1.3 Klasifikasi Kompresor

Berdasarkan alat rasio tekanan :

1. Kompresor (pemampat) dipakai untuk jenis yang bertekanan tinggi, kompresor

mempunyai rasio tekanan > 3.

2. Blower ( peniup ) untuk yang bertekanan agak rendah, blower mempunyai rasio

tekanan 1-3.

Kompresor Torak 12Kelompok x

Page 13: Kompresor Kel 10

3. Fan ( kipas ) untuk yang bertekanan sangat rendah, fan mempunyai rasio

tekanan < 1.

Berdasarkan cara pemampatan :

1. Jenis turbo, menaikkan tekanan dan kecepatan gas dengan gaya sentrifugal

yang ditimbulkan oleh impeler, atau dengan gaya angkat (lift) yang ditimbulkan

oleh sudu yang dibedakan dalam arah aliran udara : kompresor aksial dan dan

kompresor sentifugal.

2. Jenis perpindahan, menaikkan tekanan dengan memperkecil atau

memampatkan volume gas yang diisap ke dalam silinder atau stator oleh torak

atau sudu. Kompresor jenis perpindahan dibagi menjadi : jenis putar dan bolak-

balik. Kompresor putar dibagi : jenis roots, sudu luncur, dan sekrup.

Berdasarkan konstruksinya :

1. Berdasarkan jumlah tingkat kompresi : 1 tingkat, 2 tingkat, dan banyak

tingkat.

2. Berdasarkan langkah kerja (pada torak) : kerja tunggal, dan kerja ganda.

Tunggal Ganda

Gambar 2.16 Langkah Kerja Kompresor

Perbedaannya adalah pada proses pemampatannya, dimana pada kerja tunggal

udara dimampatkan pada 1 langkah saja, sedangkan pada kerja ganda, udara

dimampatkan untuk 2 langkah.

3. Berdasarkan susunan silinder (pada torak) : mendatar, tegak, bentuk L,

bentuk V, bentuk W, bentuk bintang, lawan berimbang (balance oposed).

Kompresor Torak 13Kelompok x

Page 14: Kompresor Kel 10

Gambar 2.17 Susunan Silinder Torak

4. Berdasarkan cara pendinginan : pendinginan air, dan udara.

5. Berdasarkan transimisi penggerak : langsung, sabuk V, dan roda gigi.

6. Berdasarkan penempatannya : permanen, dan portable.

7. Berdasarkan cara pelumasan : dengan minyak, dan tanpa minyak.

2.1.4 Prinsip Kerja Kompresor Secara Umum

Mesin kompresor udara memiliki prinsip kerja yang sudah terorganisir dengan

baik. Prinsip kerja kompresor merupakan satu kesatuan yang saling mendukung,

sehingga kompresor dapat bekerja dengan maksimal. Prinsip kerja dari sebuah

kompresor biasanya terbagi menjadi empat prinsip utama, yaitu:

Staging

Selama proses kerja kompresor, suhu dari mesin kompresor menjadi tinggi dan

meningkat sesuai dengan tekanan yang terdapat dalam kompresor tersebut. Sistim ini

lebih dikenal dengan nama polytopic compression. Jumlah tekanan yang terdapat

Kompresor Torak 14Kelompok x

Page 15: Kompresor Kel 10

pada kompresor juga meningkat seiring dengan peningkatan dari suhu kompresor itu

sendiri.

Kompresor mempunyai kemampuan untuk menurunkan suhu tekanan udara dan

meningkatkan efisiensi tekanan udara. Tekanan udara yang dihasilkan oleh

kompresor mampu mengendalikan suhu dari kompresor untuk melanjutkan proses

berikutnya.

Intercooling

Pengendali panas, atau yang lebih dikenal dengan intercooler merupakan salah

satu langkah penting dalam proses kompresi udara. Intercooler mempunyai fungsi

untuk mendinginkan tekanan udara yang terdapat dalam tabung kompresor, sehingga

mampu digunakan untuk keperluan lainya. Suhu yang dimiliki oleh tekanan udara

dalam kompresor ini biasanya lebih tinggi jika dibandingkan dengan suhu ruangan,

dengan perbedaan suhu berkisar antara 10°Fahrenheit (sekitar -12°Celcius)

sampai dengan 15°Fahrenheit (sekitar -9°Celcius).

Compressor Displacement and Volumetric Efficiency

Secara teori, kapasitas kompresor adalah sama dengan jumlah tekanan udara

yang dapat ditampung oleh tabung penyimpanan kompresor. Kapasitas sesungguhnya

dari kompresor dapat mengalami penurunan kapasitas. Penurunan ini dapat

diakibatkan oleh penurunan tekanan pada intake, pemanasan dini pada udara yang

masuk ke kompresor, kebocoran, dan ekspansi volume udara. Sedangkan yang

dimaksud dengan volumetric efficiency adalah rasio antara kapasitas kompresor

dengan compressor displacement.

Specific Energy Consumption

Yang dimaksud dengan specific energy consumption pada kompresor adalah

tenaga yang digunakan oleh kompresor untuk melakukan kompresi udara dalam

setiap unit kapasitas kompresor. Biasanya specific energy consumption pada

kompresor ini dilambangkan dengan satuan bhp/100 cfm.

Kompresor Torak 15Kelompok x

Page 16: Kompresor Kel 10

2.1.4 Cara Kerja Kompresor Torak

1. Kompresor Sentrifugal (Dinamik)

Sebuah kompresor sentrifugal menghasilkan tekanan dengan meningkatkan

kecepatan gas yang melewati impeler, dan selanjutnya pengaturan kecepatan dengan

peralatan pengontrol sehingga diperoleh aliran dan tekanan yang diinginkan.

Kompresor sentrifugal ini konstruksi dan cara kerjanya sangat mirip dengan

pompa sentrifugal. Fluida yang dialirkan udara dan gas dengan kerapatan

yang cukup kecil, dan sangat dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur gas. Agar

kompresor bisa bekerja, kompresor membutuhkan atau memperoleh daya dari mesin

penggerak kompresor di dalam roda jalan fluida kerja mendapat percepatan

sedemikian rupa sehingga fluida itu mempunyai kecepatan mengalir keluar dari sudu-

sudu roda jalan. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah

menjadi head ketinggian H di sudu-sudu pengarah atau di rumah keong.

Diagram skematis kompresor sentrifugal diberikan pada gambar dibawah.

Impeler berputar bersama poros sementara sudu pengarah difuser dipasang tetap pada

rumah kompresor. Gas yang dimampatkan harus dibuang melalui rumah keong

(volut), yang mengelilingi diffuser. Untuk pemampatan tiap tingkat, buangan dari

diffuser tingkat pertama disalurkan kembali ke pusat perputaran untuk memasuki

impeler tingkat yang berikutnya yang dipasang pada poros yang sama. dengan cara

ini, perbandingan tekanan yang agak tinggi dapat dicapai pada mesin-mesin

sentrifugal, yang biasanya adalah kompak dan dalam kesetimbangan yang baik.

keseluruhan kerja pemampatan dilakukan pada impeler, sementara ada penurunan

kecepatan dan dengan demikian kenaikan tekanan statik dalam difuser stasioner, tidak

akan terdapat perubahan entalpi stagnasi di sana.

Pada jalan masuk ke impeler, sudu-sudu dilengkungkan ke depan untuk

memberikan, sedekat mungkin, kecepatan relatif tangensial antara gas yang masuk ke

permukaan yang berputar. Contour sudu dibelakangnya dapat berupa radial, bengkok

Kompresor Torak 16Kelompok x

Page 17: Kompresor Kel 10

ke belakang, atau bengkok ke depan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

. [Turbin, Pompa, dan Kompresor, Fritz Distzel, Dakso Sriyono]

Gambar 2.18 Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal

b. Kompresor Positive Displacement (Kompresor Torak)

Untuk kompresor jenis positif displacement yaitu kompresor torak, cara kerjanya

adalah sebagai berikut, jika torak ditarik ke atas, tekanan dalam silinher dibawah

torak akan menjadi negatif (lebih kecil dari tekanan atmosfir) sehingga udara akan

masuk melalui celah katup isap. Katup ini dipasang pada torak yang sekaligus

berfungsi juga sebagai perapat torak. kemudian jika torak ditekan kebawah, volume

udara yang terkurung dibawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik.

Katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding silinder.

Jika torak ditekan terus volume akan semakin kecil dan tekanan didalam silinder akan

naik. katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding

silinder.

Gambar 2.19 Proses Pemampatan Udara Pada Kompresor Torak

Kompresor Torak 17Kelompok x

Page 18: Kompresor Kel 10

Sebagai penggerak kompresor digunakan motor listrik jenis sangkar bajing

(squirrel cage). Transmisi daya adalah transmisi sabuk. Besar kerja mekanik yang

dilakukan oleh motor dapat ditentukan dengan mengukur torsi. Sedangkan putaran

motor diukur dengan tachometer.

Kondisi-kondisi udara pada stasion-stasion yang penting dapat diketahui dengan

mengukur tekanan dan temperaturnya (bola basah dan bola kering). Laju aliran udara

diukur dengan menggunakan orifis dan manometer. Massa jenis () cairan

manometer adalah 787 kg/m3

2.1.5 Teori Kompresi

1. Hubungan tekanan dan volume.

Jika gas dikompresikan (atau diekspansikan) pada temperatur tetap maka

tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya (Hukum Boyle).

P1 V1 = P2 V2 = Konstan

2. Hubungan temperatur dan volume.

Seperti halnya zat padat dan cair, gas akan mengembang jika dipanaskan pada

tekanan tetap dan pengembangannya jauh lebih besar karena gas mempunyai

koefisien muai yang jauh lebih besar. Hukum charles menyatakan : semua gas

apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1 oC pada tekanan tetap, akan

mengalami pertambahan volume sebesar 1/273 dari volumenya pada 0 oC dan

sebaliknya.

dimana : Vo = Volume gas pada temperatur 0 oC

Kompresor Torak 18Kelompok x

Page 19: Kompresor Kel 10

V1 = Volume gas pada temperatur t1 pada tekanan yang sama

dengan V0 (0 oC)

V2 = Volume gas pada temperatur t2 pada tekanan yang sama

dengan V0 (0 oC)

t1 dan t2 = Temperatur (oC)

3. Persamaan keadaan.

Hukum Boyle-Charles merupakan gabungan dari hukum Charles dan hukum

Boyle yang digunakan untuk gas ideal yang dinyatakan dengan :

PV = m R T

2.1.6 Proses Kompresi Gas

1. Cara Kompresi

Kompresi dapat dilakukan dengan : Isotermal, Isentropik (adiabatik), dan

politropik.

a. Kompresi Isotermal

Bila gas dikompresi, maka ada energi mekanik yang diberikan dari luar ke gas.

Energi ini dirubah menjadi energi panas sehingga temperatur gas naik jika

tekanan semakin tinggi. Namun jika proses kompresi dibarengi dengan

pendinginan untuk mengeluarkan panas, temperatur dapat dijaaga tetap disebut

dengan kompresi isotermal.

P = Konstan

Kompresi ini sangat berguna dalam analisa teoritis, namun secara praktek jauh

sekali perbedaannya.

b. Kompresi Isentropik

Jika silinder diisolasi secara sempurna, maka kompresi akan berlangsung tanpa

ada panas yang keluar dari gas atau masuk ke gas. Proses ini disebut adiabatik.

Kompresor Torak 19Kelompok x

Page 20: Kompresor Kel 10

Dalam praktek proses ini tidak pernah terjadi secara sempurna, namun sering

dipakai dalam kajian teoritis.

P k = Konstan

Dimana :

Jika rumus ini dibandingkan dengan rumus kompresi isotermal dapat dilihat

bahwa untuk pengecilan volume yang sama, kompresi adiabatik akan

menghasilkan tekanan yang lebih tinggi dari pada proses isotermal dengan

demikian kerja yang diperlukan pada kompresi adiabatik juga lebih besar.

c. Kompresi politropik

Karena sesungguhnya kompresi bukan isotermal karena ada kenaikan temperatur,

dan juga bukan adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses

kompresi yang sesungguhnya ada diantara keduanya dan disebut kompresi

politropik.

P n = Konstan

dimana : n = Indeks politropik (1 < n < k)

2. Perubahan Temperatur

Pada waktu kompresi, temperatur gas dapat berubah tergantung pada jenis proses

yang dialami. Hubungan temperatur dan tekanan untuk masing-masing proses :

a. Proses Isotermal, dimana proses ini temperatur dijaga tetap.

b. Proses Isentropik.

Dalam kompresi adiabatik tidak ada panas yang dibuang keluar atau

dimasukkan ke silinder sehingga seluruh kerja mekanis yang diberikan

dalam proses ini akan dipakai untuk menaikkan temperatur gas.

Kompresor Torak 20Kelompok x

Page 21: Kompresor Kel 10

dimana : Td = Temperatur keluar (K)

Ts = Temperatur masuk (K)

Pd = Tekanan keluar (Pa)

Ps = Tekanan masuk (Pa)

c. Proses Politropik.

Jika selama proses kompresi udara didinginkan, misalnya dengan memakai

air pendingin untuk silinder, maka sebagian panas yang timbul akan

dikeluarkan.

2.1.7 Efisiensi Volumetrik dan Adiabatik

a. Efisiensi Volumetrik.

Kompresor Torak 21Kelompok x

Page 22: Kompresor Kel 10

Gambar 2.20 Diagram P – V dari kopresor torak

Keterangan :

1-2 : Isotermal / Kompresi

Pada proses isotermal, piston didorong ke kiri sehingga terjadi pemampatan

udara yang mengakibatkan tekanan meningkat dan volume menurun.

2-3 : Isobarik / Langkah Buang

Pada langkah isobarik udara yang bertekanan tinggi tersebut mengalami

pembakaran dan sisa hassil pembakaran tersebut dibuang melalui katup keluar

sehingga tekanannya konstan dan volume menurun.

3-4 : Expansi Adiabatik

Pada langkah ekspansi adiabatik, piston bergerak ke kanan sehingga terjadi

peningkatan volume udara dan tekanan menurun.

4-1 : Langkah Buang

Setelah itu terjadi proses pembuangan gas sisa melalui katup keluar.

dimana :

Qs = Volume gas yang dihasilkan pada kondisi tekanan dan temperatur isap

(m3/min)

Qth = Perpindahan torak (m3/min)

n = Koefisien ekspansi gas yang tertinggal di dalam volume sisa, untuk

udara n =1,2

b. Efisiensi adiabatik keseluruhan.

Kompresor Torak 22Kelompok x

Page 23: Kompresor Kel 10

Efisiensi adiabatik keseluruhan didefinisikan sebagai daya yang

diperlukan untuk memampatkan gas siklus adiabatik, dibagi dengan daya

yang sesungguhnya diperlukan oleh kompresor pada porosnya.

dimana : Lad = Daya adiabatik teoritis

Ls = Daya yang masuk pada poros kompresor

Ps = Tekanan isap tingkat pertama (Pa)

Pd = Tekanan keluar tingkat terakhir (Pa)

Qs = Debit yang masuk (m3/min)

m = Jumlah tingkat kompresi

Semakin tinggi efisiensi adiabatik keseluruhan, berarti semakin kecil

daya poros yang diperlukan untuk perbandingan kompresi dan debit yag

sama.

Yang sangat penting untuk menunjukkan prestasi dan ekonomi sebuah

kompresor. Efisiensi volumetris hanya koefisien yang diperlukan oleh

perencana kompresor dan tidak penting untuk pemakainya.

Secara umum daya yang dibutuhkan suatu kompresor adalah :

P = g Q H

Dimana : H = p/( g) = tinggi tekan (m (kolom udara))

P = Daya kompresor (kW)

= kerapatan gas (kg/m3)

g = percepatan grafitasi (m/s2)

Q = debit aliran (m3/s)

Kompresor Torak 23Kelompok x

Page 24: Kompresor Kel 10

Pada kompresor sentrifugal tinggi tekan H bisa menentukan konstruksi dari

roda jalan (impeler) kompresor yaitu dengan menggunakan rumus-rumus

perancangan pada pompa sentrifugal. Untuk menghasilkan tekanan yang besar dan

juga untuk menaikkan efisiensi kompresor harus dibuat dengan bahan yang

berkualitas tinggi dan dibuat bayak tingkat (jumlah tingkat = i), dimana tinggi tekan

H masing-masing tingkat : H = H/i

Pada kompresor bertingkat volume udara karena pemampatan akan mengecil,

maka debit udara akan menurun yang menyebabkan roda jalan kompresor bertingkat

akan bertambah kecil dari tigkat yang pertama ke tingkat berikutnya.

Gambar di bawah menunjukkan kerja yang dihemat kompresor bertingkat jika

dibandingkan dengan tidak bertingkat.

Gambar 2.21 Diagram p – v yang menggambarkan proses suatu pemampatan banyak

tingkat dengan pendinginan antara, dan kerja yang dihemat [Turbin, Pompa, dan

Kompresor, Fritz Distzel, Dakso Sriyono]

2.1.8 Teori Tekanan Udara.

Kompresor Torak 24Kelompok x

Page 25: Kompresor Kel 10

Gambar 2.22 Diagram Tekanan Udara

1. Tekanan gas.

Menurut teori ilmu fisika, gas terdiri dari molekul-molekul yang

bergerak terus menurus secara seimbang. Karena gerakan ini, dinding

bejana yang ditempati akan mendapatkan tumbukan terus menerus dan

inilah yang dirasakan sebagai tekanan pada dinding. Jika temperatur gas

dinaikkan, maka gerakan molekul akan semakin cepat dan tumbukan

akan semakin sering dan dengan impuls yang semakin besar. Jadi jika

volume bejana tetap tekanan akan semakin besar.

2. Tekanan mutlak dan tekanan lebih.

a. Tekanan lebih (gage pressure) adalah tekanan ukur dimana harga nol

diambil sama dengan tekanan atmosfir.

b. Tekanan mutlak adalah tekanan ukur dimana harga nol diambil sama

dengan tekanan vakum mutlak (0 atm)

Dalam spesifikasi kompresor, angka yang terpenting adalah laju volume gas

yang dikeluarkan serta tekanan kerjanya. Dengan demikian bisa dihitung keperluan

daya untuk kompresor.

Kompresor Torak 25Kelompok x

Page 26: Kompresor Kel 10

Persyaratan dalam pemilihan kompresor :

1. Tekanan isap dan keluar

2. Jenis dan sifat-sifat gas yang ditangani

3. Temperatur dan kelembaban gas dan kondisi lingkungan tempat instalasi

4. Kapasitas aliran yang diperlukan dan peralatan pengaturnya

5. Cara pendinginan

6. Sumber tenaga dan jenis penggera mula

7. Jenis kompresor, pelumasannya, tingkat kompresi. Permanen atau portable

8. Bahan kompresor dan instalasi

Hal lain yang harus diperhitungkan dalam pemilihan kompresor :

1. Biaya investasi

2. Biaya operasi

3. Biaya maintenance

2.2 Teori dasar alat ukur

a. Tachometer

Tachometer merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kecepatan

putarandengan menggunakan sensor mekanik ataupun infra merah. Apabila

menggunakan sensor infra merah, sinar dari infra merah tadi diarahkan ke poros

yang berputar Jika menggunakan sensor mekanik,sensor ditempelkan pada

poros yang berputar.

Kompresor Torak 26Kelompok x

Page 27: Kompresor Kel 10

Gambar 2.23 Tachometer

b. Termometer Digital

Termometer digital merupakan alt ukur yang digunakan untuk menghitung

temperatur pada stasion 1,2, dan 3.

Gambar 2.24 Termometer digital

c. Pressure Gauge

Pressure gauge merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengetahui

perbedaan tekanan yang melewati pipa.Pressure gauge yang biasa digunakan

dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.25 Pressure Gauge

a. Rotameter

Digunakan mengukur besarnya aliran debit yang terjadi

Kompresor Torak 27Kelompok x

Page 28: Kompresor Kel 10

Gambar 2. 26 Rotameter

b. Neraca pegas

Untuk mengukur besarnya gaya motor yang terjadi pada mesin kompresor

Gambar 2.27 Neraca Pegas

BAB III

METODOLOGI

3.1 Gambar Peralatan Percobaan

Kompresor Torak 28Kelompok x

Page 29: Kompresor Kel 10

Gambar 3.1 Peralatan percobaan

Spesifikasi Kompresor

Kompresor yang digunakan pada pengujian ini mempunyai spesifikasi sebagai

berikut :

- Volume langkah : VL = 2,54 ⋅ 10-5 m3

- Volume clearance : VC = 2,83 ⋅ 10-5 m3

- Tekanan Maksimum = 800 bar

- Jumlah silinder = 2 buah

- Nmotor/Nkompresor , i = 1,47

3.2 Alat Ukur

Alat ukur yang digunakan dalam pengujian, yakni :

a. Tachometer : mengukur putaran

b. Termometer : mengukur temperatur

c. Pressure gauge : mengukur tekanan

d. Neraca pegas

e. Rotameter

Kompresor Torak 29Kelompok x

Page 30: Kompresor Kel 10

3.3 Asumsi – asumsi

- Gesekan udara dengan kompresor diabaikan

3.4 Prosedur Percobaan

A. Pemekriksaan sebelum pengujian

1. Periksalah kondisi peralatan, apakah seluruhnya dalam keadaan baik.

2. Periksa ketinggian cairan termometer.

3. Periksa kondisi air pembasah pada termometer bola basah.

4. Periksa keadaan minyak pelumas kompresor, pelumas yang dipakai adalah

oli SAE 30 atau yang sejenis.

5. Periksa tegangan listrik yang diminta, apakah sesuai dengan tegangan

motor yang digunakan.

B. Menjalankan kompresor

1. Buka katub pengontrol aliran udara pada penampung . Periksa apakah tekanan

udara pada penampung menunjukkan angka nol.

2. Tutup katub udara aliran keluar penampung jika tekanan uji menunjukkan

angka nol.

3. Masukkan tombol listrik untuk menghidupkan motor.

4. Seimbangkan kedudukan motor dengan menggunakan pemberat.

5. Pada saat tekanan keluar kompresor (P2) mencapai harga yang dikehendaki,

buka katub pengatur perlahan hingga tekanannya konstan.

6. Sesuaikan kembali keseimbangan motor dengan menambahkan pemberat

kemudian hitung berat beban pada saat setimbang.

7. Ukur tekanan dan temperatur pada tiap satuan.

8. Untuk menghentikan motor tombol dari sumber listrik dilepas.

9. Jika telah selesai percobaan , buang udara penampung dengan membuka katub

pada bagian bawah tangki.

Kompresor Torak 30Kelompok x

Page 31: Kompresor Kel 10

BAB IV

DATA DAN HASIL PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

No P1 (atm) P2 (bar) P3 (bar) Q (L/min) T1 (0C) Tdb1 (

0C) Twb1 (0C) Tdb2 (

0C) Twb2 (0C) Tdb3 (

0C) Twb3 (0C) F (kg) N (rpm)

1 1 1 0,5 30 27 27 27 38 23 27 28 4 9802 1 1,5 1 40 27 27 27 41 20 27 28 4 9453 1 1,6 1,5 40 27 27 27 42 18 27 28 4 9504 1 2,1 2 50 27 27 27 45 14 27 28 4 970

4.2 Contoh perhitungan

Data yang digunakan dalam perhitungan ini adalah data no 4.

Kompresor Torak 31Kelompok x

Page 32: Kompresor Kel 10

Diketahui :

P1 = 1 atm = 101.325 Pa

P2 = 2,1 Bar = 311.325 Pa

P3 = 2 Bar = 301325 Pa

ΔQ = 50 L/min = 0.0008334 m3/s

T1 = 27o = 300 K

Tdb 2 = 45 C= 318 K

Twb 2 = 14 C = 287 K

Tdb 3 = 27 C = 300 K

Twb 3 = 28 C = 301 K

F = 4 kg = 39,24 N

N = 970 rpm

1. Penentuan indeks politropik (n)

,

Yi = a XI

= 0,0510

Kompresor Torak 32Kelompok x

Page 33: Kompresor Kel 10

n = 1,05377

2. Pembuatan Diagram P vs V

a. Isotermal

n = 1

A = P1 V1n V1 = 2,543.10-4 m3

= 101325. (2,543.10-4 m3)1

= 25.767

P3 = P2 = 311325 Pa

V3 = 2.83.10-5 m3

B = P3 V3n

B = 311325.(2.83.10-5 m3)1

= 8.810

V2 = 8,28 x 10-5 V4 = 8,6953 x 10-5

Garis 1-2 untuk tekanan

P1 =101.325 Pa

P2 = 311.325 Pa

∆P = P2 – P1 /4

= (311.325-101.325)/4

= 52500 Pa

Pa = P1 + ∆P

= 101.325+ 52500

= 153825 Pa

Garis 1-2 Untuk Volome ;

V1 = 0.0002543 m3

Kompresor Torak 33Kelompok x

Page 34: Kompresor Kel 10

V2 = 0,0000828 m3

Va

= 0.0002543 m3

Garis 3-4 untuk tekanan

ΔP = 50000 Pa

Garis 3-4 untuk volume

Va =

= 0.0000292 m3

b. Isentropis

n = 1.4

A = P1 V1n V1 = 2,543.10-4 m3

= 101325. (2,543.10-4 m3)1.4

= 0.94015

P3 = P2 = 311325 pa

V3 = 2.85.10-5 m3

B = P3 V3n

B = 311325 Pa.(2.85.10-5 m3)1.4

= 0.1336

Kompresor Torak 34Kelompok x

Page 35: Kompresor Kel 10

= 0,000114 = 0,000063

Menentukan titik-titik sepanjang garis 1-2

Untuk tekanan :

P1 =101.325 Pa

P2 = 311.325 Pa

Pa = P1 + ∆P

= 101.325+ (301.325-101.325)/4

= 153825 Pa

Untuk Volome ;

V1 = 0.0002543 m3

V2 = 0.00028 m3

Va =

= 0.0001887 m3

Menentukan titik-titik sepanjang garis 3-4

Untuk tekanan :

P4 = 101325 Pa

P3 = 301325 Pa

∆P = P3-P4/4

= 301325 - 101325/4

= 50000 Pa

Untuk Volome ;

V3 = 0.0000283 m3

V4 = 0.0000886 m3

Kompresor Torak 35Kelompok x

Page 36: Kompresor Kel 10

Va =

= 2,9 x 10 -5 m3

c. Politropik

n = 1,04

A = P1 V1n V1 = 2,543.10-4 m3

= 101325. (2,543.10-4 m3)1.04

= 18,5045

P3 = P2 = 311325 Pa

P4 = P1 = 101325 Pa

V3 = 2.83.10-5 m3

B = P3 V3n

B = 311325.(2.83.10-5 m3)1.04

= 5,7952

8,64.10-5

Menentukan titik-titik sepanjang garis 1-2

Untuk tekanan :

P1 =101325 Pa

P2 = 301325 Pa

∆P = P2-P1/4

= 311325-101325/4

= 52500 Pa

Pa = P1

= 101325 Pa

Kompresor Torak 36Kelompok x

Page 37: Kompresor Kel 10

Untuk Volome ;

V1 = 0,000254 m3

V2 = 0.0000877 m3

Va =

= 0.000254 m3

Menentukan titik-titik sepanjang garis 3-4

Untuk tekanan :

P4 = 101325 Pa

P3 = 30325 Pa

∆P = P3-P4/4

= 301325-101325)/4

= 50000 Pa

Pa = P3

= 301325 Pa

Untuk Volome ;

V3 = 0.0000283 m3

V4 = 0.0008328 m3

Va =

= 2,92 x 10 -5 m3

1. Laju aliran massa udara

ρu = 1.204 kg/s

Ma = Qx . ρu (kg/s)

= 0,8333 L/min . 1,204 kg/s

Kompresor Torak 37Kelompok x

Page 38: Kompresor Kel 10

= 0,001003 kg/s

Rasio kompresi ( rp )

2. Kerja politropik

(kW)

= 0,099836 kW

3. Kerja isothermal

(kW)

= 0,097004 kW

4. kerja Mekanis

(kW)

= 1,29032 kW

5. Efisiensi politropik

(%)

Kompresor Torak 38Kelompok x

Page 39: Kompresor Kel 10

= 7,73722 %

6. Efisiensi isothermal

(%)

= 7,517753 %

7. Efisiensi volumetris

(%)

= 23,3491 %

Kompresor Torak 39Kelompok x

Page 40: Kompresor Kel 10

4.3 Tabel Hasil Perhitungan

No P1 (Pa) P2 (Pa) P3 (Pa) Q (m3/s) T1 (K) Tdb1 (K) Twb1 (K) Tdb2 (K) Twb2 (K) Tdb3 (K) Twb3 (K) F (N) N (rpm)1 101325 201325 151325 0,0005 300 300 300 311 296 300 301 39,24 9802 101325 251325 201325 0,0006667 300 300 300 314 293 300 301 39,24 9453 101325 261325 251325 0,0006667 300 300 300 315 291 300 301 39,24 9504 101325 311325 301325 0,0008333 300 300 300 318 287 300 301 39,24 970

Penentuan Index Politropik

No Xi Yi XiYi Xi2 a n

1 0,686587 0,03601 0,024724 0,4714022 0,0510268 1,05377052 0,908414 0,045611 0,041433 0,8252155 0,0510268 1,05377053 0,947432 0,04879 0,046225 0,8976268 0,0510268 1,05377054 1,122504 0,058269 0,065407 1,2600157 0,0510268 1,0537705

Σ = 3,664937 0,18868 0,17779 3,4542602 0,0510268 1,0537705

No ma(kg/s) Wpol(kW) Wiso(kW) Wme(KW) ηpol(%) ηiso(%) ηvol(%) rp

1 0,000602 0,036231 0,0356 1,3036313 2,7792182 2,7308185 13,866522 1,98692332 0,000803 0,06428 0,062802 1,257073 5,1134986 4,9959 19,173463 2,48038493 0,000803 0,067109 0,0655 1,2637242 5,3103884 5,1830588 19,07255 2,57907724 0,001003 0,099836 0,097004 1,2903289 7,7372242 7,5177539 23,349127 3,0725389

Kompresor Torak 40Kelompok x

Page 41: Kompresor Kel 10

Pembuatan Grafik P-V1. Isothermal

Garis 1-2 Garis 3-4No A B V2 V4 Vx1 Vx2 Vx3 Vx4 Vx5 Vx1 Vx2 Vx3 Vx4 Vx5

1 25,76695 5,70E+00 0,000128 5,623E-05 0,0002543 0,000204 0,0001703 0,0001461 0,000128 3,77E-05 4,1E-05 4,5E-05 5,01E-05 5,623E-052 25,76695 7,11E+00 0,000103 7,019E-05 0,0002543 0,0001856 0,0001461 0,0001205 0,000103 2,83E-05 3,14E-05 3,5E-05 4,03E-05 7,0195E-053 25,76695 7,40E+00 9,86E-05 7,299E-05 0,0002543 0,0001823 0,0001421 0,0001164 9,86E-05 2,94E-05 3,46E-05 4,2E-05 5,33E-05 7,2988E-054 25,76695 8,81E+00 8,28E-05 8,695E-05 0,0002543 0,0001675 0,0001249 9,955E-05 8,28E-05 2,92E-05 3,51E-05 4,4E-05 5,82E-05 8,6953E-05

n V1 V3 Range Px1 Px2 Px3 Px4 Px5 Range Px1 Px2 Px3 Px4 Px51 2,54E-04 2,83E-05 25000 101325 126325 151325 176325 201325 12500 151325 138825 126325 113825 1013251 2,54E-04 2,83E-05 37500 101325 138825 176325 213825 251325 25000 251325 226325 201325 176325 1013251 2,54E-04 2,83E-05 40000 101325 141325 181325 221325 261325 37500 251325 213825 176325 138825 101325

1 2,54E-04 2,83E-05 52500 101325 153825 206325 258825 311325 50000 301325 251325 201325 151325 101325

Garis 3-4Garis 1-2

2. IsentropisGaris 1-2 Garis 3-4

No A B V2 V4 Vx1 Vx2 Vx3 Vx4 Vx5 Vx1 Vx2 Vx3 Vx4 Vx5

1 0,940159 8,64E-02 0,000156 4,621E-05 0,0002543 0,0002172 0,000191 0,0001712 0,000156 3,47E-05 3,69E-05 3,9E-05 4,25E-05 4,6214E-052 0,940159 1,08E-01 0,000133 5,415E-05 0,0002543 0,0002031 0,0001712 0,0001492 0,000133 2,83E-05 3,05E-05 3,3E-05 3,65E-05 4,0659E-053 0,940159 1,12E-01 0,000129 5,568E-05 0,0002543 0,0002005 0,0001678 0,0001455 0,000129 2,91E-05 3,27E-05 3,7E-05 4,45E-05 5,5679E-054 0,940159 1,34E-01 0,000114 6,31E-05 0,0002543 0,0001887 0,000153 0,0001301 0,000114 2,9E-05 3,3E-05 3,9E-05 4,74E-05 6,3096E-05

n V1 V3 Range Px1 Px2 Px3 Px4 Px5 Range Px1 Px2 Px3 Px4 Px51,4 2,54E-04 2,83E-05 25000 101325 126325 151325 176325 201325 12500 151325 138825 126325 113825 1013251,4 2,54E-04 2,83E-05 37500 101325 138825 176325 213825 251325 25000 251325 226325 201325 176325 1513251,4 2,54E-04 2,83E-05 40000 101325 141325 181325 221325 261325 37500 251325 213825 176325 138825 101325

1,4 2,54E-04 2,83E-05 52500 101325 153825 206325 258825 311325 50000 301325 251325 201325 151325 101325

Garis 1-2 Garis 3-4

Kompresor Torak 41Kelompok x

Page 42: Kompresor Kel 10

3.PolitropisGaris 1-2 Garis 3-4

No A B V2 V4 Vx1 Vx2 Vx3 Vx4 Vx5 Vx1 Vx2 Vx3 Vx4 Vx5

1 18,50448 3,75E+00 0,000131 5,476E-05 0,0002543 0,0002057 0,0001729 0,0001493 0,000131 3,72E-05 4,05E-05 4,4E-05 4,9E-05 5,4764E-052 18,50448 4,68E+00 0,000106 6,778E-05 0,0002543 0,0001879 0,0001493 0,000124 0,000106 3,5E-05 3,98E-05 4,6E-05 5,48E-05 6,7785E-053 18,50448 4,86E+00 0,000102 7,038E-05 0,0002543 0,0001847 0,0001453 0,00012 0,000102 2,94E-05 3,43E-05 4,1E-05 5,2E-05 7,0376E-054 18,50448 5,80E+00 8,64E-05 8,328E-05 0,0002543 0,0001702 0,0001283 0,0001032 8,64E-05 2,92E-05 3,48E-05 4,3E-05 5,66E-05 8,3279E-05

`n V1 V3 Range Px1 Px2 Px3 Px4 Px5 Range Px1 Px2 Px3 Px4 Px5

1,04 2,54E-04 2,83E-05 25000 101325 126325 151325 176325 201325 12500 151325 138825 126325 113825 1013251,04 2,54E-04 2,83E-05 37500 101325 138825 176325 213825 251325 25000 201325 176325 151325 126325 1013251,04 2,54E-04 2,83E-05 40000 101325 141325 181325 221325 261325 37500 251325 213825 176325 138825 1013251,04 2,54E-04 2,83E-05 52500 101325 153825 206325 258825 311325 50000 301325 251325 201325 151325 101325

Garis 3-4Garis 1-2

4.4 Grafik

Kompresor Torak 42Kelompok x

Page 43: Kompresor Kel 10

Kompresor Torak 43Kelompok x

Page 44: Kompresor Kel 10

Kompresor Torak 44Kelompok x

Page 45: Kompresor Kel 10

Diagram P-V Isotermal

Kompresor Torak 45Kelompok x

Page 46: Kompresor Kel 10

Diagram P-V Isentropik

Diagram P-V Politropik

Kompresor Torak 46Kelompok x

Page 47: Kompresor Kel 10

4.5 Analisa dan Pembahasan

Kompresor Torak 47Kelompok x

Page 48: Kompresor Kel 10

Dalam percobaan kompresor torak ini menggunakan kompresor jenis

displacement ( piston ) dengan menggunakan motor sebagai penggerak. Pengujian ini

dilakukan dengan memvariasikan tekanan keluaran dari kompresor.

Secara umum semakin besar tekanan keluaran kompresor maka nilai temperatur

keluaran kompresor yaitu Tdb 2, Twb 2, Tdb 3, Twb3 akan cenderung meningkat.

Begitu juga dengan nilai gaya penyeimbang pada motor ( F ), semakin besar tekanan

keluaran, gaya yang dibutuhkan juga semakin besar. Nilai putaran motor penggerak

kompresor cenderung berubah – ubah seiring dengan kenaikan P 2, tetapi perubahan

yang terjadi cenderung naik.

Dari percobaan yang dilakukan pada kompresor torak didapatkan beberapa

grafik hubungan, yaitu :

1. Grafik W pol vs r p

Disini terlihat harga Wpol akan naik jika rp yang dihasilkan besar, berarti Wpol

berbanding lurus dengan rp. Hal ini dapat dilihat pada grafik yang didapatkan

antara W pol dengan rp.

2. Grafik m a vs r p

Grafik yang terdapat hubungan yang berbanding lurus anatara ma Vs rp yaitu

semakin besar ma, rp nya juga akan semakin besar. Hal ini dapat kita lihat dari

grafik yang didapatkan dari percobaan.

3. Grafik W iso vs r p

Sama halnya Wpol vs rp, hasil yang didapatkan tidak jauh berbeda dimana

keduanya berbanding lurus Secara keseluruhan hubungan antara nilai rp dengan

Wiso dapat dilihat pada grafik dimana diperoleh hubungan yang berbanding lurus,

yaitu semakin besar nilai rasio kompresi (rp) maka kerja isotermal (Wiso) yang

dihasilkan juga akan semakin besar. Hal ini juga sesuai dengan literature dimana :

Kompresor Torak 48Kelompok x

Page 49: Kompresor Kel 10

Dari rumus di atas, dapat kita lihat bahwa jika rasio kompresi semakin besar,

maka kerja isothermal yang dihasilkan akan semakin besar pula atau berbanding

lurus.

4. Grafik W mek vs r

Hubungan antara Wmek dengan rp dapat dilihat dari grafik dimana Wmek

mengalami penurunan yang sangat drastis. Secara teori, jika rasio kompresi

semakin besar maka dihasilkan gaya penyeimbang (F) pada motor yang semakin

tinggi. Gaya ini nantinya akan menghasilkan kerja mekanik yang semakin tinggi

pula. Hal ini kemungkinan kesalahan praktikan dalam pengambilan data

percobaan.

5. Grafik η pol vs r p

Efisiensi politropik ( η pol ) didapatkan semakin naik dengan naiknya rasio dari

kompresor. Hal ini dikarenakan nilai W pol yang semakin naik. Jadi untuk grafik

efisiensi politropik ( ηpol ) vs rasio kompresi (rp) ini didapatkan hubungan yang

berbanding lurus, dimana semakin besar kenaikan yang terjadi pada rasio

kompresi maka semakin besar pula efisiensi politropiknya. Kenaikan efisiensi

politropik ini disebabkan adanya kenaikan kerja politropik. Kenaikan kerja

politropik sejalan dengan kenaikan kompresi atau berbanding lurus seperti yang

telah diuraikan di atas, sehingga efisiensi politropik akan sebanding dengan rasio

kompresi.

6. Grafik η iso vs r p

Grafik perbandingan antara efisiensi politropik dengan rasio kompresi

menunjukkan hal yang sama dengan grafik perbandingan antara efisiensi isotermal

dengan rasio kompresi, dimana hubungan yang terjadi adalah berbanding lurus.

Hal ini dikarenakan semakin besar rasio kompresi maka kerja isotermal (W iso)

yang dihasilkan juga semakin besar, dimana Wiso berbanding lurus dengan rp.

Kompresor Torak 49Kelompok x

Page 50: Kompresor Kel 10

7. Grafik ηvol vs rp

Dari grafik hasil percobaan diperoleh perbandingan dimana nilai efisiensi

volumetrik akan semakin besar seiring dengan kenaikan rp. Hal ini desebabkan

oleh nilai efisiensi volumetrik yang berbanding terbalik dengan putaran motor (n).

Jika kecepatan putaran motor semakin besar, maka pergerakan piston juga

semakin cepat dan tekanan yang dihasilkan juga semakin tinggi. Jika tekanan

semakin tinggi, maka rasio kompresi nya semakin besar pula. Hal ini

membuktikan bahwa efisiensi volumetrik berbanding lurus dengan rasio kompresi.

8. Grafik P Vs Viso, P Vs Visent, P Vs Vpolitropis

Pada grafik ini hasil P yang didapatkan pada ke 3 nya adalah sama, sedangkan

pada V yang didapat pada V iso termal, V isentropis, V Politropis berbeda karena

V dipengaruhi oleh nilai B yang didapat, karena B yang didapat berbeda-beda dan

dipengaruhi oleh n yang didapatkan. Secara umum, jika volume maksimum

dibedakan dan volume minimum dikecilkan maka akan menyebabkan naiknya

rasio kompresi, dimana ini akan mengakibatkan naiknya kerja dan efisiensi. Ini

dapat disebabkan oleh cepatnya proses kompresi ( beberapa ratus sampai seribu

per menit ) di dalam silinder. Selain itu didalam kompresor sendiri terjadi proses

adiabatic yang tidak dapat dihindarkan

Dari grafik hubungan antar parameter dengan rasio kompresi dan diagram P-V yang

ditampilkan, terdapat perbedaan antara teori dengan percobaan yang dilakukan.

Perbedaan ini dapat saja terjadi pada saat pengambilan data. Pengambilan data

dilakukan dengan cara mengukur

Kompresor Torak 50Kelompok x

Page 51: Kompresor Kel 10

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum kompresor ini dapat kita simpulkan bahwa :

1. Kompresor memiliki beberapa jenis yaitu :

A. Positive Displacement

a. Rotari (Scroll, Sliding vane, Helical screw, Liquid ring, Lobe)

b. Reciprocating (Single acting, Double acting, Diapragm)

B. dynamic

a. Centrifugal

b. Axial

2. Adapun karakteristik dari kompresor torak ini yaitu untuk menaikan tekanan.

5.2 Saran

Dalam melakukan praktikum kecermatan, ketelitian, dan keseriusan sangat

menentukan keakuratan data yang akan diperoleh.Oleh sebab itu perlu diterapkan

dalam pelaksanaanya guna mengetahui dan memahami tujuan dari praktikum yang

dilakukan.

Kompresor Torak 51Kelompok x

Page 52: Kompresor Kel 10

DAFTAR PUSTAKA

Yunus A. Çengel and Michael A. Boles. Thermodynamics: An Engineering

Approach, 5th edition. Mcgraw - Hill Companies S.A . U.S.A.

Team assisten LKE. Panduan Praktikum Prestasi Mesin 2011/2012. Laboratorium

Motor Bakar & Otomotif dan Laboratorium Teknik Pendingin, JTM FT-UA,

Universtas Andalas. Padang: 2010.

www.thermalfluids.net

Kompresor Torak 52Kelompok x