kompresor oyi

8/10/2019 KOMPRESOR oyi

1/35

SEMESTER GANJIL

2014/2015LAPORAN PRAKTIKUM KOMPRESSOR TORAK

LABORATORIUM MESIN-MESIN FLUIDA

TEKNIK MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

BAB II

PENGUJIAN KOMPRESOR TORAK

2.1 PENDAHULUAN

2.1.1Tinjauan Umum

Praktikum sangat membantu mahasiswa dalam mendapatkan gambaran

yang nyata tentang alat/mesin yang di pelajari saat perkuliahan, dengan demikian

dalam praktikum kompresor torak

Kompresor adalah jenis mesin konversi energi yang berfungsi untuk

memampatkan udara atau gas prinsip kerjanya adalah mengubah energi mekanis

pada poros menjadi energi tekan gas yang di kompresi.pada kompresor ini

digerakan oleh motor listrik yang dihubungkan dengan poros engkol yang di

hubungkan dengan torak. Sehingga bekerja bolak balik.Dalam hal ini isap dan

buang di pasang pada kepala silinder.

2.1.2Tujuan Percobaan

Mengetahui karakteristik kompresor secara umum, dalam pengertian

mencari grafik hubungan antara:

a)Kapasitas aliran massa udara lewat orificeterhadap tekanan buang kompresor

(discarge Pressure).

b)Kapasitas aliran udara pada sisi isap terhadaptekanan buang kompresor

(discarge Pressure).

c)Daya udara adiabatik teoritis terhadaptekanan buang kompresor (discarge

Pressure).

d)

Efisiensi adiabatik terhadap tekanan buang kompresor (discarge Pressure).

e)Efisiensi volumetrik terhadap tekanan buang kompresor (discarge Pressure).


2/35

SEMESTER GANJIL




2.2TINJAUAN PUSTAKA

2.2.1 Dasar Teori Kompresor

2.2.1.1 Pengertian Kompresor

Kompresor adalah jenis mesin fluida yang berfungsi untuk

memampatkan udara atau gas.Prinsip kerjanya adalah merubah energi mekanik

menjadi energitekan yang di kompresi.

2.2.1.2 Sifat-sifat fisik udara

a.

Berat jenis udara

Berat jenis udara suatu gas harus disebutkan pula tekanan dan

temperaturnya.Semakin berat jenis udara maka semakin besar pula kerja

kompresor.

b. Panas jenis udara

Panas jenis udara di definisikansebagaijumlah panas yang diperlukan

untuk menaikkan temperature1 gram udara = 1oC

c. Kelembaban udara

Sejumlah uap air selalu terdapat di dalam atmosfer.Derajat

kekeringan/kebasahan udara dalam atmosfer disebut kelembapan.

Kelembapan dapat dinyatakan menurut 2 cara yaitu :

- Kelembapan mutlak : berat uap air (dalam kg/g) di dalam 1m3 udara

lembap

- Kelembapan relatif : perbandingan antar kelembapan mutlak udara lembap

dan kelembapan mutlak udara jenuh pada temperatur yang sama dan

dinyatakan dalam %

d. Tekanan Udara

1.Tekanan gas

Jika suatu gas/udara menempati suatu bejana tertutup, maka pada

dinding bejana tersebut bekerja suatu gaya. Gaya persatuan luas dinding

ini dinamakan tekanan.

2.Tekanan atmosfer

Tekanan atmosfer yang bekerja di permukaan bumi dapat dipandang

sebagai berat kolom udara mulai dari permukaan bumi sampai batas

atmosfer yang paling atas. Untuk kondisi standar, gaya berat udara kolom


3/35

SEMESTER GANJIL




ini pada setiap 1cm2 luas permukaan bumi adalah 1,033 kgf.Tekanan

atmosfer juga bisa dinyatakan dengan tinggi kolom air raksa (mmHg)

dimana 1 atm = 760 mmHg.

e. Kekentalan

Kekentalan dapat didefinisikan sebagai kelengketan suatu fluida

yang mempengaruhi pergerakan fluida di dalam atau di luar saluran dalam

satuan waktu.

f.

Kompresibilitas

Kompresibilitas adalah perubahan fluida yang terjadi dikarenakan

perubahan gaya tekan yang nantinya akan merubah densitas, volume dan

suhu fluida tersebut.

Gambar 2.1 :Rambatan gelombang suara

Sumber : Diktat Prof. ING Wardana, Dinamika Gas


4/35

SEMESTER GANJIL




2.2.1.3 Klasifikasi kompresor

Secara umum kompresor dibagi menjadi 2 yaitu :

a. Positive Displacement Compressor

Positive displacement compressor adalah kompresor yang

mengkonversi energi mekanik berupa gerakan piston/torak menjadi energi

tekanan pada fluida (udara) bertekanan.

Reciprocating compresor

Gambar 2.2 :Reciprocating compresor

Sumber :Anonymous8(2013)

Kompresor ini menggunakan piston yang dikendalikan oleh

crankshaft untuk menghasilkan tekanan udara.Piston ini bergerak di dalam

tabung untuk mendorong dan memberi tekanan pada udara sehingga udara

tersebut mempunyai tekanan yang lebih tinggi.

Single act compresormenggunakan piston yang biasa digunakan pada

otomotif yang dihubungkan pada crankshaft.Pada model ini kompresi udara

terjadi pada bagian atas piston.Pendinginan yang digunakan pada

kompresor ini dapat berupa pendingin udara maupun pendingin

air.Pelumasan pada kompresor jenis ini diatur oleh pompa oli.

Untuk double act reciprocating, piston yang digunakan berjumlah 2

buah.Kompresi udara pada kompresor ini terjadi pada kedua bagian

piston.Proses kompresi ini terdiri dari 2 buah piston, batang piston,

crosshead, batang penghubung dan crankshaft.

Pada diaphragm compresor, kompresi udara dilakukan dengan

menggunakan membran yang bergerak berputar untuk menarik udara

masuk ke daerah kompresi dan memberinya tekanan untuk selanjutnya

disimpan pada bagian tabung penyimpanan.


5/35

SEMESTER GANJIL




Rotary Compresor(Rotary ScrewCompressor)

Gambar 2.3 : Rotary screw compressor

Sumber :Anonymous 9 ( 2013)

Pada kompresor jenis ini sistem kompresi udaranya menggunakan

mekanisme putaran mesin.Mekanisme ini menggunakan single screw

element maupun two counter rotaring screw elementyang terdapat dalam

sebuah ruangan khusus.Rotari pada bagian ini mengakibatkan terjadinya

penurunan volume pada saluran angin.Kekosongan ini kemudian diisi oleh

udara yang masuk melalui intakedan diberi tekanan sehingga terdorong ke

bagian tabung penyimpanan.

b. Dynamic compressor

Dynamiccompressor adalah kompresor yang mengkonversi energi

dari energi potensial fluida (udara) menjadi energi kinetik berupa putaran

impeler lalu menjadi energi tekanan pada fluida (udara) bertekanan.

Centrifugal Compressor

Pada Centrifugal kompresor, kompresi udara dilakukan denganmenggunakan putaran lempengan logam dalam sebuah tempat khusus

untuk mendorong udara ke dalam saluran intake kompresor dengan

meningkatkan tekanan pada udara tersebut.


6/35

SEMESTER GANJIL




Gambar 2.4 :Centrifugal compresor

Sumber :Anonymous10 ( 2013)

Axial compresor

Gambar 2.5 :Axial kompresor

Sumber :Anonymous 11 ( 2013)

Mekanisme kerja dari kompresor jenis ini adalah dengan

memanfaatkan lempengan rotor yang terbentuk kipas dimana lempengan

rotor ini berputar untuk memberikan tenaganya sehingga udara dapat

masuk intake dengan cepat.Tekanan yang diberikan pada udara ini

mengakibatkan tekanan yang terdapat pada tabung kompresor juga

meningkat.

2.2.2 Kompresor Torak dan Prinsip Kerjanya

2.2.2.1 Bagian-bagian Kompresor Torak

a. Silinder dan kepala silinder

Silinder mempunyai bentuk silindris dan merupakan bejana kedap

udara dimana torak bergerak bolak-balik untuk menghisap dan

memampatkan udara.Silinder harus cukup kuat untuk menahan tekanan

yang ada. Tutup silinder (atau kepala silinder) terbagi menjadi dua ruangan,


7/35

SEMESTER GANJIL




satu sebagai sisi isap dan yang lain sebagai sisi keluar. Sisi isap dilengkapi

dengan katup isap dan pada sisi keluar terdapat katup keluar.

Gambar 2.6 : Silinder dan kepala silinder dengan pendingin udaraSumber :Anonymous12 (2013)

b.

Torak dan cincin torak

Torak sebagai elemen yang memproses gas / udara pada saat suction

(pemasukan) dan pengeluaran. Cincin torak dipasang pada alir alir keliling

torak dengan fungsi mencegah kebocoran.

Gambar 2.7 :Torak dan cincin torak

Sumber :Anonymous13 (2013)

c.

Katup

Katup isap dan katup keluar dapat membuka dan menutup sendiri

sebagai akibat dari perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dan

bagian luar silinder.


8/35

SEMESTER GANJIL




Gambar 2.8 : Katup cincin


d. Poros Engkol

Berfungsi sebagai menggubah gerakan putar menjadi gerakan bolak

balik.

Gambar 2.9 : Poros engkol

Sumber :Anonymous15(2013)

e. Kepala silang (cross head)

Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak.

kepala silang dapat meluncur pada bantal luncurnya.

Gambar 2.10 :Kepala silang



9/35

SEMESTER GANJIL




f. Batang Penghubug

Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui

kepala silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga

mampu menahan beban pada saat kompresi.

2.2.2.2 Prinsip Kerja Kompresor Torak

Prinsip konversi energi dari kompresor torak adalah merubah energi

potensial dalam bentuk gas bertekanan.Masukan energi mekanik tersebut

menimbulkan manfaat energi potensial.Kompresor torak atau kompresor bolak-

balik pada dasarnya dibuat sedemikian rupa sehingga gerakan putar dengan

menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang menghasilkan gerakan

bolak-balik pada torak.Gerakan torak ini menghisap udara ke dalam silinder dan

memampatkan kerja kompresi.

(1) Isap

Bila poros engkol bekerja dalam arah panah torak bergerak ke bawah

oleh tarikan engkol maka terjadilah tekanan negatif (di bawah tekanan

atmosfer) di dalam silinder.Maka katup isap terbuka oleh perbedaan

tekanan sehingga udara terhisap.

Gambar 2.11 :Poros engkolSumber :Anonymous 17(2013)

(2)

Kompresi

Bila torak bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas katup isap

tertutup dan udara di dalam silinder termampatkan.


10/35

SEMESTER GANJIL




Gambar 2.12:Poros engkol


(3) Keluar

Bila torak bergerak ke atas, tekanan di dalam silinder akan naik.

Maka katup keluar akan terbuka oleh tekanan udara dan batang penggerak

dan kompresor kerja ganda dihubungkan batang torak melalui sebuah

kepala silang kompresi di dalam kepala silinder dilakukan oleh kedua sisi

torak. Ujung silinder yang ditembus batang torak harus diberi packing

untuk mencegah kebocoran udara.



(4)

Ekspansi

Sesaat setelah udara terkompresi keluar, torak bergerak ke bawah sebelum

langkah isap


11/35

SEMESTER GANJIL






2.2.3 Teori dan Persamaan yang Mendukung Percobaan

2.2.3.1 Persamaan Kontinuitas

Hukum kontinuitas mengatakan bahwa jumlah massa pada setiap

penampang adalah sama, dirumuskan :

Dimana : - = massa jenis fluida (kg/m)- A = luas penampang (m)

- V = Kecepatan aliran fluida(m/s)

Dengan syarat bahwa alirannya bersifatsteady.

2.3.2.2 Hukum Termodinamika (I, II dan III)

A. Hukum Termodinamika IBila kita berikan sejumlah panas kecil sebesar dQ pada suatu sistem,

maka sistem maka sistem tersebut akan berekspansi melakukan suatu kerja

luar yang kecil sebesar dW. Di samping itu, pemanasan terhadap sistem juga

akan menimbulkan hal-hal :

1. Pertambahan kecepatan molekul dari sistem

2. Pertambahan jarak antar molekul karena sistem berekspansi

Sehingga panas dQ yang diberikan akan menyebabkan terjadi :


12/35

SEMESTER GANJIL




1. Pertambahan energi ke dalam sistem

2.

Pertambahan energi kinematik molekul

3. Pertambahan energi potensial

4. Pertambahan energi fluida

Persamaan energi hukum termodinamika I

dQ = dU + dEK + dEP + dEF + dW

Bila pada sistem mengalami EK, EP dan EF konstan (dEK = 0, dEP = 0, dEF

= 0) maka disebut sistem diisolasi sehingga hukum termodinamika I :

dQ = dU + dW

B. Hukum Termodinamika II

Hukum termodinamika II merupakan batasan-batasan tentang arah yang

dijalani suatu proses dan memberikan kriteria apakah proses itu reversibel atau

irreversibel. Salah satu akibat dari hukum termodinamika II adalah konsep

entropi. Perubahan entropi menentukan arah yang dijalani suatu proses untuk

melakukan perpindahan kerja W dari suatu sistem pada kalor. Maka kalor

yang harus diberikan kepada suatu sistem selalu lebih besar.

Qdiserap > W yang dihasilkan

siklus< 100%

C.Hukum Termodinamika III

Hukum termodinamika III terikat dengan temperatur nol absolut. Semua

proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.

Hukum ini juga merupakan bukti bahwa entropi benda berstruktur kristal

sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

D.Proses-proses pada hukum termodinamika

a. Hukum Termodinamika I

-Isobarik

Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap


13/35

SEMESTER GANJIL




Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-Gay Lussac

Jika digambar dalam grafik hubungan P dan V adalah :

W = Q -U = m.(Cp Cv).(T2-T1)

-

Isokhorik/isovolumetrik

Pada proses ini volume pada sistem konstan

Dengan demikian pada proses ini berlaku hukum Boyle-Gay Lussac

Dalam grafik hubungan P dan V didapat sebagai berikut :

V = 0 W = 0(tidak ada usaha luas selama prose)

Q = U2.U1 Q = U U = m.Cv.(T1-T2)

-Isotermik

Selama proses suhunya konstan


14/35

SEMESTER GANJIL




Maka persamaannya menjadi :

P1.V1= P2.V2

Dalam grafik hubungan P dan V didapat sebagai berikut :

Persamaan :

T1= T2 V = 0

( )

( )

( ) ( )

Ln x = 2,303 log x

-

Adiabatik

Selama proses tidak ada panas yang keluar/masuk sistem jadi Q = 0

Tidak adanya panas yang keluar/masuk sistem maka berlaku hukum

Boyle-Gay Lussac:


15/35

SEMESTER GANJIL




Jika digambar pada grafik P dan V maka didapat sebagai berikut

Q = 0 0 = U + W

V2.V1= -W

T1.V1-1= T2.V2

-1

b. Hukum Termodinamika II

Menurut Carnot, untuk efisiensi mesin Carnot berlaku pada

( )Dimana :

T =suhu =efisiensi

P =tekanan

V =volume

W = usaha

2.2.4 Rumus Perhitungan


16/35

SEMESTER GANJIL




Dimana :

T = temperatur ruangan (K)

ts = temperatur atmosfer (oC)

R = konstanta gas universal

udara = rapat massa udara pada sisi isap (kg.m-3)

saluran = rapat massa udara pada saluran (kg.m-3)

SG =spesifik gravity

X = kelembaban relatif (%)

Pbar = tekanan barometer (mmHg)

Ps = tekanan atmosfer pada sisi isap (mH2O)P = tekanan atmosfer (kg.m-2)

g = percepatan gravitasi (m.s-2)

hair = beda tekanan antara sebelum dan sesudah orifice(mH2O)

k = konstanta adiabatik = 1,4

a.

Kapasitas aliran massa udara lewat orifice

)(60)}(2{( 12/1 menitkghgAWairairsaluran

Dimana :

W = kapasitas aliran massa udara [kg/menit]

= koefisien kerugian pada sisi buang (coefficient ofdischarge)=0,613852

= faktor koreksi adanya ekspansi udara=0,999

A = luas penampang saluran pipa [ 2m ];d=0,0175 m

g = percepatan gravitasi bumi=9,81 [m/ 2s ]

airh = beda tekanan antara sebelum dan sesudah orifice[ OmH2 ]


17/35

SEMESTER GANJIL




air = rapat massa air [kg3m ]

saluran = rapat massa udara pada sisi isap [kg3m ]

b.

Kapasitas aliran udara pada sisi isap

]/[ 3 menitmW

Qudara

s

Dimana :

sQ = kapasitas aliran udara pada sisi isap

W = kapasitas aliran massa udara [kg/menit]

udara = massa jenis udara [kg/3

m ]

c.

Daya udara adiabatik teoritis

161201

/1 kk

s

P

PdQP

k

kLad [kW]

Pd = Pdgagex 104+ 1,033 x 104[kg m-2]

Dimana :

Lad = daya udara adiabatik teoritis [kW]

Pd = tekanan absolut udara pada sisi buang kompresor [kg m-2abs]

Pdgage= tekanan udara pada sisi buang kompresor [kg cm-2]

d. Efisiensi adiabatik

s

adad

L

L

Ls= Nm x m[kW]

Dimana :

Ls = daya input kompresor [kW]

Nm = daya input motor penggerak [kW]

m = efisiensi motor penggerak

e.

Efisiensi volumetrik

th

sv

Q

Q

Qth= Vcx Nc[m3/min]


18/35

SEMESTER GANJIL




cccc nLDV ...

4

2 [m3]

Dimana :

Qth = kapasitas teoritis kompresor [m3/min]

Vc = volume langkah piston [m3]

Dc = diameter silinder = 0,065 [m]

Lc = langkah piston = 0,065 [m]

nc = jumlah silinder = 2

Nc = putaran kompresor [rpm]

2.3 PELAKSANAAN PERCOBAAN

2.3.1 Variabel yang Diamati

2.3.1.1 Variabel Bebas

Variabel bebas adalah variabel atau factor yang dibuat bebas dan

bervariasi. Dalam praktikum kali ini variebel bebas adalah tekanan buang

kompressor

2.3.1.2 Variabel Terikat

Variabel terikat adalah variabel atau factor yang muncul akibat adanya

variabel bebas.

Kapasitas aliran massa udara lewat orifice(W)

Kapasitas aliran udara pada pipa isap (Qs)

Daya adiabatik (Lad)

Efisiensi adiabatik (v)

2.3.1.3Variabel Terkontrol

Variabel terkontrol adalah variabel atau factor lain yang ikut berpengaruh

dibuat sama pada setiap media percobaan terkendali seperti katup tabung

2.3.2 Spesifikasi Peralatan yang digunakan

2.3.2.1Kompresor Torak

AIR COMPRESSORSET

MODEL :CPT-286A


19/35

SEMESTER GANJIL




WORK :NO. 36EC-0799

DATE :MAY,1987

POWER SUPPLY :AC 380V, 50Hz. 3-PHASE

TOKYO METER CO..LTD

TOKYO JAPAN

2.3.2. 2 Motor listrik penggerak kompresor

Merk = Fuji electric

Output = 2,2 Kw ; Poros 4

Hz = 50

Volt = 380

Amp = 4,7

Rpm = 1420

RATING CONT.

SER NO (N) 5482703Y234

Type = MRH 3107 M

Frame = 100L

Rule = JEC 37

INSUL E JPZZ

BRG D-END 6206ZZ

BRG N-END 6206ZZ

2.3.2.3 Tangki Udara

AIR TANK

DATE :JANUARY 1987

MAX. WORKING PRESS :11 Kg/cm2

HYDRAULIC TEST PRESS :17,3 Kg/cm2

CAPACITY :200 LITERS


20/35

SEMESTER GANJIL




2.3.2.4 Instalasi Alat dan Bagian-bagiannya

Gambar 2.15 : Instalasi Alat dan Bagian-bagiannya

Sumber : Buku pedoman Praktikum Mesin-mesin Fluida FT-UB

Peralatan yang digunakan:

1.Motor Listrik

2.Kompresor

3.Tangki Udara

4.Orifice

5. Alat-alat Ukur:

-Tegangan (Voltmeter)

-Daya Input (Wattmeter)

-Putaran (Tachometer)

-Suhu (Thermometer)

-Tekanan (PressureGauge)

-Kelembaban (Hygrometer)

2.3.3 Langkah Percobaan

a. Periksa air pda manometer (differential Pressuregage) apakah permukaan di

kedua sisi manometer berada dipertengahan daerah pengukuran pipa U.


21/35

SEMESTER GANJIL




b. Hubungkan unit dengan jaringan listrik, sementara saklar watt meter, tenaga

kompresor masih pada kondisi OFF.

c. Hidupkan unit dengan menekan saklar ON kemudian tekan tombol start

kompresor.

d.

Atur kapasitas aliran dengan dischargevalve control

e. Tunggu untuk selang waktu tertentu sehingga dipastikan kondisi sudahsteady,

kemudian lakukan pencatatan data kompresor pada kondisi tersebut, dimana

data yang dicatat meliputi :

Tekanan = ditunjukkan olehPressuregage manometer

Suhu = ditunjukkan oleh terrmometer

Putaran = ditnjukkan oleh tachometer

f. Catat data yang berhubungan dengan motor listrik

Tegangan = ditunjukkan oleh voltmeter

Daya input = ditunjukkan oleh watt meter

Putaran motor = diukur dengan tachometer

g.

Catat kondisi udara dalam tangki dan yang melewati saluran buang setelah

tangki udara. Data meliputi :

Tekanan = ditunjukkan oleh Pressuregauge manometer.

Temperatur bola basah dan bola kering yang ditunjukkan oleh wetbulbdan

drybulbthermometer. Untuk mendapatkan harga kelembaban udara.

Tekanan(beda tekanan) udara sebelum dan sesudah orifice yang

ditunjukkan oleh manometer cairan deflectionmanometer.

h. Ubah kapasitas aliran udara hingga tekanan dalam tangki naik, selanjutnya

lakukan e, f, dan g.

i.

Percobaan selesai.


22/35

SEMESTER GANJIL




2.4 PENGOLAHAN DATA

2.4.1 Data hasil pengujian

(Terlampir)

2.4.2 Pengolahan Data

2.4.2.1 Contoh perhitungan

Dari 5 data yang di ambil saat pengujian, data yang di pakai pada contoh

perhitungan ini adalah data ke 1.

1. Kapasitas aliran massa udara lewat orifice(W)

T = 273 + ts (K)

Ps = Pbar x 13.6 (mH2O)Ps = (760 x 13,6Ps = 0,76 x 13,6

Ps = 10,336 (mO)P = air.g.Ps ( (9,81 m/s2)(10,336mH2O).0,1P =10139,616 kg/m-2

udara (udara udara


23/35

SEMESTER GANJIL




(

W = ..A .60 (kg/menit )W =0,613852.0,999.(.0,01752/4)[2.9,81.0,92659.1000.0,042)1/2.60

W =0,24452 kg/menit

2. Kapasitas aliran udara pada sisi isap

Qs =

(m3/menit)

Qs = Qs = 0,27237 (m3/ menit )

3. Daya udara adiabatikteoritis

Pd = Pdgage x + 1,033 x (kg/)Pd = 1,5 x + 1.033 xPd = 2,533 x (kg/)Lad = x .[

](kW)Lad =

x

.

Lad = 0,47222 (kW)

4. Efisiensi adiabatik

Ls = Nin x m (kW)

Ls =1,7 x 84,17%

Ls = 1,43089 (kW)

(%) = 0,3300= 33,00%


24/35

SEMESTER GANJIL




5. Efisiensi volumetrik

(%)

= 0,68184= 68,18%Dimana;

Vc = x Dc x Lc x nc

Vc =

x x 0,065 x 2Vc = 0,43138 x Qth = Vc x Nc

Qth = 0,00043138 x 926

Qth = 0,399458


25/35

SEMESTER GANJIL




2.4.2.2 Grafik dan Pembahasan

A.

Grafik Hubungan Tekanan Buang Kompresor (discharge pressure)

terhadap Kapasitas Aliran Massa Udara Lewat Orifice.


26/35

SEMESTER GANJIL




Grafik di atas adalah grafik hubungan tekanan buang kompresor

(discharge pressure) terhadap kapasitas aliran massa udara lewat orifice.

Kapasitas aliran massa udara adalah besarnya massa fluida yang mengalir

melalui orifice per satuan waktu. Satuan kapasitas aliran massa udara adalah

kg/menit.

Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa semakin tinggi nilai tekanan

buang kompresor maka kapasitas aliran massa udara lewat orifice semakin

rendah. Pada tekanan buang kompresor maksimal 55000 kg/m2didapatkan nilai

kapasitas aliran massa udara lewat orifice 0,13970 kg/menit, sedangkan pada

tekanan buang kompresor minimal 15000 kg/m2 didapatkan nilai kapasitas

aliran massa udara lewat orifice 0,24452 kg/menit. Hasil ini sesuai dengan

rumus :

W = ..A ((2.g.saluran(air.hair)).60(kg.menit )

Dari rumus di atas dapat diketahui bahwa pada koefisien kerugian pada

sisi buang (), faktor koreksi adanya ekspansi udara (), luas penampang saluran

(A) dan percepatan gravitasi (g) adalah konstan. Maka variabel yang

berpengaruh adalah beda tekanan sebelum dan sesudah orifice (hair) yang

nilainya semakin kecil. Kapasitas aliran massa udara (W) juga dipengaruhi oleh

rapat massa udara pada saluran (saluran) yang juga dipengaruhi oleh (hair) sesuai

dengan rumus :

saluran=

udara(kg.m-3)

Nilai P, SG yang konstan, beda tekanan sebelum dan sesudah orifice

(hair) mempengaruhi nilai saluran. Hal ini sudah dijelaskan bahwa semakin

tinggi tekanan buang kompresor maka (hair) juga semakin rendah sehingga nilai

saluran semakin kecil dan menyebabkan bertambah kecil pula nila i kapasitas

aliran massa udara (W).


27/35

SEMESTER GANJIL




B. Grafik Hubungan Tekanan Buang Kompresor (discharge pressure) terhadap

Debit Udara pada Sisi Isap.


28/35

SEMESTER GANJIL




Grafik di atas adalah grafik hubungan tekanan buang kompresor (discharge

pressure) terhadap debit udara pada sisi isap.Debit udara yang dimaksud adalah

adalah banyaknya volume udara yang mengalir melalui orificeper satuan waktu.

Satuan debit udara adalah m3/menit.

Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa setiap kenaikan nilai tekanan

buang kompresor maka kapasitas aliran udara pada sisi isap semakin berkurang.

Pada tekanan buang kompresor maksimal sebesar 55000 kg/m2didapatkan nilai

kapasitas aliran udara pada sisi isap sebesar 0,15561m3/menit, sedangkan pada

tekanan buang kompresor minimal 15000 kg/m2didapatkan nilai kapasitas aliran

udara pada sisi isap sebesar 0,27237 m3/menit. Hal ini sesuai dengan rumus :

Qs = (m3/menit)

Yang mana :

W = ..A ((2.g.saluran(air.hair)).60 (kg/menit )

Maka

Qs =

Dari rumus diatas diketahui bahwa nilai Qs berbanding lurus dengan (W)

sehingga dapat disimpulkan nilai tekanan buang kompresor berbanding lurus

dengan Qs sama halnya dengan W, semakin tinggi nilai tekanan buang kompresor

maka semakin rendah pula kapasitas aliran udara pada sisi isap. Hal ini

dikarenakan semakin tinggi nilai tekanan buang kompresor maka kerja kompresor

semakin berat, sehingga RPM akan menurun, kapasitas massa menurun, dan debit

udara pun menurun.


29/35

SEMESTER GANJIL




C. Grafik Hubungan Tekanan Buang Kompresor (discharge pressure) terhadap

Daya Udara Adiabatik Teoritis.


30/35

SEMESTER GANJIL





(discharge pressure) terhadap daya udara adiabatik teoritis. Daya udara adiabatik

adalah daya pada udara karena adanya kompresi adiabatik oleh kompresor.

Satuan daya udara adalah kilowatt (kW)

Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa setiap kenaikan tekanan buang

kompresor terjadi perubahan nilai daya. Pada tekanan buang kompresor sebesar

35000 kg/m2 didapatkan nilai daya udara adiabatik teoritis maksimal sebesar

0.6850 kW, sedangkan pada tekanan buang kompresor sebesar 15000 kg/m2

didapatkan nilai daya udara adiabatik teoritis minimal sebesar 0,47222 kW.

Hubungan antara daya udara adiabatik teoritis dengan tekanan buang kompresor

dapat dicari dengan rumus sebagai berikut :

161201

/1 kk

s

P

PdQP

k

kLad

Dari rumus diatas tersebut dapat dilihat bahwa variabel yang

mempengaruhi Lad adalah Qs dan Pd. Rumus Pd adalah sebagai berikut :

Pd = Pdgagex 104+ 1,033 x 104[kg m-2]

Jadi

110x1,033+10xPdgage

61201

/144

kk

s

P

QP

k

kLad

Lad dipengaruhi oleh tekanan buang kompresor (Pdgage) sehingga setiap

kenaikan tekanan buang kompresor akan menambahkan nilai daya adiabatik

teoritis (Lad). Ladjuga dipengaruhi oleh nilai Qs. Karena Qs pada saat Pgage 1,5

kg/cm2hingga 3,5 kg/cm2perubahannya signifikan, maka pada rentang ini besar

Lad semakin naik. Sedangkan setelah Pgage=3,5 kg/cm

2

Lad semakin turun,dikarenakan perubahan Qs tidak terlalu signifikan.


31/35

SEMESTER GANJIL




D. Grafik Hubungan Tekanan Buang Kompresor (discharge pressure) terhadap

Efisiensi Adiabatik.


32/35

SEMESTER GANJIL





(discharge pressure) terhadap efisiensi adiabatik. Efisiensi adiabatik adalah

perbandingan antara output berupa daya udara adiabatik teoritis dibanding dengan

daya input kompresor.


kompresor terjadi perubahan efisiensi adiabatik. Pada tekanan buang kompresor

sebesar 35000 kg/m2 didapatkan efisiensi adiabatik maksimal sebesar 42,83%,

sedangkan pada tekanan buang kompresor sebesar 15000 kg/m2 didapatkan

efisiensi adiabatik minimal sebesar 33,00%. Besar efisiensi adiabatik berbanding

lurus dengan daya udara adiabatik teoritis. Hal ini dapat ditunjukkan pada rumus

sebagai berikut :

Ls

P

PdQP

k

k

ad

kk

s

161201

/1

Dari rumus diatas dapat diketahui bahwa efisiensi adiabatik (ad)

berbanding lurus dengan debit aliran udara (Qs) dan berbanding terbalik dengandaya input kompresor (Ls).

Pada grafik diketahui bahwa efisiensi adiabatik meningkat seiring

dengan pertambahan tekanan kompresor kemudian menurun setelah Pdgage=3,5

kg/cm2. Hal ini dikarenakan pada Pdgage=1,5 kg/cm2hingga 3,5 kg/cm2perubahan

Ls tidak terlalu signifikan, sehingga grafik naik. Sedangkan pada Pdgage=3,5

kg/cm2hingga 5,5 kg/cm2perubahan Ls cukup signifikan, sehingga pembaginya

semakin besar, dan efisiensi adiabatik menurun.


33/35

SEMESTER GANJIL




E. Grafik Hubungan Tekanan Buang Kompresor (discharge pressure) terhadap

Efisiensi Volumetrik.


34/35

SEMESTER GANJIL





(discharge pressure) terhadap efisiensi volumetrik. Efisiensi volumetrik adalah

perbandingan antara besar debit udara yang mengalir dengan kapasitas teoritis

kompresor


kompresor terjadi penurunan efisiensi volumetrik. Pada tekanan buang kompresor

sebesar 15000 kg/m2 didapatkan efisiensi volumetrik maksimal sebesar 68,18%,

sedangkan pada tekanan buang kompresor sebesar 55000 kg/m2 didapatkan

efisiensi volumetrik minimal sebesar 39,47%. Hubungan antara efisiensi

volumetrik dengan debit aliran udara dapat ditunjukkan pada rumus sebagai

berikut :

th

sv

Q

Q

Yang mana :

Qth= Vcx Nc[m3/min]

cccc nLDV ...4

2

[m3]

Dari rumus di atas dapat diketahui bahwa nilai efisiensi volumetrik (v)

berbanding lurus dengan debit udara (Qs) dan berbanding terbalik dengan

kapasitas teoritis kompresor (Qth). Semakin besar nilai Qs maka nilai v semakin

besar pula, ini disebabkan oleh tekanan buang kompresor semakin besar sehingga

kerja kompresor semakin berat, RPM menurun, kapasitas massa menurun, dan

debit udara pun menurun.


35/35

SEMESTER GANJIL


2.5 PENUTUP

2.5.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Semakin tinggi nilai tekanan buang kompresor (discharge pressure) maka

kapasitas aliran massa udara lewat orificesemakin rendah.

2. Setiap kenaikan nilai tekanan buang kompresor (discharge pressure) maka

kapasitas aliran udara pada sisi isap semakin berkurang.

3.

Setiap kenaikan tekanan buang, nilai daya udara adiabatik teoritis cenderung

bertambah.

4. Efisiensi adiabatik berbanding lurus dengan daya udara adiabatik teoritis.

5.

Semakin tinggi tekanan buang maka efisiensi volumetrik semakin kecil.

2.5.2 Saran

1. Praktikan diharapkan membaca modul praktikum terlebih dahulu sebelum

melakukan praktikum agar pelaksanaannya tidak mengalami kesulitan.

2. Sebagai bahan pertimbangan hendaknya saat praktikum sudah memahami alat-

alat yang akan digunakan serta teori-teori pendukungnya sehingga dalam

praktikum akan lebih baik.

3. Sebaiknya data tiap kelompok disediakan pada mading, sehingga

mempermudah dan mempercepat proses pertukaran data antar kelompok

kompresor oyi

Documents