LABORATORIUM TEKNIK KIMIAMODUL

: KOMPRESORPEMBIMBING : Yunus Tonapa , Ir., MT

Oleh :

Kelompok: 3

Nama: 1. Ardi Herdiana

NIM. 131411003

2. Rd. Ajeng Feby L.B

NIM. 131411023

3. Suci Susilawati NIM. 131411029

4. Ulfa Nurul Azizah NIM. 131411063

Kelas: 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

BAB 1

PENDAHULUAN BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di dalam industri terdapat berbagai macam proses dengan menggunakan fluida gas. Untuk memperlancar proses, fluida gas tersebut dialirkan menggunakan sebuah alat. Kompresor, fan dan blower yang merupakan alat untuk mentransportasikan gas yang sering digunakan.

Kompresor adalah mesin untuk memapatkan udara atau gas. Kompresor udara biasanya menghisap udara dari atmosfer. Namun ada pula yang menghisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat ( Booster ). Sebaliknya kompresor ada yang menghisap gas yang bertekanan lebih rendah dari pada tekanan atmosfer. Dalam hal ini kompresor disebut Pompa Vakum.

1.2 Tujuan Praktikum

Keterampilan mengoperasikan peralatan jenis pembangkit dan pengumpul tekanan pneumatic tipe compressor positif displacement

Kemampuan penerapan pengetahuan akan proses kompresi berbasis penggerak motor listrik dan kemungkinan kesalahan yang terjadi

Peningkatan daya piker dalam meningkatkan logika mekanik dalam suatu proses secara umum.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kompresor

Kompresor secara sederhana bisa diartikan sebagai alat atau mesin yang digunakan untuk memampatkan (menekan) udara atau gas. Kompresor berfungsi untuk membangkitkan/menghasilkan udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Kompresor dilengkapi dengan tabung untuk menyimpan udara bertekanan, sehingga udara dapat mencapai jumlah dan tekanan yang diperlukan. Tabung udara bertekanan pada kompresordilengkapi dengan katup pengaman, bila tekanan udaranya melebihi ketentuan, maka katup pengaman akan terbuka secara otomatis. Pemilihan jenis kompresor yang digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi misalnya dengan tekanan kerja dan volume udara yang akan diperlukan dalam sistim peralatan (katup dan silinder pneumatik). Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan seperti dibawah ini.2.2 Klasifikasi KompresorSecara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor, dan Dynamic compressor, (Turbo), Positive Displacement compressor, terdiri dari Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic compressor, (turbo) terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat dari klasifikasi di bawah ini:

2.2.1 Kompresor Torak Resiprokal (reciprocating compressor)

Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi torak bergerak ke titik mati bawah ke titik mati atas, sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.

2.2.2 Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara

Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada tekanan yang diinginkan. Pemampatan (pengompresian) udara tahap kedua lebih besar, temperature udara akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan misalnya dengan sistem udara atau dengan system air bersirkulasi. Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor satu tingkat tekanan hingga 4 bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar.

2.2.3 Kompresor Diafragma (diaphragma compressor)

Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obatobatandan kimia. Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabungpenyimpan.

2.2.4 Kompresor Putar (Rotary Compressor)

Secara eksentrik rotor dipasang berputar dalam rumah yang berbentuk silindris, mempunyai lubang-lubang masuk dan keluar. Keuntungan dari kompresor jenis ini adalah mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan. Bahkan suaranya tidak berisik dan halus dalam, dapat menghantarkan dan menghasilkan udara secara terus menerus dengan mantap. Baling-baling luncur dimasukkan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan ruangan dengan bentuk dinding silindris. Ketika rotor mulai berputar, energi gaya sentrifugal baling-balingnya akan melawan dinding. Karena bentuk dari rumah baling-baling itu sendiri yang tidak sepusat dengan rotornya maka ukuran ruangan dapat diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya (mengalirnya) udara.

2.2.5 Kompresor Sekrup (Screw)

Kompresor Sekrup memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan udara secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan. Jika roda-roda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai pompa hidrolik pada pesawatpesawathidrolik. Roda-roda gigi kompresor sekrup harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul dapat menghisap dan menekan fluida.

2.2.6 Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)

Kompresor jenis ini akan mengisap udara luar dari satu sisi ke sisi yang lain tanpa ada perubahan volume. Torak membuat penguncian pada bagian sisi yang bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata dapat disamakan dengan pompa pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar. Beberapa kelemahannya adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi karena antara baling-baling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul.Berbeda jika dibandingkan dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena fluidanya adalah minyak pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi bahan perapat antara dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu. Dilihat dari konstruksinya, Sayap kupu-kupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang roda gigi yang saling bertautan juga, sehinggadapat berputar tepat pada dinding.

2.2.7 Kompresor Aliran (turbo compressor)

Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara yang besar. Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan arah masuknya udara secara aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara dapat dirubah dalam satu roda turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan aliran udara yang diperlukan. Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energy bentuk tekanan.2.2.8 Kompresor Aliran Radial

Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat, maka dari tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai yang dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari susunan sudusudu tersebut maka akan semakin tinggi tekanan udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial akan mengisap udara luar melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke dalam ruangan isap lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan.

2.2.9 Kompresor Aliran Aksial

Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah (sejajar) dengan sumbu rotor. Jadi pengisapan dan penekanan udara terjadi saat rangkaian sudu-sudu pada rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini mutlak diperlukan untuk mendapatkan aliran udara yang mempunyai tekanan yang diinginkan. Teringat pula alat semacam ini adalah seperti kompresor pada sistem turbin gas atau mesin-mesin pesawat terbang turbo propeller. Bedanya, jika pada turbin gas adalah menghasilkan mekanik putar pada porosnya. Tetapi, pada kompresor ini tenaga mekanik dari mesin akan memutar rotor sehingga akan menghasilkan udara bertekanan.

2.3 Penggerak Kompresor

Penggerak kompresor berfungsi untuk memutar kompresor, sehingga kompresor dapat bekerja secara optiomal. Penggerak kompresor yang sering digunakan biasanya berupa motor listrik dan motor bakar seperti gambar. Kompresor berdaya rendah menggunakan motor listrik dua phase atau motor bensin. sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan motor listrik 3 phase atau mesin diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya digunakan bilamana lokasi disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non stasioner. Kompresor yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh motor listrik karena biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasionar (tidak berpindah-pindah).

BAB 3

METODOLOGI PRAKTIKUM3.1 Alat dan Bahan

Alat

Kompressor

Thermometer infra red

Tacho meter

3.2 Skema Kerja

BAB 4DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

Data Pengamatan

1. Berikut adalah data pengamatan pada kompresor dengan Pulley I

Temperatur udara luar = 24C

Diameter Motor Pulley = 27,5 cm

Diameter Piston Pulley = 7,5 cm

No.Pin (cmH2O)Pout (cmH2O)Qin (L/min)Qout (L/min)Pulley MotorT di Vin (oC)T di Vout (oC)

Nin

(rpm)Nout

(rpm)

MasukKeluarMasukKeluar

IIIIIIIIIIIII

1.2836851001476147929.328.337.155.729.42938.456.8

2.4739.585100147514783129.85464.429.928.860.559.9

3.2133851001474147631.629.339.762.129.129.760.862.5

Rata-rata:

1. 1477.50

2. 1476.50

3. 1475.00

Rata-rata :

28.80

30.40

30.45

46.40

59.20

50.90

Rata-rata :Rata rata:

29.20

29.35

29.40

Rata-rata :

47.60

60.20

61.65

4. Berikut adalah data pengamatan pada kompresor dengan Pulley II

Temperatur udara luar = 24C

Diameter Motor Pulley = 33 cm

Diameter Piston Pulley = 7,5 cm

No.

Pin (cmH2O)Pout

(cmH2O)Qin (L/min)Qout (L/min)Pulley MotorT di Vin (oC)T di Vout (oC)

MasukKeluarMasukKeluar

Nin

(rpm)Nout

(rpm)

IIIIIIIIIIIII

1.122265851490153929.327.63020.6430.127.338.846.3

2.1218.565751487148831.528.437.356.731.628.844.850.2

3.3644.565752917296431.428.839.653.131.929.139.553.9

Rata-rata:

1. 1514.5

2. 1487.5

3. 2940.5

Rata-rata:1. 28.45

2. 29.95

3. 30.1

Rata-rata:

1. 25.32

2. 47

3. 46.35

Rata-rata:

1. 28.7

2. 30.2

3. 30.5

Rata-rata:

1. 42.55

2. 47.5

3. 46.7

Pengolahan Data

1. Perhitungan Temperatur Keluaran (T2) Teoritis

Rumus :

1 cmH2O = 0.133 kPa = 133 Pa

00C = 273 K

a. Pulley I

No.Pin(Pa)Pout(Pa)Pada Laju Alir MasukPada Laju Alir Keluar

T1 (K)T2 Teoritis (K)T1 (K)T2 Teoritis (K)

1.37244788301.80344.8655302.20706.0322

2.62515253.5303.40276.6573302.35501.2086

3.27934389303.45385.7219302.40837.3158

b. Pulley II

No.Pin(Pa)Pout(Pa)Pada Laju Alir MasukPada Laju Alir Keluar

T1 (K)T2 Teoritis (K)T1 (K)T2 Teoritis (K)

1.15962926301.45415.8491301.7416.194

2.15962460.5302.95381.1979303.2381.5125

3.47885918.5303.1339.1933303.5339.6409

2. Menghitung Perolehan Volume Keluaran (V2)

Rumus :

V1 = 1L = 0.001 m3

1 Pa = 1 kg/m2a. Pulley I

No.Pin(kg/m2)Pout(kg/m2)V1

(m3)V2

(m3)

1.372447880.0850.0508547

2.62515253.50.0850.07779942

3.279343890.0850.04160839

b. Pulley II

No.Pin(kg/m2)Pout(kg/m2)V1

(m3)V2

(m3)

1.159629260.0650.02727273

2.15962460.50.0650.03243243

3.47885918.50.0650.04044944

3. Menghitung Efisiensi Volumetrik (vol)a. Pulley I

FAD actual per stroke = Qin ( 85 L//min

Pemindahan oleh kompresor = Qout ( 100 L/min

vol= = Menghiturng efisiensi volumetric pada kondisi standar (SSL)

Rumus : Tekananstandar (Ps) = 93,8 cmH2O

Tstandar (Ts) = 297 K

a. Pulley I

Pin (kg/m2)Tin (K)vol (SSL)

3724301.800.24969585

6251303.400.41692201

2793303.450.18625361

b. Pulley II

Pin (kg/m2)Tin (K)vol (SSL)

1596301.450.10713676

1596302.950.10660629

4788303.10.31966059

4. Menghitung Jumlah Putaran Motor Aktual (N2)

D1 = Diameter Piston; D2 = Diameter Motor; N1 = Jumlah putaran piston

Rumus:

PulleyD1

(cm)D2

(cm)N1 (rpm)N2 aktual (rpm)

Var IVar IIVar IIIVar IVar IIVar III

I7.527.51477.501476.501475.00

65015413.835408.33

II7.5331514.51487.52940.55553.175454.1710781.8

Perbandingan:

a. Pulley IPada Laju Alir MasukPada Laju Alir Keluar

T2 percobaan (K)T2 Teoritis (K)T2 percobaan (K)T2 Teoritis (K)

319.40344.8655320.60706.0322

332.20276.6573333.20501.2086

323.90385.7219334.65837.3158

b. Pulley II

Pada Laju Alir MasukPada Laju Alir Keluar

T2 percobaan (K)T2 Teoritis (K)T2 percobaan (K)T2 Teoritis (K)

298.32415.8491315.55416.194

320381.1979320.5381.5125

319.35339.1933319.7339.6409

a. Pulley I

No.V2 Percobaan

(m3)V2

(m3)

1.0.10.0508547

2.0.10.07779942

3.0.10.04160839

b. Pulley II

No.V2 Percobaan

(m3V2

(m3)

1.0.0850.02727273

2.0.0750.03243243

3.0.0750.04044944

BAB 5

PEMBAHASAN

Pada praktikum ini, dilakukan proses kompresi secara politropic terhadap udara atmosfer menjadi udara tekan. Proses kompresi secara politropik terjadi dengan peningkatan suhu saat bekerja dan pengembalian kembali temperature udara saat keluaran.

Kompresor yang digunakan dalam praktikum ini adalah jenis kompresor reciprocating dengan dua piston. Dengan terdapatnya dua piston yang digunakan, dapat diartikan bahwa proses pengompresian dilakukan secara terus menerus. Atau dapat juga dikatakan prosesnya kontinu. Karena saat katup masukkan di piston satu terbuka, katup keluaran di piston dua terbuka. Begitu juga sebaliknya.

Cara kerja alat dimulai dengan stabilisator. Fungsi dari stabilisator ini adalah agar udara masukkan dapat dikumpulkan terlebih dahulu sebelum masuk ke alat. Sehingga laju alir udara masukkan lebih stabil. Kemudian udara masuk kedalam piston, disinilah terjadi proses peningkatan temperature udara. Saat pengukuran, udara keluaran pada piston dua didapatkan lebih besar dari udara keluaran dari piston satu. Hal ini kemungkinan dapat disebabkan karena udara hasil pengompresian dari piston satu mengalir ke arah keluaran udara kompresi dua. Sehingga, temperature yang terukur menjadi lebih tinggi.

Udara keluaran piston kemudian masuk kedalam cooler, tujuannya adalah untuk mendinginkan udara hasil pengompresian menggunakan udara atmosfer. Cooler ini dibentuk secara bergerigi. Tujuan dari bentuk cooler yang bergerigi adalah untuk memperbesar luas permukaan. Sehingga kontak udara yang panas dengan udara atmosfer lebih banyak dan proses pendinginan pun akan lebih optimal. Setelah melalui cooler, udara yang telah dingin disimpan didalam tangki akumulator udara untuk selanjutnya dapat digunakan dengan mengeluarkannya lewat valve.

Untuk mengukur tekanan, valve keluaran dihubungkan dengan manometer u. Sehingga saat valve dibuka, ketinggian cairan akan berubah dan selisih ketinggian dapat dinyatakan dengan beda tekanan.

Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa tekanan tidak berpengaruh terhadap laju alir. Semakin tinggi tekanan yang terukur, laju alir tetap sama. Dengan menggunakan tekanan udara di Bandung sebagai tekanan standar, didapatkan perolehan efisiensi sebesar 0,85 untuk diameter pulley 27,5 cm. pengukuran efisiensi dilakukan dengan melakukan perbandingan jumlah udara yang dike luarkan kompresor sebagai udara mampat dengan jumlah udara yang masuk kompresor selama perpindahan torak pada langkah hisap.

Untuk hubungan tekanan dengan volume, didapatkan bahwa semakin besar tekanan yang diberikan, maka akan semakin besar kecil volume keluaran yang dihasilkan. Karena pada dasarnya, proses pengompresian akan mengubah volume udara yang ditarik dengan udara yang dikeluarkan. Namun tidak akan merubah massanya.

Selain itu, perbandingan kecepatan putaran diameter pulley piston dan pulley motor dapat dihitung dengan membandingkan kedua diameter. Kecepatan putar pulley motor yang didapatkan selama praktikum hampir sesuai dengan perhitungan. Dengan (N2 aktual =1479 rpm) untuk variasi pertama dan BAB 6

KESIMPULANKESIMPULAN Dalam praktikum ini kita dapat :1. mengoprasikan peralatan jenis pembangkit dan pengumpul tekanan pneumatic tipe compressor positif displacement2. Mengetahui proses kompresi berbasis penggerak motor listrik dan kemungkinan kesalahan yang terjadi Hasil perhitungan :1. Temperatur Keluaran (T2) TeoritisPulley 1Pulley 2

706.0322415.8491

501.2086381.1979

837.3158339.1933

2. Volume Keluaran (V2)

Pulley 1Pulley 2

0.05085470.02727273

0.077799420.03243243

0.041608390.04044944

3. Efisiensi Volumetrik vol= 4. Efisiensi volumetric pada kondisi standar (SSL)

Pulley 1Pulley 2

0.249695850.10713676

0.416922010.10660629

0.186253610.31966059

BAB 7

REFERENSI

Faizal, 2014. Prinsip Kerja Kompresor. http://birulinc.com/prinsip-kerja-compressor/. Diunduh pada 12 april 2015.

Wahyu Enda, 2014. Macam-Macam Kompresor. http://enda-wahyu.blogspot.com/p/blog-page_3907.html. Dinduh pada 12 april 2015.Praktikum: 4 Mei 2015

Penyerahan: 12 Mei 2015

(Laporan)

Membuka katup udara

Persiapan Alat, menyambungkan alat ke stopkontak kontak

Mengamati dan mencatat beda tekan

Mengukur suhu laju alir masuk dan laju alir keluar menggunakan thermometer infrared

Mengukur putaran (rpm) pada pulley diameter kecil dan diameter besar dengan mengggunakan tacho meter

vol (SSL) = QUOTE