MAKALAH

TERMODINAMIKA TERAPAN

APLIKASI KOMPRESOR PADA AIR MINUM

NAMA : VATYA INDRA FUJI

NIM : 101251034

SEKOLAH TIGGI TEKNOLOGI

STT WASTUKANCANA PURWAKARTA

Jl. Raya Cikopak, Sadang Telp. 0264 – 8225153 PurwakartaWebsite : www.mesinwknpwk.blogspot.com

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas taufik dan hidayah-Nya maka usaha – usaha penulis dalam membuat makalah ini dapat terselesaikan sesuai harapan.

Maksud penulisan makalah diharapkan dapat memberikan tambahan ilmu pengetahuan dan wawasan mengenai materi yang di sampaikan ini. Selain itu penulisan makalah ini juga sebagai tambahan referensi sehingga diharapkan dapat saling melengkapi dalam pembahasannya.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu penulisan makalah ini yang tidak bisa di sebutkan satu per satu. Saran dan kritik yang konstruktif tetap penulis harapkan serta akan penulis jadikan sebagai bahan perbaikan dan penyempurnaan makalah ini.

Akhirnya penulis mohon maaf apabila ada kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Purwakarta, 13 juli 2012

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

BAB II ISI

BAB III PEMBAHASAN

BAB IV PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Populasi manusia yang semakin meningkat menyebabkan kebutuhan akan sumber daya semakin meningkat pula. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka pada saat sekarang ini banyak bermunculan industri-industri modern. Kebanyakan proses industri menuntut pemindahan objek atau bahan dari satu tempat ke tempat lain, atau membutuhkan, atau menekan suatu produk. Proses-proses yang terjadi di industri ini tidak terlepas dari hukum termodinamika.

Termodinamika merupakan suatu bidang ilmu pengetahuan tentang yang berurusan dengan kalor, kerja dan sifat substansi yang berkaitan kerja atau kalor. Seperti halnya pengetrahuan / ilmu – ilmu dasar, termodinamika berbasiskan pengalaman yang di formulasikan dalam hokum dasar seperti hukum termodinamika nol, satu, dua dan tiga.

Banyak alat-alat modern yang menggunakan hukum-hukum termodinamika. Seperti incinerator, blower, aerator, rotary clean, pompa, turbin uap, dan kompresor. Kompresor merupakan alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Kompresor biasanya digunakan pada pengolahan air bersih di PDAM. Kebutuhan air bersih pada saat sekarang ini penting karena semakin meningkatnya krisis air bersih.

1.2 TUJUAN

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui terapan hukum termodinamika, mengetahui manfaat dan kegunaan kompresor serta penerapan kompresor dalam pengelolaan air minum.

1.3 METODE PENULISAN

Dalam pembuatan makalah ini, metode yang digunakan adalah metode kepustakaan, yaitu dengan mengumpulkan data-data dari literatur-literatur dan jurnal penelitian yang bersangkutan dengan hukum termodinamika dan kompresor. Selain itu pengumpulan data juga di dapat dari pencarian informasi-informasi dari internet yang kemudian di analisis menjadi suatu masalah.

BAB II

ISI

2.1 KEBUTUHAN AIR BERSIH

Air bersih adalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka sehari-hari termasuk diantaranya adalah sanitasi. Untuk konsumsi air minum menurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya, terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini.

Air bersih yang akan diolah sebagai bahan baku bisa diperoleh dari:

a. Sungai

Rata-rata lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar diperoleh dari sungai-sungai di dunia. Ketersediaan ini (sepadan dengan lebih dari 7.000 meter kubik untuk setiap orang) sepintas terlihat cukup untuk menjamin persediaan yang cukup bagi setiap penduduk, tetapi kenyataannya air tersebut seringkali tersedia di tempat-tempat yang tidak tepat. Sebagai contoh air bersih di lembah sungai Amazon walupun ketersediaannya cukup, lokasinya membuat sumber air ini tidak ekonomis untuk mengekspor air ke tempat-tempat yang memerlukan.

b. Curah hujan

Dalam pemanfaatan hujan sebagai sumber dari air bersih, individu perorangan/ berkelompok/ pemerintah biasanya membangun bendungan dan tandon air yang mahal untuk menyimpan air bersih di saat bulan-bulan musim kering dan untuk menekan kerusakan musibah banjir.

Walaupun air meliputi 70% permukaan bumi dengan jumlah kira-kira 1,4 ribu juta kilometer kubik, namun hanya sebagian kecil saja dari jumlah ini yang

dapat benar-benar dimanfaatkan, yaitu kira-kira hanya 0,003%. Sebagian besar air, kira-kira 97%, ada dalam samudera atau laut, dan kadar garamnya terlalu tinggi untuk kebanyakan keperluan. Dari 3% sisanya yang ada, hampir semuanya, kira-kira 87 persennya,tersimpan dalam lapisan kutub atau sangat dalam di bawah tanah.

Keributan masalah air bersih bisa terjadi dalam suatu negara, kawasan, ataupun berdampak ke benua luas karena penggunaan air secara bersama-sama. Di Afrika, misalnya, lebih dari 57 sungai besar atau lembah danau digunakan bersama oleh dua negara atau lebih; Sungai Nil oleh sembilan, dan Sungai Niger oleh 10 negara. Sedangkan di seluruh dunia, lebih dari 200 sungai, yang meliputi lebih dari separo permukaan bumi, digunakan bersama oleh dua negara atau lebih. Selain itu, banyak lapisan sumber air bawah tanah membentang melintasi batas-batas negara, dan penyedotan oleh suatu negara dapat menyebabkan ketegangan politik dengan negara tetangganya.

Di seluruh dunia, kira-kira 20 negara, hampir semuanya di kawasan negara berkembang, memiliki sumber air yang dapat diperbarui hanya di bawah 1.000 meter kubik untuk setiap orang, suatu tingkat yang biasanya dianggap kendala yang sangat mengkhawatirkan bagi pembangunan, dan 18 negara lainnya memiliki di bawah 2.000 meter kubik untuk tiap orang. Penduduk dunia yang pada 2006 berjumlah 5,3 miliar diperkirakan akan meningkat menjadi 8,5 miliar pada tahun 2025 akan didera oleh ketersediaan air bersih. Laju angka kelahiran yang tertinggi justru terjadi tepat di daerah yang sumber-sumber airnya mengalami tekanan paling berat, yaitu di negara-negara berkembang.

2.2 PENGERTIAN KOMPRESOR

Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Selain itu kompresor dapat diartikan sebagai alat untuk memompa bahan pendingin (refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikan tekanan dari uap refrigeran sehingga tekanan pada kondensor lebih tinggi dari evaporator yang menyebabkan kenaikan temperatur dari refrigeran. Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat

dipakai dalam jangka waktu yang lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem refrigerasi kompresi uap dan juga kapasitas refrigerasi. Suatu mesin refrigerasi tergantung pada kemampuan kompresor untuk memenuhi jumlah gas refrigeran yang perlu disirkulasikan. Kompresor berfungsi untuk menghisap uap refrigeran yang berasal dari evaporator dan menekannya ke kondenser sehingga tekanan dan temperaturnya akan meningkat ke suatu titik dimana uap akan mengembun pada temperatur media pengembun.

Kompresor pada dasarnya bekerja dengan cara memanpatkan gas. Karena kompresor adalah mesin untuk menempatkan udara atau gas. Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmofsir. Namun adapula yang mengisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmofsir. Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini kompresor mempunyai kegunaan yang sangat luas dihampiri segala bidang baik di bidang industri, pertanian, rumah tangga, dsb. Jenis dan ukurannyapun baraneka ragam sesuai dengan pemakainya.

2.2 JENIS - JENIS KOMPRESOR

Terdapat dua jenis kompresor dasar: positive-displacement and dinamik. Pada jenis positive-displacement, sejumlah udara atau gas di-trap dalam ruang kompresi dan volumnya secara mekanik menurun, menyebabkan peningkatan tekanan tertentu kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan, aliran udara tetap konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran. Kompresor dinamik memberikan enegi kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Energi kecepatan berubah menjadi energi tekanan karena pengaruh impeller dan volute pengeluaran ataudiffusers.Pada kompreosr jenis dinamik sentrifugal, bentuk dari sudu-sudu impeller menentukan hubungan antara aliran udara dan tekanan (atau head) yang dibangkitkan.

1. Kompresor reciprocating

Dalam industri, kompresorr reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa

sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan. Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm.

Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 –5000 cfm untuk desain multi-tahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda. Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang parallel. Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/ tekanan masuk absolut) dapat menyebabkan suhu pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160 0C), sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240 0C).

Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating diatas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor dikelompokkan secara seri Udara biasanya didinginkan diantara masing-masing tahap untuk menurunkan suhu dan volum sebelum memasuki tahap berikutnya (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas.

2. Kompresor Putar/ Rotary

Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston dan memberikan pengeluaran kontinyu bebas denyutan. Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular

di industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150 kW.

Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu:

1. Kompresor Torak (Reciprocating Compressor)

2. Kompresor Rotari (Rotary Compressor)

3. Kompresor Sentrifugal (Centrifugal Compressor)

4. Kompresor Screw

5. Kompresor Scroll

Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada system refrigerasi kompresi uap, yaitu:

1. Kompresor Hermetik

2. Kompresor SemiHermetik

3. Kompresor Open Type

Kompresor yang digunakan adalah kompresor torak dengan 6 silinder. Keuntungan dari kompresor jenis ini ialah :

1. Konstruksi lebih kompak

2. Kecil kemungkinannya terjadi kebocoran refrigeran

3. Kapasitas besar

Untuk menentukan seberapa temperatur yang dapat dicapai di evaporator, antara lain di tentukan oleh berapa rendah temperatur penguapan di evaporator. Hal ini tergantung dari bahan pendinginan dan jenis kompresor yang dipakai. Kompresor yang digunakan di KPPC Sinar Mulya Cihideung adalah kompresor torak dengan jenis semi hermetik. Kompresor di KUD Cihideung ini dilengkapi dengan oil separator.

Klasifikasi kompresor dapat digolong-golongkan atas beberapa, yaitu :

A. Kompresor yang digolongkan atas dasar tekananya.

Kompresor atas golongan dibagi atas 3, yaitu :

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

2. Blower (peniup) dipakai untuk bertekanan rendah.

3. Fan (kipas) dipakai untuk yang bertekanan sangat rendah.

B. Atas dasar pemampatanya kompresor dapat dibagi atas 2, yaitu :

1. Jenis Turbo

Jenis turbo menaikan tekanan dan kecepatan gas-gas dengan gaya

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

yang ditimbulkan oleh sudu.

2. Jenis Perpindahan

Jenis perpindahan menaikkan tekanan dengan memperkecil atau

memafaatkan volume gas yang dihisap ke dalam silinder atau stator oleh

torak atau sudu. Jenis perpindahan ini dibagi 2 macam, yaitu :

a. Jenis putar (rotary)

Jenis ini dibagi atas beberapa, yaitu :

- Kompresor Sekrup.

- Kompresor Sudu Luncur.

- Konpresor Roots

b. Jenis Bolak-balik

C. Kompresor yang dibagi atas dasar Konstruksinya.

Berdasarkan atas ini dibagi atas berbagai macam, yaitu :

1. Berdasarkan Jumlah Tingkat Kompresis, yaitu: Satu Tingkat, Dua Tingkat,

dan banyak Tingkat.

2. Berdasarkan Langkah Kerja, yaitu: Kerja Tunggal (Single Acting), Kerja

Ganda (Double Acting).

3. Berdasarkan Susunan Silinder, yaitu: Mendatar, Tegak, Bentuk–L, Bentuk–V,

Bentuk–W, Bentuk Bintang, Lawan Berimbang (Balance Oposed).

4. Berdasarkan Cara Pendingin, yaitu, Pendingin Air, Pendingin Udara.

5. Berdasarkan Transmisi Penggerak, yaitu: Langsung, Sabuk–V, Roda Gigi.

6. Berdasarkan Penempatanya, yaitu: Permanen (stationery), dapat dipindahkan

(portable).

7. Berdasarkan Cara Pelumasannya, yaitu: Pelumas Minyak, Tanpa Minyak.

Dalam makalah ini yang akan dibicarakan hanya mengenai kompresor jenis bolak balik yaitu: Kompresor Sekrup. Kompresor sekrup termasuk jenis kompresor perpindahan positif yang tergolong macam kompresor putar (rotary). Kompresor sekrup akhir-akhir. Ini mengalami perkembangan pesat untuk tekanan antara 7 – 8,5 Kg F/ cm2 (0,69 – 0,83 Mpa) kompresor sekrup cenderung dipakai daripada kompresor torak. Disini akan dijelaskan prinsip kerja kompresor sekrup jenis injeksi minyak maupun jenis bebas minyak. Adapun prinsip kerja dari pada kompresor sekrup secara umum adalah : “Kompresor sekrup mempunyai sepasang rotar berbentuk sekrup yang satu mempunyai alur yang permukaannya cembung dan yang satu permukaannya cekung. Pasangan rotar ini berputar dalam arah saling berlawanan seperti sepasang roda gigi. Dari uraian di atas jelas bahwa proses pengisapan kompresi dan pengeluaran dilakukan secara berturutan oleh sekrup. Dengan demikian fluktuasi aliran maupun momen punter poros menjadi sangat

kecil. Selain itu rotar yang seimbang dan berputar murni tanpa adanya bagian yang bergerak bolak-balik sangat mengurangi getaran.

Kompresor sekrup ini terdiri atas beberapa bagian alat, yaitu:

1. Alat Pengatur Kapasitas

Untuk mengatur kapasitas kompresor sekrup jenis injeksi minyak, Umumnya dipakai pembebas beban trotel isap. Alat ini akan merasakan kenaikan tekanan keluar dalam kompresor dan mengatur volume aliran udara dari 100% sampai 0% tanpa bertingkat dengan jalan menutup katup pembebas beban secara berangsur-angsur. Tekan udara keluar kompreor pada pemisah minyak disalurkan kesisi torak atas torak pembebas beban melalui katup reduksi tekananan. Tekanan udara dari pemisah minyak juga disalurkan kesisi bawah torak pembebas beban melalui katup pengatur tekanan. Jika tekanan udara di dalam pemisah minyak naik melebihi yang ditentukan, katup pengatur tekanan akan terbuka dan udara mulai mengalir. Aliran udara ini akan menggertak korak pembebas beban untuk mengurangi volume udara yang diisap. Katup magnetik 3 jalan mengatur udara untuk menutup cepat katup pembebas beban untuk mencegah aliran balik udara di dalam waktu kompresor diberhentikan.

2. Perlatan Pembantu Kompresor

Peralatan pembantu kompresor sekrup adalah sama dengan seperti yang diperlukan untuk kompresor torak, kecuali satu hal. Kompresor sekrup tidak memerlukan tangki udara, kecuali pada kompresor yang menggunakn injeksi minyak. Disini pemisah minyak berfungsi seperti tangki udara. Untuk kompresor sekrup berukuran kecil dengan injeksi minyak yang berdaya kurang dari 100 kw, terdapat kemasan dimanan badan kompresor dan semua peralatan pembantunya terselubung bahan isolasi suara sehingga bentuknya padat dan operasi tidak bersik.

Peralatan yang penting diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Saringan Udara

Jika udara yang diisap kompresor mengandung banyak debu maka silinder dan cincin torak akan cepat aus bahkan dapat terbakar. Karena itu kompresor harus diperlengkapi dengan saringan udara yang dipasang pada sisi isapnya.

Saringan yang banyak dipakai saat ini terdiri dari tabung-tabung penyaring yang berdiameter 10 mm dan panjangnya 10 mm. Tabung-tabung ini ditempatkan dalam kotak berlubang-lubang atau keranjang kawat, yang dicelupkan dalam genangan meinyak. Udara yang diisap kompresor harus mengalir melalui minyak dan tabung-tabung yang lembab oleh minyak. Dengan demikian jika ada debu yang terbawa akan melekat pada saringan sehingga udara yang masuk kompresor menjadi bersih. Aliran melalui saringan tersebut sangat turbulen dan arahnya membalik hingga besar sebagian besar partikel-partikel debu akan tertangkap disini.

2. Katup Pengaman

Katup pengaman harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat kompresor. Katup ini harus membuka dan membuang udara keluar jika tekanan melibihi 1,5 kali tekanan normal maksimum dari kompresor. Pengeluaran udara harus berhenti secara tepat jika tekanan sudah kembali sangat dekat pada tekanan normal maksimum.

3. Tangki Udara

Tangki udara dipergunakan untuk kompresor jenis minyak injeksi dimana fungsinya sebagai pemisah minyak. Sementara pada jenis bebas minyak tidak mempergunakan tangki udara. Tangki udara juga dipakai untuk menyimpan udara tekan agar apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah-ubah jumlahnya dapat dilayani dengan lancara. Selain itu, udara yang disimpan di dalam tangki udara akan mengalami pendingin secara perlahan-lahan dan uap air yang mengmbun dapat terkumpul di dasar tangki sewaktu-waktu dibuang. Dengan demikian udara yang disalurkan kepemakai selain sudah dingin juga tidak terlalau lembab.

4. Peralatan Pengaman Yang Lain

Komprosesor juga memiliki alat-alat pengaman berikut ini untuk menghindari

kecelakaan, yaitu :

a. Alat petunjuk tekanan, rele tekanan minyak

b. Alat penunjuk temperature dan rele termal (untuk temperature udara keluar,

temperatur udara masuk, temperatur minyak dan temperatur bantalan.

c. Rele aliran air untuk mendeteksi aliran yang berkurang atau terhenti.

Kompresor sekrup terbagi menjadi dua, yaitu:

A. Kompresor Sekrup Jenis Injeksi Minyak

Pada kompresor ini minyak dalam jumlah yang cukup besar injeksi ke dalam

pasangan alur rotar yang sedang saling berkait pada proses kompresi. Adapun maksudnya adalah :

1. Untuk mendinginkan udara yang sedang mengalami kompresi agar proses

kompresinya berjalan secara isotermal.

2. Untuk merapatkan celah antara alur-alur rotar yang berkait dengan dinding

rumah sehingga kebocoran dapat dikurangi

3. Untuk menggerakkan rotar beratur cekung oleh rotor beralur cembung dengan

memberikan pelumasan yang cukup.

Kompresor sekrup jenis injeksi minyak mempunyai tiga keistimewaan seperti tersebut di atas sedangkan konstruksinya sederhana. Biasanya kompresor ini digerakkan oleh motor listrik 2 katub atau 4 katub yang dihubungkan langsung dengan rotor yang bersalur cembung. Sebagian bantalan rotor dipakai bantalan rol atau bantalan bola kontak sudut. Udara yang diisap melalui saringan isap masuk ke dalam kompresor melalui brotel isap setelah dimanfaatkan lalu dialirkan bersama minyak injeksi ke dalam pemisahan minyak lalu disalurkan melalui katup cegah pengatur tekanan. Minyak di dalam penampung selanjutnya didinginkan oleh pendingin minyak lalu diinjeksikan kembali ke dalam kompresor oleh pompa roda gigi yang dihubungkan langsung dengan ujung poros rotor kompresor. Temperatur minyak injeksi harus diatur dengan baik agar tidak terlalu rendah hingga terjadi pengembunan uap air di dalam penampung minyak, dan juga agar tidak terjadi oksiolasio minyak karena temperatur yang terlalu tinggi. Bila kompresor dioperasikan pada tekanan rendah, kecepatan udara yang melalui pemisah minyak menjadi turun. Untuk mengatasi masalah ini, system dilengkapi dengan tekanan

keluar supaya tetap diatas 4 sampai 5 kg t / cm2 (0,35 sampai 0,49 Mpa).Alat pemisah minyak berfungsi sebagai pemisah minyak dan menampung minyak serta udara. Udara bekas yang mengandung banyak minyak membentur dinding luar pemisah minyak dan kemudian sebahagian besar minyak terpisah serta jatuh ke penampung bawah. Partikel-partikel minyak yang halus dan terbawa oleh aliran udara akan tertangkap oleh elemen wol lalu terkumpul di dasar pemisah wol ini. Minyak yang terkumpul akan disirkulasikan kembali ke dalam lubang isapkompresor melalui pipa minyak tangkapan. Pendingin minyak menggunakan air sebagai pendingin. Air mengalir melalui pipa dan minyak dari penampung dialirkan di sebelah luar pipa di dalam bejana pendingin hingga turun temperaturnya menjadi 50- 600C.

B. Kompresor Sekrup Jenis Bebas Minyak

Disini ditunjukkan kompresor 2 tingkat dimana rotor yang beralur cembung pada tingkat-I dan tingkat-II mempunyai empat gigi. Rotor ini digerakkan melalui roda gigi peningkat putaran. Rotor yang beralur cekung mempunyai 6 gigi dan beralur cembung mempunyai 4 gigi. Kedua rotor ini berputar dalam arah berlawanan dengan perbandingan putaran 2 : 3 yang diperoleh melalui sepasang roda gigi. Rotor ditumpu kedua ujungnya oleh bantalan radial. Salah satu ujungnya diberi bantalan aksial untuk menahan gaya aksial yang timbul dari perbedaan tekanan udara yang bekerja pada kedua ujung rotor. Celah antara puncak gigi rotor dinding dalam rumah dibuat tetap, sedangkan celah antara kedua rotor dapat di jaga tetap dengan menyesuaikan kelonggaran pasangan roda gigi. Jadi karena tidak ada sentuhan antara gigi dengan gigi rotor maupun antara kedua rotor dengan rumah maka tidak diperlukan pelumasan. Untuk merapatkan poros pada rumah (agar kebocoran udara dapat dicegah). Dipergunakan perapat labirin yang terbuat dari cincin-cincin karbon. Untuk mencegah minyak terisap ke dalam rumah, poros diperlengkapi dengan paking penyapu minyak diantara bantalan dan paking poros. Sebahagian minyak pelumas mengalir melalui sebuah lubang pada ujung poros rotor melalui rongga tengah rotor untuk mendinginkan rotor. Kompresor sekrup bebas minyak bekerja dengan putaran tinggi sampai beberapa ribu rpm untuk menghindari performansi yang buruk karena kebocoran melalui kelonggaran-kelonggaran yang ada. Putaran tinggi ini dapat dicapai dengan menggunakan roda gigi peningkatan putaran.

Udara dikompresikan sampai tekanan menengah oleh kompresor tingkat pertama, kemudian didinginkan di pendingin antara. Pada tingkat ke 2 udara dikompresikan lebih lanjut sampai tekanan keluar dan didinginkan lagi kependingin akhir. Pada pipa keluar dipasang katup cegah. Berbeda dengan jenis injeksi minyak,

komprensi ini tidak mempergunakan minyak diantara rotornya sehingga udara yang dihasilkan akan bersih dan bebas minyak.

2.3. KAPASITAS KOMPRESOR

Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang ditekan dan dialirkan pada kondisi suhu total, tekanan total, dan diatur pada saluran masuk kompresor. Debit aliran yang sebenarnya, bukan merupakan nilai volum aliran yang tercantum pada data alat, yang disebut juga pengiriman udara bebas/ free air delivery (FAD) yaitu udara pada kondisi atmosfir di lokasi tertentu. FAD tidak sama untuk setiap lokasi sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapat berbeda untuk lokasi dan waktu yang berbeda.

Kompresor yang sudah tua, walupun perawatannya baik, komponen bagian dalamnya sudah tidak efisien dan FAD nya kemungkinan lebih kecil dari nilai rancangan. Kadangkala, faktor lain seperti perawatan yang buruk, alat penukar panas yang kotor dan pengaruh ketinggian juga cenderung mengurangi FAD nya. Untuk memenuhi kebutuhan udara, kompresor yang tidak efisien mungkin harus bekerja dengan waktu yang lebih lama, dengan begitu memakai daya yang lebih dari yang sebenarnya dibutuhkan.

Pemborosan daya tergantung pada persentase penyimpangan kapasitas FAD. Sebagai contoh, kran kompresor yang sudah rusak dapat menurunkan kapasitas kompresor sebanyak 20 persen. Pengkajian berkala terhadap kapasitas FAD untuk setiap kompresor harus dilakukan untuk memeriksa kapasitas yang sebenarnya. Jika penyimpangannya lebih dari 10 persen, harus dilakukan perbaikan. Metoda ideal pengkajian kapasitas kompresor adalah melalui uji nosel dimana nosel yang sudah dikalibrasi digunakan sebagai beban, untuk membuang udara tekan yang dihasilkan. Alirannya dikaji berdasarkan suhu udara, tekanan stabilisasi, konstantaorifice, dll.

2.4 KEGUNAAN KOMPRESOR

Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini kompresor mempunyai kegunaan yang sangat luas dihampiri segala bidang baik di bidang industri, pertanian, rumah tangga, dsb. Jenis dan ukurannya pun baraneka ragam sesuai dengan pemakainya. Udara tekan dalam kompresor mempunyai kegunaan yang luas sebagai sumber tenaga. Jadi dapat disamakan dengan tenaga kistrik, tenaga air dan tenaga hidrolik yang banyak digunakan pada industri modern. Beberapa pemakaian dalam kehidupan sehari – hari yaitu:

1. rem pada bis dan kereta api serta pembuka atau penutup pintu

2. udara tekan untuk pengecetan

3. penggerak bor gigi pada perlatan dokter gigi

4. pemberi udara pada akuarium

5. pompa air panas pada sumber air panas

6. pembotolan minuman.

Sedangkan aplikasinya ke teknik lingkungan yaitu,

1. Pada proses pengecetan diperlukan udara hal itu berguna untuk mencegah korosi

akibat dari pencemaran udara

2. Pada perusahaan kimia dilakukan pemindahan LPG drai kapal ke kerta api dengan

menggunakan kompresor, hal tersebut guna membantu dalam pengendalian

kebocoran supaya tidak terjadi pencemaran

2.4.1 Kegunaan Kompresor Sekrup

Tenaga listrik dan air minum yang digunakan industri biasanya diperoleh dari sumber luar. Tidak demikian halnya dengan udara tekanan yang harus dihasilkan di dalam gedung dan pabrik. Karena itu diperlukan kompresor. Untuk ini karakteristik dan konstruksi kompresor harus dipahami dan model yang paling sesuai untuk suatu keperluan harus dipilih. Udara tekan yang dihasilkan kompresor hampir semua industri termasuk industri pembuatan tambang, keramik, kimia, makanan, perikanan, pekerjaan sipil dan pembangunan gedung. Beberapa yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari diantaranya adalah :

Rem pada batas dan kereta api serta pembuka dan penutup pintunya

Udara tekan pada akuarium

Penggerak bor gigi pada peralatan dokter gigi

Pemberi udara pada akuarium

Pompa air panas pada sumber air panas.

Pembotolan air minum

Secara spesifik akan menguraikan kegunaan dari kompresor sekrup yang digunakan oleh semua industri yaitu :

1. Pusat Listrik

Kegunaannya adalah untuk mengendalikan otomatik pada pembakar dalam

ketel uap.

2. Industri Keramik

Kegunaannya adalah untuk pengeringan dan penyemprotan dalam proses

pelapisan gelas dan untuk pendingin produk.

3. Pekerjaan Plat dan Permukaan

Kegunaannya adalah untuk alat musik, pengecatan dan pengeringan piano,

organ dan lain-lain.

4. Untuk industri makanan dan minuman

- Pembuatan Bir

Digunakan untuk mencampur bahan mentah pembuatan air

- Pembuatan Minuman Lunak

Digunakan untuk mesin pengisi botol

- Pengalengan

Digunakan Untuk Mesin Pemasang Tutup Botol

- Pembuatan Minyak dan Saus

Digunakan untuk pengisian

- Rokok

Digunakan untuk memasang filter

5. Industri Kimia

Kegunaannya : - Untuk mengaduk tangki kultur penisilin

- Untuk pengisian dan pengangkutan bahan kimia dengan

tekanan

6. Transportasi

Konveyor numeric digunakan untuk semen, gandum, kedelai an logam

7. Alat Prestise

Kamera, jam tangan, bantalan, instrument, peralatan elektronik kegunaannya

adalah untuk pengecetan, pelapisan, perakitan, pembersihan, pengadukan,

pengujian.

8. Tekstil

Kegunaannya : - Untuk mesin-mesin automatic

- Pengeringan dan pewarnaan

Jadi secara umum dapat disimpulkan bahwa kompresor di gunakan sebagai alat bantu dalam pengolahan air bersih kemudian air bersih itu yang akan di gunakan untuk industri modern.

2.4.2 Kelebihan Kompresor Sekrup

Udara tekan yang dihasilkan dengan kompresor mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan listrik dan tenaga hidrolik dalam hal-hal berikut ini :

1. Konstruksinya dan operasi mesin serta fasilitasnya adalah sangat sederhana

2. Pemeliharaan dan pemeriksaan mesin dan peralatan dapat dilakukan dengan

mudah

3. Energi dapat disimpan

4. Kerja dapat dilakukan dengan cepat

5. Harga mesin dan peralatan relative murah

6. Kebocoran udara yang dapat terjadi tidak membahayakan dan tidak

menimbulkan pencemaran.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 TERMODINAMIKA

Pengabstrakan dasar atas termodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. Dan pembagian sistem menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter.Ketika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem). Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut. Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang. Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang

seharusnya dinamakan termostatik. Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentangtermodinamika benda hitam.

Kompresor adalah mesin untuk memanfatkan udara atau gas. Kompresor udara biasanya mengisap udara dan atmosfer. Namun ada pula yang mengisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat sedangkan kompresor yang mengisap gas yang bertekanan lebih rendah dari pada tekanan atmosfer. Pada dasarnya kompresor bekerja dengan cara memanpatkan gas.

3.2 HUBUNGAN KOMPRESOR DENGAN TERMODINAMIKA

Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model tergantung pada volume dan tekanannya. Sebutan kompresor dipakai untuk jenis yang bertekanan tinggi dan blower untuk bertekanan yang rendah. Atas dasar cara pemampatannya kompresor di bagi atas atas jenis turbo dan jenis perpindahan. Jenis turbo menaikkan tekanan dan kecepatan gas dengan gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeler atau dengan gaya angkat yang ditimbulkan oleh sudu. Jenis perpindahan menaikkan tekanaan dengan memperkecil atau memampatkan volume gas yang diisap kedalam silinder atau stator oleh torak atau sudu.

Kompresi gas dipengaruhi oleh sifat fisik udara , yaitu:

1. Susunan udara, seperti diketahui udara terdiri dari cmpuran beberapa gas dengan

susunannya terdiri dari nitrogen 79,09 %, oksigen 20,95%, argion, 0,93 %

karbondioksida 0,03% dan sedikit uap air dan debu.

2. Berat jenis udara

Berat jenis gas dapat bervariasi tergantung pada tekanan dan temperaturnya karena itu untuk menentukan berat jenis gas perlu disebutkan juga tekanan dan temperaturnya.

3. Panas jenis udara

Panas jenis merupakan panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg suatu zat sebesar 1oC. Satuan jumlah panas yang dipakai adalah kilo kalori (kkal). Panas jenis tergantung dari panas jenis gas. Panas jenis suatu gas dapat didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gram gas sebesar 1oC seerti pada zat yang lain. Panas jenis terdir dri 2 macam yaitu panas jenis bertekanan tetap dan panas jenis pada temperatur tetap.

4. Kelembaban udara

Kelembaban udara terdiri dari:

1. Udara jenuh

Jumlah uap yang dapat menempati suatu ruang dengan volume tertentu serta tekanan jenuhnya tergantung pada temperatur uap tersebut. maikn tinggi temperaturnya makin tinggi pula tekanan jenuhnya dan makin banyak uap yang dapat mengisi volume yang sama.

2. Udara tak jenuh dan udara lembab

Udara tak jenuh merupakan udara yang kandungan uap airnya belum mencapai kedaan jenuh, sedangkan udara lembab adalah udara yang mengandung uap air.

3. Kelembaban

Kelembaban merupakan derajat kekeringan aatau kebasahan udara dalam atmosfer. Tekanan uap dalam udara lembab berbanding lurus dengan kelembaban mutlak dari uap yang sama.

5. Tekanaan udara

Tekanan udara tergantung dari tekanan gas, tekanan atmosfer, tekanan mutlak serta tekanan lebih.

Pada kompresor berlaku proses- proses dalam termodinamika, seperti isotermal, isobartik, isokhorik dan adiabatik. Hubungan tetsebut dapat dilihat dari:

1. Hubungan antara tekanan dengan volume

Hubungan antar tekanan dengan volume adalah, bila volume dikecilkan maka tekanan akan semakin besar, hal itu dapat di uraikan bila selama kompresi, temperatur gas di jaga tetap maka pengecilan volume menjadi ½ kali akan menaikkan tekanan menjadi 2 kali lipat. Demikian juga jika volume diperkecil 1/3 kali maka tekanan akan 3 kali lipat. Maka secara umum disimpulkan jika gas dikompersikan pada tempertur tetap maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan voilume. Pernyataan ini di sebut dengan hukukm Boyle dan dapat dirumuskan dengan

P1V1 = P2V2

2. Hubungan antara temperatur dan volume

Semua macam gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1oC pada tekanan tetap, akanmengalami perubahan volume sebesar 1/273 dari volumenya pada 0oC sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1oC maka akan mengalami pengurangan volume dengan proporsi yang sama. Pernyataan ini disebut dengan hukum Charles

V1/V2 = T1/T2

Proses kompresi gas

1. Kompresi isotermal

Bila suatu gas dikompresikan, maka ini berarti ada energi mekanik yang diberikan dari luar pada gas. Energi ini di ubah menjadi energi panas sehingga temperatur gas akan naik jika tekanan semakin tinggi. Namin jika proses kompresi ini dibarengi dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi temperatur tetap di jaga. Kompresi secara ini disebut dengan kompresi isotermal. Hubungan antar P dan v dapat dilihat dari persamaan

P v = tetap

Persamaan ini dapat ditulis dengan

P1 v1 = P2 v2 = tetap

Kompresi isotermal merupakan suatu prosesyang sangat berguna dalam analisa teoritis, namun untuk perhitungan kompresor tidak banyak kegunaannya. Pada kompresor yang sesungguhnya, meskipun silinder didinginkan selurujnya adalah tidak mungkin untuk menjaga temperatur udara yang tetap di dalam silinder. Hal ini disebabkan oleh cepatnya proses kompresi (beberapa ratus sampai seribu kali permenit) di dalam silinder.

2. Komprosi adiabatik

Jika silinder diisolasi secara sempurna terhadap panas, maka kompresi akan berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk kedalam gas. Proses semacam ini disebt adiabatik.

Dalam praktek, proses adiabatik tidak pernah terjadi secara sempurna karena isolasi terhadap silinder tidak pernah dapat sempurna pula. Namun proses adiabatik sering dipakai dalam pengkajian teoritis proses kompresi.

Hubungan antar tekanan dan volume dalma proses adiabatik dapat dinyatakan dalam persamaan

P vk = tetap

Atau

P1 vk1 = P2 vk

2 = tetap

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. Karena tekanan ynag dihasilkan oleh kompresi adaibatik lebih tinggi dari pada kompresi isotermal untuk pengecilan volume yang sama, mka kerja yang diperelukan pada kompresi adiabatik juga lebih besar.

3. Komprosi polotropik

Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur namunjuga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang

ssungguhnya ada di antara kedunya dan disebut kompresi politropik. Hubungan antar P dam v pada proses politropik ii dapat dirumuskan sebagai

P vn = tetap

Atau

P1 vn1 = P2 vn

2 = tetap

Disini n disebut indeks politropik dan harganya terletalk antara 1 (proses isotermal) dan k (proses adiabatik). Jadi 1 < n < k. Untuk kompresor biasa n = 1,25 ~ 1,35.

Efisiensi kompresor

Beberapa pengukuran kompresor yang biasa digunakan adalah: efisiensi volumetrik, efisiensi adiabatik, efisiensi isotermal, dan efisiensi mekanik. Efisiensi adiabatik dan isotermal dihitung sebagai daya isotermal atau adiabatik dibagi oleh konsumsidaya aktual. Efisiensi isotermal = Daya masuk aktual terukur / Daya Isotermal. Perhitungan daya isotermal tidak menyertakan daya yang diperlukan untuk mengatasi gesekan dan biasanya memberikan efisiensi yang lebih rendah dari efisiensi adiabatis. Nilai efisiensi yang dilaporkan biasanya efisiensi isotermal. Hal ini merupakan bahan pertimbangan yang penting dalam memilih kompresor berdasarkan nilai efisiensi yang dilaporkan.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang daapt diambil dari makalah ini adalah

1. Termodinamika adalah ilmu yangmempelajari tentang panas atau kalor.

Termodinamika bnyak di terapkan dalam kehidupan sehari – hari terutama dalam

industri modern.

2. Pengolahan air bersih pada saat sekarang ini penting karena sekarang sedang terjadi

krisis air bersih.

3. Kopresor meerupakan alat utuk memampatkan udara yang dapat di gunakan dalam

pengelolaan air bersih.

4. Kompresor merupakan alat yang mengunakan hukum termodinamika dalam

pemakaiannya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008.Mengenal kompresor, compressor. Compressor.

http://joborkerja.blogspot.com/2008/02/mengenal-kompresor-kompressor-compresor.html

https://www.google.com

Di akses tanggal 13 Juli 2012

Sularso dan Tahara, H. 2000. Pompa dan Kompresor Pemilihan. Pemakaian dan Pemeliharaan. Pradnya Paramita. Jakarta