Selasa, 31 Agustus 2010

Klasifikasi Kompresor








Rabu, 25 Agustus 2010

Kompresor Torak

Merupakan salah satu positive displacement compressor dengan prinsip kerja memampatkan dan mengeluarkan udara / gas secara intermitten (berselang) dari dalam silinder. Pemampatan udara / gas dilakukan didalam silinder. Elemen mekanik yang digunakan untuk memampatkan udara / gas dinamakan piston / torak. Tekanan udara / gas yang keluar merupakan tekanan discharge yang dihasilkan oleh kompresor reciprocating.


1. Prinsip Kerja Kompresor Torak

Prinsip kerja kompresor torak adalah sebagai berikut:

•Tenaga mekanik dari penggerak mula ditransmisikan melalui poros engkol dalam bentuk gerak rotasi dan diteruskan ke kepala silang (cross head) dengan perantaraan batang penghubung (connecting rod).

•Pada kepala silang gerakan rotasi diubah menjadi gerak translasi yang diteruskan ke torak melalui batang torak (piston rod).

•Gerakan torak bolak balik dalam silinder mengakibatkan perubahan volume dan tekanan sehingga terjadi proses pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.


Secara sederhana prinsip kerja, perubahan tekanan dan volume dalam suatu kompresor torak Simplex Single Acting dapat diuraikan dalam bentuk diagram P-V sebagai berikut :


Diagram P-V Kompresor Torak


Torak memulai langkah kompresi pada titik (1), torak bergerak kekiri dan gas dimampatkan sehingga tekanannya naik ketitik (2). Pada titik ini tekanan di dalam silinder mencapai harga tekanan Pd yang lebih tinggi dari pada tekanan di dalam pipa keluar, sehingga katup keluar pada kepala silinder akan terbuka. Jika torak bergerak terus kekiri, gas akan didorong keluar silinder pada tekanan tetap sebesar Pd. Dititik (3) torak mencapai titik mati atas, yaitu titik akhir gerakan torak pada langkah kompresi dan pengeluaran.

Pada waktu torak mencapai titik mati atas ini, antara sisi atas torak dan kepala silinder masih ada volume sisa yang besarnya = Vc. Volume ini idealnya harus sama dengan nol agar gas dapat didorong seluruhnya keluar silinder tanpa sisa. Namun dalam praktiknya harus ada jarak (clearance) di atas torak agar tidak membentur kepala silinder. Selain itu juga harus ada lubang-lubang laluan pada katup-katup. Karena adanya volume sisa ini ketika torak mengakhiri langkah kompresinya, di atas torak masih ada sejumlah gas dengan volume sebesar Vc dan tekanan sebesar Pd. Jika kemudian torak memulai langkah isapnya (bergerak kekanan), katup isap tidak dapat terbuka sebelum sisa gas di atas torak berekspansi sampai tekanannya turun dari Pd menjadi Ps. Katup isap baru mulai terbuka dititik (4) ketika tekanannya sudah mencapai tekanan isap Ps. Disini pemasukan gas baru mulai terjadi dan proses pengisapan ini berlangsung sampai titik mati bawah (1). Dari uraian di atas dapat dilihat bahwa volume gas yang diisap tidak sebesar volume langkah torak sebesar Vs melainkan lebih kecil, yaitu hanya sebesar volume isap antara titik mati bawah (1) dan titik (4).



2. Proses Kompresi Gas

Proses kompresi gas pada kompresor torak dapat dilakukan menurut tiga cara yaitu dengan proses isotermal, adiabatik reversible, dan politropik.


2.1 Kompresi Isotermal

Bila suatu gas dikompresikan, maka ini berarti ada energi mekanik yang diberikan dari luar kepada gas. Energi ini diubah menjadi energi panas sehingga temperatur gas akan naik jika tekanan semakin tinggi. Namun, jika proses ini dibarengi dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi, sehingga temperatur dapat dijaga tetap dan kompresi ini disebut dengan kompresi isotermal (temperatur tetap). Proses isotermal mengikuti hukum Boyle, maka persamaan isotermal dari suatu gas sempurna adalah:


Proses kompresi ini sangat berguna dalam analisis teoritis, namun untuk perhitungan kompresor tidak banyak kegunaannya. Pada kompresor yang sesungguhnya, meskipun silinder didinginkan sepenuhnya adalah tidak mungkin untuk menjaga temperatur yang tetap dalam silinder. Hal ini disebabkan oleh cepatnya proses kompresi (beberapa ratus sampai seribu kali permenit) di dalam silinder.


2.2 Kompresi 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 disebut adiabatik. Dalam praktiknya proses ini tidak pernah terjadi secara sempurna karena isolasi terhadap silinder tidak pernah dapat sempurna pula. Namun proses adiabatik reversible sering dipakai dalam pengkajian teoritis proses kompresi. Hubungan antara tekanan dan volume dalam proses adiabatic dapat dinyatakan dalam persamaan:

Jika rumus ini dibandingkan dengan rumus kompresi isotermal dapat dilihat bahwa untuk pengecilan volume yang sama, kompresi adiabatic akan menghasilkan tekanan yang lebih tinggi dari pada proses isotermal. Karena tekanan yang dihasilkan oleh kompresi adiabatik lebih tinggi dari pada kompresi isotermal untuk pengecilan volume yang sama, maka kerja yang diperlukan pada kompresi adiabatik juga lebih besar.


2.3 Kompresi Politropik

Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur, namun juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya, ada di antara keduanya dan disebut kompresi politropik. Hubungan antara P dan v pada proses politropik dapat dinyatakan dengan persamaan:


Pada kondisi dimana tidak dilakukan pendinginan pada ruang kompresi (kompresor sentrifugal pada umumnya), maka harga n > k. Bila ada pendinginan pada ruang kompresi (pada kompresor torak), maka harga n terletak antara 1< n < k.
Perhitungan dapat dilakukan baik dengan pendekatan kondisi adiabatik reversible maupun kondisi politropik.

Sabtu, 21 Agustus 2010

Pelumasan dan Pelumas






















Kamis, 19 Agustus 2010

Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Torak

1. Kapasitas Sebenarnya.
Dalam perhitungan kapasitas kompresor torak ditunjukan dalam jumlah volume gas/udara yang sebernarnya yang masuk pada setiap tingkat kompresor permenit dengan satuan Actual Cubic Feet per Minute (ACFM) atau Inlet Cubic Feet per Minute (ICFM).
Kapasitas kompresor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Untuk Duplex Double Acting:

Dimana:

Efisiensi Volumetrik

Efisiensi volumetrik adalah perbandingan antara kapasitas yang masuk ke dalam silinder dengan kapasitas perpindahan torak. Efisiensi volumetrik dipengaruhi oleh:
- Clearance silinder.
- Perbandingan tekanan.
- Faktor kompresibilitas.
Untuk kondisi sesungguhnya dimana terjadi losses pada katup masuk dan keluar sebesar 3 %, maka efisiensi volumetrik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:






2. Daya Gas Kompresor (GHP)

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


a. Gas Horse Power (GHP) :

b.Compressor Horse Power (CHP)

Rabu, 18 Agustus 2010

Unjuk Kerja Motor Bakar

Unjuk kerja atau prestasi suatu mesin (motor) mempunyai hubungan erat dengan cara pengoperasian dan kegunaan dari mesin itu sendiri. Unjuk jerja dari suatu mesin biasanya ditunjukkan dalam suatu grafik yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat sebagai hasil perhitungan dan test yang dilakukan. Unjuk kerja dari suatu mesin berkaitan langsung dengan :



1. Horse power yang dihasilkan.

2. Brake mean efektif pressure (Bmep).

3. Brake specifik fuel consumption (Bsfc).

4. Efisiensi mekanik.


1. Tekanan Indikator (Pi)

Tekanan indikator adalah tekanan teoritis yang bekerja pada torak dalam setiap langkah yang menghasilkan tenaga indikator.
Besarnya tekanan indikator dinyatakan dengan rumus :





2. Tekanan Efektif Rata-rata (Bmep = Pe)

Tekanan efektif rata-rata adalah tekanan rata-rata yang terjadi pada waktu langkah kerja dikurangi tekanan rata-rata pada langkah lainnya saar berbeban, atau besarnya tekanan indikator (Pi) dikalikan dengan efisiensi mekanik. Besarnya tekanan efektif dihitung dengan rumus :



Untuk masing-masing motor besarnya Pe sudah ditentukan oleh pabrik pembuat dan tidak boleh melapaui nilai batas.

3. Daya Indikator (IHP = Ni)

Daya indikator adalah istilah yang digunakan untuk menunjukkan tenaga mesin yang dihasilkan di dalam sebuah mesin, dimana merupakan langkah awal perubahan energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar ke dalam energi mekanik. Besar daya indikator didapat dar pengukuran melalui sebuah indikator atau dapat dihitung dengan rumus :




4. Daya Efektif (BHP = Ne)

Daya efektif adalah daya yang keluar dari poros mesin atau sering disebut sebagai daya poros yang digunakan untuk menggerakkan beban. Daya poros itu sendiri dibangkitkan oleh daya indikator yang merupakan tenaga gas hasil pembakaran yang menggerakkan torak, dimana sebagian tenaga indikator dibutuhkan untuk mengatasi gesekan-gesekan mekanik akibat adanya beban, sehingga tenaga/daya poros akan lebih kecil. Besar daya poros dihitung dengan rumus :




5. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (Bsfc)

Pemakaian bahan bakar spesifik adalah perbandingan banyaknya pemakaian bahan bakar setiap jam tiap daya yang dihasilkan. Harga pemakaian bahan bakar spesifik yang makin kecil/rendah menunjukkan efisiensi yang main tinggi. Besar pemakaian bahan bakar spesifik dihitung dengan rumus :



Untuk menghitung jumlah pemakaian bahan bakar secara teoritis terlebih dahulu dihitung :
­- Jumlah udara untuk pembakaran (Gu)
­- Perbandingan udara dan bahan bakar (air fuel ratio = raf)

a. Jumlah udara untuk pembakaran dapat dihitung dengan rumus pendekatan sebagai berikut :


b. Perbandingan udara dan bahan bakar (air fuel ratio = raf) secara teoritis harga raf dapat dihitung dengan rumus pendekatan yaitu :




6. Efisiensi Mekanik
Efisiensi mekanik adalah perbandingan antara daya poros efektif dengan daya indikator. Efisiensi mekanik dapat dihitung sebagai berikut :


7. Efisiensi Thermis

Efisiensi thermis efektif atau sering disebut sebagai efisiensi total adalah perbndingan antara panas yang diperlukan untuk menghasilkan daya poros dengan panas bakar yang dikonsumsikan dalam waktu yang sama. Efisiensi efektif dihitung dengan rumus :


offsetWidth); }