Klasifikasi Turbin Uap
Turbin uap dapat diklasifikasikan ke dalam
beberapa kategori yang berbeda-beda, tergantung dari konstruksi, panas jatuh
yang dihasilkan, keadaan mula-mula dan akhir dari uap, penggunaan dalam
industri serta jumlah tingkat yang ada padanya.
§
Berdasarkan jumlah tingkat
1.
Turbin uap dengan satu tingkat tekanan dengan satu atau
beberapa tingkat kecepatan,biasanya menghasilkan tenaga kecil. Banyak digunakan
pada kompresor sentrifugal,blower dan lain-lain.
2.
Turbin uap dengan beberapa tingkat tekanan, turbin ini dibuat
dengan beberapa macam variasi dari kapasitas besar sampai kapasitas kecil.
v Berdasarkan aliran
uap
1.
Turbin axial yaitu suatu turbin dimana uap masuk ke sudu
jalan dengan poros turbin
2.
Turbin radial yaitu dimana suatu aliran uap masuk ke sudu
jalan tegak lurus terhadap poros turbin. Biasanya beberapa turbin satu
atau lebih dengan tingkat tekanan rendah dibuat secara aksial.
v Berdasarkan jumlah
silinder
1
Turbin dengan satu silinder
2
Turbin dengan dua silinder
3
Turbin dengan tiga silinder dan lain-lain.
v Berdasarkan
pengaturan cara masuknya Uap
1
Turbin dengan pengatur katub (throttle), uap baru masuk ke
sudu jalan di atur oleh satuatau beberapa katub.
2
Turbin dengan pengatur pipa pemancar, dimana uap baru masuk
melalui dua atau beberapa alat pengatur yang dipasang secara
berderet-deret.
3
Turbin dengan pengatru terusan, dimana setelah uap baru masuk
ke sudu jalan di teruskan ke sudu yang lain, bahkan sampai beberpa tingkat
berikutnya.
v Berdasarkan prinsip
kerja dari uap
1
Turbin aksi, dimana energy potensial uap direubah menjadui
tenaga kinetis di dalam sudu tetap dan sudu jalan ernerggi kinetic di ubah
menjadi energy mekanik
2
Turbin reaksi aksial, pengembangan uap dilakukan di dalam
sudu tetap dan sudu jalan, keduanya diletakkan dan sama luasnya.
3
Turbin reaksi radial tanpa beberapa sudu antar tetap.
4
Turbin reaksi radial yang mempunyai sudu antar tetap.
v Berdasarka proses
panas jatuh
1
Condensing turbin dengan generator, pada turbin ini tekanan
uap yang kurang dari satu atrmosfer dimasukan ke dalam kondensor.
Disamping itu uapa juga dikeluarakan dari tingkat perantara untuk
pemanasan air penambah. Turbin dengan kapasitas yang kecil pada
perencanaan mulanya sering tidak mempunyai regenerator panas.
2
Condensing turbin dengan satu atau dua tingkat penurunan
perantara pada tekanan spesifik untuk keperluan pemanasan dan
industri.
3
Trusbin tekanan akhir atau back pressure turbin,
dimana pengeluaran uap dipakai untuk tujuan industri dan pemanasan.
4
Topping turbin, turbin ini seperti type pressure back turbine
dengan perbedaaan bahwa pengeluaran uao dari turbin ini juga digunakan
dalam medium dan turbin dengan tekananrendah.
5
Turbin tekanan rendah (tekanan pengeluaran rendah), dimana
pengeluaran uap dari mesin uap torak, hammer uap, press uap dipakai untuk
menggerakkan generator.
6
Mix pressure turbine (turbine dengan tekanan campuran),
dengan dua atau tiga tingkat tekanan, dengan mengganti uap yang keluar
padanya dengan uap baru pada tingkat perantara.
v Berdasarkan kondisi
tekanan uap yang masuk pada turbin
1
Turbin tekanan rendah (1,2 sampai 2 atm)
2
Turbin tekanan menengah (penggunaan uap sampai 4 atm).
3
Turbin tekanan tinggi, pemakaian uap di atas 40 ata
4
Turbin tekanan sangat tinggi pemakaian uap sampai tekanan 170
ata dan suhu 5500C
5
Turbin dengan tekanan super, dimana penggunaan uap dengan
tekanan 225 dan di atasnya.
v Berdasarkan
penggunaan dalam Industri
1
Turbin stasioner dengan kecepatan konstan, untuk penggerak
altenator.
2
Turbin stasioner dengan variasi kecepatan untuk menggerakkan
turbo blewer, pompa dan lain-lain.
3
Turbin non-stasioner dengan variasi kecepatan, biasanya
dipakai pada kalap, lokomotif dan lain-lain.
TURBIN
AIR
Turbin
air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan secara luas untuk tenaga industri
untuk jaringan listrik. Sekarang lebih umum dipakai untuk generator listrik.
Turbin kini dimanfaatkan secara luas dan merupakan sumber energi yang dapat
diperbaharukan.
KLASIFIKASI
TURBIN AIR
Berdasarkan
perubahan tekanan:
Impulse Reaction
– Pelton –
Francis – Tyson
– Turgo – Propeller
– Cross flow –
Kaplan
TURBIN
REAKSI
Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang
menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan
tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang
berputar) dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini
dikelompokkan sebagai turbin reaksi. Runner turbin reaksi sepenuhnya tercelup
dalam air dan berada dalam rumah turbin.
Contoh
: Turbin Francis
TURBIN
REAKSI
TURBIN
IMPULS
Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik
pada nozle. Air keluar nozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu
turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi
perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin
impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel
tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi
tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.
Contoh
: Turbin Pelton
KLASIFIKASI
TURBIN AIR
• Pelton
• 300 m (high),
turbin kecepatan tinggi
•
Lokasi; gunung-gunung tinggi
KLASIFIKASI
TURBIN AIR
• Francis
• 50 -300 m
(medium), turbin kecepatan sedang
•
Dilengkapi dengan dam yang besar guna mendapatkan debit air yang besar
KLASIFIKASI
TURBIN AIR
•Kaplan
•<50 m (low),
turbin kecepatan rendah(francis)
•Memerlukan
sungai dengan debit yang besar
KLASIFIKASI
TURBIN AIR
Berdasarkan
daya, tinggi jatuh, dan debit yang mengalir:
• Turbin Mini
Mikrohidro, contohnya kincir air.
•Turbin
Mikrohidro, untuk head rendah, contohnya turbin Kaplan. Untuk head tinggi,
contohnyaTurbin Pelton.
•Turbin
hydropower, adalah turbin air dengan daya tinggi yang mampu menghasilkan daya
diatas 20 MW tiap unit. Contohnya Turbin Francis, Kaplan, dan Pelton.
KLASIFIKASI
TURBIN AIR
Berdasarkan
instalasi turbin:
1
Turbin jenis terusan air (water way),
dimana saluran masuk berada di hulu sungai dan dialirkan ke hilir melalui
terusan air dengan gradien atau kemiringan yang relatif kecil. Beda ketinggian
permukaan yang diperoleh karena kemiringan ini yang dimanfaatkan.
KLASIFIKASI TURBIN AIR
Berdasarkan
instalasi turbin:
1.
Turbin jenis bendungan atau dam, dimana
air sungai dibendung dengan dam yang melintang sungai, untuk menaikkan
permukaan air di bagian hulu. Akibat adanya bendungan ini, terjadi perbedaan
ketinggian permukaan air yang dapat manfaatkan.
1
Turbin jenis bendungan dan terusan air,
yang merupakan gabungan dari kedua jenis di atas.
TURBIN GAS
Teori Dasar Turbin Gas
Turbin gas adalah suatu pengerak mula yang memamfaatkan gas sebagai fluida kerja. Didalam turbin gas energy kinetic dikonfensikan menjadi energy mekanik berupa yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya dan putaran. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin, dan bagian turbin disebut stator atau rumah turbin.
Turbin gas merupakan salah satu komponen dan suatu system turbin gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen utama yaitu :
- Kompresor
- Ruang bakar
- Dan Sudu turbin
Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas
Udara masuk ke kompresor melalui saluran masuk udara ( inlet ). Kompresor ini berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, akiatnya temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah dikompresi ini masuk kedalam ruang bakar. Didalam ruang bakar udara disemprotkan bahan bakar sehingga bercampur dengan udara tadi dan menyebabkan tejadinya proses pembakaran. Proses pembekaran tersebut berlangsung dalam keadaan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperature. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan melaui suatu nozzle yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu – sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin tersebut digunakan untk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik . Sehingga untuk gas sisa dengan sendirinya akan keluar melalui saluran udara.
Pada kenyataannya tidak ada proses yang selalu ideal, tetap ada terjadi proses kerugian yang dpat menurunkan daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat menurunnya performasi turbin itu sendiri. Kerugian – kerugian tersebut dapat terjadi pada tiga komponen system turbin gas , sebab –sebab terjadi kerugian antara lain :
- Adanya gesekan –gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan ( pressure
losses ) di ruang bakar.
- Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan
antara bantalan turbin dengan udara.
- Berubah nilai cp dan fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperature dan perubahan
komposisi kimia dan fluia kerja.
- Adanya mechanical loss.
Untuk memperkecil kerugian yang terjadi, hal yang dapat kita lakukan antara lain dengan perawatan ( maintenance ) yang teratur atau modifikasi peralatan yang ada.
Siklus –Siklus Turbin Gas
Ada tiga siklus turbin gas yang dikenal yaitu :
1. Siklus Ericson
Siklus Ericson adalah siklus mesin kalor yang dapat balik atau secara “ external dapat balik “ /external reversible yang terdiri dari dua proses “ isotermis dapat balik dan dua proses isobar dapt balik. Proses perpindahan panas pada proses isobar terjadi di dalam komponen siklus internal ( regenerator ) sehingga efisiensi termisnya sebagai berikut :
ήth = 1- T1 / Th
Dimana :
T1 = temperature buang
Th = temperature panas
2. Siklus Stirling
Siklus stirling adalah siklus mesin kalor dapat balik secara external dan merupakan satu - satunya siklus daya ideal yang dapt dipakai dalam praktek. Siklus ini terdiri dari proses “ isotermis dapat balik “ dengan volume tetap. Efisiensithermis dari siklus starling sama dengan siklus Ericson.
3. Siklus Brayton
Siklus bryton adalah siklus daya thermodinamika ideal untuk turbin gas dan mesin turbo jet yang merupakan siklus daya utama yang beroperasi sebagai motor bakar maupun mesin pembakaran luar dengan siklus empat proses :
Proses 1 -2
1. Fluida kerja dikompresikan secara “ adipatis dapat balik “ dikompresor.
Proses 2 – 3
2. Proses penambahan panas dalam proses “ isobarik dapat balik “dimana p = pmax dalam ruang
pembakaran atau penukar panas.
Proses 3 -4
3. Gas ber expansi di dalam turbin secara “ adiabatis dapat balik atau isentropis “ dimana
S = S max
Proses 4 -1
4. Proses pembuangan gas panas sisa dalam proses “ isobarik dapat balik “ dimana P = Pmin
Klasifikasi Turbin Gas
Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan lainnya. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari :
- Turbin gas siklus tertutup (close cycle )
- Turbin gas siklus terbuka ( open cycle )
Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir expansi fluida kerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir expansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali kedalam proses awal.
Komponen – Komponen Turbin Gas
Komponen turbin gas terdiri dari :
1. Komponen Utama
1. Air Inlet Section
Berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalam udara sebelum masuk ke kompresor, bagian ini terdiri dari :
1. Air inlet housing, merupakan tempat udara masuk dimana didalamnya terdapat pembersih
udara.
2. Inertia separator, berfungsi untuk membersihkan debu – debu atau partikel yang terbawa
bersama udara masuk.
3. Pre – filter, merupakan penyaringan udara awal yang dipasang pada inlet house.
4. Main filter, merupakan penyaring utama yang terdapat pada bagian dalam inlet house, udara
yang telah melewati penyaring ini masuk kedalam kompresor aksial.
5. Inlet bellmouth, berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang
kompresor.
6. Inlet guide vane, merupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk
agar sesuai dengan yang diperlukan.
2. Compressor Section
Komponen utama pada bagian ini adalah aksial flow compressor, berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inlet air section hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadi pembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggi yang dapat menimbulkan daya aoutput turbin yang besar.
3. Combustion Section
Pada bagian terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja yang berupa udara yang bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle. Fungsi dari keseluruhan sistem adalah mensuplai energi panas ke siklus turbin.
4. Turbin section
Turbin section merupakan tempat terjadinya konversi energy kinetic menjadi energy mekanik yang digunakan sebagai penggerak kompresor aksial dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan kira –kira 60% digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.
5. Exchaust section
Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas.
Turbin gas adalah suatu pengerak mula yang memamfaatkan gas sebagai fluida kerja. Didalam turbin gas energy kinetic dikonfensikan menjadi energy mekanik berupa yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya dan putaran. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin, dan bagian turbin disebut stator atau rumah turbin.
Turbin gas merupakan salah satu komponen dan suatu system turbin gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen utama yaitu :
- Kompresor
- Ruang bakar
- Dan Sudu turbin
Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas
Udara masuk ke kompresor melalui saluran masuk udara ( inlet ). Kompresor ini berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, akiatnya temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah dikompresi ini masuk kedalam ruang bakar. Didalam ruang bakar udara disemprotkan bahan bakar sehingga bercampur dengan udara tadi dan menyebabkan tejadinya proses pembakaran. Proses pembekaran tersebut berlangsung dalam keadaan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperature. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan melaui suatu nozzle yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu – sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin tersebut digunakan untk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik . Sehingga untuk gas sisa dengan sendirinya akan keluar melalui saluran udara.
Pada kenyataannya tidak ada proses yang selalu ideal, tetap ada terjadi proses kerugian yang dpat menurunkan daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat menurunnya performasi turbin itu sendiri. Kerugian – kerugian tersebut dapat terjadi pada tiga komponen system turbin gas , sebab –sebab terjadi kerugian antara lain :
- Adanya gesekan –gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan ( pressure
losses ) di ruang bakar.
- Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan
antara bantalan turbin dengan udara.
- Berubah nilai cp dan fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperature dan perubahan
komposisi kimia dan fluia kerja.
- Adanya mechanical loss.
Untuk memperkecil kerugian yang terjadi, hal yang dapat kita lakukan antara lain dengan perawatan ( maintenance ) yang teratur atau modifikasi peralatan yang ada.
Siklus –Siklus Turbin Gas
Ada tiga siklus turbin gas yang dikenal yaitu :
1. Siklus Ericson
Siklus Ericson adalah siklus mesin kalor yang dapat balik atau secara “ external dapat balik “ /external reversible yang terdiri dari dua proses “ isotermis dapat balik dan dua proses isobar dapt balik. Proses perpindahan panas pada proses isobar terjadi di dalam komponen siklus internal ( regenerator ) sehingga efisiensi termisnya sebagai berikut :
ήth = 1- T1 / Th
Dimana :
T1 = temperature buang
Th = temperature panas
2. Siklus Stirling
Siklus stirling adalah siklus mesin kalor dapat balik secara external dan merupakan satu - satunya siklus daya ideal yang dapt dipakai dalam praktek. Siklus ini terdiri dari proses “ isotermis dapat balik “ dengan volume tetap. Efisiensithermis dari siklus starling sama dengan siklus Ericson.
3. Siklus Brayton
Siklus bryton adalah siklus daya thermodinamika ideal untuk turbin gas dan mesin turbo jet yang merupakan siklus daya utama yang beroperasi sebagai motor bakar maupun mesin pembakaran luar dengan siklus empat proses :
Proses 1 -2
1. Fluida kerja dikompresikan secara “ adipatis dapat balik “ dikompresor.
Proses 2 – 3
2. Proses penambahan panas dalam proses “ isobarik dapat balik “dimana p = pmax dalam ruang
pembakaran atau penukar panas.
Proses 3 -4
3. Gas ber expansi di dalam turbin secara “ adiabatis dapat balik atau isentropis “ dimana
S = S max
Proses 4 -1
4. Proses pembuangan gas panas sisa dalam proses “ isobarik dapat balik “ dimana P = Pmin
Klasifikasi Turbin Gas
Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan lainnya. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari :
- Turbin gas siklus tertutup (close cycle )
- Turbin gas siklus terbuka ( open cycle )
Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir expansi fluida kerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir expansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali kedalam proses awal.
Komponen – Komponen Turbin Gas
Komponen turbin gas terdiri dari :
1. Komponen Utama
1. Air Inlet Section
Berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalam udara sebelum masuk ke kompresor, bagian ini terdiri dari :
1. Air inlet housing, merupakan tempat udara masuk dimana didalamnya terdapat pembersih
udara.
2. Inertia separator, berfungsi untuk membersihkan debu – debu atau partikel yang terbawa
bersama udara masuk.
3. Pre – filter, merupakan penyaringan udara awal yang dipasang pada inlet house.
4. Main filter, merupakan penyaring utama yang terdapat pada bagian dalam inlet house, udara
yang telah melewati penyaring ini masuk kedalam kompresor aksial.
5. Inlet bellmouth, berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang
kompresor.
6. Inlet guide vane, merupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk
agar sesuai dengan yang diperlukan.
2. Compressor Section
Komponen utama pada bagian ini adalah aksial flow compressor, berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inlet air section hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadi pembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggi yang dapat menimbulkan daya aoutput turbin yang besar.
3. Combustion Section
Pada bagian terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja yang berupa udara yang bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle. Fungsi dari keseluruhan sistem adalah mensuplai energi panas ke siklus turbin.
4. Turbin section
Turbin section merupakan tempat terjadinya konversi energy kinetic menjadi energy mekanik yang digunakan sebagai penggerak kompresor aksial dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan kira –kira 60% digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.
5. Exchaust section
Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas.
Klasifikasi Pompa
Rate This
Menurut prinsip kerjanya, pompa
diklasifikasikan menjadi:
a. Positive Displacement Pump
Pompa yang menghasilkankapasitas intermitten karena fluidanya ditekan dalam elemen-elemen pompa dengan volume tertentu. Jadi, fluida yang masuk kemudian dipindahkan ke sisi buang sehingga tidak ada kebocoran (aliran balik) dari sisi buang ke sisi masuk. Pompa jenis ini menghasilkan head yang tinggi dengan kapasitas yang rendah. Perubahan energi yang terjadi pada pompa ini adalah energi mekanik yang diubah langsung manjadi energi potensial.
a. Positive Displacement Pump
Pompa yang menghasilkankapasitas intermitten karena fluidanya ditekan dalam elemen-elemen pompa dengan volume tertentu. Jadi, fluida yang masuk kemudian dipindahkan ke sisi buang sehingga tidak ada kebocoran (aliran balik) dari sisi buang ke sisi masuk. Pompa jenis ini menghasilkan head yang tinggi dengan kapasitas yang rendah. Perubahan energi yang terjadi pada pompa ini adalah energi mekanik yang diubah langsung manjadi energi potensial.
Macam-macam Positive Displacement Pump:
1. Pompa Piston
Prinsip kerja dari pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya selubung putar akan menyebabkan piston bergerak naik-turun sesuai dengan ujung piston di atas piring dakian. Fluida terisap ke dalam silinder dan kemudian ditukar ke saluran buang akibat gerakan turun-naiknya piston.Bertemunya rongga silindris piston pada selubung putar dengan saluran isap dan tekan yang terdapat pada alat berkatup. Pompa ini diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head yang sangat tinggi dengan kapasitas aliran rendah. Dalam aplikasinya pompa piston banyak digunakan untuk keperluan pemenuhan tenaga hidrolik pesawat angkat.
1. Pompa Piston
Prinsip kerja dari pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya selubung putar akan menyebabkan piston bergerak naik-turun sesuai dengan ujung piston di atas piring dakian. Fluida terisap ke dalam silinder dan kemudian ditukar ke saluran buang akibat gerakan turun-naiknya piston.Bertemunya rongga silindris piston pada selubung putar dengan saluran isap dan tekan yang terdapat pada alat berkatup. Pompa ini diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head yang sangat tinggi dengan kapasitas aliran rendah. Dalam aplikasinya pompa piston banyak digunakan untuk keperluan pemenuhan tenaga hidrolik pesawat angkat.
2.
Pompa Roda Gigi
Prinsip kerjanya adalah berputarnya dua buah roda gigi berpasangan yang terletak antara rumah pompa dan menghisap serta menekan fluida yang mengisi ruangan antar roda gigi (yang dibatasi oleh gigi dan rumah pompa) ditekan ke sisi buang akibat terisinya ruang anatara roda gigi pasangannya. Pompa ini biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan head tinggi dengan kapasitas aliran sangat rendah. Dalam aplikasinya, pompa ini digunakan untuk pelumas.
Prinsip kerjanya adalah berputarnya dua buah roda gigi berpasangan yang terletak antara rumah pompa dan menghisap serta menekan fluida yang mengisi ruangan antar roda gigi (yang dibatasi oleh gigi dan rumah pompa) ditekan ke sisi buang akibat terisinya ruang anatara roda gigi pasangannya. Pompa ini biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan head tinggi dengan kapasitas aliran sangat rendah. Dalam aplikasinya, pompa ini digunakan untuk pelumas.
3.
Pompa Torak
Prinsip kerjanya adalah torak melakukan gerakan isap terbuka dan katup tekan tertutup. Sedangkan pada saat torak mulai melakukan gerakan tekan, katup isap tertutup dan katup tekan terbuka. Kemudian fluida yang tadinya terisap dibuang pada katup tekan. Pompa ini biasa digunakan untuk memenuhi head tinggi dengan kapasitas rendah. Dalam aplikasinya pompa torak banyak digunakan untuk pemenuhan tenaga hidrolik.
Prinsip kerjanya adalah torak melakukan gerakan isap terbuka dan katup tekan tertutup. Sedangkan pada saat torak mulai melakukan gerakan tekan, katup isap tertutup dan katup tekan terbuka. Kemudian fluida yang tadinya terisap dibuang pada katup tekan. Pompa ini biasa digunakan untuk memenuhi head tinggi dengan kapasitas rendah. Dalam aplikasinya pompa torak banyak digunakan untuk pemenuhan tenaga hidrolik.
b. Pompa Dinamik
Pompa dinamik adalah pompa yang ruang kerjanya tidak berubah selama pompa bekerja. Pompa ini memiliki elemen utama sebuah rotor dengan satu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeller yang menaikkan kecepatan absolut fluida maupun tekanannya dan melemparkan aliran melalui volut. Yang tergolong pompa dinamik antara lain:
1. Pompa Aksial
Prinsip kerja pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya impeller akan mengisap fluida yang akan dipompakan dan menekannya ke ssi tekan dalam arah aksial (tegak lurus). Pompa aksial biasana diproduksi untuk kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa jenis ini banyak digunakan untuk irigasi.
Pompa dinamik adalah pompa yang ruang kerjanya tidak berubah selama pompa bekerja. Pompa ini memiliki elemen utama sebuah rotor dengan satu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeller yang menaikkan kecepatan absolut fluida maupun tekanannya dan melemparkan aliran melalui volut. Yang tergolong pompa dinamik antara lain:
1. Pompa Aksial
Prinsip kerja pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya impeller akan mengisap fluida yang akan dipompakan dan menekannya ke ssi tekan dalam arah aksial (tegak lurus). Pompa aksial biasana diproduksi untuk kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa jenis ini banyak digunakan untuk irigasi.
2.
Pompa Sentrifugal
Pompa ini terdiri dari satu atau lebih impeller yang dilengkapi dengan sudu-sudu pada poros yang berputar dan diselubungi chasing. Fluida diisap pompa melalui sisi isap, akibat berputarnya impeller yang menghasilkan tekanan vakum. Pada sisi isap selanjutnya fluida yang telah terisap kemudian terlempar ke luar impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida.
Pompa ini terdiri dari satu atau lebih impeller yang dilengkapi dengan sudu-sudu pada poros yang berputar dan diselubungi chasing. Fluida diisap pompa melalui sisi isap, akibat berputarnya impeller yang menghasilkan tekanan vakum. Pada sisi isap selanjutnya fluida yang telah terisap kemudian terlempar ke luar impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida.
Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal
Bagian-bagian pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:
1. Casing (rumah keong)
Fungsinya untuk merubah atau mengkonversikan energi cairan menjadi energi tekanan statis.
2. Impeller
Fungsinya untuk merubah energi kinetik atau memberikan energi kinetik pada zat cair, kemudian di dalam casing diubah menjadi energi
tekanan.
3. Pons Pompa
Fungsinya untuk meneruskan energi mekanik dari mesin penggerak (prime over) kepada impeller.
4. Inlet
Fungsinya untuk saluran masuk cairan ke dalam impeller.
5. Outlet
Fungsinya untuk saluran saluran keluar dari impeller.
6. Nozzle
Fungsinya untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekanan.
Bagian-bagian pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:
1. Casing (rumah keong)
Fungsinya untuk merubah atau mengkonversikan energi cairan menjadi energi tekanan statis.
2. Impeller
Fungsinya untuk merubah energi kinetik atau memberikan energi kinetik pada zat cair, kemudian di dalam casing diubah menjadi energi
tekanan.
3. Pons Pompa
Fungsinya untuk meneruskan energi mekanik dari mesin penggerak (prime over) kepada impeller.
4. Inlet
Fungsinya untuk saluran masuk cairan ke dalam impeller.
5. Outlet
Fungsinya untuk saluran saluran keluar dari impeller.
6. Nozzle
Fungsinya untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekanan.
Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Fluida terhisap melalui sisi isap, karena tekanan pada pompa lebih kecil daripada tekanan atmosfer, kemudian masuk dan ditampung di dalam rumah keong. Karena adanya putaran impeller, maka fluida keluar melalui sisi buang dengan arah radial.
Bagian-bagian pompa sentrifugal:
1. Impeller
Untuk menghisap fluida dari sisi isap dan menekannya dalam arah aksial ke sisi buang.
2. Sudu
Bagian impeller yang berfungsi untuk menggerakkan fluida sehingga menghasilkan gaya sentrifugal pada fluida.
3. Casing
Disebut juga rumah keong, berfungsi menampung cairan yang terlempar dari sudu-sudu impeller.
Fluida terhisap melalui sisi isap, karena tekanan pada pompa lebih kecil daripada tekanan atmosfer, kemudian masuk dan ditampung di dalam rumah keong. Karena adanya putaran impeller, maka fluida keluar melalui sisi buang dengan arah radial.
Bagian-bagian pompa sentrifugal:
1. Impeller
Untuk menghisap fluida dari sisi isap dan menekannya dalam arah aksial ke sisi buang.
2. Sudu
Bagian impeller yang berfungsi untuk menggerakkan fluida sehingga menghasilkan gaya sentrifugal pada fluida.
3. Casing
Disebut juga rumah keong, berfungsi menampung cairan yang terlempar dari sudu-sudu impeller.
KOMPRESOR DEFINISI 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.
Kompressor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas. Secara umum biasanya mengisap udara dari atmosfer, yang secara fisika merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 78% Nitrogren, 21% Oksigen dan 1% Campuran Argon, Carbon Dioksida, Uap Air, Minyak, dan lainnya. Namun ada juga kompressor yang mengisap udara/ gas dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer dan biasa disebut penguat (booster). Sebaliknya ada pula kompressor yang menghisap udara/ gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer dan biasanya disebut pompa vakum.
Fungsi dari sebuah kompresor adalah untuk menaikkan tekanan suatu gas, tekanan gas dapat dinaikkan dengan memaksakan untuk mengurangi volumenya. Ketika volumenya dikurangi, tekanannya naik. Sebuah kompresor “positive displacement”, memaksa gas dengan cara ini.
JENIS-JENIS KOMPRESOR
Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini kompresor mempunyai kegunaan yang sangat luas dihampir segala bidang baik di bidang industri, pertanian, rumah tangga, dsb. Jenis dan ukurannyapun baraneka ragam sesuai dengan pemakainya.
Klasifikasi kompresor dapat digolong-golongkan atas beberapa, yaitu :
A. Kompresor yang digolongkan atas dasar tekanannya.
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 pemampatannya 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)
• Kompresor Ulir Putar (Rotary Screw Compressor)
• Lobe
• Vane
• Liquid Ring
• Scroll
b. Jenis Bolak-balik
1. Kompresor Piston Aksi Tunggal
2. Kompresor Piston Aksi Ganda
3. Kompresor Piston Diagfragma
C. Kompresor yang dibagi atas dasar Konstruksinya.
Berdasarkan atas ini dibagi atas berbagai macam, yaitu :
1. Berdasarkan Jumlah Tingkat Kompresi, 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 Penempatannya, yaitu: Permanen (stationery), dapat dipindahkan (portable).
7. Berdasarkan Cara Pelumasannya, yaitu: Pelumas Minyak, Tanpa Minyak.
Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan positif. dapat dilihat dalam bagan seperti dibawah ini.
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.
Kompressor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas. Secara umum biasanya mengisap udara dari atmosfer, yang secara fisika merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 78% Nitrogren, 21% Oksigen dan 1% Campuran Argon, Carbon Dioksida, Uap Air, Minyak, dan lainnya. Namun ada juga kompressor yang mengisap udara/ gas dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer dan biasa disebut penguat (booster). Sebaliknya ada pula kompressor yang menghisap udara/ gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer dan biasanya disebut pompa vakum.
Fungsi dari sebuah kompresor adalah untuk menaikkan tekanan suatu gas, tekanan gas dapat dinaikkan dengan memaksakan untuk mengurangi volumenya. Ketika volumenya dikurangi, tekanannya naik. Sebuah kompresor “positive displacement”, memaksa gas dengan cara ini.
JENIS-JENIS KOMPRESOR
Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini kompresor mempunyai kegunaan yang sangat luas dihampir segala bidang baik di bidang industri, pertanian, rumah tangga, dsb. Jenis dan ukurannyapun baraneka ragam sesuai dengan pemakainya.
Klasifikasi kompresor dapat digolong-golongkan atas beberapa, yaitu :
A. Kompresor yang digolongkan atas dasar tekanannya.
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 pemampatannya 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)
• Kompresor Ulir Putar (Rotary Screw Compressor)
• Lobe
• Vane
• Liquid Ring
• Scroll
b. Jenis Bolak-balik
1. Kompresor Piston Aksi Tunggal
2. Kompresor Piston Aksi Ganda
3. Kompresor Piston Diagfragma
C. Kompresor yang dibagi atas dasar Konstruksinya.
Berdasarkan atas ini dibagi atas berbagai macam, yaitu :
1. Berdasarkan Jumlah Tingkat Kompresi, 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 Penempatannya, yaitu: Permanen (stationery), dapat dipindahkan (portable).
7. Berdasarkan Cara Pelumasannya, yaitu: Pelumas Minyak, Tanpa Minyak.
Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan positif. dapat dilihat dalam bagan seperti dibawah ini.
Gambar
1. Jenis-jenis Kompresor
I. KOMPRESOR POSITIVE DISPLACEMENT
Jika suatu gas / udara di dalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya, maka gas / udara tersebut akan mengalami kompresi. Kompressor yang menggunakan azas ini disebut kompressor jenis displacement. Kompresor ini tersedia dalam dua jenis: reciprocating dan putar/ rotary.
1. Kompresor reciprocating (Piston)
Di dalam industri, kompresor 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.
Gambar
2. Penampang melintang kompresor reciprocating (King, Julie)
Kompresor reciprocating tersedia
dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan
yaitu:
1. Reciprocating horizontal,
2. Reciprocating vertical, digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm.
3. Reciprocating horizontal balance-opposed, digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multitahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap.
4. Reciprocating tandem.
.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.
1. Reciprocating horizontal,
2. Reciprocating vertical, digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm.
3. Reciprocating horizontal balance-opposed, digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multitahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap.
4. Reciprocating tandem.
.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.
Gambar
3. Gambaran kompresor multi tahap (King, Julie)
Kompresor Piston (Bolak-balik) terdiri dari 3 jenis.
1. Kompresor Piston Aksi Tunggal
Kompresor piston dengan hanya mempunyai satu silinder, dengan gerakan torak yang bolak balik di dalamnya.
2. Kompresor Piston Aksi Ganda
Kompresor piston dengan mempunyai jumlah silinder lebih dari satu, dibuat dengan maksud untuk memperoleh kapasitas yang lebih besar atau tekanan yang lebih besar.
3. Kompresor Diafragma
Kompresor diafragma ini termasuk ke dalam jenis kompresor torak. Penempatan torak dipisahkan dengan ruangan penyedotan oleh sebuah diafragma. Udara pada proses ini tidak akan masuk dan berhubungan langsung dengan bagian-bagian yang bergerak resiprok. Oleh karena itu udara selalu dijaga dan bebas dari oli. Kompresor jenis ini banyak digunakan dalam industri bahan makanan, industri farmasi dan kmia.
Prinsip kerja dari kompresor ini ialah dengan cara mengatur katup masukan udara dan diisap oleh torak yang gerakannya naik turun sesuai dengan bentuk katup. Hal ini akan terjadi terus menerus sampai tekanan yang ada di dalam bak penampung telah sesuai dengan kebutuhan
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 160oC), sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC). Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating di atas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor dikelompokkan secara seri.
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.
Jenis dari kompresor putar adalah:
1. Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe), dimana rotor putar jantan dan betina bergerak berlawanan arah dan menangkap udara sambil mengkompresi dan bergerak kedepan
2. Kompresor lobe (roots blower)
3. Jenis sirip (Vane) atau Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur.
4. Ring cairan (Liquid Ring)
5. Gulungan (Scroll)
Kompresor ulir putar menggunakan pendingin air. Jika pendinginan sudah dilakukan pada bagian dalam kompresor, tidak akan terjadi suhu operasi yang ekstrim pada bagian-bagian yang bekerja. Kompresor putar merupakan kompresor kontinyu, dengan paket yang sudah termasuk pendingin udara atau pendingin air. Karena desainnya yang sederhana dan hanya sedikit bagian-bagian yang bekerja, kompresor udara ulir putar mudah perawatannya, mudah operasinya dan fleksibel dalam pemasangannya. Kompresor udara putar dapat dipasang pada permukaan apapun yang dapat menyangga berat statiknya
Gambar
4. Gambaran kompresor ulir
II. KOMPRESOR DINAMIS
Kompresor dinamis terbagi ke dalam 2 jenis :
1. Kompresor Sentrifugal
Kompresor udara sentrifugal merupakan kompresor dinamis, yang tergantung pada transfer energi dari impeller berputar ke udara. Rotor melakukan pekerjaan ini dengan mengubah momen dan tekanan udara.
Ketika sebuah objek benda diputar dalam gerak melingkar, benda tersebut akan cenderung terlempar keluar dari pusat lingkaran.
Gambar
5. Benda Melingkar
Satu cara untuk menambah energi
kepada fluida adalah dengan memutar fluida tersebut dalam arah melingkar. Gaya
yang mengakibatkan sebuah objek terlempar keluar dalam gerak melingkar disebut
gaya sentrifugal.
Momen ini dirubah menjadi tekanan tertentu dengan penurunan udara secara perlahan dalam difuser statis. Kompresor udara sentrifugal adalah kompresor yang dirancang bebas minyak pelumas. Gir yang dilumasi minyak pelumas terletak terpisah dari udara dengan pemisah yang menggunakan sil pada poros dan ventilasi atmosferis. Sentrifugal merupakan kompresor yang bekerja kontinyu, dengan sedikit bagian yang bergerak; lebih sesuai digunakan pada volum yang besar dimana dibutuhkan bebas minyak pada udaranya.
Momen ini dirubah menjadi tekanan tertentu dengan penurunan udara secara perlahan dalam difuser statis. Kompresor udara sentrifugal adalah kompresor yang dirancang bebas minyak pelumas. Gir yang dilumasi minyak pelumas terletak terpisah dari udara dengan pemisah yang menggunakan sil pada poros dan ventilasi atmosferis. Sentrifugal merupakan kompresor yang bekerja kontinyu, dengan sedikit bagian yang bergerak; lebih sesuai digunakan pada volum yang besar dimana dibutuhkan bebas minyak pada udaranya.
Gambar
6. Gambaran kompresor sentrifugal (King, Julie)
Kompresor udara sentrifugal
menggunakan pendingin air dan dapat berbentuk paket.; khususnya paket yang
termasuk after-cooler dan semua control. Kompresor ini dikenal berbeda
karakteristiknya jika dibandingkan dengan mesin reciprocating. Perubahan kecil
pada rasio kompresi menghasilkan perubahan besar pada hasil kompresi dan
efisiensinya. Mesin sentrifugal lebih sesuai diterapkan untuk kapasitas besar
diatas 12,000 cfm.
Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal
Impeller terbuat dari dua buah pelat yang dipisahkan oleh rangkaian sudu. Pada saat impeller berputar, sudu akan mendorong udara didalam impeller untuk bergerak
Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal
Impeller terbuat dari dua buah pelat yang dipisahkan oleh rangkaian sudu. Pada saat impeller berputar, sudu akan mendorong udara didalam impeller untuk bergerak
Gambar
7. Blades and Plates
Gambar 8. Perputaran impeller
Karena tidak ada gaya sentripetal yang bekerja, putaran akan mendorong molekul udara untuk terlempar keluar dari titik pusat impeller. Kecenderungan udara atau gas untuk bergerak keluar dari pusat impeller merupakan kecenderungan dari gaya sentrifugal. Pada saat impeller berputar, ia akan menggerakkan gas menuju bagian terluar dari impeller dan mengakibatkan kecepatan gas tersebut bertambah.
Bertambahnya kecepatan untuk menjauhi titik pusat impeller akan menciptakan daerah yang bertekanan rendah pada pusat impeller tersebut, yang pada akhirnya akan mengizinkan lebih banyak gas untuk memasuki impeller. Impeller melakukan kerja terhadap gas. Kerja akan dikonversikan kedalam energi yang gas akan dapatkan dalam bentuk tekanan dan kecepatan. Pada saat meninggalkan impeller, gas akan diarahkan melalui jalur yang disebut diffuser. Radius/jari-jari diffuser lebih besar daripada radius impeller dimana pola aliran gas yang melalui diffuser akan berbentuk spiral yang besar.
Karena tidak ada gaya sentripetal yang bekerja, putaran akan mendorong molekul udara untuk terlempar keluar dari titik pusat impeller. Kecenderungan udara atau gas untuk bergerak keluar dari pusat impeller merupakan kecenderungan dari gaya sentrifugal. Pada saat impeller berputar, ia akan menggerakkan gas menuju bagian terluar dari impeller dan mengakibatkan kecepatan gas tersebut bertambah.
Bertambahnya kecepatan untuk menjauhi titik pusat impeller akan menciptakan daerah yang bertekanan rendah pada pusat impeller tersebut, yang pada akhirnya akan mengizinkan lebih banyak gas untuk memasuki impeller. Impeller melakukan kerja terhadap gas. Kerja akan dikonversikan kedalam energi yang gas akan dapatkan dalam bentuk tekanan dan kecepatan. Pada saat meninggalkan impeller, gas akan diarahkan melalui jalur yang disebut diffuser. Radius/jari-jari diffuser lebih besar daripada radius impeller dimana pola aliran gas yang melalui diffuser akan berbentuk spiral yang besar.
Gambar
9. Diffuser
Karena pola aliran menjadi lebih
besar dan tidak ada pengaruh langsung yang dilakukan oleh sudu impeller,
kecepatan gas akan berkurang sementara tekanan gas menjadi bertambah. Diffuser
mengkonversi kecepatan menjadi tekanan yang bertambah besar. Gas yang telah
melewati diffuser selanjutnya akan memasuki volute. Didalam volute,
pengkonversian kecepatan menjadi tekanan terus berlanjut.
Gambar
10. Kerja impeller dan diffuser (sederhana)
2. Kompresor Axial
Kompresor ini memiliki prinsip kerja seperti jenis rotari yaitu system udara alir dan cocok sebagai penghantar udara yang besar. Kompresor aliran ada yang dibuat arah masukannya udara secara aksial dan ada yang radial. Keadaan udara dirubah dalam satu roda turbin atau untuk lebih mengalirkan kecepatan udara. Energi kinetik yang ditimbulkan diubah ke energi yang berbentuk tekanan.
Pada komporesor aliran aksial, udara mendapatkan percepatan oleh sudut yang terdapat pada rotor alirannya ke arah aksial.
Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masukan pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu dan oleh dinding ruangan dipantulkan dan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ketingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat yang dibutuhkan.
Disini nosel masuk berfungsi mengarahkan dan mempercepat aliran gas atau udara ke dalam sudu pengarah. Dari sudu pengarah, gas akan masuk ke sudu putar yang akan menambahkan energi ke daam gas. Sudu tetap berfungsi sebagai difuser dan pembelok arah aliran ke deretan sudu gerak pada tingkat berikutnya. Biasanya beberapa deret pertama dari sudu tetap dapat diatur untuk penggunaan mesin diluar kondisi rancangan, sedangkan sebagian besar sudu tetap adalah fixed. Sudu tetap pada tingkat terakhir berfungsi sebagai sudu pembebas olakan sebelum aliran gas atau udara lewat nosel sisi keluar. Kompresor ini umumnya dipakai untuk kapasitas yang besar tetapi dengan tekanan yang tidak terlalu tinggi.
PRINSIP KERJA KOMPRESOR
Mesin kompresor udara memiliki prinsip kerja yang sudah terorganisir dengan baik. Prinsip kerja kompresor merupakan satu kesatuan yang saling mendukung, sehingga kompresor dapat bekerja dengan maksimal. Prinsip kerja dari sebuah kompresor biasanya terbagi menjadi empat prinsip utama, yaitu:
1. Staging
Selama proses kerja kompresor, suhu dari mesin kompresor menjadi tinggi dan meningkat sesuai dengan tekanan yang terdapat dalam kompresor tersebut. Sistim ini lebih dikenal dengan nama polytopic compression. Jumlah tekanan yang terdapat pada kompresor juga meningkat seiring dengan peningkatan dari suhu kompresor itu sendiri. Kompresor mempunyai kemampuan untuk menurunkan suhu tekanan udara dan meningkatkan efisiensi tekanan udara. Tekanan udara yang dihasilkan oleh kompresor mampu mengendalikan suhu dari kompresor untuk melanjutkan proses berikutnya.
2. Intercooling
Pengendali panas, atau yang lebih dikenal dengan intercooler merupakan salah satu langkah penting dalam proses kompresi udara. Intercooler mempunyai fungsi untuk mendinginkan tekanan udara yang terdapat dalam tabung kompresor, sehingga mampu digunakan untuk keperluan lainya.
Suhu yang dimiliki oleh tekanan udara dalam kompresor ini biasanya lebih tinggi jika dibandingkan dengan suhu ruangan, dengan perbedaan suhu berkisar antara 10°Fahrenheit (sekitar -12°Celcius) sampai dengan 15°Fahrenheit (sekitar -9°Celcius).
3. Compressor Displacement and Volumetric Efficiency
Secara teori, kapasitas kompresor adalah sama dengan jumlah tekanan udara yang dapat ditampung oleh tabung penyimpanan kompresor. Kapasitas sesungguhnya dari kompresor dapat mengalami penurunan kapasitas.
Penurunan ini dapat diakibatkan oleh penurunan tekanan pada intake, pemanasan dini pada udara yang masuk ke kompresor, kebocoran, dan ekspansi volume udara. Sedangkan yang dimaksud dengan volumetric efficiency adalah rasio antara kapasitas kompresor dengan compressor displacement.
4. Specific Energy Consumption
Yang dimaksud dengan specific energy consumption pada kompresor adalah tenaga yang digunakan oleh kompresor untuk melakukan kompresi udara dalam setiap unit kapasitas kompresor. Biasanya specific energy consumption pada kompresor ini dilambangkan dengan satuan bhp/100 cfm.
PENGKAJIAN KOMPRESOR DAN SISTIM UDARA TEKAN
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 del ivery (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.
Kapasitas kompresor biasanya dinyatakan dengan volume gas yang diisap per satuan waktu (m3/jam)
1. Kompresor torak secara teori kapasitas kompresor dapat dinyatakan sebagai :
V = (π/4) x D2 x L x z x n x 60 ( m3/jam)
Ket :
D = diameter silinder (m)
L = panjang langkah torak (m)
Z = jumlah silinder
N = jumlah putaran poros per menit
2. Kompresor putar
V = (π/4) x (D2 – d2) x L x z x n x 60 ( m3/jam)
Ket :
D = diameter dalam dari silinder rumah (m)
d = diameter luar dari silinder rotor (torak berputar) (m)
L = panjang langkah torak (m)
Z = jumlah silinder
N = jumlah putaran poros per menit
Proses Kompresi
Ada tiga macam proses kompresi yaitu :
1. Kompresi Isotermal
Dalam proses kompresi udara selalu timbul panas, proses penghilangan/pembuangan panas oleh pendingin air dengan cepat secepat panas itu timbul maka akan diperoleh proses isothermal. Proses ini mengikuti hokum Boyle, pada kenyataannya proses isotermis ini tidak mungkin diperoleh karena tidak mungkin membuang panas dengan cepat.
2. Kompresi Politropik
Dalam kompresi politropik temperature gas setelah kompresi lebih tinggi daripada temperature gas pada awal langkah kompresai, meskipun selama proses tersebut berlangsung terjadi perpindahan kalor dari silinder ke sekitarnya.
3. Kompresi Adiabatik
Proses kompresi adiabatic adalah proses kompresi tanpa perpindahan kalor dari gas dan sekitarnya, yaitu dengan jalan memberikan isolasi panas secara sempurna pada dinding silinder. Dengan kompresi adiabatic, temperature gas akan naik dan lebih tinggi dari pada kenaikan yang terjadi dengan kompresi politropik
Proses kompresi di dalam kompresor, dalam kenyataannya bukanlah kompresi adiabatic maupun kompresi isothermal, akan tetapi kompresi politropik. Namun, karena prosesnya mendekati kompresi adiabatic, maka dalam perhitungan dengan menggunakan diagram muller proses kompresi tersebut dianggap adiabatic.
Pengkajian kapasitas kompresor
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, konstanta orifice, dll.
PRAKTEK PERAWATAN
Praktek perawatan yang baik dan benar akan secara dramatis meningkatkan efisiensi kinerja sistim kompresor. Berikut adalah beberapa tip untuk operasi dan perawatan yang efisien bagi sistim udara tekan di industri:
• Pelumasan: Tekanan minyak pelumas kompresor harus secara visuil diperiksa setiap hari, dan saringan minyak pelumasnya diganti setiap bulan.
• Saringan Udara: Saringan udara masuk sangat mudah tersumbat, terutama pada lingkungan yang berdebu. Saringan harus diperiksa dan diganti secara teratur.
• Traps Kondensat: Banyak sistim memiliki traps kondensat untuk mengumpulkan dan (untuk traps yang dipasang dengan sebuah kran apung) me nguras kondensat dari sistim. Traps manual harus secara berkala dibuka dan ditutup kembali untuk menguras fluida yang terakumulasi, traps otomatis harus diperiksa untuk me mastikan bahwa tidak ada kebocoran udara tekan.
• Pengering Udara: Udara kering merupakan energi yang intensif. Untuk pengering yang didinginkan, periksa dan ganti saringan awal secara teratur karena pengering tersebut seringkali memiliki lintasan kecil dibagian dalamnya yang dapat tersumbat oleh bahan pencemar. Pengering regeneratif memerlukan sebuah penyaring penghilang minyak pada saluran masuknya, karena mereka tidak dapat berfungsi dengan baik jika minyak pelumas dari kompresor membalut bahan penyerap airnya. Suhu pengeringan yang baik harus dijaga dibawah 100°F untuk menghindari peningkatan pemakaian bahan penyerap airnya, yang harus diganti lagi setiap 3 – 4 bulan tergantung pada laju kejenuhan.
Kompresor ini memiliki prinsip kerja seperti jenis rotari yaitu system udara alir dan cocok sebagai penghantar udara yang besar. Kompresor aliran ada yang dibuat arah masukannya udara secara aksial dan ada yang radial. Keadaan udara dirubah dalam satu roda turbin atau untuk lebih mengalirkan kecepatan udara. Energi kinetik yang ditimbulkan diubah ke energi yang berbentuk tekanan.
Pada komporesor aliran aksial, udara mendapatkan percepatan oleh sudut yang terdapat pada rotor alirannya ke arah aksial.
Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masukan pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu dan oleh dinding ruangan dipantulkan dan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ketingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat yang dibutuhkan.
Disini nosel masuk berfungsi mengarahkan dan mempercepat aliran gas atau udara ke dalam sudu pengarah. Dari sudu pengarah, gas akan masuk ke sudu putar yang akan menambahkan energi ke daam gas. Sudu tetap berfungsi sebagai difuser dan pembelok arah aliran ke deretan sudu gerak pada tingkat berikutnya. Biasanya beberapa deret pertama dari sudu tetap dapat diatur untuk penggunaan mesin diluar kondisi rancangan, sedangkan sebagian besar sudu tetap adalah fixed. Sudu tetap pada tingkat terakhir berfungsi sebagai sudu pembebas olakan sebelum aliran gas atau udara lewat nosel sisi keluar. Kompresor ini umumnya dipakai untuk kapasitas yang besar tetapi dengan tekanan yang tidak terlalu tinggi.
PRINSIP KERJA KOMPRESOR
Mesin kompresor udara memiliki prinsip kerja yang sudah terorganisir dengan baik. Prinsip kerja kompresor merupakan satu kesatuan yang saling mendukung, sehingga kompresor dapat bekerja dengan maksimal. Prinsip kerja dari sebuah kompresor biasanya terbagi menjadi empat prinsip utama, yaitu:
1. Staging
Selama proses kerja kompresor, suhu dari mesin kompresor menjadi tinggi dan meningkat sesuai dengan tekanan yang terdapat dalam kompresor tersebut. Sistim ini lebih dikenal dengan nama polytopic compression. Jumlah tekanan yang terdapat pada kompresor juga meningkat seiring dengan peningkatan dari suhu kompresor itu sendiri. Kompresor mempunyai kemampuan untuk menurunkan suhu tekanan udara dan meningkatkan efisiensi tekanan udara. Tekanan udara yang dihasilkan oleh kompresor mampu mengendalikan suhu dari kompresor untuk melanjutkan proses berikutnya.
2. Intercooling
Pengendali panas, atau yang lebih dikenal dengan intercooler merupakan salah satu langkah penting dalam proses kompresi udara. Intercooler mempunyai fungsi untuk mendinginkan tekanan udara yang terdapat dalam tabung kompresor, sehingga mampu digunakan untuk keperluan lainya.
Suhu yang dimiliki oleh tekanan udara dalam kompresor ini biasanya lebih tinggi jika dibandingkan dengan suhu ruangan, dengan perbedaan suhu berkisar antara 10°Fahrenheit (sekitar -12°Celcius) sampai dengan 15°Fahrenheit (sekitar -9°Celcius).
3. Compressor Displacement and Volumetric Efficiency
Secara teori, kapasitas kompresor adalah sama dengan jumlah tekanan udara yang dapat ditampung oleh tabung penyimpanan kompresor. Kapasitas sesungguhnya dari kompresor dapat mengalami penurunan kapasitas.
Penurunan ini dapat diakibatkan oleh penurunan tekanan pada intake, pemanasan dini pada udara yang masuk ke kompresor, kebocoran, dan ekspansi volume udara. Sedangkan yang dimaksud dengan volumetric efficiency adalah rasio antara kapasitas kompresor dengan compressor displacement.
4. Specific Energy Consumption
Yang dimaksud dengan specific energy consumption pada kompresor adalah tenaga yang digunakan oleh kompresor untuk melakukan kompresi udara dalam setiap unit kapasitas kompresor. Biasanya specific energy consumption pada kompresor ini dilambangkan dengan satuan bhp/100 cfm.
PENGKAJIAN KOMPRESOR DAN SISTIM UDARA TEKAN
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 del ivery (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.
Kapasitas kompresor biasanya dinyatakan dengan volume gas yang diisap per satuan waktu (m3/jam)
1. Kompresor torak secara teori kapasitas kompresor dapat dinyatakan sebagai :
V = (π/4) x D2 x L x z x n x 60 ( m3/jam)
Ket :
D = diameter silinder (m)
L = panjang langkah torak (m)
Z = jumlah silinder
N = jumlah putaran poros per menit
2. Kompresor putar
V = (π/4) x (D2 – d2) x L x z x n x 60 ( m3/jam)
Ket :
D = diameter dalam dari silinder rumah (m)
d = diameter luar dari silinder rotor (torak berputar) (m)
L = panjang langkah torak (m)
Z = jumlah silinder
N = jumlah putaran poros per menit
Proses Kompresi
Ada tiga macam proses kompresi yaitu :
1. Kompresi Isotermal
Dalam proses kompresi udara selalu timbul panas, proses penghilangan/pembuangan panas oleh pendingin air dengan cepat secepat panas itu timbul maka akan diperoleh proses isothermal. Proses ini mengikuti hokum Boyle, pada kenyataannya proses isotermis ini tidak mungkin diperoleh karena tidak mungkin membuang panas dengan cepat.
2. Kompresi Politropik
Dalam kompresi politropik temperature gas setelah kompresi lebih tinggi daripada temperature gas pada awal langkah kompresai, meskipun selama proses tersebut berlangsung terjadi perpindahan kalor dari silinder ke sekitarnya.
3. Kompresi Adiabatik
Proses kompresi adiabatic adalah proses kompresi tanpa perpindahan kalor dari gas dan sekitarnya, yaitu dengan jalan memberikan isolasi panas secara sempurna pada dinding silinder. Dengan kompresi adiabatic, temperature gas akan naik dan lebih tinggi dari pada kenaikan yang terjadi dengan kompresi politropik
Proses kompresi di dalam kompresor, dalam kenyataannya bukanlah kompresi adiabatic maupun kompresi isothermal, akan tetapi kompresi politropik. Namun, karena prosesnya mendekati kompresi adiabatic, maka dalam perhitungan dengan menggunakan diagram muller proses kompresi tersebut dianggap adiabatic.
Pengkajian kapasitas kompresor
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, konstanta orifice, dll.
PRAKTEK PERAWATAN
Praktek perawatan yang baik dan benar akan secara dramatis meningkatkan efisiensi kinerja sistim kompresor. Berikut adalah beberapa tip untuk operasi dan perawatan yang efisien bagi sistim udara tekan di industri:
• Pelumasan: Tekanan minyak pelumas kompresor harus secara visuil diperiksa setiap hari, dan saringan minyak pelumasnya diganti setiap bulan.
• Saringan Udara: Saringan udara masuk sangat mudah tersumbat, terutama pada lingkungan yang berdebu. Saringan harus diperiksa dan diganti secara teratur.
• Traps Kondensat: Banyak sistim memiliki traps kondensat untuk mengumpulkan dan (untuk traps yang dipasang dengan sebuah kran apung) me nguras kondensat dari sistim. Traps manual harus secara berkala dibuka dan ditutup kembali untuk menguras fluida yang terakumulasi, traps otomatis harus diperiksa untuk me mastikan bahwa tidak ada kebocoran udara tekan.
• Pengering Udara: Udara kering merupakan energi yang intensif. Untuk pengering yang didinginkan, periksa dan ganti saringan awal secara teratur karena pengering tersebut seringkali memiliki lintasan kecil dibagian dalamnya yang dapat tersumbat oleh bahan pencemar. Pengering regeneratif memerlukan sebuah penyaring penghilang minyak pada saluran masuknya, karena mereka tidak dapat berfungsi dengan baik jika minyak pelumas dari kompresor membalut bahan penyerap airnya. Suhu pengeringan yang baik harus dijaga dibawah 100°F untuk menghindari peningkatan pemakaian bahan penyerap airnya, yang harus diganti lagi setiap 3 – 4 bulan tergantung pada laju kejenuhan.
No comments:
Post a Comment