BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI. PENGERTIAN KOMPRESOR Komresor meruaka suatu uit yag daat memidahka udara yag bertekaa redah mejadi bertekaa lebih tiggi, selama eridaha ii udara dimamatka. Udara yag mamat yag dihasilka oleh komresor ii meghisa udara bebas bertekaa satu atmosfir higga tekaa kerja yag diigika. Dalam hal ii komresor bekerja sebagai eguat (booster). Udara mamat ii biasaya tidak lagsug diguaka, melaika kadag-kadag dialirka melalui satu salura samai ke temat emakaia, daat juga disima ke temat tagki eyimaa udara terlebih dahulu, baru kemudia dari tagki tersebut dialirka ke uit-uit yag membutuhka udara mamat.. KLASIFIKASI KOMPRESOR Komresor terdaat dalam beberaa jeis da model, tergatug ada volume da tekaaya. Berdasarka cara emamataya, dibagi atas dua jeis, seerti terlihat ada gambar. yag diambil dari [] :. Komresor Turbo Komresor ii meaikka tekaa da keceata udara dega haya setrifugal yag ditimbulka oleh imeller da dega gaya agkat (lift) yag ditimbulka oleh sudu. Komresor turbo ii dibagi atas komresor aksial da komresor setrifugal. 5

2 . Komresor Peridaha Positif (Positiv Dislacemet) Komresor ii meaikka tekaa da keceata udara dega memerkecil atau memamatka volume gas yag dihisa kedalam silider atau stator oleh torak atau sudu. Komresor ii juga dibagi atas komresor bolak-balik (recirocatig) da komresor utar (rotary) Gambar. Klasifikasi Komresor 6

3 Berdasarka kostruksiya, maka komresor meurut [] daat diklasifikasika sebagai berikut :. Berdasarka jumlah tigkat komresi : satu tigkat, dua tigkat, samai bayak tigkat.. Berdasarka lagkah kerja (ada komresor torak) : kerja tuggal da kerja gada.. Berdasarka susua silider (ada komresor torak) : medatar, tegak, betuk L, betuk, betuk W, betuk bitag, da betuk lawa berimbag. 4. Berdasarka media edigia : edigia air da edigia udara. 5. Berdasarka trasmisi eggerak : lagsug, sabuk, da roda gigi. 6. Berdasarka eemataya : ermae da daat diidahka.. KOMPRESOR TORAK Komresor torak meruaka suatu komresor bolak balik yag megguaka torak (isto) di dalam silider yag bergerak bolak-balik utuk meghisa, meeka da megeluarka udara secara terus-meerus. Dalam hal ii udara yag diteka tidak boleh bocor melalui celah atara isto da silider yag salig bergeseka. Utuk mecegah kebocora ii maka ada isto dilegkai dega rig isto yag fugsiya sebagai eraat sekaligus eyalur oli sebagai elumasa ada isto da silider. 7

4 .. Prisi Kerja Komresor Torak Adau cara kerja komresor torak ii daat dijelaska seerti terlihat ada gambar. yag diambil dari [] : Katu Isa Katu Keluar D Silider Pisto L θ a. Hisa b. Komesi Gambar. Prisi Kerja Komresor Torak. Lagkah Isa Pada lagkah isa, isto bergerak ke bawah da tekaa udara di dalam silider lebih kecil dari tekaa atmosfer, sehigga udara bebas yag terhisa aka medorog katu isa samai ke titik mati bawah. Oleh karea itu udara bebas tersebut aka masuk ke silider.. Lagkah Komresi Ketika isto mulai aik dari titik mati bawah, maka katu masuku tertutu sehigga udara dalam silideru termamatka samai tekaa tertetu karea katu keluar masih tertutu. 8

5 . Lagkah Keluar Bila torak terus-meerus bergerak ke atasa higga titik mati atas maka katu keluar aka terbuka akibat tekaa udara tersebut, sehigga udara keluar dari silider melalui katu keluar. Besarya tekaa udara utuk membuka katu keluar ii sama dega besar tekaa udara ada akhir lagkah komresi. Pada waktu isto mecaai titik mati atas, atara sisi atas isto da keala silider masih ada volume sisa yag besarya c. olume ii idealya adalah ol, agar udara daat didorog seluruhya keluar, tetai dalam raktekya harus ada jarak atau clearace agar sisi atas isto tidak berbetura dega keala silider, karea hal ii daat merusak isto itu sediri mauu keala siliderya. Akibat adaya volume sisa ii, maka ada sejumlah udara dega tekaa d da volume c di akhir komresi. Jika isto memulai lagkah isa, maka katu isa tidak daat terbuka sebelum sisa udara tersebut bereksasi higga tekaaya turu mejadi i. Katu isa aka mulai terbuka ketika tekaa sudah mecaai tekaa isa i. Utuk medaatka tekaa yag lebih tiggi, maka komresor yag diguaka adalah komresor bertigkat. Dalam hal ii semaki bayak tigkataya, maka tekaa udara yag dihasilka juga semaki tiggi, Aka tetai harus juga dierhatika utuk kaasitas beraa suatu komresor tersebut diguaka. 9

6 .. Komresor Torak Satu Tigkat Diagram P- da T-S utuk komresor torak satu tigkat daat dilihat ada gambar. yag diambil dari [] dega diagga volume clearace adalah ol. Udara dikomresika daat berua roses isothermal, olytroik, atauu adiabatik. Dalam hal ii kerja yag dilakuka er siklus (W) diyataka dega luas diagram P- tersebut, sehigga dari gambar tersebut daat terlihat kerja yag dilakuka er siklus terbesar adalah bila roses komresi udara secara adiabatik da yag alig kecil adalah roses isothermal. Pada keadaa aktualya dalam komresi udara ii roses isothermal da adiabatik tidak erah terjadi secara semura, sehigga dalam hal ii roses komresi yag sesugguhya berada diatara keduaya, yaitu roses olytroik. Hubuga atara P da ada roses olytroik ii daat dirumuska sebagai : Tekaa D C C C A B Adiabatik k Polytroik <<k Isothermal A C C C B olume Gambar. Diagram P- Komresor Torak Satu Tigkat 0

7 P kosta, atau P P Disii adalah ideks olytroik da hargaya terletak atara (roses isothermal) da k (roses adiabatik), jadi <<k.utuk komresor udara harga,. Kerja yag dilakuka er siklus meurut [] adalah : W Luas ABCD Luas A C CD + Luas C CBB Luas ABB A P P P P + ) ( ) ( + ) ( W

8 .. Komresor Torak Bertigkat Bayak Tigkata ada komresor daat dikembagka dari satu tigkat silider samai bertigkat bayak dega edekata temeratur gas da erbadiga tekaa. Temeratur gas yag terlalu tiggi daat megakibatka terjadiya embakara ada oli atau dekomosisi ada oli. Peambaha erbadiga tekaa aka megakibatka semaki besarya eksasi ada celah gas, sehigga aka megakibatka berkuragya efisiesi volumetrik komresor. Oleh sebab itu utuk memeroleh gas dega tekaa yag lebih tiggi, maka komresor harus disusu bertigkat dega dilegkai dega itercooler (edigi atara) atar tigkat. Gas didigika atar tigkat dimaksudka utuk mejaga agar temeratur gas teta ama dalam oerasiya. Temeratur udara ii dimaksudka aka kembali sama dega temeratur masuk, dalam hal ii itercooler bekerja dega semura tetai dalam raktekya hal ii tidak aka erah dijumai. Pada komresor yag bertigkat, erbadiga tekaa setia silider adalah sama, sehigga walau erbadiga tekaa ada komresor tiggi, tetai efisiesi volumetrik setia tigkat aka mejadi lebih baik. Tekaa gas keluar utuk komresor bertigkat bayak aka lebih besar dariada komresor bertigkat satu. Misalya utuk komresor dua tigkat tekaaya daat mecaai 000 kpa gauge sedagka utuk tiga, emat, da lima tigkat, tekaaya tidak daat disebutka secara sesifik, tetai bagaimaau utuk komresor lima tigkat, tekaa keluar daat dicaai higga 5 MPa dega tekaa masuk satu atmosfer.

9 Jadi daat dikataka bahwa komresor bertigkat bayak memiliki beberaa keutuga, diataraya :. Efisiesi volumetrik lebih tiggi. Tekaa keluar lebih besar. Pelumasa yag lebih efektif 4. Kostruksiya relatif kecil.4 KOMPRESOR TORAK DUA TINGKAT DENGAN INTERCOOLER.4. Prisi Kerja Komresor Torak Dua Tigkat Dega Itercooler Utuk komresor torak dua tigkat aka dilegkai dega satu uit itercooler. Itercooler ii diletakka diatara silider tekaa redah atau Low Pressure (L.P) da silider tekaa tiggi atau High Pressure (H.P). Tujua diasagya itercooler adalah utuk mejaga agar temeratur gas ada silider tekaa tiggi tidak terlalu tiggi, karea daat megakibatka berkuragya ketahaa silider tersebut. Dalam hal ii itercooler meruaka suatu alat utuk daat medekati emamata secara isothermal, yaitu temeratur gas masuk silider tekaa redah sama dega temeratur gas keluar itercooler. Tetai dalam keyataaya tidak erah terwujud, sehigga emamataya buka roses isothermal. Gambar.4 yag diambil dari [6] meujukka alira roses ada komresor torak dua tigkat yag dilegkai dega itercooler.

10 Gambar.4 Diagram T-S da P- Komresor Torak Dua Tigkat Udara bebas dega tekaa atmosfer (P,T ) diisa da masuk kedalam silider tekaa redah, setelah itu dikomresika higga meggaai titik secara olytrofik. Dari titik udara dialirka ke itercooler samai titik higga temeraturya turu higga T dega tekaa kosta. Setelah udara keluar itercooler lalu masuk silider tekaa tiggi samai titik 4 dega tekaa P 4 da temeratur T 4. Sebelum udara bertekaa ii diguaka maka terlebih dahulu disima dalam tagki teka da sebelum diguaka utuk kebutuha eumatik maka udara ii juga didigika lagi karea temeratur T 4 masih terlalu tiggi..4. Kerja Komresor Dua Tigkat Proses yag terjadi dalam roses komresi adalah roses olytroik, P. kosta, karea ada saat T didigika maka temeraturya tidak aka kembali ke T da ada aas yag diacarka keluar yaitu ada itercooler. 4

11 5 Kerja emamata atau kerja komresor er siklus ada silider Low Pressure meurut [] : W Kerja emamata atau kerja komresor er siklus ada silider High Pressure meurut [] : W Kerja total yag dibutuhka komresor er siklus meurut [] : W C W + W W C + Perbadiga komresi utuk setia tigkat adalah sama, sehigga : Jadi : W C ( ) ( ) r + Dimaa : olume silider ertama olume silider kedua Aabila edigia semura (itercooler bekerja dega semura), artiya terjadi roses isothermal, maka, sehigga :

12 r W C ( ) Bila o m adalah massa alira udara yag dihasilka komresor er siklus, maka daya yag dierluka utuk melakuka roses komresi meurut [] adalah : K o P m. W C Sedagka daya yag dierluka utuk meggerakka komresor meurut [6] adalah : P K P η η a m Dimaa : η a Efisiesi adiabatik yag besarya tergatug ada η m erbadiga tekaa ( r ). Efisiesi mekais komresor..5 EFISIENSI OLUMETRIK Dalam raktekya setia komresor aka meghasilka udara yag lebih sedikit dari ada yag dihisa dari udara bebas. Nilai erbadiga iilah yag disebut sebagai efisiesi volumetrik ( η v ). Efisiesi volumetrik juga daat didefiisika sebagai erbadiga volume udara aktual masuk silider dega volume lagkah atau eridaha isto. Besarya efisiesi volumetrik yag alig baik tetuya adalah satu, tetai hal ii tidak mugki daat dicaai karea adaya kebocora-kebocora da 6

13 kerugia-kerugia dalam istalasi komresor tersebut. Utuk lebih jelasya daat dilihat ada gambar.5 yag diambil dari [6]. Tekaa c 4 s 4 a olume Gambar.5 Proses Komresi Dega olume Sisa Dimaa : - Proses komresi - Proses edoroga keluar dari silider -4 Proses eksasi a olue udara yag dihisa 4 s olume lagkah c olume clearace 4 olume udara yag dihisa dari ruag sisa silider higga ergeraka isto dari titik mati atas higga titik 4. η v a s 4 ( ) ( ) 4 ( ) 7

14 Dimaa : 4 4 ( ) r 4 4 Jadi : ( ) s c s c v r + η ( ) s c r s c meruaka faktor sisa yag besarya atara % samai 0 %.(egieerig thermo with alct sec edtio,m.david Burghard hal 47) Dari ersamaa diatas daat dilihat bahwa semaki besar (r ), maka v η semaki kecil, sehigga utuk meaikka v η maka (r ) harus dierkecil dega membuat komresor bertigkat..6 PEMILIHAN JENIS KOMPRESOR Utuk meetuka jeis komresor harus dierhatika keutuga, kerugia, mauu sifat-sifat komresor yag aka diguaka ada suatu erecaaa. Dalam erecaaa ii komresor yag diakai utuk kebutuha udara teka ada sistem eumatik burer PLTU.

15 Sesuai dega emakaiaya komresor yag alig megutugka adalah komresor torak, karea komresor torak memiliki kelebiha-kelebiha dibadigka dega komresor jeis lai, diataraya :. Komresor torak memuyai efisiesi volumetrik yag lebih tiggi dibadigka dega jeis komresor yag lai, sehigga komresor ii aka meghasilka kaasitas udara yag lebih besar.. Debu da asir tidak mudah masuk ke dalam silider karea udara yag dihisa harus melalui sariga udara sebelum udara tersebut masuk silider memalui katu isa. Dalam hal ii silider da isto tidak aka ceat rusak akibat kotora yag masuk ke dalam silider.. Komresor torak memiliki kostruksi yag lebih sederhaa, sehigga egguaaya lebih ekoomis. 4. Memiliki rasio komresi yag lebih besar. Adau kekuraga dari komresor torak adalah :. Pada tekaa yag tiggi da udara teka yag dihasilka redah dierluka odasi yag kuat da dijaga keamaaya terhada ligkuga sekitar da dierluka egguaa salura ia yag taha terhada getara yag timbul.. Pada tekaa yag tiggi da udara teka yag dihasilka redah komresor torak membutuhka biaya emeliharaa yag lebih tiggi ada kaasitas yag sama. Bila komresor torak dibadigka dega komresor setrifugal maka kelebiha yag dimiliki oleh komresor setrifugal adalah sebagai berikut :. Pada tekaa yag redah da massa alira udara yag dihasilka besar biaya emeliharaa yag dibutuhka relatif kecil. 9

16 . Hasil atau kaasitas merata (egukura volume daat diercaya).. Udara mamat sama sekali bebas miyak (dimaau tidak ada kotak dega miyak elumas). 4. Efisiesi tidak berubah selama bekerja. 5. Keausa komoe kecil. 0