Kompresor

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA KOMPRESOR Dosen Pembimbing : Ir. Yunus Tonapa., MT.

Kelompok / Kelas

: 6 / 2A

Nama

: 1. Desi Supiyanti

NIM.131411005

2. Ishna Nurfathonah

NIM.131411014

3. Sifa Fuzi Allawiyah

NIM.131411027

4. Siti Nurjanah

NIM.131411028

Tanggal Praktikum

: 1 Juni 2015

Tanggal Pengumpulan Laporan

: 8 Juni 2015

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG TAHUN 2014-2015

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kompresor secara sederhana bisa diartikan sebagai alat untuk memasukkan udara dan atau mengirim udara dengan tekanan tinggi. Kompresor bisa kita temukan pada alat pengungkit, kendaraan roda empat, pendingin ruangan, lemari es serta alat-alat mengengkat beban yang menggunakan tekanan untuk mengangkatnya. Sekalipun sama-sama sebagai alat untuk memasukkan dan mengiri udara dengan tekanan tinggi, pada masing-masing peralatan yang berbeda, cara kerja kompresor pun bisa berbeda pula. Secara umum kompresor digunakan atau berfungsi menyediakan udara dengan tekanan tinggi. Prinsip kerja kompresor seperti ini biasa kita temukan pada mesin otomotif. Fungsi kedua dari kompresor adalah untuk membantu reaksi kimia dengan cara meningkatkan sistem tekanan. Kompresor seperti ini bisa ditemukan pada industri kimia atau yang berhubungan dengan itu. Kompresor juga bertugas untuk membagi-bagikan gas dan bahan bakar cair melalui instalasi pipa-pipa gas. Selain itu, dalam peralatan pengangkat berat yang bekerja secara pneumatik, kompresor digunakan dalam fungsinya sebagai pengiri udara untuk sumber tenaga. Sebuah kompresor apabila dilihat dari cara kerjanya, maka akan ada dua jenis kompresor yang masing-masing metode kerjanya berbeda. Jenis pertama adalah kompresor dengan metode krja positif displacement dan yang kedua adalah kompresor dengan metode kerja dynamic. Di mana letak perbedaan metode kera dari kedua jenis kompresor ini? Yang pertam, kompresor jenis positif displacement. Kompresor model ini bekerja dengan cara memasukkan udara ke dalam ruang tertutup, lalu pada saat yang sama volume ruangnya diperkecil, dengan demikian tekanan di dalam dengan sendirinya akan naik. Tekanan yang tinggi inilah yang digunakan untuk berbagai keperluan sesuai dengan peruntukkan kompresor tadi. Kompresor model positif displacement ini digunakan dalam reciprocating compressor dan rotary.

Sementara itu pada kompresor model dinamik, volume ruangnya tetap tapi udara yang ada didalam ruang tersebut diberi kecepatan. Kemudian pada saat yang sama kecepatan tersebut diubah menjadi tekanan. Hal ini bisa terjadi karena udara pada ruang yang volumenya tetap mengalami tekanan. Kompresor yang menggunakan model dynamic ini biasanya pada alat turbo axial flow. 1.2 Tujuan 1. Membuat kurva hubungan waktu operasi dengan tekanan terkumpul 2. menghitung debit udara dan efisiensi perubahan/konversi energi 3. Memahami fenomena kompresi terkendali untuk dapat meningkatkan efisiensi termasuk keselamatan kerjanya.

BAB II LANDASAN TEORI

A. Klasifi kasi Kompresor Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor, dan Dynamic compressor, (Turbo), Positive Displacement compressor, terdiri dari Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic compressor, (turbo) terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat dari klasifikasi di bawah ini: 1.

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

2. Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada tekanan yang diinginkan. Pemampatan (pengompresian) udara tahap kedua lebih besar, temperature udara akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan misalnya dengan sistem udara atau dengan system air bersirkulasi

Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor satu tingkat tekanan hingga 4 bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar. 3. Kompresor Diafragma (diaphragma compressor) Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obatobatan dan kimia. Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan. 4. Kompresor Putar (Rotary Compressor) Kompresor Rotari Baling-baling Luncur Secara eksentrik rotor dipasang berputar dalam rumah yang berbentuk silindris, mempunyai lubang-lubang masuk dan keluar. Keuntungan dari kompresor jenis ini adalah mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan. Bahkan suaranya tidak berisik dan halus dalam, dapat menghantarkan dan menghasilkan udara secara terus menerus dengan mantap. Baling-baling luncur dimasukkan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan ruangan dengan bentuk dinding silindris. Ketika rotor mulai berputar, energi gaya sentrifugal baling-balingnya akan melawan dinding. Karena bentuk dari rumah baling-baling itu sendiri yang tidak sepusat dengan rotornya maka ukuran ruangan dapat diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya (mengalirnya) udara. 5. Kompresor Sekrup (Screw) Kompresor Sekrup memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan udara secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan. Jika roda-roda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai pompa hidrolik pada pesawat-pesawat hidrolik. Roda-roda gigi kompresor sekrup harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul dapat menghisap dan menekan fluida 6. Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)

Kompresor jenis ini akan mengisap udara luar dari satu sisi ke sisi yang lain tanpa ada perubahan volume. Torak membuat penguncian pada bagian sisi yang bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata dapat disamakan dengan pompa pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar. Beberapa kelemahannya adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi karena antara baling-baling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul. Berbeda jika dibandingkan dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena fluidanya adalah minyak pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi bahan perapat antara dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu. Dilihat dari konstruksinya, Sayap kupu-kupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang roda gigi yang saling bertautan juga, sehingga dapat berputar tepat pada dinding. 7. Kompresor Aliran (turbo compressor) Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara yang besar. Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan arah masuknya udara secara aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara dapat dirubah dalam satu roda turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan aliran udara yang diperlukan. Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energy bentuk tekanan. 8. Kompresor Aliran Radial Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat, maka dari tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai yang dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari susunan sudusudu tersebut maka akan semakin tinggi tekanan udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial akan mengisap udara luar melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke dalam ruangan isap lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan. 9. Kompresor Aliran Aksial Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah (sejajar) dengan sumbu rotor. Jadi pengisapan dan penekanan udara terjadi saat rangkaian sudu-sudu pada rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini mutlak diperlukan untuk mendapatkan aliran udara yang mempunyai tekanan yang diinginkan. Teringat pula alat semacam ini adalah seperti kompresor pada sistem turbin gas atau mesin-mesin pesawat terbang turbo propeller. Bedanya, jika pada turbin gas adalah menghasilkan mekanik putar pada porosnya. Tetapi,

pada kompresor ini tenaga mekanik dari mesin akan memutar rotor sehingga akan menghasilkan udara bertekanan. B. Penggerak Kompresor Penggerak kompresor berfungsi untuk memutar kompresor, sehingga kompresor dapat bekerja secara optiomal. Penggerak kompresor yang sering digunakan biasanya berupa motor listrik dan motor bakar seperti gambar 12. Kompresor berdaya rendah menggunakan motor listrik dua phase atau motor bensin. sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan motor listrik 3 phase atau mesin diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya digunakan bilamana lokasi disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non stasioner. Kompresor yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh motor listrik karena biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasionar (tidak berpindah-pindah). C. 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.

BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan 1. Kompresor 2. Tachometer 3. Manometer air

3.2 Langkah Kerja Nyalakan kompresor

Atur laju alir udara masuk

Amati perubahan tekanan

Ukur suhu pada masukan dan keluaran menggunakan......

Amati laju alir udara keluar

Lakukan hal yang sama seperti langkah diatas Ulangi untuk beberapa variasi laju alir udara masuk

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN HASIL PENGOLAHAN DATA

4.1 Data Pengamatan 1. Berikut adalah data pengamatan pada kompresor Temperatur udara luar

 

= 24°C

Diameter Motor Pulley = 33 cm Diameter Piston Pulley = 7,5 cm T di Vin (oC)

No

Pin

Pout

Qin

Qout

.

(cmH2O)

(cmH2O)

(L/min

(L/min

)

)

Pulley Motor

T di Vout (oC)

Pulley Piston Masuk

Keluar

Masuk

Keluar

Nin

Nout

Nin

Nout

(rpm

(rpm

(rpm

(rpm

I

II

I

II

I

III

I

II

1.

39

31

65

100

) 263.5

) 263.5

) 263.1

) 263.3

29.2

29.5

70.4

70.9

26.4

26.1

58.9

58.8

2.

41

48.5

65

75

1484

1483

225.6

225.4

29.8

33.8

55.8

48.6

30

34.6

57.4

57.5

3.

42

54

65

75

1483

1486

225.7

225.9

31.6

37.7

58.4

58.4

30.8

38.3

58.9

59.1

Rata-rata: 1: 263.2 2: 225.5 3: 225.8

4.2 Pengolahan Data 1. Perhitungan Temperatur Keluaran (T2) Teoritis Rumus :

Rata-rata :

Rata –rata:

Rata-rata :

Rata-rata :

29.35

70.65

26.4

58.85

31.8

52.2

32.3

57.45

34.65

58.4

34.55

59

1 cmH2O = 0.133 kPa = 133 Pa 10C = 273 K n=1.3 No

Pin

Pout (Pa)

Pada Laju Alir Masuk T1 (K) T2 Teoritis (K)

Pada Laju Alir Keluar T1 (K) T2 Teoritis (K)

.

(Pa)

1.

5187

4123

302.35

286.74

299.4

283.95

2.

5453

6451

305.3

317.39

330.45

343.53

3.

5586

7182

307.55

325.93

332

351.84

2. Menghitung Perolehan Volume Keluaran (V2) Rumus :

V1 = 1L = 0.001 m3 1 Pa = 1 kg/m2 No. 1.

Pin (kg/m2) 5187

Pout (kg/m2) 4123

V2 (m3) 0.00083

2.

5453

6451

0.00138

3.

5586

7182

0.00121

3. Menghitung Efisiensi Volumetrik (ηvol)

FAD actual per stroke = Qin  75 L//min Pemindahan oleh kompresor = Qout  90 L/min

ηvol =

FADactual per stroke (V ) pemindahan oleh kompresor

75

= 90 =0.833

 Menghiturng efisiensi volumetric pada kondisi standar (SSL) Rumus :

ηvol (SSL) =

Tekananstandar (Ps) = 93,8 cmH2O Tstandar (Ts) = 297 K

Pin (kg/m2) 5187 5453 5586

Tin (K) 302.35 305.3 307.55

ηvol (SSL) 0.340 0.566 0.575

4. Menghitung Jumlah Putaran Motor Aktual (N2) D1 = Diameter Piston; D2 = Diameter Motor; N1 = Jumlah putaran piston Rumus:

D1 (cm

D2 (cm

N1 (rpm) Var I Var II Var III

) 7.5

) 33

263.2

225.5

225.8

N2 aktual (rpm) Var I Var II Var III 1158.08

992.2

BAB V PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

5.1 Pembahasan 5.2 Kesimpulan

993.52

DAFTAR PUSTAKA

Aditiya. 2013. “Makalah Kompresor”. Yogyakarta: Fakultas Keguruan dan ilmu Pendidikan Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa (UST).