Laporan praktikum kompresor

BAB I PENDAHULUAN

1.1 1.1

Lata Latarr Be Bela laka kang ng Prak Prakti tiku kum m Kom Kompr pres esor or Torak  rak 

Meningkatnya teknologi dengan berbagai inovasi terbaru seiring dengan kebutu kebutuhan han manusi manusiaa yang yang terus terus mening meningkat kat.. Seoran Seorang g teknis teknisilah ilah yang yang harusny harusnyaa  berperan dalam merancang suatu produk pemesinan agar produk yang dihasilkan memenuhi kriteria-kriteria kebutuhan. Suatu alat yang aman, nyaman dan mampu untu untuk k memp memperm ermud udah ah peke pekerja rjaan an manu manusia sia adala adalah h bebe beberap rapaa hal hal yang yang haru haruss terpenuhi dalam suatu perancangan. Salah Salah satu mesin mesin yang yang sering sering dijump dijumpai ai adalah adalah kompre kompresor sor.. Kompre Kompresor  sor  adalah adalah suatu suatu alat yang yang berfun berfungsi gsi untuk untuk memamp memampatka atkan n udara udara sehing sehingga ga udara udara tersebut bertekanan tinggi. Kompresor merupakan mesin fluida yang mengubah uap refrigerant yang masuk pada suhu dan tekanan yang rendah menjadi udara  bertekanan tinggi. Penggunaan Penggunaan udara bertekanan bertekanan tinggi tinggi sangat dibutuhkan dibutuhkan pada beberapa  proses pengoperasian, baik dalam skala kecil di kehidupan sehari-hari maupun dalam skala besar yang biasanya terdapat di industri. Sebagai mahasiswa teknik  mesin pengetahuan pengetahuan tentang tentang prinsip prinsip kerja dan karakteristik karakteristik kompresor kompresor merupakan merupakan hal yang harus untuk dipahami. leh karena itu praktikum tentang kompresor  merupakan salah satu upaya untuk mencapai tujuan tersebut.

1.2

Rumusan asala!

Pada praktikum ini dirumuskan beberapa permasalahan yang harus dikaji, antara lain !

1. Bagaiman Bagaimana a prinsip prinsip kerja kerja dari kompr kompresor esor torak? torak? 2. Bagaiman Bagaimana a karakter karakteristi istik k kompr kompresor esor jika dioperasika dioperasikan n pada berbagai kecepatan putaran?

1." Tu Tu#uan #uan Praktikum

1

"alam praktikum kompresor torak ini, tujuan yang akan dicapai antara lain! a. Mengetahui prinsip kerja dari kompresor torak.  b. Mencari karakteristik kompresor pada berbagai kecepatan putaran yang  berbeda beda. c. Menunjukan grafik hubungan antara ! Kapasitas aliran udara di silinder #$th% &S 'rekuensi #'% • "aya masukan #(inp% &S 'rekuensi #'% • )ffisiensi adiabatic kompresor #ad% &S 'rekuensi #'% • "aya kompresi #(ad% &S 'rekuensi #'% • *ekanan di saluran isap #P+% &S 'rekuensi #'% •

1.$

%istematika Penulisan Laporan

Sistematika penulisan pada laporan ini adalah sebagai berikut!  

! Pendahuluan, menjelaskan tentang latar

belakang praktikum

kompresor torak, rumusan masalah, tujuan praktikum, serta sistematika penulisan yang berguna untuk memberikan gambaran tentang isi laporan.  

! /andasan teori, berisi tinjauan pustaka yang menjelaskan tentang kompresor torak dan hal-hal penting yang berkaitan dengan  praktikum kompresor torak.

 

! Metodologi penelitian, menjelaskan tentang langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum, prosedur pengujian, alat dan bahan yang digunakan.

 &

! Pembahasan, menjelaskan perhitungan data percobaan, tabel dan grafik yang menjelaskan hasil dari perhitungan.

 &

! Penutup, berisikan tentang kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan serta saran-saran yang membangun untuk praktikum ataupun secara umum.

BAB II LANDA%AN TE&RI

2

2.1

%e#ara! 'an Perkem(angan Kompresor

Sejarah perkembangan kompresor, sampai abad ke-+0 orang hanya mengenal sejarah kompresor bolak-balik. Kompresor sentrifugal bam dikenal  pada tahun +100 ketika 2)*)3 untuk pertama kalinya membuat kompresor  sentrifugal yang pertama. yang merupakan suatu blower #kompresor sentrifugal tekanan rendah% satu tingkat dengan aliran sekitar 4555 meter kubik per jam,  penaikan tekanan sebesar -6,1 m kolom air pada putaran 45.555 rpm. 2eteau menbuat kompresor bertingkat pertama kali pada tahun +050, yaitu suatu kompresor lima tingkat yang menghasilkan kapasitas aliran 4655 meter kubik per   jam dengan tekanan 7 meter kolom air pada putaran 7-655 rpm. Plant

industri

menggunakan

udara

tekan

untuk

seluruh

operasi

 produksinya, yang dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 6 horsepower #hp% sampai lebih 65.555 hp. "epartemen )nergi merika Serikat #4558% melaporkan bahwa 95 sampai 05 persen udara tekan hilang dalam bentuk   panas yang tidak dapat digunakan, gesekan, salah penggunaan dan kebisingan #lihat gambar +%. Sehingga, kompresor dan sistim udara tekan menjadi area  penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada plant industri.

2.2

Prinsip Ker#a Kompresor

Kompressor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas. Secara umum biasanya mengisap udara dari atmosfer, yang secara fisika merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 91: (itrogren, 4+: ksigen dan +: ;ampuran rgon, ;arbon "ioksida, 3ap ir, Minyak, dan lainnya. (amun 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. =ika suatu gas< udara didalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya, maka gas< udara tersebut akan mengalami kompresi. Kompressor 

3

yang menggunakan a>as ini disebut kompressor jenis displacement dan prinsip kerjanya dapat dilukiskan seperti pada gambar dibawah ini !

)am(ar 2.1 Kompresi fluida

"isini digunakan torak yang bergerak bolak balik oleh sebuah penggerak  mula #prime mover% didalam sebuah silinder untuk menghisap, menekan dan mengeluarkan udara secara berulang-ulang. "alam hal ini udara tidak boleh bocor  melalui celah antara dinding torak dengan dinding silinder yang saling  bergesekan. 3ntuk itu digunakan cincin torak sebagai perapat. =ika torak ditarik keatas, tekanan dalam silinder dibawah torak akan menjadi negatif #kecil dari tekanan atmosfer% sehingga udara akan masuk melalui celah katup isap. Kemudian bila torak ditekan kebawah, volume udara yang terkurung dibawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik. erdasarkan  prinsip kerjanya, kompressor terdiri dari 4 #dua% jenis yaitu "isplacement #torak% seperti dijelaskan diatas dan "ynamic #rotary% yang mengalirkan udara melalui  putaran sudu berkecepatan tinggi. . Proses Kompresi 3dara Proses kompresi udara yang terjadi pada kompressor torak dapat dijelaskan dengan menggunakan pendekatan seperti terlihat pada gambar 4.4. *orak memulai langkah kompresinya pada titik #+% diagram P-&, kemudian  bergerak ke kiri dan udara dimampatkan hingga tekanan naik ke titik #4%. Pada titik ini tekanan dalam silinder mencapai harga tekanan Pd yang lebih tinggi dari  pada tekanan dalam pipa keluar #atau tangki tekan% sehingga katup keluar pada

4

kepala silinder akan terbuka. =ika torak terus bergerak ke kiri, udara akan didorong keluar silinder pada tekanan tetap sebesar Pd. "i titik #8% torak mencapai titik mati atas, yaitu titik akhir gerakan torak pada langkah kompresi dan  pengeluaran.

)am(ar 2.2 "iagram P-& dari kompresor 

Susunan konstruksi kompressor menjelaskan secara visual bahwa udara masuk melalui air intake filter diisap oleh torak sampai ke titik maksimum bawah. Sebelum masuk ke torak udara didalam kartel bersamaan diisap melalui pipa vacum, sehingga tidak terjadinya vacum di dalam kartel. Kemudian udara yang vacum di silinder keluar melalui pipa vacum. . Kondensasi 3ap ir  3dara yang dihisap dan dimampatkan didalam kompressor akan mengandung uap air dalam jumlah cukup besar. =ika uap ini didinginkan udara yang keluar dari kompressor maka uap akan mengembun menjadi air. ir ini akan terbawa ke mesin< peralatan yang menggunakannya dan mengakibatkan gangguan  pada pelumasan, korosi dan peristiwa water hammer pada piping system. ftercooler adalah heat-e?changer yang berguna untuk mendinginkan udara< gas keluaran kompresor untuk membuang uap air yang tidak diinginkan sebelum dikirim ke alat lain. 3ap air dipisahkan dari udara dengan cara  pendinginan dengan air atau oli pendingin. Sumber ngersoll-2and @--A. "apat dilihat pada gambar dibawah ini !

5

)am(ar 2." ftercooler kompresor multi stage

;. ;ondensate "rain &alve ;ondensate drain valve ialah bagian dari kompressor yang berfungsi membuang kondensat #uap air% yang terjadi saat kompressor bekerja dengan mengambil udara dari luar, sehingga udara yang masuk ke dalam sistem udara tekan menjadi bersih dan tidak menimbulkanadanya endapan air. Manfaat lainnya  pada sistem hidrolik adalah, oli tetap bersih karena kontaminasi dari air telah dibuang melalui ;ondensate "rain &alve. Pada industri, penggunaan kompresor sangat penting, baik sebagai  penghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin. Kompresor   banyak dipakai untuk mesin pneumatik, sedangkan yang menjadi satu dengan mesin yaitu turbin gas, mesin pendingin dan lainnya. "engan mengambil contoh kompresor sederhana, yaitu pompa ban sepeda atau mobil, prinsip kerja kompresor dapat dijelaskan sebagai berikut. =ika torak   pompa ditarik keatas, tekanan di bawah silinder akan turun sampai di bawah tekanan atmosfer sehingga udara akan masuk melalui celah katup hisap yang kendur. Katup terbuat dari kulit lentur, dapat mengencang dan mengendur dan dipasang pada torak. Setelah udara masuk pompa kemudian torak turun kebawah dan menekan udara, sehingga volumenya menjadi kecil.

6

)am(ar 2.$ ;ontoh kompresor sederhana

*ekanan menjadi naik terus sampai melebihi tekanan di dalam ban, sehingga udara mampat dapat masuk ban melalui katup #pentil%. Karena diisi udara mampat terusmenerus, tekanan di dalam ban menjadi naik. =adi jelas dari contoh tersebut, proses pemampatan terjadi karena perubahan volume pada udara yaitu menjadi lebih kecil dari kondisi awal.

)am(ar 2.* Kompresor 

Kompresor yang terlihat pada gambar 4.6 biasa kita jumpai dibengkel bengkel kecil sebagai penghasil udara mampat untuk keperluan pembersih kotoran dan pengisi ban sepeda motor atau mobil. Prinsip kerjanya sama dengan  pompa ban, yaitu memampatkan udara di dalam silinder dengan torak. Perbedaanya terletak pada katupnya, kedua katup dipasang dikepala silinder, dan tenaga penggeraknya adalah motor listrik. *angki udara berfungsi sama dengan  ban yaitu sebagai penyimpan energi udara mampat.

7

Proses kerja dari kompresor kerja tunggal dan ganda. dapun urutan  proses lengkap adalah sebagai berikut. /angkah pertama adalah langkah hisap, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. "i dalam ruang silinder tekanan menjadi negatif di bawah + atm, katup hisap terbuka karena perbedaan tekanan dan udara terhisap. Kemudian torak bergerak keatas, katup hisap tertutup dan udara dimampatkan. Karena tekanan udara mampat, katup ke luar menjadi terbuka.

)am(ar 2.+ Kompresor torak kerja ganda

Bambar 4.C di atas adalah kompresor torak kerja ganda. Proses kerjanya tidak berbeda dengan kerja tunggal. Pada kerja ganda, setiap gerakan terjadi sekaligus langkah penghisapan dan pengkompresian. "engan kerja ganda, kerja kompresor menjadi lebih efisien.

2."

Klasi,ikasi 'an -enis#enis Kompresor

a. Klasifikasi kompresor tergantung metode kompresi ! +. Kompresor torak, bolak- balik #metode kompresi positif% 4. Kompresor torak tingkat ganda #metode kompresi positif% 8. Kompresor putar #metode kompresi positif% 7. Kompresor sekrup #metode kompresi positif% 6. Kompresor sentrifugal satu tingkat #metode kompresi sentrifugal% C. Kompresor sentrifugal tingkat ganda #metode kompresi centrifugal%

8

 b. Klasifikasi menurut bentuk ! +. =enis vertikal 4. =enis hori>ontal 8. =enis silinder banyak #jenis D&, jenis DE, jenis D&&% c. Klasifikasi menurut kecepatan putar  +. =enis kecepatan tinggi 4. =enis kecepatan rendah d. Klasifikasi menurut gas refrigeran +. Kompresor ammonia 4. Kmpresor 'reon 8. Kompresor ;4 e. Klasifikasi menurut konstruksi +. =enis terbuka 4. =enis hermatik  8. =enis semi hermatik 

2.$ Bagian(agian Kompresor 'an /ungsin0a

+. Kerangka #frame% 'ungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat  penampungan minyak pelumas.

)am(ar 2. Kerangka #frame%

9

4. Poros engkol #crank shaft% erfungsi mengubah gerak berputar #rotasi% menjadi gerak lurus bolak   balik #translasi%.

)am(ar 2. Poros engkol #crank shaft%

8. atang penghubung #connecting rod% erfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu menahan beban pada saat kompresi.

)am(ar 2.3 atang penghubung #connecting rod%

7. Kepala silang #cross head% erfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya.

10

)am(ar 2.14 Kepala silang #cross head%

6. Silinder #cylinder% erfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.

)am(ar 2.11 Silinder #cylinder%

C. /iner silinder #cylinder liner% erfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran. 9. 'ront and rear cylinder cover. dalah tutup silinder bagian head end