LABORATORIUM TEKNIK KIMIASEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN
2014/2015
MODUL: Kompresor Piston (Reciprocating)PEMBIMBING: Ninik
Lintang
Praktikum: Senin, 6 April 2015Penyerahan Laporan: Senin, 13
April 2015
Oleh :Kelompok: INama: Anindya Kusuma Marista131424003Diah Nurul
Sayekti131424008Ridha Nudianti Darmawan131424029Kelas:2A- Teknik
Kimia Produksi Bersih
PROGRAM STUDI D4-TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN TEKNIK
KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2015
BAB 1PENDAHULUAN1.1. Latar BelakangPeralatan utilitas dimana
terjadi perubahan energy listrik ke energy mekanik dalam bentuk
gerakan teratur yang bertujuan mendapatkan dan mengumpulkan tekanan
udara untuk digunakan pada beberapa kebutuhan pneumatic. Secara
garis besar ada tiga tipe kompresor berdasarkan mekanisme kompresi
yang diterapkan yaitu tipe positive displacement tanpa kompresi
internal (tipe Roots blower), tipe positive displacement tanpa
kompresi internal (screw, vane, water-ring, piston), tipe turbo
(kompresor turbin jenis negative displacement).Kompresor tipe
positive displacement tanpa kompresi internal banyak digunakan pada
kompresi kecil yang portable dengan kebutuhan tekanan yang juga
kecil. Biasanya, digunakan untuk pengisi angin kendaraan bermotor
kecil, proses pengecatan, dan lain-lain. Tipe positive displacement
dengan kompresi internal sering digunakan di industridan tipe turbo
seperti pada aerator dan lain-lain.Perhitungan-perhitungan yang
dilakukan selalu mempertimbangkan efisiensi konversi energy dan
harus memperhatikan faktor kompresibilitas dan sifat fisika dari
udara sebagai fluida yang dikelola. Pengaturan atau pengendalian
tekanan baik secara mekanis maupun elektronis menjadi hal yang
penting untuk mencapai efisiensi dan keselamatan yang tinggi.1.2.
Tujuan1.2.1. Kemampuan Intelektual1) Dapat mengetahui
pengaplikasian kompresi udara.2) Dapat mengeidentifikasi bagian
dari kompresor3) Dapat mengerti konsep penyimpanan suplai kerja
kepada kompresor udara.4) Dapat mengerti perbedaan effisiensi dari
kompresor udara.5) Dapat mengerti metode untuk meningkatkan
efisiensi.1.2.2. Kemampuan Terhadap Alat1) Mampu mengetahui variasi
pengukuran seperti tekanan, kecepatan, temperature, dll.2) Mampu
mengatur kekonstanan tekanan masuk.3) Mampu mengoperasikan
kompresor udara.
BAB 2TINJAUAN PUSTAKA
Terdapat beberapa jenis desain kompresor yang umum, yaitu rotary
vane, sentrifugal, aksial, lobe (root blower) dan reciprocating
(bolak-balik). Keunggulan utama kompresor reciprocating adalah
kemampuan mencapai rasio tekanan (P2/P1) tinggi, dan harganya
murah, namun kapasitas yang dihasilkan relative rendah.Pada
dasarnya, kompresor reciprocating dilengkapi dengan sebuah motor
sebagai penggerak kompresor melalui sebua sabuk (V-belt) transmisi
daya. Kompresor reciprocating bekerja dengan prinsip tekanan
bolak-balik dari piston yang digerakkan oleh poros engkol. Bagian
utama peralatan ini terdiri dari piston dan silinder dengan pegas
masukan dan kerangan (valve) pengeluaran yang dikendalikan secara
otomatis. Gas keluaran dari piston diakumulasikan di dalam tangki
penampung (yang biasanya difungsikan sebagai energy penggerak
peralatan dengan udara tekan). Skema aliran gas pada kompresor
reciprocating ditujukkan pada gambar1.
( a )( b )Gambar 1. Skema aliran gas pada Kompresor
reciprocating a. Satu silinder, b. Dua silinder
Aliran udara pada kompresor satu tahap dengan dua piston
parallel disajikan pada gambar 2:
Gambar 2. Skema aliran udara pada Kompresor dua piston
parallel
Untuk keperluan praktis, maka antara mahkota piston dan bagian
atas silinder diberikan jarak (clearance). Udara yang terperangkap
di dalam volume clearance tidak akan tersalurkan keluar, karena
udara akan mengembang/terekspansi ketika piston bergerak mundur.
Dengan demikian, maka volume udara baru yang ditarik oleh piston
pada siklus berikutnya menjadi lebih kecil.Kapasitas kompresor
dinyatakan dalam volume udara yang dapat dihasilkan, atau free air
delivery (FAD). FAD adalah volume udara yang ditarik oleh kompresor
dari atmosfer. Setelah kompresi dan pendinginan, udara dikembalikan
ke temperature asalnya, namun pada tekanan yang lebih tinggi. Jika
kondisi atmosfer (FAD) adalah Pa, Ta, dan Va, dan kondisi setelah
kompresi adalah P, V, dan T, maka dengan menggunakan hokum gas
ideal:
Biasanya FAD diukur pada kondisi atmosfer di ketinggian
permukaan laut (standard sea level/ SSL), sehingga kapasitas
kompresor pada kondisi local perlu dikonversi.
Vol udara actual pd tekanan dan temperature masukan
Vol udara actual pd tekanan tertentuFADTurun menjadi
Catatan: massa udara yang ditarik sama dengan massa udara
dikeluarkan pada setiap siklus, walaupun volume udara ditarik
berbeda dengan udara yang keluar.
1. 2. 2.1. Analisis SiklusPada kompresor piston (reciprocating),
siklus yang terjadi dilukiskan pada gambar 3. Gas ditarik dari
posisi 4 ke titik 1 pada tekanan masuk. Kemudian gaas terperangkap
di dalam silinder dan dikompresi. Pada titik 2 tekanan sama dengan
pada titik keluaran, dan katup terbuka. Kemudian udara di dorong
keluar pada tekanan keluar. Tekanan keluar ini akan sedikit
meningkat pada saat gerakan penarikan jika gas yang ditekan berada
pada ruang dengan volume tetap. Demikian cara peningkatan tekanan
sejak mesin dinyalakan.Suatu siklus dianalisa sebaai dua proses tak
mengalir (non flow, yaitu kompresi dan ekspansi) dan dua proses
aliran, yaitu aliran masuk dan keluar. Perubahan volume dan tekanan
yang terjadi pada kompresor disajikan pada gambar 3.
Gambar 3. Kurva siklus PV pada kompresor reciprocating
2.2. Efisiensi VolumetrikAdalah rasio antara FAD kompresor per
stroke terhadap pemindahan oleh kompresor.
Karena efisiensi volumetric biasanya dinyatakan pada kondisi
standar (SSL), maka efisiensi volumetric yang diamati pada kondisi
udara masuk harus dikoreksi, sebagai berikut:
Indeks s: standar; i: inlet
PVn = konstan, atauP1 V1n = P2 V2n
n: indeks politropik (1