Cara Menghitung Daya Kompresor [PDF]

Citation preview

CARA MENGHITUNG DAYA KOMPRESOR Kompresor adalah pemampat atau pengkompresi udara atau gas. Kompresor digunakan untuk menaikkan tekanan mulai dari 101.325 kPa dengan volum gas yang besar. Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmosfer. Namun adapula yang mengisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat ( booster ). Sebaliknya ada pula kompresor yang mengisap gas yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfer. Dalam hal ini kompresor disebut pompa vakum. 1



Kompresi gas dapat dilakukan menurut tiga cara yang dapat dibedakan menjadi 3



macam proses yaitu proses isothermal, proses adiabatik dan proses politropik 1. Kompresi Isothermal Bila gas dikompresikan berarti ada energi mekanik yang diberikan dari luar gas. Energi ini diubah menjadi kalor sehingga tempratur gas naik. Namun jika proses ini disertai dengan pendingan untuk mengeluarkan panas agar temperatur dapat terjaga, maka proses ini disebut kompresi isothermal atau proses pada temperatur tetap. Hubunga P dan V pada kompresi isothermal ini adalah PV=RT P V = konstan P 1 V1 = P2 V2 2



Kerja kompresor pada kompresi isothermal dapat dihitung menggunakan persamaan pb



W pr =



pa dp pa pb RTa pb ∫ = ln = ln pa ρa pa p pb pa M



Dimana : pa,pb = Tekanan awal dan akhir Ta=Temperatur masukkan (awal) 1 https://id.scribd.com/doc/40026680/KOMPRESSOR-Lengkap



2



Unit Operation of chemical engineering, seventh edition, hal 220



2. Kompresi Adiabatik Jika sistem tidak dilengkapi pendingin fluida mengalir dalam keadaan isentropi. Untuk gas ideal hubungan antara p dan ρ p pa = ɤ ɤ ρ ρa



ρa Ρ=



pa



1 ɤ



p



1 ɤ



3



Kerja untuk sistem kompresi adiabatik dapat ditulis dalam persamaan pb pa ¿ ¿ Wpr= - 1] ¿ paɤ ¿ (ɤ −1) ρa



3. Kompresi Politropik Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya terletak antara kompresi isothermal dan adiabatik yang disebut kompresi politropik. Hubungan antara tekanan dan volume pada proses ini dirumuskan sebagai berikut p pa n = n ρ ρa



pb ) pa dimana n= constant dan n= ρb ln ⁡( ) ρa ln(



Daya yang diperlukan kompresortidak hanya untuk proses kompresi gas, tetapi juga untuk mengatasi kendala-kendala mekanis, gesekan-gesekan, kendala tahanan aerodinamik aliran udara pada katup dan saluran-saluran pipa, kebocoran-kebocoran gas, proses pendinginan, dan lain-lain. Kendala-kendala ni akan mengurangi daya poros kompresor. Namun untuk menentukan seberapa besar pengaruh-pengaruh masing-masing kendala 3



Unit Operation of chemical engineering, seventh edition, hal 220



tersebut adalah sangat sulit. Secara teori perhitungan daya yang dibutuhkan untuk proses kompresi ( menggerakan kompresor )adalah sebagai berikut :



4



Nth = 0.037 * P1 * Va *



pb pb ¿ ¿ -1 ¿ k ¿ k−1



}



dimana Pb = tekanan keluar dari silinder ( kgf/cm2) Pa = Tekanan isap dari silinder (kgf/cm2) k



= koefisien gas yang tertinggal di dalam volume sisa, untuk udara k= 1,4



Perhitungan volume yang diisap ( Va) Va = 2 * (Π/4)* D2 * S * n*ηv * 60 Dimana Va = Volume yang diisap S = Volume Langkah D = Diameter torak ηv= efisiensi volumeterik n = putaran pully ( 1000 rpm ) perhitungan daya kompresor , sumber : Unit Operation of chemical engineering, seventh edition, hal 221 Daya yang dibutuhkan kompresor adiabatik dapat dirumuskan



PB =



pb pa ¿ ¿ 0.371Ta ɤ q 0 ¿ ( ɤ −1 ) η



Dimana : PB = daya , kW q0 = volum gas kompresi, m3/s pada 0oC dan 760 mmHg 4 http://digilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-muhlasinc2-5218-3bab3.pdf



Ta = Temperatur masukan ( K) η = efisiensi Untuk efisiensi volumetrik dan efisiensi adiabatik keseluruhan sebenarnya tidak tetap harganya berubah- ubah menurut konstruksi dan tekanan keluar kompresor. Karena itu perhitungan daya tidak dapat dilakukan semudah cara diatas. Namun untuk perhitungan efisiensi adiabatik dapat diambil kira- kira 80 – 85% untuk kompresor besar, 75% sampai 80% untuk kompresor sedang dan 65 – 70% untuk kompresor kecil. Daya yang dibutuhkan kompresor adiabatik dapat dirumuskan PB =



1.97 Ta q 0 pb ln η pa



Daya kompresor dalam satuan International pada T standar = 32 o F dapat ditulis 



Adiabatik



PB =



pb pa ¿ ¿ 1.304 x 10−4 Ta ɤ q 0 ¿ ( ɤ −1 ) η



Dimana : PB = daya , horsepower q0 = volum gas kompresi, ft3/min Ta = Temperatur masukan ( oR) η = efisiensi







Isothermal −4 1.304 x 10 Ta q 0 pb ln PB = η pa