Pengujian Kompresor Torak [PDF]

Citation preview

1. PENGUJIAN KOMPRESOR TORAK



1.TUJUAN PENGUJIAN A. Mencari PV diagram pada kecepatan putaran poros tertentu B. Mencari karakteristik kompresor pada putaran tertentu : a. Kurva P vs V b. Kurva efisiensi volumetric vs pressure ratio c. Kurva efisiensi isothermal vs pressure ratio 2. INSTALASI PENGUJIAN Kerja compressor torak (reciprocating air compressor) didasarkan kepada pengisapan dan penekanan sejumlah udara pada silinder selama langkah kerjanya, udara dikompresikan secara politropis untuk menambah tekanan dan temperaturnya. Udara bertekanan dari silindernya akan keluar melalui katup tekan kedalam system yang bertekanan lebih rendah. Gerak torak maju mundur ini menghasilkan siklus aliran dan berlangsung secara terus menerus. Instalasi pengujian seperti terlihat pada gambar menunjukkan aliran udara, secara skematis kompresor torak digerakkan oleh motor listrik, transmisi daya adalah transmisi sabuk. Kerja mekanik yang dilakukan oleh motor dapat dicari dengan mengukur tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter. Kondisi-kondisi udara pada stasion-stasion yang penting dapat diketahui dengan mengukur tekanan dan temperaturnya (bola basah dan kering). Laju aliran udara diukur dengan menggunakan orifis dan manometer pipa-U. 2.1 Spesifikasi kompresor Diameter piston



: 55,3 mm



Jumlah



: 2 buah



Langkah torak



: 34,29 mm



Langkah sisa



: 1,65 mm



n motor



: 2750 rpm



n kompresor



: 1250 rpm



2.



3. PROSEDUR PENGUJIAN 3.1 Pemeriksaan sebelum pengujian 1. Periksalah seluruh peralatan, apakah semua dalam keadaan baik. 2. Periksa volume cairan manometer pipa U. 3. Periksa kondisi air pembasah pada thermometer bola basah. 4. Periksa tinggi minyak (oli) pelumas kompresor. 5. Periksa tegangan listrik,apakah sesuai dengan kebutuhan. 6. Masukkan stecker listrik kemudian tekan tombol ke posisi “ON”. 3.2 Menjalankan dan mematikan kompresor 1.Buka katup pengontrol aliran udara pada panel instrument. Periksa apakah tekanan udara pada tangki penampung menunjukkan angka nol. 2. Tekan tombol “ON” pada panel control. 3. Untuk maksud pemanasan, biarkan kompresor berjalan sekitar 3 menit. 4. Spesifikasi kompresor : Tekanan maksimum 10 bar dan putaran kompresor 1250 rpm. 5. Untuk menghentikan motor, tekanlah tombol “OFF” pada panel. 6. Bila pengujian telah selesai, buanglah air kondensat pada tangki penampungan melalui katup pembuangan. 3.3 Pengukuran dan pengamatan Untuk setiap kondisi pengujian dilakukan pengukuran dan pengamatan : -



Temperatur bola basah dan bola kering pada stasion 1, 2 dan 3.



-



Tekanan udara pada stasion 1, 2 dan 3.



-



∆p pada orifis.



-



Tegangan dan arus motor penggerak dengan voltmeter dan ampermeter.



4. BEBERAPA PERHITUNGAN 4.1 Rumus-rumus untuk perhitungan : 1. Kerja politropik W pol = n ma R T1 (rp n-1 -1) (kW) …………………………………… (4.1) n-1 n 2. Kerja isothermal Wiso = ma T1 ln (rp)



(kW) …………………………………... (4.2)



3. Kerja mekanis Wmek = V x A



(kW) …………………………………... (4.3)



4. Efisiensi politropik ηpol = Wpol x100 Wmek 5. Efisiensi isothermal ηiso



= Wiso



(%) …………………………………….. (4.4)



x 100



(%)…………………………………….. (4.5)



6.Efisiensi volumetric ηvol = ηvol



x 100



(%)……………………………………..



(4.6)



7. Laju aliran massa udara ma



= 4,289



x



10-3



Ap P3 T3



(kg/det)………………….



8. Laju aliran massa uep air mv γ γ



=



γ ma (kg/det)…………………………………… γ+1 = massa uap air massa udara kering = diperoleh dari diagram psikometrik



dengan :



n = indeks politropik R = 0,287 (kj/kg oK) rp = P2 P1 P1 = Po - 9,678 x 10-5 Pi



(atm abs)



P2 = Po - 9,869 x 10-5 Pi



(atm abs)



P3 = Po + 9,678 x 10-5 Pi



(atm abs)



Po = tekanan data pengamatan



(atm)



(4.8)



(4.7)



Pi = dari data pengamatan



i = 1,2,3,…



∆p = dalam mmH2O Ti



= ti (oC) + 273



i = 1,2,3,…(oK) (oC)



ti = dari data pengamatan



4.2 Cara menentukan nilai indeks politropik (n) Untuk proses kompresi politropik berlaku : [T2] = [P2] [T1] [P1]



n-1 n



…………………………………….. (4.9)



ambil logaritmanya ln [T2] = [ n-1] ln [P2] [T1] [ n ] [P2]



…………………………………… (4.10)



Misalkan, yi = ln [T2] , a = [n-1] , dan xi ln [P2] [T1] [ n ] [P1] maka persamaan (10) dapat ditulis sbb : yi = a xi dengan metode “least square” a = N Σ(Xi –Yi) – (ΣXi ΣYi) N ΣXi2 – (ΣXi)2



……………………………………...(4.11)



.



Dengan demikian, maka n dapat ditentukan 5. TUGAS – TUGAS 5.1 Tugas yang harus dibuat dalam laporan 1.



Buktikan rumus 1 dan 2



2.



Hitung indeks politropik (n)



3.



Hitung aliran masa uap air pada saat masuk dan keluar kompresor, m v in, mv out dan mv in – mv out



4.



Buat diagram ma, wpol, wiso, wmek, ηpol, ηiso, ηvol, mv in – mv out Vs rp



5.



Buat diagram indicator (diagram P-V)



5.2 Cara membuat diagram P-V



Langkah 1-2 dibuat dengan menggunakan hubungan : P1V1n = P2V2n = A = konstan n dihitung dari hubungan : [T2] = [P2] [T1] [P1]



n-1 n



P1, P2, T1 dan T2 dari data pengujian V1 = Vc +VL V2 = A 1/n Pxi Pxi = dipilih antara P1 dan P2 Langkah 3-4 dibuat dengan menggunakan hubungan : P3V3 = P4V4 = PyVy = B = konstan P3 = P2, V3 = Vc, P4 = P1



Titik – titik yi ditentukan dari hubungan Vyi = B Pyi



1/n



,



i>5



Pyi = dipilih antara P3 dan P4 DATA HASIL PENGAMATAN NO



PENGUKURAN SATUAN



HASIL PENGAMATAN 1



2



1 2 3 4 5 6 7 8



P2 P1 P3 ∆P T1 T2 T3 Tdb masukan =



(kg/cm ) (mmH2O) (mmH2O) (mmH2O) (oC) (oC) (oC) (oC)



9 10



T1 Twb masukan (oC) Tdb keluaran = (oC)



11 12 13



T3 Twb keluaran Tegangan Arus



(oC) Volt Ampere



Tekanan udara ruangan =



mmHg



Temperatur



o



=



C



2



3



4



5



KET 6