Laporan Praktikum Utilitas | Praktikum Pompa dan Kompresor ( Sistem Udara Tekan )

KOMPRESOR DAN SISTEM UDARA 

TEKAN

       I.            TUJUAN

Setelah melakukan percobaan mahasiswa diharapkan mampu:

-        Mengenal bagian-bagian kompresor dan sistem udara tekan

-        Dapat mengoperasikan kompresor di laboratorium utilitas

-        Dapat menghitung secara langsung efisiensi isotermal kompresor

    II.            ALAT DAN BAHAN

-        Kompresor

 III.            DASAR TEORI

Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan positif.

Bila tekanan fluida mampu-mampat dinaikkan secara adiabatik, suhu fluida juga naik. Kenaikan suhu menimbulkan beberapa kerugian karena volume spesifik fluida naik bersama suhu, kerja yang diperlukan untuk memampatkan satu pon fluida akan menjadi lebih besar jika kompresi dilakukan secara isotermal. Perubahan tekanan isentropik (adiabatik atau tanpa gesekan) gas ideal terhadap suhu adalah: 

Ta, Tb= suhu absolut masuk dan keluar

Pa, pb= tekanan masuk dan keluar

Untuk gas tertentu, rasio suhu meningkat bila rasio Pa/Pb meningkat. Rasio ini merupakan parameter dasar dalam blower dan kompresor. Pada kompresor rasio tersebut dapat mencapai 10 atau lebih. Biasanya kompresor didinginkan menggunakan selubung pendingin yang menggunakan air pendingin atau pendingin lain.

Komponen Utama Sistim Udara Tekan

Sistim udara tekan terdiri dari komponen utama berikut: Penyaring udara masuk, pendingin antar tahap, after-coolers, pengering udara, traps pengeluaran kadar air, penerima, jaringan pemipaan, penyaring, pengatur dan pelumasan (lihat Gambar 3).

Ø  Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor; Debu menyebabkan lengketnya katup/ kran, merusak silinder dan pemakaian yang berlebihan.

Ø  Pendingin antar tahap: Menurunan suhu udara sebelum masuk ke tahap berikutnya untuk mengurangi kerja kompresi dan meningkatkan efisiensi. Biasanya digunakan pendingin air.

Ø  After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam udara dengan penurunan suhu dalam penukar panas berpendingin air.

Ø  Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-cooler dihilangkan dengan menggunakan pengering udara, karena udara tekan untuk keperluan instrumen dan peralatan pneumatik harus bebas dari kadar air. Kadar air dihilangkan dengan menggunakan adsorben seperti gel silika/ karbon aktif, atau pengering refrigeran, atau panas dari pengering kompresor itu sendiri.

Ø  Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air diguakan untuk membuang kadar air dalam udara tekan. Trap tersebut menyerupai steam traps. Berbagai jenis trap yang digunakan adalah kran pengeluaran manual, klep pengeluaran otomatis atau yang berdasarkan waktu dll.

Ø  Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan penghalus denyut keluaran udara – mengurangi variasi tekanan dari kompresor.

 IV.            PROSEDUR KERJA

-        Membuka semua aliran keluar kompresor yang menuju ke sistem pengguna

-        Menghidupkan kompresor

-        Mencatat tekanan masuk yang terdapat pada indikator tekanan bagian masuk

-        Mencatat tekanan masuk yang terdapat pada indikator tekanan bagian keluar

-        Mencatat laju alir udara pada flow-meter

-        Hitung efisiensi kompresor

    V.            DATA PENGAMATAN

Data pengamatan

No	Waktu (menit)	Parameter yang Dicatat
		P masuk (kPa)	P keluar (bar)	Flow Udara (bar)
1	5	1000	9	30
2	10	350	3	40
3	15	550	4	40

 VI.            PERHITUNGAN

·                Konversi tekanan masuk ( Pmasuk)

-        Pada Waktu 5 menit

P          = 1000 kPa

            = 1000 kPa  x  10³Pa / 1 kPa  x  10^-5bar / 1 Pa

            = 10 bar

-        Pada Waktu 10 menit

P          = 350 kPa

            = 350 kPa  x  10³Pa / 1 kPa  x  10^-5bar / 1 Pa

            = 3,5 bar

-        Pada Waktu 15 menit

P          = 550 kPa

            = 550 kPa  x  10³Pa / 1 kPa  x  10^-5bar / 1 Pa

            = 5,5 bar

·         Menentukan Effisiensi Kompressor

-        Pada Waktu 5 Menit

Π         = P1- P2 / P1  x  100%           dimana P1 = daya masuk

             =  10 – 9 / 10  x  100%

             = 10%

-        Pada Waktu 10 Menit

Π         =  P1- P2 / P1  x  100%         

             =  3,5 – 3 / 3,5  x  100%

             =  14,28 %

-        Pada Waktu 15 Menit

Π         =  P1- P2 / P1  x  100%         

             =  5,5 – 4 / 5,5  x  100%

             =  27,27  %

VII.            ANALISA

Pada praktikum kali ini, dilakukan percobaan kompresor dan sistem udara tekan. Kompresor adalah suatu alat yang dapat digunakan untuk menghasilkan gas atau udara yang terkompresi atau bertekanan dengan cara memampatkannya, dan dikeluarkan pada bagian discharge. Kompresor mengubah uap refrigeran yang masuk pada suhu dan tekanan rendah menjadi uap bertekanan tinggi. Kompresor juga mengubah suhu refrigeran menjadi lebih tinggi akibat proses yang bersifat isentrofik. Karena proses pemampatan, udara mempunyai tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara lingkungan (1 atm). Kompresor memerlukan gas atau udara sebagai bahan baku pembentuk gas atau udara bertekanan, dan ini diambil oleh kompresor lewat sunctionnya. Oleh karena itu, kompresor juga berfungsi sebagai alat transportasi, dalam hal ini mampu menarik gas atau udara ketempat lain. Secara umum, biasanya kompresor menghisap udara dari atmosfer yang secara fisik merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 78% nitrogen, 21% Oksigen, dan 1% Campuran argon, karbon dioksida, uap air, dll.

Kompresor terdiri dari beberapa jenis, namun kompresor yang digunakan sebagai sumber udara tekan pada laboratorium pilot plant adalah jenis kompresor torak. Pada kompresor ini terdapat barometer yang berfungsi untuk mengukur tekanan udara yang masuk secara keluar kompseor, juga tekanan udara keluar yang diatur  dengan katup /valve. Sedangkan untuk laju alir udara yang masuk, diukur dengan anemometer. Kompresor torak mempunyai piston yang bergerak maju mundur didalam suatu silinder, dengan kapasitas yang bervariasi anatara 1 hingga 100 ton pendingin tiap unit.

Untuk kompresor jenis positif displacement yaitu, kompresor torak, cara kerjanya adalah jika torak ditarik keatas, tekanan dalam silinder dibawah torak akan menjadi negatif (lebih kecl dari tekanan atmosfir) sehingga udara akan masuk melalui celah katup isap. Katup ini dipasang pada torak yang sekaligus berfungsi sebagai perapat torak. Kemudian jika torak ditekan kebawah, volume udar yang terkurung di bawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik. Katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding silinder. Jika torak ditekan terus, volume akan semakin kecil dan tekanan didalam silinder akan semakin naik. Katup isap akan menutup dengan merapatkan celah anatara torak dan dinding silinder. Dari hasil praktikum, di dapatkan data berupa tekanan udara masuk, keluar, dan lajua alir udara. Dan didapat effisiensi kompresor masing-masing setiap 5, 10 dan 15 menit yaitu 10 %, 14,28 % dan 27,27%.

VIII.            KESIMPULAN

Dari percobaan diatas, dapat disimpulkan:

1.      Kompresor digunakan untuk menghasilkan udara tekan/terkompresi dengan cara memampatkannya.

2.      Perhitungan efisiensi secara praktek sebesar:

-          5 menit            : 10%

-          10 menit          : 14,28%

-          15 menit          : 27,27%

9. DAFTAR PUSTAKA

Tim Dosen. 2015. Petunjuk Praktikum Utilitas : Kompressor dan Sistem Udara Tekan. Palembang: POLSRI.