Mohammad Luthfi Setyana - 1106139506 - Laporan Praktikum Komresor

Click here to load reader

  • date post

    01-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    132
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Mohammad Luthfi Setyana - 1106139506 - Laporan Praktikum Komresor

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPraktikum Prestasi Mesin merupakan kegiatan yang dilaksanakan untuk melengkapi perkuliahan mata kuliah Konversi dan Konservasi Energi. Pada praktikum ini, terdapat beberapa alat yang baik secara langsung maupun tidak langsung berkaitan dengan proses konversi dan konservasi energi, seperti:1. motor diesel, 2. motor otto, 3. turbin pelton, 4. kompresor, 5. pompa aksial, 6. pompa sentrifugal, 7. refrigeration training unit, dan 8. heat pump.Percobaan dilakukan dengan pengamatan dan pengambilan data secara langsung terhadap mesin-mesin tersebut, sehingga kita dapat mengetahui secara umum karakteristik dari mesin-mesin tersebut.

1.2 TujuanPengujian terhadap sebuah Reciprocating Air Compressor (RAC) bertujuan untuk menyelidiki sifat-sifat dari kompresor udara bertingkat ganda atau lebih. Sifat-sifat yang diselidiki antara lain adalah: massa udara, rasio kompresi, temperatur, harga nilai index politropis, kerja politropis, efisiensi volumetris, kerja isotermal, kerja mekanis, efisiensi, dan analisa psikometris.

BAB IIDASAR TEORIKompresor udara bertingkat ganda terdiri dari GT102 (tingkat pertama) dan GT102/2 (tingkat kedua) yang masing-masingnya terpasang pada sebuah lori yang terpisah.Tingkat pertama dapat digunakan secara terpisah atau tersendiri tanpa tingkat kedua, sedangkan bila diinginkan sebuah kompresor bertingkat ganda, maka dengan pipa udara (hose) tingkat pertama dapat dihubungkan pada tingkat kedua secara tepat sehingga akan terbentuk sebuah kompresor bertingkat ganda lengkap dengan sistem intercooling.

Tingkat Pertama (GT102)Tingkat pertama ini memiliki dua silinder dengan sistem pendinginan udara. Digerakkan oleh DC Dynamometer Motor yang kecepatannya dapat diatur untuk meneruskan putaran motor kepada kompresor V-belt dengan perbandingan kecepatan 3,57:1.Kecepatan kompresor dapat diukur dengan tachometer listrik dan dapat juga dibaca langsung pada panel instrumen. Suatu pegas pengimbang dipasang untuk mengukur besar momen torsi motor, sedang daya listrik dapat diukur dengan instrumen yang terpasang pada kontrol kabinet. Sebuah orifice dipasang untuk mengukur jumlah aliran massa dari kompresor.Temperatur dapat diukur pada setiap titik yang dikehendaki dalam siklus dengan menggunakan multipoint temperature dan thermocouple. Temperatur wet bulb dan dry bulb digunakan untuk mengukur kelembaban udara sebelum dan sesudah kompresi.

Tingkat Kedua (GT102/2)Tingkat kedua ini juga digerakkan oleh sebuah DC Dynamometer Motor yang kecepatannya dapat diatur seperti pada tingkat pertama. Putaran motor diteruskan kepada kompresor dengan menggunakan V-belt dengan perbandingan kecepatan 3,57:1.Tingkat kedua ini memiliki 2 silinder yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan silinder tingkat pertama. Di sini tidak dibutuhkan receiver. Pemakaian daya tekanan dan temperatur pada setiap titik dalam siklus diukur dengan peralatan yang sama dengan peralatan pada tingkat pertama.Pada tingat kedua ini dipasang sebuah intercooler dengan pendingin air. Udara bertekanan dari tingkat pertama dilewatkan melalui intercooler sebelum memasuki tingkat kedua atau dapat langsung memakai tingkat kedua tanpa harus melewati intercooler. Sebuah instrumen dipasang untuk mengukur flowrate dari air pendingin serta temperatur masuk dan keluar udara dan air.Sebagai alat tambahan pada tiap tingkat dipasang penunjuk tekanan Maihak Indicator yang berguna untuk pembuatan diagram P-V. Alat ini dipasang di kepala silinder dari setiap kompresor dan digerakkan oleh suatu mekanisme yang dihubungkan pada bagian crankcase.Setiap motor dilengkapi dengan panel kontrol yang berisi variable transformer dan rectifier serta dilengkapi pula dengan alat pengatur putaran. Kontrol unit kabinet hanya dapat dihubungkan dengan arus listrik satu fase pada tegangan 220-240 Volt frekuensi 50-60 Hertz. Pemakaian daya maksimum pada setiap tingkat tidak akan melebihi 2,2 kW.

Data Teori Instrumen yang digunakan sebagai berikut:Tingkat Pertama (GT.102) Motora. Spring balance untuk menghitung momenb. Voltmeterc. Amperemeter Tekanan udaraa. Bourdon gauge untuk menghitung delivery pressureb. Manometer untuk menghitung inlet pressure Massa udara yang mengalira. Sharp edged orificeb. Dua manometer untuk orifice differential dan down steam pressure

TemperaturThermocouple dengan multipoint indicator yang berfungsi sebagai penghitung:a. Temperatur dari udara yang akan masuk ke dalam kompresorb. Temperatur dari udara yang keluarc. Temperatur udara yang masuk ke dalam orifice Kelembaban (Humidity)a. Termometer wet bulb dan dry bulb untuk inlet dan delivery

Tingkat Kedua (GT.102/2) Motora. Spring balance untuk menghitung momenb. Voltmeterc. Amperemeter Kompresor Electrical Tachometer Tekanan udara Bourdon gauge untuk menghitung delivery pressure Intercooler Rotameter untuk water flow Temperatur Termometer dengan multipoint indicator yang berfungsi sebagai penghitung:a. Temperatur dari udara yang masuk intercoolerb. Temperatur dari udara yang keluar intercoolerc. Temperatur udara yang masuk ke kompresord. Temperatur udara yang keluar dari kompresore. Temperatur air yang masuk ke intercoolerf. Temperatur air yang keluar dari intercooler

Data TeknikTingkat Pertama (GT102)Number of cylinder: 2Bore: 66,7 mmStroke: 63,5 mmSwept volume: 374 l/min. pada putaran 850 rpmCompressor speed range: 425 850 rpmMax. delivery pressure: 10,3 barDrive belt ratio: 3,57:1Motor power: 2,2 kWFree air delivery: 262 l/min.Air receiver volume: 107 literTingkat Kedua (GT102/2)Number of cylinder: 2Bore: 50,8 mmStroke: 50,8 mmSwept volume: 156 l/min. pada putaran 850 rpmCompressor speed range: 425 850 rpmMax. delivery pressure: 10,3 barDrive belt ratio: 3,57:1Motor power: 2,2 kWMotor speed range: 0 3000 rpmFree air delivery: 106 l/min.Intercooler water flow: 200 l/jam

Gabungan Tingkat Pertama dan Kedua (Tingkat Ganda)Dimension:Length: 1450 mm Width: 610Height: 1780 mm

Electrical supply:220-240 Volt, 50-60 HzSingle phase 2,2 kW for cash stageWeight: GT102/2: 182 kg

Dalam operasinya reciprocating air compressor (RAC) ataupun sebuah kompresor mengisap sejumlah udara dengan volume tertentu masuk ke dalam silinder. Udara yang diisap ini di dalam silinder ditekan secara politropis sehingga mengakibatkan suatu kenaikan tekanan dan temperatur. Dara tekanan ini mengalir melalui "Spring loaded out disc valve" ke "discharge system:Udara akan keluar secara kontinu sampai piston mencapai titik mati bawah (TMB), sejumlah udara berikutnya akan terhisap melalui spring loaded disc valve dan proses akan berulang kembali. Dari diagram P-V yang ideal untuk kompressor satu tingkat dibawah ini dapat dilihat siklus yang dijalani oleh udara tersebut. Teori Umum Dari Kompresi

Gambar 1Keterangan gambar :a b= langkah kompresib c= langah buangVc= Volume sisaVs= Va Vc = volume lengkapV= Va Vd = volume isiDari suatu siklus kompressor, proses penekanan dan pengembangan tidak mengikuti proses adiabatis ataupun isothermal, ini berarti index politropis untuk proses penekanan dan pengembangan (n) terletak diantara 1.0 dan 1.4 dimana PVn = konstan. Kerja politropis Vpj = yang ditunjukan oleh luas diagram P-V adalah:

persamaan tersebut dapat juga ditulis:

(1)Diagram dibawah ini memperlihatkan sebuah bentuk dari diagram P-V yang sebenarnya yang berbeda dengan diagram P-V yang ideal, yang mana seperti terlihat pada gambar terlihat titik-titik ujung mempunyai bentuk yang membulat.

Gambar 2Kerja yang ditunjukkan:

dimana: Ap= luas penampang piston Ls= langkah N= putaranAtaupun ditulisW1 = Pm Ap Ls N(2)Diagram ini memperlihatkan sebuah diagram P-V yang ideal dari sebuah kompressor bertingkat ganda. Disini penekanan berlangsung dalam dua tingkat, yang mana akan ada suatu tekanan perantara (P1) yang terletak diantara P1 dan P2. Dalam hal ini dianggap tidak tekanan yang hilang diantara tingkat tersebut.

Gambar 3Dengan menggunakan persamaan (1) untuk siklus penekanan didapatkan(3)

Suatu yang tidak boleh dilupakan dalam pembahasan kompressor adalah mengenai efesiensi, yang mana efesiensi volumetris praktis sebuah kompressor. Efisiensi volumetris adalah perbandingan antara besarnya massa udara yang dikeluarkan sebenarnya dengan harga maksimum secara teoritis.Efisiensi volumetris dapat didefinisikan sebagai berikut:

(4)Karena Vs = Va, maka persamaan (4) dapat juga ditulis sebagai berikut:

Karena :

Karena : (5)Dari persamaan (5) diatas dilihat bahwa apabila tekanan "naik" akan menyebabkan efisiensi volumetris turun. Oleh karena itu ntuk mendapatkan nilai perbandingan efesiensi volumetris yang tinggi pada umumnya digunakan kompressor tingkat ganda atau lebih. Hal ini akan lebih menyempurnakan jumlah udara yang diberikan pada suatu nilai perbandingan dan dapat mengurangi jumlah daya yang dibutuhkan untuk mencapai nilai perbandingan tertentu.

Aspek-Aspek Teoritis TambahanBerikut ini diberikan suatu ringkasan yang ada hubungannya dengan teori Psikrometris dan juga suatu analisa thermodinamis dari sebuah intercooler.

1. Spesifikasi Humidity (Moisure Content)Udara dalam keadaan tekanan normal terdiri dari sejumlah uap air. Kandungan uap air tersebut banyaknya tergantung pada keadaan atmosfir. Dan dalam suatu proses penekanan serta kemudian dianjurkan daengan perbandingan pada keadan normal, maka perbandingan campuran itu dapat berubah. Spesifik Humidity adalah:

Dimana :Va dan Vv adalah mempunyai spesifik volume.

Bila dianggap uap air mempunyai sifat sebagai gas sempurna, kemudian dengan hukum Dalton dari "Partai Pressure" diketahui:Pv = mv . Rv . Tv danPa . V = ma . Ra . TaUntuk Ta = Tv, maka:

(6)dimana:Ra = gas konstan untuk udara kering= 0,2871 KJ/kg.KRv = gas konstan untuk uap air= 0,14615 KJ/kg.KBila uap air dalam keadaan jenuh, Pv hanya merupakan fungsi naik, maka persentase kandunga