BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR
BELAKANG MASALAH
Kompresor secara sederhana bisa
diartikan sebagai alat yang digunakan untuk menghasilkan udara bertekanan(meningkatkan
tekanan udara dari atmosfir ke tekanan yang dibutuhkan) untuk kebutuhan
industry maupun domestik. Kompresor bisa kita temukan pada transportasi
material, control gate dan valve, pembersihan material, penanganan komponen,
spray material.
Sekalipun sama-sama sebagai alat yang
digunakan untuk menghasilkan udara bertekanan, pada masing-masing peralatan
yang berbeda, cara kerja kompresor pun bisa berbeda pula. Tergantung pada
kebutuhan operasional yang disesuaikan dengan tekanan kerja dan volume.
Secara umum kompresor digunakan atau
berfungsi menyediakan udara dengan tekanan tinggi. Prinsip kerja kompresor
seperti ini biasa kita temukan pada mesin otomotif. Fungsi kedua dari kompresor
adalah untuk membantu reaksi kimia dengan cara meningkatkan sistem tekanan.
Kompresor seperti ini bisa ditemukan pada industri kimia atau yang berhubungan
dengan itu. Kompresor juga bertugas untuk membagi-bagikan gas dan bahan bakar
cair melalui instalasi pipa-pipa gas. Selain itu, dalam peralatan pengangkat
berat yang bekerja secara pneumatik, kompresor digunakan dalam fungsinya
sebagai pengiri udara untuk sumber tenaga.
Sebuah kompresor apabila dilihat dari
cara kerjanya, maka akan ada dua jenis kompresor yang masing-masing metode
kerjanya berbeda. Jenis pertama adalah kompresor dengan metode kerja dan yang
kedua adalah kompresor dengan metode kerja dynamic.
Kompresor jenis positif displacement.
Kompresor model ini bekerja dengan prinsip perpindahan positif (positive
displacement principle) dimana udara dikompres dengan aksi mekanis, lalu
pada saat yang sama volume ruangnya diperkecil, dengan demikian tekanan di
dalam dengan sendirinya akan naik.
Tekanan yang tinggi inilah yang
digunakan untuk berbagai keperluan sesuai dengan peruntukkan kompresor tadi.
Kompresor model positif displacement ini digunakan dalam reciprocating
compressor dan rotari.
Sementara itu pada kompresor model
dinamik, merupakan mesin continuous-flow dimana elemen berputarnya dengan cepat
mengalirkan udara, mengubah tekanan. Menarik udara di satu sisi dan
mengompresnya dengan percepatan massal yang meningkatkan energi kinetik
sehingga berubah menjadi tekanan tinggi. Kenaikan tekanan udara terjadi dengan
konversi energi dari kecepatan udara menjadi tekanan volume ruangnya tetap tapi
udara yang ada didalam ruang tersebut diberi kecepatan. Kemudian pada saat yang
sama kecepatan tersebut diubah menjadi tekanan. Hal ini bisa terjadi karena
udara pada ruang yang volumenya tetap mengalami tekanan. Kompresor yang
menggunakan model dynamic ini biasanya pada alat turbo axial flow.
1.2 RUMUSAN
MASALAH
- Apa yang dimaksud dengan kompresor
? - Apa saja klasifikasi kompresor ?
- Bagaimana cara kerja kompresor
torak? - Apa saja bagian - bagian dari
kompresor torak - Bagaimana merawat kompresor ?
1.3 TUJUAN
PENULISAN
- Mengetahui apa yang dimaksud dengan
kompresor. - Mengetahui berbagai klasifikasi
kompresor. - Mengetahui cara kerja kompresor
torak - Mengetahui bagian bagian dari
kompresor torak - Mengetahu bagaimana cara melakukan
perawatan kompresor.
B. MANFAAT
Adapun manfaat yang ingin diperoleh dari penulisan
makalah ini adalah :
1. Memudahkan
masyarakat dalam memahami pengertian dari kompresor aliran.
2. Memudahkan
transfer pengetahuan yang diperoleh dari bangku kuliah.
3. Membantu
masyarakat untuk mendapatkan informasi tentang kompresor.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Kompresor
Kompresor adalah alat pemampat atau
pengkompresi udara dengan kata lain kompresor adalah penghasil udara mampat.
Karena proses pemampatan, udara mempunyai tekanan yang lebih tinggi
dibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (1atm). Dalam keseharian, kita
sering memanfaatkan udara mampat baik secara langsung atau tidak langsung.
Sebagai contoh, udara manpat yang digunakan untuk mengisi ban mobil atau sepeda
montor, udara mampat untuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor di
bengkel-bengkel dan manfaat lain yang sering dijumpai sehari-hari.
Pada industri, penggunaan kompresor
sangat penting, baik sebagai penghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan
dari mesin-mesin. Kompresor banyak dipakai untuk mesin pneumatik, sedangkan
yang menjadi satu dengan mesin yaitu turbin gas, mesin pendingin dan lainnya.
Dengan mengambil contoh kompresor
sederhana, yaitu pompa ban sepeda atau mobil, prinsip kerja kompresor dapat
dijelaskan sebagai berikut. Jika torak pompa ditarik keatas, tekanan di bawah
silinder akan turun sampai di bawah tekanan atmosfer sehingga udara akan masuk
melalui celah katup hisap yang kendur. Katup terbuat dari kulit lentur, dapat
2.2
Klasifikasi Kompresor
Secara
garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive
Displacement compressor, dan Dynamic compressor, (Turbo),
Positive Displacement compressor, terdiri dari Reciprocating dan
Rotary, sedangkan Dynamic compressor, (turbo) terdiri dari
Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat
dilihat dari klasifikasi di bawah ini:
Positive Displacement Compressor
1. Kompresor
Torak Resiprokal (reciprocating compressor)
Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor
torak, karena dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak
resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang
gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam
silinder mengecil, sehingga udara luar akan masuk ke dalam silinder secara
alami. Pada saat gerak kompresi torak bergerak ke titik mati bawah ke titik
mati atas, sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di
masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan dilengkapi dengan
katup satu arah, sehingga udara yang ada. dalam tangki tidak akan kembali ke
silinder. Proses tersebut berlangsung terus-menerus hingga diperoleh tekanan
udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan mengkompresi ke tabung penampung
ini berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan dalam tabung
telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman akan terbuka, atau mesin
penggerak akan mati secara otomatis.
2. Kompresor Torak Dua Tingkat
Sistem Pendingin Udara
Kompresor udara bertingkat digunakan
untuk menghasilkan tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi
oleh torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder
kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada tekanan yang diinginkan.
Pemampatan (pengompresian) udara tahap kedua lebih besar, temperature udara
akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan
dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan misalnya
dengan sistem udara atau dengan system air bersirkulasi.
Batas tekanan maksimum
untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor satu
tingkat tekanan hingga 4 bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya
hingga 15 bar.
3. Kompresor Diafragma (diaphragma
compressor)
Jenis Kompresor ini termasuk dalam
kelompok kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran
diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan
bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini
udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena
itu kompresor diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi,
obatobatan dan kimia.
Prinsip kerjanya
hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi
udara yang akan masuk ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada
kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi
menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma
yang kembang kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung
penyimpan.
4. Kompresor Putar (Rotary Compressor)
Kompresor Rotari Baling-baling Luncur
Secara eksentrik rotor dipasang berputar dalam rumah yang berbentuk silindris,
mempunyai lubang-lubang masuk dan keluar. Keuntungan dari kompresor jenis ini
adalah mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan.
Bahkan suaranya tidak berisik dan halus dalam, dapat menghantarkan dan
menghasilkan udara secara terus menerus dengan mantap. Baling-baling luncur
dimasukkan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan ruangan dengan bentuk
dinding silindris. Ketika rotor mulai berputar, energi gaya sentrifugal
baling-balingnya akan melawan dinding. Karena bentuk dari rumah baling-baling
itu sendiri yang tidak sepusat dengan rotornya maka ukuran ruangan dapat
diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya (mengalirnya) udara.
5. Kompresor Sekrup (Screw)
Kompresor Sekrup memiliki dua rotor yang
saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk
cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan udara
secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda
gigi helix yang saling bertautan. Jika roda-roda gigi tersebut berbentuk
lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai pompa hidrolik pada
pesawat-pesawat hidrolik. Roda-roda gigi kompresor sekrup harus diletakkan pada
rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul dapat menghisap dan
menekan fluida.
6. Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)
Kompresor jenis ini akan mengisap udara
luar dari satu sisi ke sisi yang lain tanpa ada perubahan volume. Torak membuat
penguncian pada bagian sisi yang bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata
dapat disamakan dengan pompa pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar.
Beberapa kelemahannya adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi
karena antara baling-baling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul.
Berbeda jika dibandingkan dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena
fluidanya adalah minyak pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi
bahan perapat antara dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu. Dilihat dari
konstruksinya, Sayap kupu-kupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang
roda gigi yang saling bertautan juga, sehingga dapat berputar tepat pada
dinding.
Dynamic
Compressor
- Kompresor
Aliran (turbo compressor)
Jenis kompresor ini cocok untuk
menghasilkan volume udara yang besar. Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan
arah masuknya udara secara aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara
dapat dirubah dalam satu roda turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan
aliran udara yang diperlukan. Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energy
bentuk tekanan.
2. Kompresor
Aliran Radial
Percepatan yang
ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan
berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama udara dilemparkan keluar
menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat, maka dari tingkat pertama udara
akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ke
tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai yang dibutuhkan. Semakin
banyak tingkat dari susunan sudusudu tersebut maka akan semakin tinggi tekanan
udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial akan mengisap udara luar
melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke dalam ruangan isap lalu
dikompresi dan akan ditampung pada tangki penyimpanan udara bertekanan hingga
tekanannya sesuai dengan kebutuhan.
3. Kompresor
Aliran Aksial
Pada kompresor aliran
aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor
dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah (sejajar) dengan sumbu rotor.
Jadi pengisapan dan penekanan udara terjadi saat rangkaian sudu-sudu pada rotor
itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini mutlak diperlukan untuk
mendapatkan aliran udara yang mempunyai tekanan yang diinginkan. Teringat pula
alat semacam ini adalah seperti kompresor pada sistem turbin gas atau
mesin-mesin pesawat terbang turbo propeller. Bedanya, jika pada turbin gas adalah
menghasilkan mekanik putar pada porosnya. Tetapi, pada kompresor ini tenaga
mekanik dari mesin akan memutar rotor sehingga akan menghasilkan udara
bertekanan.
2.3 Cara
Kerja Kompresor Torak
Seperti diperlihatkan pada gambar
dibawah ini, kompresor torak atau kompresor bolak- balik pada dasarnya dibuat
sedemikian rupa hingga gerakan putar dari penggerak mula menjadi gerak bolak-
balik. Gerakan ini diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak
yang menghasilkan gerak bolak- balik pada torak.
1.
Hisap
Bila proses engkol berputar dalam arah
panah, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. Maka terjadilah tekanan
negative ( di bawah tekanan atmosfer ) di dalam silinder, dan katup isap
terbuka oleh perbedaan tekanan, sehingga udara terhisap.
1. Piston
bergerak dari TDC ke BDC
2. Intake
valve membuka & exhaust valve menutup
3. Udara
luar terisap ( karena didalam ruang bakar kevakumannya lebih tinggi ), seperti
gambar 10. yang menjelaskan tentang langkah isap pada kompresor torak satu
tingkat.
2. Efisiensi Volumetrik
Efisiensi
volumetrik adalah persentase pemasukan udara yang diisap terhadap volume ruang
bakar yang tersedia.
A. Kompresi
Bila torak bergerak dari titik mati bawah ketitik
mati atas, katup isap tertutup dan udara di dalam silinder dimampatkan.
B. Piston
bergerak dari BDC ke TDC
C. Kedua
valve menutup
D. Udara
dikompresikan dan menyebabkan suhu dan tekanan naik(akibat dari ruangnya dipersempit),
seperti gambar 11. yang menjelaskan tentang langkah kompresi pada kompresor
torak satu tingkat.
3. Power Stroke
·
Gas sisa pembakaran mengembang (
ekspansi karena panas, yang menyebabkan gaya dorong )
·
Kedua valve menutup
·
Piston terdorong turun ke BDC
4. Keluar
atau Buang
Bila torak bergerak keatas, tekanan
didalam silinder akan naik, maka katup keluar akan terbuka oleh tekanan udara
atau gas, dan udara atau gas akan keluar.
a. Piston
bergerak dari BDC ke TDC
b. Exhaust
valve membuka
c. Sisa
pembakaran terbuang ( melalui exhaust valve & exhaust manifold ), seperti
gambar 12. yang menjelaskan tentang langkah isap pada kompresor torak satu
tingkat.
0 Komentar