Laporan praktikum kompresor

BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

1.

1.11 LaLatatar r BeBelalakakang ng PrPrakaktitikukum Km Komomprpresesor or TToorarak k 

Meningkatnya teknologi dengan berbagai inovasi terbaru seiring dengan Meningkatnya teknologi dengan berbagai inovasi terbaru seiring dengan keb

kebutuutuhan han manmanusiusia a yanyang g teruterus s menmeningingkatkat. . SeoSeoranrang g tekteknisnisilah ilah yanyang g harharusnyusnyaa  berperan

 berperan dalam dalam merancang merancang suatu suatu produk pemesinan produk pemesinan agar agar produk yang produk yang dihasilkandihasilkan memenuhi kriteria-kriteria kebutuhan. Suatu alat yang aman, nyaman dan mampu memenuhi kriteria-kriteria kebutuhan. Suatu alat yang aman, nyaman dan mampu un

untutuk k memempmpermermududah ah pepekekerjarjaan an mamanunusia sia adadalaalah h bebebeberaprapa a hahal l yayang ng haharuruss terpenuhi dalam suatu perancangan.

terpenuhi dalam suatu perancangan. Sal

Salah ah satu satu mesmesin in yayang ng serisering ng dijdijumpumpai ai adaadalah lah komkomprepresorsor. . KomKomprepresor sor  ada

adalah lah suasuatu tu alat alat yanyang g berberfunfungsi gsi untuntuk uk memmemampampatkaatkan n udaudara ra sehsehingingga ga udaudarara tersebut bertekanan tinggi. Kompresor merupakan mesin fluida yang mengubah tersebut bertekanan tinggi. Kompresor merupakan mesin fluida yang mengubah uap refrigerant yang masuk pada suhu dan tekanan yang rendah menjadi udara uap refrigerant yang masuk pada suhu dan tekanan yang rendah menjadi udara  bertekanan tinggi.

 bertekanan tinggi. Pengg

Penggunaan udara unaan udara bertekbertekanan anan tinggtinggi i sangat dibutuhksangat dibutuhkan an pada beberapapada beberapa  proses

 proses pengoperasian, pengoperasian, baik baik dalam dalam skala skala kecil kecil di di kehidupan kehidupan sehari-hari sehari-hari maupunmaupun dalam skala besar yang biasanya terdapat di industri. Sebagai mahasiswa teknik  dalam skala besar yang biasanya terdapat di industri. Sebagai mahasiswa teknik  mesin pengetahu

mesin pengetahuan an tentantentang g prinsiprinsip p kerja dan kerja dan karaktkarakteristik kompresoeristik kompresor r merupamerupakankan hal yang harus untuk dipahami. leh karena itu praktikum tentang kompresor  hal yang harus untuk dipahami. leh karena itu praktikum tentang kompresor  merupakan salah satu upaya untuk mencapai tujuan tersebut.

merupakan salah satu upaya untuk mencapai tujuan tersebut.

1

1..22 RRuummuussaan n aassaallaa!!

Pada praktikum ini dirumuskan beberapa permasalahan yang harus dikaji, Pada praktikum ini dirumuskan beberapa permasalahan yang harus dikaji, antara lain !

antara lain !

1.

1. Baga

Bagaiman

imana prinsi

a prinsip ker

p kerja dari ko

ja dari kompr

mpresor tor

esor torak?

ak?

2.

2. Bagai

Bagaiman

mana

a kar

karakter

akteristi

istik

k ko

kompr

mpresor jika diopera

esor jika dioperasika

sikan

n pada

pada

berbagai kecepatan putaran?

"alam praktikum kompresor torak ini, tujuan yang akan dicapai antara lain!

a. Mengetahui prinsip kerja dari kompresor torak.

 b. Mencari karakteristik kompresor pada berbagai kecepatan putaran yang  berbeda beda.

c. Menunjukan grafik hubungan antara !

• Kapasitas aliran udara di silinder #$th% &S 'rekuensi #'% • "aya masukan #(inp% &S 'rekuensi #'%

• )ffisiensi adiabatic kompresor #ad% &S 'rekuensi #'% • "aya kompresi #(ad% &S 'rekuensi #'%

• *ekanan di saluran isap #P+% &S 'rekuensi #'%

1.$ %istematika Penulisan Laporan

Sistematika penulisan pada laporan ini adalah sebagai berikut!

  ! Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang praktikum kompresor torak, rumusan masalah, tujuan praktikum, serta sistematika penulisan yang berguna untuk memberikan gambaran tentang isi laporan.

  ! /andasan teori, berisi tinjauan pustaka yang menjelaskan tentang kompresor torak dan hal-hal penting yang berkaitan dengan  praktikum kompresor torak.

  ! Metodologi penelitian, menjelaskan tentang langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum, prosedur pengujian, alat dan bahan yang digunakan.

 & ! Pembahasan, menjelaskan perhitungan data percobaan, tabel dan grafik yang menjelaskan hasil dari perhitungan.

 & ! Penutup, berisikan tentang kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan serta saran-saran yang membangun untuk praktikum ataupun secara umum.

BAB II

2.1 %e#ara! 'an Perkem(angan Kompresor

Sejarah perkembangan kompresor, sampai abad ke-+0 orang hanya mengenal sejarah kompresor bolak-balik. Kompresor sentrifugal bam dikenal  pada tahun +100 ketika 2)*)3 untuk pertama kalinya membuat kompresor 

sentrifugal yang pertama. yang merupakan suatu blower #kompresor sentrifugal tekanan rendah% satu tingkat dengan aliran sekitar 4555 meter kubik per jam,  penaikan tekanan sebesar -6,1 m kolom air pada putaran 45.555 rpm. 2eteau menbuat kompresor bertingkat pertama kali pada tahun +050, yaitu suatu kompresor lima tingkat yang menghasilkan kapasitas aliran 4655 meter kubik per   jam dengan tekanan 7 meter kolom air pada putaran 7-655 rpm.

Plant industri menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi  produksinya, yang dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 6 horsepower #hp% sampai lebih 65.555 hp. "epartemen )nergi merika Serikat #4558% melaporkan bahwa 95 sampai 05 persen udara tekan hilang dalam bentuk   panas yang tidak dapat digunakan, gesekan, salah penggunaan dan kebisingan

#lihat gambar +%. Sehingga, kompresor dan sistim udara tekan menjadi area  penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada plant industri.

2.2 Prinsip Ker#a Kompresor

Kompressor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas. Secara umum biasanya mengisap udara dari atmosfer, yang secara fisika merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 91: (itrogren, 4+: ksigen dan +: ;ampuran rgon, ;arbon "ioksida, 3ap ir, Minyak, dan lainnya. (amun ada  juga kompressor yang mengisap udara< gas dengan tekanan lebih tinggi dari

tekanan atmosfer dan biasa disebut penguat #booster%. Sebaliknya ada pula kompressor yang menghisap udara< gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer dan biasanya disebut pompa vakum.

=ika suatu gas< udara didalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya, maka gas< udara tersebut akan mengalami kompresi. Kompressor 

yang menggunakan a>as ini disebut kompressor jenis displacement dan prinsip kerjanya dapat dilukiskan seperti pada gambar dibawah ini !

)am(ar 2.1 Kompresi fluida

"isini digunakan torak yang bergerak bolak balik oleh sebuah penggerak  mula #prime mover% didalam sebuah silinder untuk menghisap, menekan dan mengeluarkan udara secara berulang-ulang. "alam hal ini udara tidak boleh bocor  melalui celah antara dinding torak dengan dinding silinder yang saling  bergesekan. 3ntuk itu digunakan cincin torak sebagai perapat.

=ika torak ditarik keatas, tekanan dalam silinder dibawah torak akan menjadi negatif #kecil dari tekanan atmosfer% sehingga udara akan masuk melalui celah katup isap. Kemudian bila torak ditekan kebawah, volume udara yang terkurung dibawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik. erdasarkan  prinsip kerjanya, kompressor terdiri dari 4 #dua% jenis yaitu "isplacement #torak%

seperti dijelaskan diatas dan "ynamic #rotary% yang mengalirkan udara melalui  putaran sudu berkecepatan tinggi.

. Proses Kompresi 3dara

Proses kompresi udara yang terjadi pada kompressor torak dapat dijelaskan dengan menggunakan pendekatan seperti terlihat pada gambar 4.4. *orak memulai langkah kompresinya pada titik #+% diagram P-&, kemudian  bergerak ke kiri dan udara dimampatkan hingga tekanan naik ke titik #4%. Pada titik ini tekanan dalam silinder mencapai harga tekanan Pd yang lebih tinggi dari  pada tekanan dalam pipa keluar #atau tangki tekan% sehingga katup keluar pada

kepala silinder akan terbuka. =ika torak terus bergerak ke kiri, udara akan didorong keluar silinder pada tekanan tetap sebesar Pd. "i titik #8% torak mencapai titik mati atas, yaitu titik akhir gerakan torak pada langkah kompresi dan  pengeluaran.

)am(ar 2.2 "iagram P-& dari kompresor 

Susunan konstruksi kompressor menjelaskan secara visual bahwa udara masuk melalui air intake filter diisap oleh torak sampai ke titik maksimum bawah. Sebelum masuk ke torak udara didalam kartel bersamaan diisap melalui pipa vacum, sehingga tidak terjadinya vacum di dalam kartel. Kemudian udara yang vacum di silinder keluar melalui pipa vacum.

. Kondensasi 3ap ir 

3dara yang dihisap dan dimampatkan didalam kompressor akan mengandung uap air dalam jumlah cukup besar. =ika uap ini didinginkan udara yang keluar dari kompressor maka uap akan mengembun menjadi air. ir ini akan terbawa ke mesin< peralatan yang menggunakannya dan mengakibatkan gangguan  pada pelumasan, korosi dan peristiwa water hammer pada piping system.

ftercooler adalah heat-e?changer yang berguna untuk mendinginkan udara< gas keluaran kompresor untuk membuang uap air yang tidak diinginkan sebelum dikirim ke alat lain. 3ap air dipisahkan dari udara dengan cara  pendinginan dengan air atau oli pendingin. Sumber ngersoll-2and @--A. "apat

)am(ar 2." ftercooler kompresor multi stage

;. ;ondensate "rain &alve

;ondensate drain valve ialah bagian dari kompressor yang berfungsi membuang kondensat #uap air% yang terjadi saat kompressor bekerja dengan mengambil udara dari luar, sehingga udara yang masuk ke dalam sistem udara tekan menjadi bersih dan tidak menimbulkanadanya endapan air. Manfaat lainnya  pada sistem hidrolik adalah, oli tetap bersih karena kontaminasi dari air telah

dibuang melalui ;ondensate "rain &alve.

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.

"engan mengambil contoh kompresor sederhana, yaitu pompa ban sepeda atau mobil, prinsip kerja kompresor dapat dijelaskan sebagai berikut. =ika 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 mengencang dan mengendur dan dipasang pada torak. Setelah udara masuk pompa kemudian torak turun kebawah dan menekan udara, sehingga volumenya menjadi kecil.

)am(ar 2.$;ontoh kompresor sederhana

*ekanan menjadi naik terus sampai melebihi tekanan di dalam ban, sehingga udara mampat dapat masuk ban melalui katup #pentil%. Karena diisi udara mampat terusmenerus, tekanan di dalam ban menjadi naik. =adi jelas dari contoh tersebut, proses pemampatan terjadi karena perubahan volume pada udara yaitu menjadi lebih kecil dari kondisi awal.

)am(ar 2.* Kompresor 

Kompresor yang terlihat pada gambar 4.6 biasa kita jumpai dibengkel- bengkel kecil sebagai penghasil udara mampat untuk keperluan pembersih

kotoran dan pengisi ban sepeda motor atau mobil. Prinsip kerjanya sama dengan  pompa ban, yaitu memampatkan udara di dalam silinder dengan torak.

Perbedaanya terletak pada katupnya, kedua katup dipasang dikepala silinder, dan tenaga penggeraknya adalah motor listrik. *angki udara berfungsi sama dengan  ban yaitu sebagai penyimpan energi udara mampat.

Proses kerja dari kompresor kerja tunggal dan ganda. dapun urutan  proses lengkap adalah sebagai berikut. /angkah pertama adalah langkah hisap, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. "i dalam ruang silinder tekanan menjadi negatif di bawah + atm, katup hisap terbuka karena perbedaan tekanan dan udara terhisap. Kemudian torak bergerak keatas, katup hisap tertutup dan udara dimampatkan. Karena tekanan udara mampat, katup ke luar menjadi terbuka.

)am(ar 2.+ Kompresor torak kerja ganda

Bambar 4.C di atas adalah kompresor torak kerja ganda. Proses kerjanya tidak berbeda dengan kerja tunggal. Pada kerja ganda, setiap gerakan terjadi sekaligus langkah penghisapan dan pengkompresian. "engan kerja ganda, kerja kompresor menjadi lebih efisien.

2." Klasi,ikasi 'an -enis#enis Kompresor

a. Klasifikasi kompresor tergantung metode kompresi !

+. Kompresor torak, bolak- balik #metode kompresi positif% 4. Kompresor torak tingkat ganda #metode kompresi positif% 8. Kompresor putar #metode kompresi positif%

7. Kompresor sekrup #metode kompresi positif%

6. Kompresor sentrifugal satu tingkat #metode kompresi sentrifugal% C. Kompresor sentrifugal tingkat ganda #metode kompresi

 b. Klasifikasi menurut bentuk ! +. =enis vertikal

4. =enis hori>ontal

8. =enis silinder banyak #jenis D&, jenis DE, jenis D&&% c. Klasifikasi menurut kecepatan putar 

+. =enis kecepatan tinggi 4. =enis kecepatan rendah d. Klasifikasi menurut gas refrigeran

+. Kompresor ammonia 4. Kmpresor 'reon 8. Kompresor ;4

e. Klasifikasi menurut konstruksi +. =enis terbuka

4. =enis hermatik  8. =enis semi hermatik 

2.$ Bagian(agian Kompresor 'an /ungsin0a +. Kerangka #frame%

'ungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat  penampungan minyak pelumas.

4. Poros engkol #crank shaft%

erfungsi mengubah gerak berputar #rotasi% menjadi gerak lurus bolak   balik #translasi%.

)am(ar 2. Poros engkol #crank shaft%

8. atang penghubung #connecting rod%

erfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu menahan beban pada saat kompresi.

)am(ar 2.3 atang penghubung #connecting rod%

7. Kepala silang #cross head%

erfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya.

)am(ar 2.14 Kepala silang #cross head%

6. Silinder #cylinder%

erfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.

)am(ar 2.11Silinder #cylinder%

C. /iner silinder #cylinder liner%

erfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.

9. 'ront and rear cylinder cover.

dalah tutup silinder bagian head end<front cover dan bagian crank  end<rear cover yang berfungsi untuk menahan gas<udara supaya tidak keluar  silinder.

dalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai pendingin. 0. *orak #piston%

Sebagai elemen yang menghandel gas<udara pada proses pemasukan #suction%, kompresi #compression% dan pengeluaran #discharge%.

)am(ar 2.12 *orak #piston%

+5. ;incin torak #piston rings%

erfungsi mengurangi kebocoran gas<udara antara permukaan torak  dengan dinding liner silinder.

++. atang *orak #piston rod%

erfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak. +4. ;incin Penahan Bas #packing rod%

erfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah #clearance% antara  bagian yang bergerak #batang torak% dengan bagian yang diam #silinder%. ;incin  penahan gas ini terdiri dari beberapa ring segment.

+8. 2ing il Scraper

erfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame. +7. Katup kompresor #compressor valve%

erfungsi untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran gas<udara, kedalam atau keluar silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup sendiri akibat

adanya perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dengan bagian luar  silinder.

2.* Aplikasi 'alam Ke!i'upan %e!ari!ari

Kompressor merupakan alat yang berguna untuk mengalirkan udara atau gas. "imana fungsi ini sangat diperlukan dalam berbagai bidang. eberapa aplikasi kompressor antara lain!

. Pada idang tomotif 

+. Pengkompressian udara untuk dimasukkan dalam reservoir yang akan digunakan untuk pengisian ban kendaraan.

4. 3ntuk pengecatan semprot #dyco% pada dinding mobil, kapal laut,  pesawat dll.

8. Sebagai pengering dan pembersih dalm perbengkelan. . Pada idang ndustri

+. "alam industri minuman botol dimana udara dalam botol dihampakan dengan daya isap kompresor.

4. ndustri pertambangan gas, gas akan diisap dengan kompressor untuk  ditampung dalam reservoir dan untuk dilanjutkan pada aplikasi lainnya.

8. "alam pertambangan juga digunakan dalam pengeboran hidrolik  dengan menggunakan gas yang bertekanan dari kompressor yang menekan mata bor.

;. plikasi /ainnya

+. "igunakan dalam sistem pengkondisian udara untuk menaikkan temperature dan tekanannya.

4. "igunakan dalam mekanisme turbo charge untuk memperbesar udara yangmasuk ke silinder.

8. "igunakan dalam sistem pembangkitan listrik seperti pada P/*3 dan P/*B.

2.+ Rumus 0ang Digunakan +. *ekanan uap air actual

a. *ekanan pada saluran isap

Pv+ F



. Psw+GGGGGGGGGGGGGG..#Pa%  b. *ekanan pada saluran buang<keluar 

Pv4 F



. Psw4GGGGGGGGGGGGGG..#Pa% "engan!



F persentase kelembaban udara di dalam ruangan

Psw+ F tekanan uap air bola kering pada saluran isap #kg<m4% Psw4 F tekanan uap air bola kering pada saluran keluar #kg<m4_% 4. "ensitas udara + cmHg F 49,16 Psf   + Psf F 79,11 Pa + atm F +5+846 Pa P+ F P8 I JP a. Saluran isap a+ F  ρ_atm− P v1  R+T _db GGGGGGGGGGGGG.#Pa%  b. Saluran keluar  a4 F  ρ_atm− Pv 2  R+T _db  GGGGGGGGGGGG..#Pa%

8. /aju aliran massa di orifice

m F L .

!

 .  . @ 4. g. a4. #Patm D P+% A _{? C5 GGGGGGGG..#kg<min%} 7. Kapasitas udara di saluran isap

$s F

m

 ρa1  GGGGGGGGGGGGGGGGG.#m8<min%

6. *ekanan isap absolute Ps F Pd @ *db < *delivA k<k-+ C. )fisiensi adiabatic

 (ad F

 Nad

 Ninp  ? +55:

 (inp F & motor ?  motor GGGGGGGGGGGGG..#watt% 9. Kapasitas aliran udara di silinder 

$th F Vl

1. )fisiensi volume metric kompresor 



v F Qs Qth  . +55:

BAB III

ET&D&L&)I PENELITIAN

Gambar 3.1 'iagram a(ir percobaan

3.2

Prosedur Pengujian

+. /angkah Persiapan

a. Membaca dan memahami prosedur penggunaan mesin kompresor torak.  b. Memeriksa keadaaan komponen-komponen pada mesin kompresor 

torak.

c. Memeriksa sambungan kelistrikan pada mesin kompresor torak.

• "embaca dan mema)ami

prosedur penggunaan.

• "emeriksa keadaaan

komponen*komponen.

• "emeriksa sambungan

ke(istrikan.

• "emeriksa keadaan o(i.

+,-&%+

• "ena(akan sitc)

utama

• "ena(akan mode sitc)

Inverter da(am posisi

On

• "enekan mode

seban ak 2 +,/,-%

• "emeriksa ke(aakan

setiap komponen mesin.

• "embersi)kan a(at dan

meja praktikum sete(a) penggunaan.

• "emeriksa kondisi o(i

da(am kondisi cukup.

• "embuang angin da(am

kompresor sete(a)

praktik se(esai

• "emeriksa kondisi

sambungan ke(istrikan

se(a(u da(am kondisi baik +,-%%%

d. Memeriksa keadaan oli kompresor torak pada indikator terisi < standar  operasional

4. /angkah pengrjaan

a. Menyalakan switch utama # switch +% hingga lampu indikator switch menyala.

 b. Menyalakan mode switch In6erter dalam posisi&n #awitch 4 dan 8%. "an switch 7 dan 6 dalam posisi &,,untuk menghindari arus balik. c. 3ntuk menyalakan motor, menekan mo'e sebanyak 4?, hingga display

menunjukan tulisan 7opn'8.

d. Menekan tombol hingga display menampilkan 7Pu8.

e. Menekan tombol /9D hingga display menunjukkan angka o.oodengan titik kedip di sebelah kanan angka.

f. nverter siap digunakan. Menentukan frekuensi yang diinginkan dengan memutar knop inverter. #ma? 85 H>%

g. 3ntuk mengoperasikan motor pada frekuensi 65 H> maka dengan menekan tombol stop < reset. Matikan switch 4 dan 8. Menyalakan switch 7 dan 6.

8. /angkah Perawatan

a. Memeriksa kelayakan setiap komponen mesin.

 b. Membersihkan alat dan meja praktikum setelah penggunaan. c. Memeriksa kondisi oli dalam kondisi cukup.

d. Membuang angin dalam kompresor setelah praktik selesai

e. Memeriksa kondisi sambungan kelistrikan selalu dalam kondisi baik  tidak terkena air.

3.3

Alat dan Bahan yang Digunaan

+. Pressure Bauge

4. mperemeter   8. nverter  

)am(ar ".2*abung manometer, pressure gauge, switch, amperemeter, inverter  7. *angki udara

)am(ar "."*angki udara

6. *hermometer  

)am(ar ".$*hemometer  C. Motor  

9. Kompresor