Pages

Sunday, January 27, 2013

Kompresor dan Pompa



       MAKALAH
ALAT PENGATUR TEKANAN




                                                Disusun oleh :
Muhammad Fachry          114-11-0012                
Tubagus Adiyudha. D       114-11-0019
Adzan Fahrenza                114-11-0048
Fitrah Ulumuddin              114-11-0050


 HIMPUNAN MAHASISWA TEKNIK KIMIA
INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA
Serpong
2012


BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang:

Pada suatu pabrik kimia sangat diperlukan pemindahan suatu bahan baik berupa cairan maupun gas. Dalam pemindahan tersebut menggunakan alat  pengatur tekanan seperti pompa yang mempunyai definisi secara umum sebagai sebuah alat fasilitas pemindahan cairan berupa air atau campuran senyawa kimia yang berwujud cair ke tempat yang lebih tinggi, lebih rendah atau ke tempat yang hendak dituju. perpindahan ini menggunakan mekanisme dorongan dari mesin berupa elektro motor, engine dan tenaga listrik lainnya yang memutar impeler dalam pompa berputar mendorong cairan yang masuk ke dalam pompa tersebut. kecepatan dan kekuatan dorongan tergantung dari besar kecil pompa, diameter input output dan kekuatan tenaga pemutar yang digunakan selain pompa terdapat juga compressor yang mempunyai definisi yaitu sebagai 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)


1.2  Tujuan :
1. Mengetahui alat pompa dan kompresor
            2. Mengetahui jenis-jenis pompa dan kompresor
            3. Mempelajari prinsip kerja pompa dan kompresor
           



BAB II
TINJAUAN PUSTAKA


2.1         Kompresor

Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas. Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmosfir. Namun ada pula yang mengisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. dikatakan kompresor bekerja sebagai penguat. Sebaliknya ada kompresor yang mengisap gas yang bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor disebut pompa vakum.


Jenis-jenis kompresor
Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model tergantung pada volume dan tekanannya.
Klasifikasi kompresor tergantung tekanannya adalah :
1        kompresor (pemampat) dipakai untuk tekanan tinggi,
2        blower (peniup) dipakai untuk tekanan agak rendah,
3        fan (kipas) dipakai untuk tekanan sangat rendah.
Atas dasar cara pemampatannya, kompresor dibagi atas jenis :
1.      Jenis turbo (aliran)
Jenis ini menaikkan tekanan dan kecepatan gas dengan gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh kipas (impeler) atau dengan gaya angkat yang ditimbulkan oleh sudu-sudu.
2.      Jenis perpindahan (displacement)
Jenis ini menaikkan tekanan dengan memperkecil atau memampatkan volume gas yang diisap ke dalam silinder atau stator oleh sudu. Jenis perpindahan terdiri dari jenis putar (piston putar) dan jenis bolak balik (torak).



Beberapa jenis kompresor tersebut antara lain adalah :
1.      Kompresor piston satu tahap
2.      Kompresor piston dua tahap bentuk V
3.      Kompresor piston dua tahap kerja ganda
4.      Kompresor Membran ( Diaphragma )
5.      Kompresor Sudu Geser
6.      Kompresor Sekrup
7.      Kompresor Roots – Blower
8.      Kompresor Aliran (Turbin)

     Fungsi Kompresor
Dalam pembahasan siklus refrigeran pada sistem refrigerasi kompresi gas telah diketahui operasi kompresor. Maksud dari operasi kompresor adalah untuk memastikan bahwa suhu gas refrigeran yang disalurkan ke kondenser harus lebih tinggi dari suhu
condensing medium. Bila suhu gas refrigeran lebih tinggi dari suhu condensing medium (
udara atau air) maka energi panas yang dikandung refrigeran dapat dipindahkan ke condensing medium. akibatnya suhu refrigeran dapat diturunkan walaupun tekanannya tetap. Oleh karena itu kompresor harus dapat mengubah kondisi gas refrigeran yang
bersuhu rendah dari evaporator menjadi gas yang bersuhu tinggi pada saat meninggalkan saluran discharge kompresor. Tingkat suhu yang harus dicapai tergantung pada jenis refrigeran dan suhu lingkungannya.
Dilihat dari prinsip operasinya, maka kompresor dapat dibedakan menjadi dua yaitu :




a.        Mechanical Action
Yang termasuk dalam jenis ini adalah :
1.      Kompresor Torak
2.      Kompresor Rotary
3.      Kompresor Sekrup

Pada mechanical action compressor, efek kompresi gas diperoleh dengan menurunkan volume gas secara reciprocating

Gambar 1 Mechanical Action
Kompresor didesain dan dirancang agar dapat memberikan pelayanan dalam jangka panjang walaupun digunakan secara terus menerus dalam sistem refrigerasi kompresi gas. Untuk
dapat melakukan performa seperti yang diharapkan maka kompresor harus bekerja sesuai kondisi yang diharapkan, terutama kondisi suhu dan tekanan refrigeran pada saat masuk
dan meninggalkan katub kompresor.

b.   Rotary Action
Pada rotary action compressor, efek kompresi diperoleh dengan menekan gas yang berasal dari ruang chamber menuju ke saluran tekan yang berdiameter kecil untuk menurunkan volume gas.
Gambar 2 Aksi Mekanik Rotary Compressor


Kompresor Torak
Sesuai dengan namanya, kompresor ini menggunakan torak atau piston yang diletakkan di dalam suatu tabung silinder. Piston dapat bergerak bebas turun naik untuk menimbulkan efek penurunan volume gas yang berada di bagian atas piston. Di bagian atas silinder diletakkan katub yang dapat membuka dan menutup karena mendapat tekanan dari gas.
Jumlah silinder yang digunakan dapat berupa silinder tunggal misalnya yang banyak diterapkan pada unit domestik dan dapat berupa multi silinder. Jumlah silinder dapat mencapai 16 buah silinder yang diterapkan pada unit komersial dan industrial.


Pada sistem multi silinder maka susunan silinder dapat diatur dalam 4 formasi,
 yaitu :
1.      Paralel
2.      Bentuk V
3.      Bentuk W
4.      Bentuk VW
Gambar 3 Formasi Silinder kompresor
Operasi Piston dan Siklus Diagram Gambar 4 memperlihatkan hubungan antara posisi piston(torak) dengan operasi katub-katub kompresor ( katub hisap dan katub tekan ).

                                            Gambar 4 Siklus Operasi Kompresor

Katub Kompresor
Katub kompresor yang digunakan pada kompresor refrigerasi lebih cenderung ke : Pressure Actuated daripada ke : Mechanical Actuated. 192
Perhatikan lagi gambar 4 tentang siklus operasi kompresor torak. Pergerakan katub-katub kompresor baik katub pada sisi tekanan rendah (suction) dan katub pada sisi tekanan tinggi (discharge) semata-mata dipengaruhi oleh variasi tekanan yang bekerja pada kedua sisi tekanan tersebut.

Gambar 4 a, torak pada posisi titik mati atas, kedua katub menutup, karena tekanan pada ruangan silinder sama dengan tekanan discharge.

Gambar 4 b, saat piston mencapai posisi tertentu di mana tekanan pad ruang silinder lebih rendah dari pada tekanan suction, maka katub hisap akan membuka, dan refrijeran masuk ke ruang silinder.

Gambar 4 c, piston mulai bergerak dari titik mati bawah, bila tekanan ruang silinder lebih besar dari pada dengan tekanan suction maka katub hisap menutup.

Gambar  4 d, Ketika piston mencapai posisi tertentu, tekanan ruang silinder lebih besar dari tekanan discharge, maka katub tekan membuka,menyalurkan refrijeran ke condenseor.

Bandingkan sistem kompresi pada silinder motor bensin. Pergerakan katub-katubnya lebih ke mechanical actuated daripada pressure actuated. Demikian pula pada sistem kompresi kompresor udara biasa. Jadi katub kompresor refrigerasi memang berbeda dengan katub
kompresor pada umumnya dilihat dari actingnya. Oleh karena itu ada tuntutan khusus yang harus dipenuhi oleh katub kompresor refrigerasi.

Jenis Katub
Untuk memenuhi karakteristik tersebut di atas maka telah didesain dan dirancang secara khusus beberapa jenis katub yaitu :


1.      Katub Plat Ring (Ring Plate Valve / Disk Valve )
Gambar 5 memperlihatkan katub kompresor dari jenis ring plate valve. Katub ini terdiri dari dudukan katub (valve seat), satu atau lebih plat ring (ring plate), satu atau lebih pegas katub (valve spring) dan retainer. Platring-nya dicekam kuat oleh dudukan katub melalui pegas katub, yang juga berfungsi lain membantu mempercepat penutupan katub. Sedang fungsi retainer adalah memegang pegas katub pada selalu pada posisi yang benar dan membatasi pergerakkannya. Katub plat ring ini dapat digunakan untuk kompresor kecepatan tinggi dan rendah. Dapat pula digunakan sebagai katub suction dan discharge.
     Gambar 5 Perakitan Katub Plat Ring untuk Discharge



A.    Flexing Valve
Desain flexing valve yang digunakan pada kompresor ukuran kecil adalah yang lazim disebut sebagai flapper valve. Katub flapper ini terbuat dari lempengan baja tipis, yang dicekap kuat pada salah satu ujungnya sedang ujung lainnya ditempatkan pada dudukan katub tepat di atas lubang katubnya (port valve). Di mana ujung katub yang bebas akan bergerak secara flexing atau flapping untuk membuka dan menutup katub.
Seperti diperhatikan dalam gambar 6





Gambar 6 Prinsip Katub Flexing dari jenis Flapper
Gambar 7 Perakitan Katub Flapper untuk Katub Discharge
Gambar 7 Perakitan Katub Flapper untuk Katub Discharge 195 Seperti dierlihatkan dalam gambar 7, desain flapper biasanya digunakan untuk katub discharge dan sering disebut sebagai beam valve. Plat katubnya dipasang di atas lubang (port) melalui sebuah pegas yang terasang di tengah katub platnya sehingga plat katubnya dapat bergerak ke atas (membuka lubang katub). Gerakan turun dari plat katubnya semata-mata karena gaya pegas. Pegas katub ini juga berfungsi sebagai pengaman untuk mencegah bila ada cairan atau kotoran yang masuk ke lubang katub.

                                                   Gambar 8 Konstruksi Katub Flapper
 APLIKASI KOMPRESSOR
            Kompressor merupakan alat yang berguna untuk mengalirkan udara atau gas. Dimana fungsi ini sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Beberapa aplikasi kompressor antara lain:
1. Pada Bidang Otomotif
1.      Pengkompressian udara untuk dimasukkan dalam reservoir yang akan digunakan untuk pengisian ban kendaraan.
2.      Untuk pengecatan semprot (dyco) pada dinding mobil, kapal laut, pesawat dll.
3.      Sebagai pengering dan pembersih dalm perbengkelan.

2. Pada Bidang Industri
1.      Dalam industri minuman botol dimana udara dalam botol dihampakan dengan daya isap kompressor.
2.      Industri pertambangan gas, gas akan diisap dengan kompressor untuk ditampung dalam reservoir dan untuk dilanjutkan pada aplikasi lainnya.
3.      Dalam pertambangan juga digunakan dalam pengeboran hidrolik dengan menggunakan gas yang bertekanan dari kompressor yang menekan mata bor.
3. Aplikasi Lainnya
1.      Digunakan dalam sistem pengkondisian udara untuk menaikkan temperature dan tekanannya.
2.      Digunakan dalam mekanisme turbo charge untuk memperbesar udara yangmasuk ke silinder.
3.      Digunakan dalam sistem pembangkitan listrik seperti pada PLTU dan PLTG.

2.2         Pompa  
Pompa adalah suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan zat fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan oleh gaya mekanik. Pompa dapat beroperasi oleh beberapa mekanisme ,dan membutuhkan energi agar mekanisme tersebut dapat bekerja, beberapa sumber energi yang di gunakan untuk mengoprasikan sebuah pompa yaitu seperti listrik, mesin, tenaga udara.
       Pompa memiliki dua kegunaan utama:
1        Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air)
2        Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan)

            Komponen utama sistim pemompaan adalah:
1        Pompa (beberapa jenis pompa dijelaskan dalam bagian 2)
2        Mesin penggerak: motor listrik, mesin diesel atau sistim udara
3        Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida
4        Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistim
5        Sambungan, pengendalian dan instrumentasi lainnya
6        Peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan


Fungsi Pompa

Pompa berfungsi untuk mengalirkan zat fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui system perpipaan, biasanya system operasi pompa menggunakan suatu mekanisme gerak.
Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistim pada laju tertentu. Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistim, yang juga disebut “head”. Head total merupakan jumlah dari head statik dan head gesekan/ friksi:

a)      Head statik
Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari cairan yang dipompakan (lihat Gambar 2a). Head statik merupakan aliran yang independen (lihat Gambar 2b).

Head statik pada tekanan tertentu tergantung pada berat cairan dan dapat dihitung dengan persamaan perikut:

Head (dalam feet) = Tekanan (psi) X 2,31
Specific gravity
Head statik terdiri dari:
1.      Head hisapan statis (hS): dihasilkan dari pengangkatan cairan relatif terhadap garis pusat pompa. hS nilainya positif jika ketinggian cairan diatas garis pusat pompa, dan negatif jika ketinggian cairan berada dibawah garis pusat pompa (juga disebut “pengangkat hhisapan”)
2.      Head pembuangan statis (hd): jarak vertikal antara garis pusat pompa dan permukaan cairan dalam tangki tujuan.

b)      Head gesekan/ friksi (hf)
Ini merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi tahanan untuk mengalir dalam pipa dan sambungan-sambungan. Head ini tergantung pada ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran, dan sifat dari cairan. Head gesekan/ friksi sebanding dengan kwadrat debit aliran seperti diperlihatkan dalam gambar 3. Loop tertutup sistim sirkulasi hanya menampilkan head gesekan/ friksi (bukan head statik).

Pompa Torak
Pompa torak merupakan bagian terbesar dari kelompok pompa desak dengan gerak bolak-balik. Pompa torak dapat dibagi menjadi beberapa bagian , antara lain sebagai berikut:
1.      Menurut cara kerjanya, (a) pompa torak kerja tunggal, (b) pompa torak kerja ganda.
2.      Menurut jumlah silindar yang dilaksanakan, (a) pompa torak silindar tunggal, (b) pompa torak silindar banyak.
Cara kerja pompa torak silinder tunggal
Bila torak bergerak ke atas maka cairan akan terhisap, jika torak bergerak ke bawah maka cairan akan tertekan. Karena torak selalu memilki kecepatan yang tidak tetap, maka pada pompa torak terjadi aliran zat cair yang tidak teratur. Pada awal dana akhir langkahnya, yaitu pada titik mati, torak berhenti sebentar dan torak itu mempunyai kecapatan terbesar pada bagian tengah langkahnya. Pada pompa torak satu silinder yang bekerja tunggal, yang penghisapan dan pengempaannya hanya terjadi pada satu sisi torak, pompa malah tidak mengeluarkan zat cair selam waktu tertentu.
Cara kerja pompa torak satu silinder kerja ganda
Pompa mempunyai sebuah silinder, sebuah torak, dua buah katup isap dan dua buah katup kempa. Bila torak bergerak ke kanan, maka katup isap akan tertutup dan katup kempa akan membuka. Zat cair yang berada di sebelah kanan sisi torak di kempa ke saluran kempa melalui saluran kempa
pompa-torak-kerja-tunggal1.jpg
Gambar 9 Pompa torak


APLIKASI POMPA
Pompa telah banyak digunakan orang sejak lama, mulai dari unit terkecil di rumah tangga sampai industri-industri besar. Penggunaan pompa yang semakin luas dari waktu ke waktu menyebabkan perkembangan pompa sangat pesat. Pada era sekarang ini berbagai macam bentuk pompa dengan berbagai keunggulannya telah banyak ditawarkan oleh perusahaan-perusahaan produsen pompa. Sering kali suatu perusahaan membuat pompa tertentu yang hanya digunakan untuk aplikasi khusus. Mengingat banyaknya jenis pompa di pasaran, maka kejelian dalam memilih pompa menjadi syarat utama agar diperoleh kerja pompa yang optimum sesuai dengan sistem yang dilayani.
Dalam rumah tangga pompa banyak digunakan untuk memompa air dari sumur untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam bidang pertanian pompa banyak digunakan dalam sisten irigasi untuk mengairi sawah-sawah. Dalam penyediaan air minum untuk masyarakat, pompa digunakan untuk mendistribusikan air minum dari PDAM ke rumah-rumah penduduk.
Dalam Indusrti kimia, seperti kita ketahui banyak sekali jenis zat cair baik kental maupun encer ( viskositas ), sifat korosif  sehingga kita harus tahu pemilihan pompa secara tepat.
Dalam industri minyak, pompa tidak hanya digunakan pada pengilangan tetapi juga digunakan pada penyaluran minyak ke pusat-pusat distribusi. Pada pusat pelayanan tenaga khususnya PLTU pompa digunakan sebagai pengisi air ketel (boiler feed pump). Selain itu juga digunakan untuk memompa kondensat (air yang diembunkan di dalam kondensor) ke pompa pengisi ketel (boiler feed pump) dan untuk mengalirkan air dingin ke kondensor. Pada gedung-gedung, pompa digunakan untuk mengalirkan air pendingin ke ruangan-ruangan dalam sistem AC sentral.
Pada industri makanan secara umum, kebersihan dalam proses produksi merupakan kebutuhan utama untuk mempertahankan kualitas produk. Oleh karena itu pompa-pompa yang dipakai dalam industri makanan harus tahan karat tanpa ada kebocoran minyak pelumas ke dalam makanan. Proses pembersihannya juga harus dibuat semudah mungkin. Dalam industri makanan banyak digunakan pompa saniter yang telah memenuhi syarat-syarat kebersihan dan kesehatan. Pompa ini digunakan untuk mengalirkan bahan-bahan mentah cair (belum mengalami proses produksi) dan juga produk-produk makanan cair .




BAB III
PENUTUP

3.1  Kesimpulan
1.      Kompresor
Kompressor adalah Mesin untuk memampatkan udara atau gas. Kompressor merupakan Mesin fluida yang berfungsi untuk menaikkan tekanan dari fluida kerja (fluida kompresibel) yang melewatinya dengan cara memampatkannya guna memperoleh fluida yang bertekanan tinggi. Adapun jenis-jenis kompresor diantaranya, kompresor torak, kompresor torak dua tingkat sistem pendingin udara, kompresor diafragma, kompresor putar, kompresor sekrup, kompresor root blower, kompresor aliran dan kompresor aliran aksial. Prinsip kerja kompresor, secara umum biasanya mengisap udara dari atmosfer.

2.      Pompa
Pompa dapat beroperasi oleh beberapa mekanisme ,dan membutuhkan energi agar mekanisme tersebut dapat bekerja, beberapa sumber energi yang di gunakan untuk mengoprasikan sebuah pompa yaitu seperti listrik, mesin, tenaga udara. Jenis-jenis pompa diantaranya, yaitu: pompa sentrifuga, pompa desak, jets pumps, Air lift pumps, hydraulic pumps, elevator pumps dan electromagnetic pumps. Prinsip kerjanya yaitu memindahkan zat fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan oleh gaya mekanik.








Daftar Pustaka






No comments:

Post a Comment