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
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