BAB II POMPA DAN KOMPRESOR

Gratis

2
13
15
2 years ago
Preview
Full text
BAB II POMPA DAN KOMPRESOR 1 2 1 2 3 4 5 6 2.1 Pengertian Pompa Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Pompa memiliki dua kegunaan utama: Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air) Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesinmesin dan peralatan) Komponen utama sistem pemompaan adalah: Pompa Mesin penggerak: motor listrik, mesin diesel atau sistim udara Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistim Sambungan, pengendalian dan instrumentasi lainnya Peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan 2.1.1 Klasifikasi Pompa Adapun jenis-jenis pompa tersebut antara lain : 1) Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) yaitu pompa yang bekerja menghisap zat cair, kemudian menekan zat cair tersebut, selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui katup atau lubang keluar. Pada pompa ini fluida yang dihisap sama dengan fluida yang dikeluarkan. 2) Pompa rotodinamik (rotodynamic pump atau non positive displacement pump), dimana energi yang ditambahkan pada fluida kerja di dalam pompa secara kontinyu dinaikkan kecepatannya, kemudian dilakukan penurunan kecepatan fluida di bagian lain dalam pompa untuk mendapatkan energi tekan. 1.Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) Pompa langkah positif terbagi atas pompa reciprocating, pompa diafragma dan pompa rotari. Penjelasan dari masing-masing pompa adalah sebagai berikut: a) Pompa reciprocating Pompa reciprocating adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak pompa diubah menjadi energi aliran dari zat cair yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak-balik di dalam sebuah silinder. Elemen yang bergerak bolak-balik itu dapat berupa piston atau plunyer. Pompa reciprocating biasanya digunakan untuk memindahkan fluida kental dan digunakan pada sumur minyak. Contoh dari pompa reciprocating adalah pompa piston, pompa plunyer dan pompa diapraghma. b) Pompa rotari Pompa rotari adalah pompa perpindahan positif dimana energi ditransmisikan dari mesin penggerak ke cairan dengan menggunakan elemen yang berputar di dalam rumah (casing). Pada waktu elemen berputar, di dalam rumah pompa berbentuk ruangan yang mula-mula volumenya berkurang (pada sisi tekan). Karena putaran elemen tersebut konstan maka aliran zat cair yang dihasilkan hampir merata. Pompa rotari banyak digunakan pada pemompaan cairan yang viskositasnya lebih tinggi dari air. Contoh dari pompa rotary adalah pompa gear, pompa lube, pompa screw dan pompa baling-baling. 2. Pompa Rotodinamik (Non Positive Displacement Pump) Pompa Rotodinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut beroperasi yaitu impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau kecepatan. Klasifikasi dari pompa rotodinamik dapat dilihat pada gambar di bawah ini: a) Pompa sentrifugal, yaitu pompa yang prinsip kerjanya merubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi tekanan fluida. b) Pompa peripheral dan pompa spesial merupakan pompa dengan efek khusus dan digunakan untuk kondisi yang khusus pula di lokasi industri. a. Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump) Sifat dari hidrolik ini adalah memindahkan energi pada daun/kipas pompa dengan dasar pembelokan/pengubah aliran (fluid dynamics). Kapasitas yang di hasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding dengan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang di hasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding dengan pangkat dua dari kecepatan putaran. b. Pompa Desak (Positive Displacement Pumps) Sifat dari pompa desak adalah perubahan periodik pada isi dari ruangan yang terpisah dari bagian hisap dan tekan yang dipisahkan oleh bagian dari pompa. Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa tekan adalah sebanding dengan kecepatan pergerakan atau kecepatan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang dihasilkan oleh pompa ini tidak tergantung dari kecepatan pergerakan atau putaran. Pompa desak di bedakan atas : oscilating pumps (pompa desak gerak bolak balik), dengan rotary displecement pumps (pompa desak berputar). Contoh pompa desak gerak bolak balik : piston/plunger pumps, diaphragm pumps. Contoh pompa rotary displacement pumps : rotary pump, eccentric spiral pumps, gear pumps, vane pumps dan lain-lain. c. Jet pumps Sifat dari jets pump adalah sebagai pendorong untuk mengangkat cairan dari tempat yang sangat dalam. Perubahan tekanan dari nozzle yang disebabkan oleh aliran media yang digunakan untuk membawa cairan tersebut ke atas (prinsip ejector). Media yang digunakan dapat berupa cairan maupun gas. Pompa ini tidak mempunyai bagian yang bergerak dan konstruksinya sangat sederhana. Keefektifan dan efisiensi pompa ini sangat terbatas. d. Air lift pumps (mammoth pumps) Cara kerja pompa ini sangat tergantung pada aksi dari campuran antara cairan dan gas (two phase flow) e. Hidraulic pumps Pompa ini menggunakan kinetik energi dari cairan yang dipompakan pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan). f. Elevator Pump Sifat dari pompa ini mengangkat cairan ke tempat yang lebih tinggi dengan menggunakan roda timbah, archimedean screw dan peralatan sejenis. g. Electromagnetic Pumps Cara kerja pompa ini adalah tergantung dari kerja langsung sebuah medan magnet padi edia ferromagnetic yang dialirkan, oleh karena itu penggunaan dari pompa ini sangat terbatas pada cairan metal. 2.1.2 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. 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 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. 2.1.3 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 gedunggedung, 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 . 2.2 Pengertian Kompresor Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin (refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Kompresor berfungsi untuk membangkitkan/menghasilkan udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Kompresor dilengkapi dengan tabung untuk menyimpan udara bertekanan, sehingga udara dapat mencapai jumlah dan tekanan yang diperlukan. Tabung udara bertekanan pada kompresordilengkapi dengan katup pengaman, bila tekanan udaranya melebihiketentuan, maka katup pengaman akan terbuka secara otomatis. Pemilihan jenis kompresor yang digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi misalnya dengan tekanan kerja dan volume udara yang akan diperlukan dalam sistim peralatan (katup dan silinder pneumatik). Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini. 2.2.1 Klasifikasi Kompresor Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaituPositive Displacement compressor, dan Dynamic compressor, (Turbo), PositiveDisplacement 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: a. 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, makakatup pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis. b. 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, temperatur 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 sistem air bersirkulasi. Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untukkompresor satu tingkat tekanan hingga 4 bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar. c. 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, obat-obatan dan kimia. Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangkipenyimpanan 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. d. 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 diperkecilmenurut arah masuknya (mengalirnya) udara. e. f. 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. 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. g. 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 energi bentuk tekanan. h. 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. i. 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. 2.2.2 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. 2.2.3 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: a. 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. b. 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. c. 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. BAB III PENUTUP Pompa & Kompresor Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media pemipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Sedangkan kompresor adalah alat untuk mengalirkan fluida gas fungsi untuk membangkitkan/menghasilkan udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Adapun klasifikasi dari pompa dan kompresor yaitu: a. · Klasifikasi Pompa Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump) · Pompa Desak (Positive Displacement Pumps) · Jet pumps · Air lift pumps (mammoth pumps) · Hidraulic pumps · Elevator Pump · Electromagnetic Pumps b. Klasifikasi Kompresor · · · · · Kompresor Torak Resiprokal (reciprocating compressor) Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara Kompresor Diafragma (diaphragma compressor) Kompresor Putar (Rotary Compressor) Kompresor Sekrup (Screw) · Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu) · · Kompresor Aliran (turbo compressor) Kompresor Aliran Radial · Kompresor Aliran Aksial

Dokumen baru