Awal pompa dan kompresor
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur saya panjatkan kepada tuhan Yang Maha Esa, karena atas
berkat dan limpahan rahmat-Nyalah maka saya boleh menyelesaikan makalah ini dengan
tepat waktu.
Berikut ini penulis mempersembahkan sebuah makalah dengan judul “Pompa dan
kompressor”, yang menurut saya dapat memberikan manfaat yang besar bagi kita untuk lebih
mengetahui tentang pompa dan kompressor yang biasa digunakan baik di rumahan atau pun
di bengkel.
Melalui kata pengantar ini penulis lebih dahulu meminta maaf dan memohon
permakluman bila mana isi makalah ini ada kekurangan dan ada tulisan yang saya buat
kurang tepat atau menyinggu perasaan pembaca.
Dengan ini saya mempersembahkan makalah ini dengan penuh rasa terima kasih dan semoga
allah SWT memberkahi makalah ini sehingga dapat memberikan manfaat terhadap pembaca.
Penulis
2
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR................................................................................... ii
DAFTAR ISI................................................................................................ iii
BAB 1 PENDAHULUAN
Latar Belakang............................................................................................. 4
Masalah Atau Topik Bahasan.......................................................................4
Tujuan ......................................................................................................... 4
BAB II PEMBAHASAN
A. Teori Kompresi ............................................................................... 5
1.1 Hubungan Antara Tekanan Dan Volume.................................... 5
1.2 Hubungan Antara Temperatur Dan Volume...............................5
1.3 Persamaan Keadaan....................................................................6
B. Proses Kompresi Gas ...................................................................... 7
2.1 Cara Kompresi....................................................................................... 7
2.2 Perubahan Temperatur........................................................................... 9
2.3 Proses Politropik.................................................................................... 10
2.4 Efisiensi Volumetrik...............................................................................11
BAB III PENUTUP
Kesimpulan.................................................................................................. 15
3
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
1. Kompresi
Kompresi adalah proses pemampatan gas sehingga tekanannya lebih tinggi dari pada
tekanan semula. Proses ini dipakai dalam banyak cabang bidang otomotif. Istilah kompresi
umumnya dipakai untuk proses yang melibatkan peningkatan tekanan dan kerapatan gas.
Dalam praktik, sebagian besar kompresi gas adalah proses kompresi udara. Udara yang
dikompresi sering disebut udara tekan atau udara kempa. Udara tekan lazim dimanfaatkan
sebagai sumber energi untuk menggerakkan dongkrak, alat kendali otomatis, rem angina,
produksi gas botol, proses teknik kimia, dan berbagai macam penggunaan lainnya.
Proses kompresi dilakukan untuk berbagai keperluan, termasuk menghasilkan udara
berdaya tekan yang mampu mengangkat dongkrak bengkel, menyediakan udara untuk
pembakaran, menyalurkan dan mendistribusikan gas pada jalur pipa gas alam dan sistem
distribusi gas kota, menghasilkan kondisi yang lebih kondusif untuk reaksi kimia, serta
menghasilkan dan menjaga penurunan ambang tekanan untuk berbagai keperluan proses
kompresi udara secara termodinamika dapat dibagi menjadi lia, yaitu isobar, isokor, isotherm,
isentrop, dan politrop.
Rumusan masalah
1. Apa definisi kompresi?
2. Bagaimana perubahan temperature pada waktu kompresi?
3. Mengapa dibutuhkan perhitungan kompresi?
Tujuan
1. Untuk mengetahui definisi kompresi.
2. Untuk mengetahui perubahan temperature pada saat kompresi.
3. Untuk mengetahui beberapa perhitungan dalalm teori kompresi.
4
BAB II
PEMBAHASAN
A. Teori Kompresi
1.1. Hubungan antara tekanan dan volume
Jika sebuah alat penyuntik tanpa jarum dan berisi udara atas gas (Gb. 2.6) ditutup
ujungnya dengan jari telunjuk dan tangkainya didorong dengan ibu jari, maka pada jari
telunjuk akan terasa adanya tekanan yang bertambah besar. (Hal yang sama juga dapat
dilakukan dengan pompa sepeda). Bertambahnya tekanan tersebut adalah merupakan akibat
dari mengecilnya volume udara didalam didalam silinder karena dimampatkan oleh torak.
Jika volume semakin dikecilkan, tekanan akan semakin besar.
Hubungan antara tekanan dan volume gas dalam proses kompresi tersebut dapat
diuraikan sebagai berikut. Jika selama kompresi, temperatur gas dijaga tetap (tidak
bertambah panas) maka pengecilan volume menjadi ½ kali akan menaikkan tekanan menjadi
2 kali lipat. Demikian pula jika volume menjadi 1/3 kali, tekanan akan menjadi 3 kali lipat,
dst. Jadi secara umum dapat dikatakan sebagai berikut: ”jika gas dikompresikan pada
temperature tetap, maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya”.
Pertanyaan ini disebut hukum Boyle dan dapat dirumuskan pula sebagai berikut: jika suatu
gas mempunyai volume V 1 dan tekanan P 1 dimampatkan pada temperatur tetap hingga
volumenya menjadi V 2 , maka tekanannya akan menjadi P 2 dimana
P 1 V 1=P 2 V 2 =tetap
Di sini tekanan dapat dinyatakan dalam kgf/ cm2 (atau Pa) dan volume dalam m3
.
1.2. Hubungan antara temperatur dan volume
Seperti halnya pada zat padat dan cair, gas akan mengembang jika dipanasakan pada
tekanan tetap. Dibandingkan dengan zat pada dan zat cair, gas mempunyai koefisien muai
yang jauh lebih besar. Dari pengukuran koefisien muai berbagai gas diperoleh kesimpulan
sebagai berikut: “semua macam gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1 ℃ .
Sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1/273 dari volumenya pada 0 ℃ .
Sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1 ℃ , akan mengurangi pengurangan
volume dengan proporsi yang sama”.
Pernyataan diatas disebut hokum Charles. Hokum ini dapat dirumuskan pula sebagai
berikut. Jika suatu gas pada 0 ℃ mempunyai volume sebesar V 0 , maka pada
temperatur t 1 ℃ untuk tekanan yang sama gas tersebut akan mempunyai volume V 1
dimana 2 dasar-dasar kompresi gas dan klasifikasi kompresor.
t
1
V 1=V 0+
. t 1 .V 0=V 0 1+ 1 (2.5)
273
273
Pada temperatur t 2 ℃ untuk tekanan yang sama pula gas mempunyai volume
t
V 2=V 0 1+ 2 ( 2.6 )
273
Jika pers. (2.5) dibagi dengan pers. (2.6) didapat
V 1 ( 273+t 1 )
=
( 2.7 )
V 2 ( 273+t 2 )
(
(
)
)
5
Lambang t menyatakan temperatur dalam skala ℃ (celcius). Skala ini mempunyai harga
0 ° pada titik beku air dan harga 100 ° pada titik didih air pada tekanan 1 atm.
Disamping skala celcius, orang dapat memakai skala ( ° K ¿ dimana 0 ° K = -273 ° C
dan 273 ° K = 0 ° C . Temperatur yang di dasarkan pada skala ° K ini disebut
temperatur mutlak dengan lambang T. adapun hubungan antara t dan T dapat dituliskan
sebagai
T( ° K ¿ = 273 + t( ° C ¿
Dalam Gb. 2.7 digambarkan hubungan antara skala ° K dan ° C .
Jika temperatur dinyatakan dalam temperature mutlak ( ° K ¿ , maka Pers. 2.7 dapat ditulis
sebagai berikut:
V1 T1
=
V2 T2
Jadi menurut Pers. (2.9) hokum Charles dapat pula dikatakan sebagai berikut: “pada proses
tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperature mutlaknya”.
1.3. Persamaan keadaan
Hukum Boyle dan hukum Charles dapat digabungkan menjadi hukum Boyle-Charles
yang dapat dinyatakan sebagai
PV= GRT
Di mana
P: tekanan mutlak (kgf/ m2 ¿ atau Pa
V:Volume m2
T: Temperatur mutlak ( ° K ¿
G: Berat gas (kgf) atau (N)
R: Konstanta gas (m/ ° K )
Konstanta gas R besarnya tetap untuk suatu gas tertentu. Harga R ini berbeda untuk masingmasing gas. Untuk udara kering (pada tekanan 760 mm Hg dan temperature 0 ° C ¿ harga
R = 29,27 m/ ° K . Untuk udara lembab dengan kelembaban relatip 65%, pada 760 mm Hg
dan 20 ° C , harga R=49,46. Harga iini lebih biasa dipakai untuk perhitungan kompresor
karena lebih mendekati kondisi udara yang diisap kompresor pada umumnya. Dalam table 2.5
diberi harga-harga R untuk berbagai gas yang penting.
6
B. Proses Kompresi Gas
2.1 Cara kompresi
Kompresi gas dapat dilakukan menurut tiga cara yaitu dengan proses isothermal,
adiabatic, dan politropik. Adapun perilaku masing-masing proses ini dapat diuraikan sebagai
berikut.
(1) Kompresi isothermal
Bila suatu gas dikompresikan, maka ini berarti ada energy mekanik yang diberi dari
luar kepada gas. Energy ini diubah menjadi energy panas sehingga temperature gas akan naik
jika tekanan semakin tinggi. Namun, jika proses kompresi ini dibarengi dengan pendinginan
untuk mengeluarkan panas yang terjadi, temperature dapat dijaga tetap. Kompresi secara ini
disebut kompresi isothermal (temperature tetap) hubungan antara p dan v dapat diperoleh dari
pers. (2.11). untuk T = tetap persamaan tersebut menjadi Pv = tetap.
Persamaan ini dapat ditulis sebagai
P1.v1 = P2.v2
Yang ekivalen dengan pers. (2.4)
Kompresi isothermal merupakan suatu proses yang sangat berguna dalam analisa
teoritis, namun untuk perhitungan kompresor tidak banyak kegunaanya. Pada kompresor
sesungguhnya, meskipun silinder didinginkan sepenuhnya, adalah tidak mungkin untuk
menjaga tempratur udara yang tetap di dalam selinder. Hal ini disebabkan oleh cepatnya
proses kompresi ( beberapa ratus sampai seribu kali per menit ) di dalam silinder.
(2) Kompresi adiabatic
7
Jika silinder diisolasi secara sempurna terhadap panas, maka kompresi akan
berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk ke dalam gas. Proses semacam
ini disebut adiabatic.
Dalam praktek, proses adiabtik tidak pernah terrjadi secara sempurna karena isolasi
terhadap silinder tidak pernah dapat sempurna pula. Namun proses adiabatic seiring dipakai
dalam pengkajian teoritis proses kompresi.
Hubungan antara tekanan dan volume dalam proses adiabatic dapat dinyatakan dalam
persamaan.
P.v^k = tetap
Atau
P1.v1^k = P2.v2^k
Dimana k = Cp / Cv
Jika rumus ini dibandingkan dengan rumus kompresi isothermal dapat dilihat bahwa
untuk pengecilan volume yang sama, kompresi adiabatuk akan menghasilkan tekanan yang
lebih tinggi daripada proses isothermal. Sebagai contoh jika volume diperkecil menjadi ½
maka tekanan pada kompresi adiabatic akan menjadi 2,64 kali lipat, sedangkan pada
kompresi isothermal hanya 2 kali lipat.
Karena tekanan yang dihasilkan oleh kompresi adiabatic lebih tinggi dari pada
kompresi isothermal untuk pengecilan volume yang sama, maka kerja yang diperlukan pada
kompresi adiabatic juga lebih besar.
(3) Kompresi Politropik
Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isothermal,
karena ada kenaikan tempratur, namun juga bukan proses adiabatic karena ada panas yang
dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya, ada diantara keduanya dan
disebut kompresi politropik. Hubungan anatar P dan v pada proses politropik ini dapat
dirumuskan sebagai.
P.v^n = tetap
Atau
P1 . v1^n = P2 . v2^n = tetap
8
Di sini n disebut indeks politropik dan harganya terletak antara 1 ( proses isothermal ) dan k (
proses adiabatic ), Jadi: 1 < n < k. Untuk kompresor biasa, n = 1,25~1,35.
Dari rumus ini, dengan n = 1,25 pengecilan volume sebesar v2/v1 = ½ misalnya, akan
menaikan tekanan menjadi 2,38 kali lipat. Harga ini terletak antara 2,0 (untuk isothermal)
dan 2,64 (untuk adiabatic)
2.2 Perubahan tempratur
Pada waktu kompresi, tempratur gar dapat berubah tergantung pada jenis proses yang
dialami. Untuk masing masing proses, hubungan antara tempratur dan tekanan adalah sebagai
berikut.
(1) Proses Isotermal
Seperti telah disinggung di muka, dalam proses ini tempratur dijaga tetap sehingga
tidak berubah.
(2) Proses Adiabatik
Dalam kompresi adiabatic tidak ada panas yang dibuang keluar silinder sehingga
seluruh kerja mekanis yang diberikan dalam proses ini akan di pakai untuk menaikan
tempratur gas.
Tempratur yang dicapai oleh gas yang keluar dari kompresor dalam proses adiabatic
dapat diperoleh secara teoritis dari rumus berikut :
Td = Ts ( Pd/Ps)^(k-1)/mk
Dimana : Td : Tempratur mutlak gas keluar kompresor (K)
Ts : Tempratur isap gas masuk kompresor (K)
m : Jumlah tingkat kompresi
Pd.Ps = Tekanan keluar mutlak / tekanan isap mutlak = perbandingan tekanan
K = cp/cv , perbandinag panas jenis gas
Dengan kompresor, tekanan keluar Pd dapat dicapai dengan satu tingkat kompresi
atau dengan beberapa tingkat kompresi . pada kompresor bolak balik, untuk kompresi satu
tingkat digunakan satu silinder, dan untuk kompresi bertingkat banyak digunakan beberapa
silinder. Untuk kompresor 2 tingkat misalnya, gas yang telah di kompresikan keluar dari
9
silinder pertama , disalurkan lebih lanjut ke sisi isap silinder kedua, dikompresikan untuk
kedua kalinya, lalu dikeluarkan, Pada kompresor 3 tingkat, gas yang keluar dari silinder
kedua dimasukan ke silinder 3 lalu dikompresikan dan dikeluarkan . cra kerja yang sama
juga berlaku pada kompresor kompresor dengan jumlah timgkat yang lebih banyak.
Kompresor bertingkat digunakan untuk memperoleh perbandingan tekanan Pd/Ps
yang tinggi. Kompresi dengan perbandingan kompresi yang besar, jika dilakukan hanya
dengan satu tingkat akan kurang efektif karena efiseiensi volumetriknya menjadi rendah.
Namun jika jumlah tingkat terlalu banyak , kerugian gesek menjadi terlalu besar dan harga
kompresor menjadi mahal. Karena itu untuk tekanan sampai 7 atau 10 kgf/cm^2 kompresi
dilakukan dalam 1 atau 2 tingkat, dan untuk tekanan sampai 60 kgf/cm^2 dilakukan dalam 3
tingkat.
2.3 Proses Politropik
Jika selama proses kompresi udara diinginkan, misalnya dengan memakai air pendingin
untuk silinder, maka sebagian panas yang timbul akan dikeluarkan. Untuk menghitung
tempratur kompresi dapat digunakan persamaan di mana sebagai ganti k dipakai indeks
politropik yang harganya lebih rendah.
Tempratur pada kompresor yang sesungguhnya, tergantung pada ukuran dan jenisnya, dan
biasanya diusahakan serendah rendahnya.
2.4 Efisiensi Volumetrik dan Adiabatik
Dalam proses kompresi pada kompresor terdapat 2 macam efisensi yang penting,
yaitu efisiensi volumetric dan adiabatic keseluruhan. Arti kedua macam efisiensi tersebut
dapat diterangkan seperti di bawah ini.
2.4.1 Efisiensi volumetric
Perhatikan sebuah kompresor torak dengan diameter silinder D(m). langkah torak S
(m) dan Putaran N (rpm) seperti diperlihatkan dalam gambar . dengan ukuran seperti
kompresor akan memampatkan volume gas sebesar Vs = A x S. untuk setiap langkah
kompresi yang dikerjakan dalam setiap putaran poros engkol. Jumlah volume gasyang
dimampatkan per menit disebut perpindahan torak jadi jika poros kompresor N ( rpm ) maka
Pernpindahan Torak = V3 x N = A x S x N (m^3/min)
10
Dasar-dasar kompresi gas dan klasifikasi kompresor
Gb.2.10 Diagram P-Y dafi kompresor.
Perpindahan torak menyatakan kemampuan teoritis torak menghasilkan
volume gas tiap menit namun dalam kompresor yang sesungguhnya volume gas yang
dikeluarkan adalah lebih kecil dari pada perpindahan torak. Hal ini dapat diterangkan sebagai
berikut.
Seperti dilukiskan dalam Gb. 2.10 torak memulai langkah kompresinya pada titik
①(dalam diagram P-Y). Torak bergerak ke kiri dan gas dimampatkan hingga tekanannya
naik ke titik ②Pada titik ini tekanan di dalam silinder mencapai harga tekanan P o yang
lebih tinggi dari pada tekanan di dalam pipa keluar (atau tangki tekan), sehingga katup
keluar pada kepala silinder akan terbuka. Jika torak bergerak terus ke kiri, gas akan didorong
keluar silinder pada tekanan tetap sebesar P d. Di titik ③ torak mencapai titik mati atas,
yaitu titik akhir gerakan torak pada langkah kompresi dan pengeluaran.
Pada waktu torak mencapai titik mati atas ini, antara sisi atas torak dan kepala
silinder masih ada volume sisa yang besarnya = V c Volume ini idealnya harus sama dengan
nol agar gas dapat didorong seluruhnya keluar silinder tanpa sisa. Namun dalam praktek
harus ada jarak (clearance) di atas torak agar torak tidak membentur kepala silinder. Selain
itu juga harus ada lubang-lubang laluan pada katup-katup. Karena adanya volume sisa ini
ketika torak mengakhiri langkah kompresinya diatas torak masih ada sejumlah gas dengan
volume sebesar V c dan tekanan sebesar Pd Jika kemudian torak memulai langkah isapnya
(bergerak ke kanan), katup isap tidak dapat terbuka sebelum sisa gas diatas torak berekspansi
sampai tekanannya turun dari P d menjadi Ps. Dalam Gb. 2.10 katup isap baru mulai terbuka
dititik (4) ketika tekanan sudah mencapai tekanan isap P". Di sini pemasukan gas baru mulai
terjadi dan proses pengisapan ini berlangsung sampai titik mati bawah ①. Dari uraian di
atas dapat dilihat bahwa volume gas yang diisap tidak sebesar volume langkah torak sebesar
11
Vs melainkan lebih kecil, yaitu hanya sebesar volume isap antara titik mati bawah ① dan
titik ④. Adapun ifisiensi volumetris 4, didefinisikan sebagai
di mana :
Qs
: Volume gas yang dihasilkan, pada kondisi tekanan dan temperatur isap
3
(m /min)
Qth
: Perpindahan torak (m3/min)
Besarnya efisiensi volumetris ini dapat dihitung secara teoritis berdasarkan volume
gas yang dapat diisap secara efektif oleh kompres pada langkah isapnya, seperti telah
diuraikan di atas. Dari perhitungan tersebut diperoleh rumus yang dapat ditulis sbb:
di mana :
Ԑ : Vf/ Vs, volume sisa (clearance) relatip,
Pd : tekanan keluar dari silinder tingkat pertama (kgf/cm 2 abs),
Ps : Tekanan isap dari silinder tingkat pertama (kgf/cm 2 abs)'
n : Koefisien ekspansi gas yang tertinggal di dalam volume sisa; untuk udara,
n = 1.2.
Tanda ≈ berarti "kira-kirasamadengan",karena rumus (2.19)diperoleh dari perhitungan
teoritis. Adapun harga4, yang sesungguhnya adalah sedikit lebih kecil dari harga yang
diperoleh dari rumus di atas karena adanya kebocoran melalui cincin torak dan katup-katup,
serta tahanan pada katup-katup. Dalam Gb. 2.ll diperlihatkan pengaruh Ԑ dan P d/Ps pada
efisiensi volumetris ɳ v. Sehubungan dengan hal-hal di atas dapat dimengerti jika efisiensi
volumetris juga tergantung pada faktor-faktor rancaogan kompresor seperti bentuk dan
ukuran silinder, serta bentuk, ukuran, dan susunan katup-katup.
Gb. 2.ll Efisiensi volumetris dan perbandingan tekanan.
12
2.4.2 Efisiensi adiabatik keseluruhan
Efisiensi kompresor ditentukan oleh berbagai faktor sePerti tahanan aerodinamik
didalam katup-katup, saluran-saluran, pipa-pipa, kerugian mekanis, efektivitas pendinginan,
dll. Namun, menentukan secara tepat pengaruh masing-masing faktor tersebut adalah sangat
sulit. Karena itu faktor-faktor ini digabungkan dalam efisiensi adiabatik keseluruhan.
Efisiensi adiabatik keseluruhan didefinisikan sebagai daya yang diperlukan untuk
memampatkan gas dengan siklus adiabatik (menurut perhitunganteoritis), dibagi dengan
daya yang sesungguhnya diperlukan oleh kompresor pada porosnya. Dalam rumus
efisienpi ini dapat ditulis sbb:
di mana :
ɳad
: Efisiensi adiabatik kesekuruhan (biasanya dinyatakan dalam %),
Lad : Daya adiabatik teoritis (kW)
Ls :Daya yang masuk pada poros kompresor{kW)'
Besarnya daya'adiabatik teoritis dapat dihitung dengan rumus
Ps: Tekanan isap tingkat pertama (kgf/m 2 abs)
Pd: Tekanan keluar dari tingkat terakhir (kgf/m 2 abs)
Qs: Jumlah volume gas yang keluar dari tingkat terakhir (m 3/min) dinyatakan
pada kondisi tekan dan temperatur isap
k: cp/cp
m: Jumlah tingkat kompresi; lihat keterangan pada Pers. (2.16).
Jika dalam rumus ini dipaka-i satuan tekanan P a maka Pers. (2-21) ditulis sebagai
Dalam Tabel 2.7 diberikan harga-harga daya adiabatik teoritis yang diperlukan
untuk mengkompresikan 1m3/min udara dengan kondisi standar sebagai hasil perhitungan
berdasarkan rumus di atas. Dari tabel terlihat bahwa daya yang diperlukan untuk kompresi 2
tingkat harganya lebih kecil dari pada kompresi I tingkat. Harga yang lebih rendah ini
diperoleh pada kompresor 2 tingkat yang menggunakan pendingin antara (inter-cooler) di
antara tingkat pertama dan tingkat ke dua. Penggunaan pendingin antara akan memperkecil
kerja kompresi. Jika tidak digunakan pendingin antara, maka daya yang diperlukan untuk
kompresi 2 tingkat adalah sama besarnya dengan daya untuk I tingkat, pada perbandingan
tekanan yang sama.
Sebagai contoh, dari Tabel 2.7 terbaca bahwa untuk kompresi I tingkat sampai 7
kgf /cm2 (g) atau 8,033 kgf/cm2 abs, diperlukan daya sebesar 4,7074 kW. Ini diperoleh dari
Pers. (2.21) dengan mengambil harga k = 1,4 dan m = 1. Daya sebesar 4,7074kW tersebut
juga akan diperlukan untuk kompresi 2 tingkat tanpa pendingin antara. Namun jika
digunakan pendingin antara maka daya yang diperlukan menjadi sebesar 4,0227 kW. Harga
ini dapat diperoleh dari Pers' (2.21a) jika diambil k = 1,4 dan m = 2.
Selanjutnya
efisiensi adiabatik keseluruhan dapat dihitung menurut contoh sebagai
berikut.
Seandainya untuk sebuah kompressor 2 tingkat yang memampatkan udara
menjadi 7 kgf
13
/cmz (g) diperlukan daya poros sebesar 5,4 kW, maka dengaa daya adiabatik teoritis sebesar
4,022kW, kompresi ini mempunyai efisiensi adiabatik keseluruhan sebesar
Semakin tinggi efisiensi adiabatik keseluruhan sebuah kompresor, berarti semakin
kecil daya poros yang diperlukan untuk perbandingan kompresi dan kapasitas yang sama.
Namun setinggi-tinggi efisiensi ini, harganya tidak akan mencapai 100%. Selanjutnya,
karena harga daya adiabatis teoritis untuk kompresor I tingkat berbeda dengan harga untuk
kompresor 2 tingkat, maka memperbandingkan efisiensi kompresor harus dilakukan di
antara yang sama jumlah tingkatnya.
Sebagai kesimpulan dapat dikemukakan bahwa efisiensi diabatik keseluruhan
merupakan petunjuk bagi baik buryknya performansi dan ekonomi sebuah kompresor.
Adapun efisiensi volumetris hanya merupakan suatu koefisien yang diperlukan oleh
aperencana kompresor dan tidak penting artinya bagi pemakai.
14
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Kompresi adalah proses pemampatan gas sehingga tekanannya lebih tinggi dari pada
tekanan semula. Proses ini dipakai dalam banyak cabang bidang otomotif. Istilah kompresi
umumnya dipakai untuk proses yang melibatkan peningkatan tekanan dan kerapatan gas.
Dalam praktik, sebagian besar kompresi gas adalah proses kompresi udara. Udara yang
dikompresi sering disebut udara tekan atau udara kempa. Udara tekan lazim dimanfaatkan
sebagai sumber energi untuk menggerakkan dongkrak, alat kendali otomatis, rem angina,
produksi gas botol, proses teknik kimia, dan berbagai macam penggunaan lainnya.
Proses kompresi dilakukan untuk berbagai keperluan, termasuk menghasilkan udara
berdaya tekan yang mampu mengangkat dongkrak bengkel, menyediakan udara untuk
pembakaran, menyalurkan dan mendistribusikan gas pada jalur pipa gas alam dan sistem
distribusi gas kota, menghasilkan kondisi yang lebih kondusif untuk reaksi kimia, serta
menghasilkan dan menjaga penurunan ambang tekanan untuk berbagai keperluan proses
kompresi udara secara termodinamika dapat dibagi menjadi lia, yaitu isobar, isokor, isotherm,
isentrop, dan politrop.
15
Segala puji dan syukur saya panjatkan kepada tuhan Yang Maha Esa, karena atas
berkat dan limpahan rahmat-Nyalah maka saya boleh menyelesaikan makalah ini dengan
tepat waktu.
Berikut ini penulis mempersembahkan sebuah makalah dengan judul “Pompa dan
kompressor”, yang menurut saya dapat memberikan manfaat yang besar bagi kita untuk lebih
mengetahui tentang pompa dan kompressor yang biasa digunakan baik di rumahan atau pun
di bengkel.
Melalui kata pengantar ini penulis lebih dahulu meminta maaf dan memohon
permakluman bila mana isi makalah ini ada kekurangan dan ada tulisan yang saya buat
kurang tepat atau menyinggu perasaan pembaca.
Dengan ini saya mempersembahkan makalah ini dengan penuh rasa terima kasih dan semoga
allah SWT memberkahi makalah ini sehingga dapat memberikan manfaat terhadap pembaca.
Penulis
2
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR................................................................................... ii
DAFTAR ISI................................................................................................ iii
BAB 1 PENDAHULUAN
Latar Belakang............................................................................................. 4
Masalah Atau Topik Bahasan.......................................................................4
Tujuan ......................................................................................................... 4
BAB II PEMBAHASAN
A. Teori Kompresi ............................................................................... 5
1.1 Hubungan Antara Tekanan Dan Volume.................................... 5
1.2 Hubungan Antara Temperatur Dan Volume...............................5
1.3 Persamaan Keadaan....................................................................6
B. Proses Kompresi Gas ...................................................................... 7
2.1 Cara Kompresi....................................................................................... 7
2.2 Perubahan Temperatur........................................................................... 9
2.3 Proses Politropik.................................................................................... 10
2.4 Efisiensi Volumetrik...............................................................................11
BAB III PENUTUP
Kesimpulan.................................................................................................. 15
3
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
1. Kompresi
Kompresi adalah proses pemampatan gas sehingga tekanannya lebih tinggi dari pada
tekanan semula. Proses ini dipakai dalam banyak cabang bidang otomotif. Istilah kompresi
umumnya dipakai untuk proses yang melibatkan peningkatan tekanan dan kerapatan gas.
Dalam praktik, sebagian besar kompresi gas adalah proses kompresi udara. Udara yang
dikompresi sering disebut udara tekan atau udara kempa. Udara tekan lazim dimanfaatkan
sebagai sumber energi untuk menggerakkan dongkrak, alat kendali otomatis, rem angina,
produksi gas botol, proses teknik kimia, dan berbagai macam penggunaan lainnya.
Proses kompresi dilakukan untuk berbagai keperluan, termasuk menghasilkan udara
berdaya tekan yang mampu mengangkat dongkrak bengkel, menyediakan udara untuk
pembakaran, menyalurkan dan mendistribusikan gas pada jalur pipa gas alam dan sistem
distribusi gas kota, menghasilkan kondisi yang lebih kondusif untuk reaksi kimia, serta
menghasilkan dan menjaga penurunan ambang tekanan untuk berbagai keperluan proses
kompresi udara secara termodinamika dapat dibagi menjadi lia, yaitu isobar, isokor, isotherm,
isentrop, dan politrop.
Rumusan masalah
1. Apa definisi kompresi?
2. Bagaimana perubahan temperature pada waktu kompresi?
3. Mengapa dibutuhkan perhitungan kompresi?
Tujuan
1. Untuk mengetahui definisi kompresi.
2. Untuk mengetahui perubahan temperature pada saat kompresi.
3. Untuk mengetahui beberapa perhitungan dalalm teori kompresi.
4
BAB II
PEMBAHASAN
A. Teori Kompresi
1.1. Hubungan antara tekanan dan volume
Jika sebuah alat penyuntik tanpa jarum dan berisi udara atas gas (Gb. 2.6) ditutup
ujungnya dengan jari telunjuk dan tangkainya didorong dengan ibu jari, maka pada jari
telunjuk akan terasa adanya tekanan yang bertambah besar. (Hal yang sama juga dapat
dilakukan dengan pompa sepeda). Bertambahnya tekanan tersebut adalah merupakan akibat
dari mengecilnya volume udara didalam didalam silinder karena dimampatkan oleh torak.
Jika volume semakin dikecilkan, tekanan akan semakin besar.
Hubungan antara tekanan dan volume gas dalam proses kompresi tersebut dapat
diuraikan sebagai berikut. Jika selama kompresi, temperatur gas dijaga tetap (tidak
bertambah panas) maka pengecilan volume menjadi ½ kali akan menaikkan tekanan menjadi
2 kali lipat. Demikian pula jika volume menjadi 1/3 kali, tekanan akan menjadi 3 kali lipat,
dst. Jadi secara umum dapat dikatakan sebagai berikut: ”jika gas dikompresikan pada
temperature tetap, maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya”.
Pertanyaan ini disebut hukum Boyle dan dapat dirumuskan pula sebagai berikut: jika suatu
gas mempunyai volume V 1 dan tekanan P 1 dimampatkan pada temperatur tetap hingga
volumenya menjadi V 2 , maka tekanannya akan menjadi P 2 dimana
P 1 V 1=P 2 V 2 =tetap
Di sini tekanan dapat dinyatakan dalam kgf/ cm2 (atau Pa) dan volume dalam m3
.
1.2. Hubungan antara temperatur dan volume
Seperti halnya pada zat padat dan cair, gas akan mengembang jika dipanasakan pada
tekanan tetap. Dibandingkan dengan zat pada dan zat cair, gas mempunyai koefisien muai
yang jauh lebih besar. Dari pengukuran koefisien muai berbagai gas diperoleh kesimpulan
sebagai berikut: “semua macam gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1 ℃ .
Sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1/273 dari volumenya pada 0 ℃ .
Sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1 ℃ , akan mengurangi pengurangan
volume dengan proporsi yang sama”.
Pernyataan diatas disebut hokum Charles. Hokum ini dapat dirumuskan pula sebagai
berikut. Jika suatu gas pada 0 ℃ mempunyai volume sebesar V 0 , maka pada
temperatur t 1 ℃ untuk tekanan yang sama gas tersebut akan mempunyai volume V 1
dimana 2 dasar-dasar kompresi gas dan klasifikasi kompresor.
t
1
V 1=V 0+
. t 1 .V 0=V 0 1+ 1 (2.5)
273
273
Pada temperatur t 2 ℃ untuk tekanan yang sama pula gas mempunyai volume
t
V 2=V 0 1+ 2 ( 2.6 )
273
Jika pers. (2.5) dibagi dengan pers. (2.6) didapat
V 1 ( 273+t 1 )
=
( 2.7 )
V 2 ( 273+t 2 )
(
(
)
)
5
Lambang t menyatakan temperatur dalam skala ℃ (celcius). Skala ini mempunyai harga
0 ° pada titik beku air dan harga 100 ° pada titik didih air pada tekanan 1 atm.
Disamping skala celcius, orang dapat memakai skala ( ° K ¿ dimana 0 ° K = -273 ° C
dan 273 ° K = 0 ° C . Temperatur yang di dasarkan pada skala ° K ini disebut
temperatur mutlak dengan lambang T. adapun hubungan antara t dan T dapat dituliskan
sebagai
T( ° K ¿ = 273 + t( ° C ¿
Dalam Gb. 2.7 digambarkan hubungan antara skala ° K dan ° C .
Jika temperatur dinyatakan dalam temperature mutlak ( ° K ¿ , maka Pers. 2.7 dapat ditulis
sebagai berikut:
V1 T1
=
V2 T2
Jadi menurut Pers. (2.9) hokum Charles dapat pula dikatakan sebagai berikut: “pada proses
tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan temperature mutlaknya”.
1.3. Persamaan keadaan
Hukum Boyle dan hukum Charles dapat digabungkan menjadi hukum Boyle-Charles
yang dapat dinyatakan sebagai
PV= GRT
Di mana
P: tekanan mutlak (kgf/ m2 ¿ atau Pa
V:Volume m2
T: Temperatur mutlak ( ° K ¿
G: Berat gas (kgf) atau (N)
R: Konstanta gas (m/ ° K )
Konstanta gas R besarnya tetap untuk suatu gas tertentu. Harga R ini berbeda untuk masingmasing gas. Untuk udara kering (pada tekanan 760 mm Hg dan temperature 0 ° C ¿ harga
R = 29,27 m/ ° K . Untuk udara lembab dengan kelembaban relatip 65%, pada 760 mm Hg
dan 20 ° C , harga R=49,46. Harga iini lebih biasa dipakai untuk perhitungan kompresor
karena lebih mendekati kondisi udara yang diisap kompresor pada umumnya. Dalam table 2.5
diberi harga-harga R untuk berbagai gas yang penting.
6
B. Proses Kompresi Gas
2.1 Cara kompresi
Kompresi gas dapat dilakukan menurut tiga cara yaitu dengan proses isothermal,
adiabatic, dan politropik. Adapun perilaku masing-masing proses ini dapat diuraikan sebagai
berikut.
(1) Kompresi isothermal
Bila suatu gas dikompresikan, maka ini berarti ada energy mekanik yang diberi dari
luar kepada gas. Energy ini diubah menjadi energy panas sehingga temperature gas akan naik
jika tekanan semakin tinggi. Namun, jika proses kompresi ini dibarengi dengan pendinginan
untuk mengeluarkan panas yang terjadi, temperature dapat dijaga tetap. Kompresi secara ini
disebut kompresi isothermal (temperature tetap) hubungan antara p dan v dapat diperoleh dari
pers. (2.11). untuk T = tetap persamaan tersebut menjadi Pv = tetap.
Persamaan ini dapat ditulis sebagai
P1.v1 = P2.v2
Yang ekivalen dengan pers. (2.4)
Kompresi isothermal merupakan suatu proses yang sangat berguna dalam analisa
teoritis, namun untuk perhitungan kompresor tidak banyak kegunaanya. Pada kompresor
sesungguhnya, meskipun silinder didinginkan sepenuhnya, adalah tidak mungkin untuk
menjaga tempratur udara yang tetap di dalam selinder. Hal ini disebabkan oleh cepatnya
proses kompresi ( beberapa ratus sampai seribu kali per menit ) di dalam silinder.
(2) Kompresi adiabatic
7
Jika silinder diisolasi secara sempurna terhadap panas, maka kompresi akan
berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk ke dalam gas. Proses semacam
ini disebut adiabatic.
Dalam praktek, proses adiabtik tidak pernah terrjadi secara sempurna karena isolasi
terhadap silinder tidak pernah dapat sempurna pula. Namun proses adiabatic seiring dipakai
dalam pengkajian teoritis proses kompresi.
Hubungan antara tekanan dan volume dalam proses adiabatic dapat dinyatakan dalam
persamaan.
P.v^k = tetap
Atau
P1.v1^k = P2.v2^k
Dimana k = Cp / Cv
Jika rumus ini dibandingkan dengan rumus kompresi isothermal dapat dilihat bahwa
untuk pengecilan volume yang sama, kompresi adiabatuk akan menghasilkan tekanan yang
lebih tinggi daripada proses isothermal. Sebagai contoh jika volume diperkecil menjadi ½
maka tekanan pada kompresi adiabatic akan menjadi 2,64 kali lipat, sedangkan pada
kompresi isothermal hanya 2 kali lipat.
Karena tekanan yang dihasilkan oleh kompresi adiabatic lebih tinggi dari pada
kompresi isothermal untuk pengecilan volume yang sama, maka kerja yang diperlukan pada
kompresi adiabatic juga lebih besar.
(3) Kompresi Politropik
Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses isothermal,
karena ada kenaikan tempratur, namun juga bukan proses adiabatic karena ada panas yang
dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang sesungguhnya, ada diantara keduanya dan
disebut kompresi politropik. Hubungan anatar P dan v pada proses politropik ini dapat
dirumuskan sebagai.
P.v^n = tetap
Atau
P1 . v1^n = P2 . v2^n = tetap
8
Di sini n disebut indeks politropik dan harganya terletak antara 1 ( proses isothermal ) dan k (
proses adiabatic ), Jadi: 1 < n < k. Untuk kompresor biasa, n = 1,25~1,35.
Dari rumus ini, dengan n = 1,25 pengecilan volume sebesar v2/v1 = ½ misalnya, akan
menaikan tekanan menjadi 2,38 kali lipat. Harga ini terletak antara 2,0 (untuk isothermal)
dan 2,64 (untuk adiabatic)
2.2 Perubahan tempratur
Pada waktu kompresi, tempratur gar dapat berubah tergantung pada jenis proses yang
dialami. Untuk masing masing proses, hubungan antara tempratur dan tekanan adalah sebagai
berikut.
(1) Proses Isotermal
Seperti telah disinggung di muka, dalam proses ini tempratur dijaga tetap sehingga
tidak berubah.
(2) Proses Adiabatik
Dalam kompresi adiabatic tidak ada panas yang dibuang keluar silinder sehingga
seluruh kerja mekanis yang diberikan dalam proses ini akan di pakai untuk menaikan
tempratur gas.
Tempratur yang dicapai oleh gas yang keluar dari kompresor dalam proses adiabatic
dapat diperoleh secara teoritis dari rumus berikut :
Td = Ts ( Pd/Ps)^(k-1)/mk
Dimana : Td : Tempratur mutlak gas keluar kompresor (K)
Ts : Tempratur isap gas masuk kompresor (K)
m : Jumlah tingkat kompresi
Pd.Ps = Tekanan keluar mutlak / tekanan isap mutlak = perbandingan tekanan
K = cp/cv , perbandinag panas jenis gas
Dengan kompresor, tekanan keluar Pd dapat dicapai dengan satu tingkat kompresi
atau dengan beberapa tingkat kompresi . pada kompresor bolak balik, untuk kompresi satu
tingkat digunakan satu silinder, dan untuk kompresi bertingkat banyak digunakan beberapa
silinder. Untuk kompresor 2 tingkat misalnya, gas yang telah di kompresikan keluar dari
9
silinder pertama , disalurkan lebih lanjut ke sisi isap silinder kedua, dikompresikan untuk
kedua kalinya, lalu dikeluarkan, Pada kompresor 3 tingkat, gas yang keluar dari silinder
kedua dimasukan ke silinder 3 lalu dikompresikan dan dikeluarkan . cra kerja yang sama
juga berlaku pada kompresor kompresor dengan jumlah timgkat yang lebih banyak.
Kompresor bertingkat digunakan untuk memperoleh perbandingan tekanan Pd/Ps
yang tinggi. Kompresi dengan perbandingan kompresi yang besar, jika dilakukan hanya
dengan satu tingkat akan kurang efektif karena efiseiensi volumetriknya menjadi rendah.
Namun jika jumlah tingkat terlalu banyak , kerugian gesek menjadi terlalu besar dan harga
kompresor menjadi mahal. Karena itu untuk tekanan sampai 7 atau 10 kgf/cm^2 kompresi
dilakukan dalam 1 atau 2 tingkat, dan untuk tekanan sampai 60 kgf/cm^2 dilakukan dalam 3
tingkat.
2.3 Proses Politropik
Jika selama proses kompresi udara diinginkan, misalnya dengan memakai air pendingin
untuk silinder, maka sebagian panas yang timbul akan dikeluarkan. Untuk menghitung
tempratur kompresi dapat digunakan persamaan di mana sebagai ganti k dipakai indeks
politropik yang harganya lebih rendah.
Tempratur pada kompresor yang sesungguhnya, tergantung pada ukuran dan jenisnya, dan
biasanya diusahakan serendah rendahnya.
2.4 Efisiensi Volumetrik dan Adiabatik
Dalam proses kompresi pada kompresor terdapat 2 macam efisensi yang penting,
yaitu efisiensi volumetric dan adiabatic keseluruhan. Arti kedua macam efisiensi tersebut
dapat diterangkan seperti di bawah ini.
2.4.1 Efisiensi volumetric
Perhatikan sebuah kompresor torak dengan diameter silinder D(m). langkah torak S
(m) dan Putaran N (rpm) seperti diperlihatkan dalam gambar . dengan ukuran seperti
kompresor akan memampatkan volume gas sebesar Vs = A x S. untuk setiap langkah
kompresi yang dikerjakan dalam setiap putaran poros engkol. Jumlah volume gasyang
dimampatkan per menit disebut perpindahan torak jadi jika poros kompresor N ( rpm ) maka
Pernpindahan Torak = V3 x N = A x S x N (m^3/min)
10
Dasar-dasar kompresi gas dan klasifikasi kompresor
Gb.2.10 Diagram P-Y dafi kompresor.
Perpindahan torak menyatakan kemampuan teoritis torak menghasilkan
volume gas tiap menit namun dalam kompresor yang sesungguhnya volume gas yang
dikeluarkan adalah lebih kecil dari pada perpindahan torak. Hal ini dapat diterangkan sebagai
berikut.
Seperti dilukiskan dalam Gb. 2.10 torak memulai langkah kompresinya pada titik
①(dalam diagram P-Y). Torak bergerak ke kiri dan gas dimampatkan hingga tekanannya
naik ke titik ②Pada titik ini tekanan di dalam silinder mencapai harga tekanan P o yang
lebih tinggi dari pada tekanan di dalam pipa keluar (atau tangki tekan), sehingga katup
keluar pada kepala silinder akan terbuka. Jika torak bergerak terus ke kiri, gas akan didorong
keluar silinder pada tekanan tetap sebesar P d. Di titik ③ torak mencapai titik mati atas,
yaitu titik akhir gerakan torak pada langkah kompresi dan pengeluaran.
Pada waktu torak mencapai titik mati atas ini, antara sisi atas torak dan kepala
silinder masih ada volume sisa yang besarnya = V c Volume ini idealnya harus sama dengan
nol agar gas dapat didorong seluruhnya keluar silinder tanpa sisa. Namun dalam praktek
harus ada jarak (clearance) di atas torak agar torak tidak membentur kepala silinder. Selain
itu juga harus ada lubang-lubang laluan pada katup-katup. Karena adanya volume sisa ini
ketika torak mengakhiri langkah kompresinya diatas torak masih ada sejumlah gas dengan
volume sebesar V c dan tekanan sebesar Pd Jika kemudian torak memulai langkah isapnya
(bergerak ke kanan), katup isap tidak dapat terbuka sebelum sisa gas diatas torak berekspansi
sampai tekanannya turun dari P d menjadi Ps. Dalam Gb. 2.10 katup isap baru mulai terbuka
dititik (4) ketika tekanan sudah mencapai tekanan isap P". Di sini pemasukan gas baru mulai
terjadi dan proses pengisapan ini berlangsung sampai titik mati bawah ①. Dari uraian di
atas dapat dilihat bahwa volume gas yang diisap tidak sebesar volume langkah torak sebesar
11
Vs melainkan lebih kecil, yaitu hanya sebesar volume isap antara titik mati bawah ① dan
titik ④. Adapun ifisiensi volumetris 4, didefinisikan sebagai
di mana :
Qs
: Volume gas yang dihasilkan, pada kondisi tekanan dan temperatur isap
3
(m /min)
Qth
: Perpindahan torak (m3/min)
Besarnya efisiensi volumetris ini dapat dihitung secara teoritis berdasarkan volume
gas yang dapat diisap secara efektif oleh kompres pada langkah isapnya, seperti telah
diuraikan di atas. Dari perhitungan tersebut diperoleh rumus yang dapat ditulis sbb:
di mana :
Ԑ : Vf/ Vs, volume sisa (clearance) relatip,
Pd : tekanan keluar dari silinder tingkat pertama (kgf/cm 2 abs),
Ps : Tekanan isap dari silinder tingkat pertama (kgf/cm 2 abs)'
n : Koefisien ekspansi gas yang tertinggal di dalam volume sisa; untuk udara,
n = 1.2.
Tanda ≈ berarti "kira-kirasamadengan",karena rumus (2.19)diperoleh dari perhitungan
teoritis. Adapun harga4, yang sesungguhnya adalah sedikit lebih kecil dari harga yang
diperoleh dari rumus di atas karena adanya kebocoran melalui cincin torak dan katup-katup,
serta tahanan pada katup-katup. Dalam Gb. 2.ll diperlihatkan pengaruh Ԑ dan P d/Ps pada
efisiensi volumetris ɳ v. Sehubungan dengan hal-hal di atas dapat dimengerti jika efisiensi
volumetris juga tergantung pada faktor-faktor rancaogan kompresor seperti bentuk dan
ukuran silinder, serta bentuk, ukuran, dan susunan katup-katup.
Gb. 2.ll Efisiensi volumetris dan perbandingan tekanan.
12
2.4.2 Efisiensi adiabatik keseluruhan
Efisiensi kompresor ditentukan oleh berbagai faktor sePerti tahanan aerodinamik
didalam katup-katup, saluran-saluran, pipa-pipa, kerugian mekanis, efektivitas pendinginan,
dll. Namun, menentukan secara tepat pengaruh masing-masing faktor tersebut adalah sangat
sulit. Karena itu faktor-faktor ini digabungkan dalam efisiensi adiabatik keseluruhan.
Efisiensi adiabatik keseluruhan didefinisikan sebagai daya yang diperlukan untuk
memampatkan gas dengan siklus adiabatik (menurut perhitunganteoritis), dibagi dengan
daya yang sesungguhnya diperlukan oleh kompresor pada porosnya. Dalam rumus
efisienpi ini dapat ditulis sbb:
di mana :
ɳad
: Efisiensi adiabatik kesekuruhan (biasanya dinyatakan dalam %),
Lad : Daya adiabatik teoritis (kW)
Ls :Daya yang masuk pada poros kompresor{kW)'
Besarnya daya'adiabatik teoritis dapat dihitung dengan rumus
Ps: Tekanan isap tingkat pertama (kgf/m 2 abs)
Pd: Tekanan keluar dari tingkat terakhir (kgf/m 2 abs)
Qs: Jumlah volume gas yang keluar dari tingkat terakhir (m 3/min) dinyatakan
pada kondisi tekan dan temperatur isap
k: cp/cp
m: Jumlah tingkat kompresi; lihat keterangan pada Pers. (2.16).
Jika dalam rumus ini dipaka-i satuan tekanan P a maka Pers. (2-21) ditulis sebagai
Dalam Tabel 2.7 diberikan harga-harga daya adiabatik teoritis yang diperlukan
untuk mengkompresikan 1m3/min udara dengan kondisi standar sebagai hasil perhitungan
berdasarkan rumus di atas. Dari tabel terlihat bahwa daya yang diperlukan untuk kompresi 2
tingkat harganya lebih kecil dari pada kompresi I tingkat. Harga yang lebih rendah ini
diperoleh pada kompresor 2 tingkat yang menggunakan pendingin antara (inter-cooler) di
antara tingkat pertama dan tingkat ke dua. Penggunaan pendingin antara akan memperkecil
kerja kompresi. Jika tidak digunakan pendingin antara, maka daya yang diperlukan untuk
kompresi 2 tingkat adalah sama besarnya dengan daya untuk I tingkat, pada perbandingan
tekanan yang sama.
Sebagai contoh, dari Tabel 2.7 terbaca bahwa untuk kompresi I tingkat sampai 7
kgf /cm2 (g) atau 8,033 kgf/cm2 abs, diperlukan daya sebesar 4,7074 kW. Ini diperoleh dari
Pers. (2.21) dengan mengambil harga k = 1,4 dan m = 1. Daya sebesar 4,7074kW tersebut
juga akan diperlukan untuk kompresi 2 tingkat tanpa pendingin antara. Namun jika
digunakan pendingin antara maka daya yang diperlukan menjadi sebesar 4,0227 kW. Harga
ini dapat diperoleh dari Pers' (2.21a) jika diambil k = 1,4 dan m = 2.
Selanjutnya
efisiensi adiabatik keseluruhan dapat dihitung menurut contoh sebagai
berikut.
Seandainya untuk sebuah kompressor 2 tingkat yang memampatkan udara
menjadi 7 kgf
13
/cmz (g) diperlukan daya poros sebesar 5,4 kW, maka dengaa daya adiabatik teoritis sebesar
4,022kW, kompresi ini mempunyai efisiensi adiabatik keseluruhan sebesar
Semakin tinggi efisiensi adiabatik keseluruhan sebuah kompresor, berarti semakin
kecil daya poros yang diperlukan untuk perbandingan kompresi dan kapasitas yang sama.
Namun setinggi-tinggi efisiensi ini, harganya tidak akan mencapai 100%. Selanjutnya,
karena harga daya adiabatis teoritis untuk kompresor I tingkat berbeda dengan harga untuk
kompresor 2 tingkat, maka memperbandingkan efisiensi kompresor harus dilakukan di
antara yang sama jumlah tingkatnya.
Sebagai kesimpulan dapat dikemukakan bahwa efisiensi diabatik keseluruhan
merupakan petunjuk bagi baik buryknya performansi dan ekonomi sebuah kompresor.
Adapun efisiensi volumetris hanya merupakan suatu koefisien yang diperlukan oleh
aperencana kompresor dan tidak penting artinya bagi pemakai.
14
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Kompresi adalah proses pemampatan gas sehingga tekanannya lebih tinggi dari pada
tekanan semula. Proses ini dipakai dalam banyak cabang bidang otomotif. Istilah kompresi
umumnya dipakai untuk proses yang melibatkan peningkatan tekanan dan kerapatan gas.
Dalam praktik, sebagian besar kompresi gas adalah proses kompresi udara. Udara yang
dikompresi sering disebut udara tekan atau udara kempa. Udara tekan lazim dimanfaatkan
sebagai sumber energi untuk menggerakkan dongkrak, alat kendali otomatis, rem angina,
produksi gas botol, proses teknik kimia, dan berbagai macam penggunaan lainnya.
Proses kompresi dilakukan untuk berbagai keperluan, termasuk menghasilkan udara
berdaya tekan yang mampu mengangkat dongkrak bengkel, menyediakan udara untuk
pembakaran, menyalurkan dan mendistribusikan gas pada jalur pipa gas alam dan sistem
distribusi gas kota, menghasilkan kondisi yang lebih kondusif untuk reaksi kimia, serta
menghasilkan dan menjaga penurunan ambang tekanan untuk berbagai keperluan proses
kompresi udara secara termodinamika dapat dibagi menjadi lia, yaitu isobar, isokor, isotherm,
isentrop, dan politrop.
15