BAB IV UKURAN-UKURAN UTAMA KOMPRESOR
4.1 Penentuan Tinggi Tekanan
Dari ketentuan-ketentuan dan rumus yang ada ditermodinamika diperoleh besarnya tingi kenaikan Ht adalah sebagai berikut:
182 1
1 1
.
1 1
1
hal Lit
rp y
y g
V P
Ht
y y
−
−
=
−
Dimana : R
= kostanta gas = 287 Jkg K V
1
= Spesifik volume udara P
1
= Tekanan udara y
= Eksponen untuk udara = 1.4 rp
= Perbandingan kompresi pada kompresor g
= Percepatan gravitasi = 9;81 ms
2
Menurut persaman keadan ; P
1
V
1
= R . T
1
V
1
=
1 1
. .
P T
R
=
5
10 013
, 1
14 ,
302 .
287 x
= 0,86
[ ]
udara kolom
m x
Ht 5
. 27697
1 10
1 4
, 1
4 ,
1 81
, 9
86 ,
10 .
013 ,
1
4 ,
1 1
4 ,
1 5
= −
−
=
−
Universitas Sumatera Utara
4.1.1 Penentuan Daya Kompresor
Daya kompresor dapat dihitung dengan persaman : 367
1 .
.
.
hal Lit
Ht g
m P
i m
a
η η
=
Dimana ; P
= Daya Kompresor m
a
= Laju aliran massa udara = 738,24 kgs g
= Percepatan geravitasi = 9,81 ms
2
Ht = Tinggi Tekanan Kompresor
η
m =
Efesiensi mekanis = 0.98 Lit 1 hal 362 η
i =
Efisensi akibat pengubahan komversi energi = 0,85 Maka :
MW P
903 ,
239 8
. .
98 .
5 .
27697 .
81 ,
9 .
24 ,
738 =
=
4.1.2 Penentuan Putaran Spesifik nq
Putaran spesifik dihitung dengan persaman :
367 1
.
4 3
hal Lit
H Qi
n nq
=
Dimana : Nq
= Putaran Spesifik rpm Qi
= Kapasitas aliran pad pengisap = 638.6 H
= Tinggi tekana tiap tingkat = Ht10 =27697,510 =2769,75 m kolom udara N
= putaran kerja
Universitas Sumatera Utara
Maka :
rpm nq
5 ,
198 75
, 2769
6 ,
638 .
3000
4 3
= =
Disamping itu berlaku hubungan putaran spesifik dengan bilangan kecepatan aliran
σ yaitu :
2 ,
1 8
, 157
5 ,
198 367
1 8
, 157
= =
= hal
Lit nq
σ
4.2 Perencanaan Poros
Poros merupakan salah satu komponen utama mesin.Dalam perancanaan ini, fungsi utama poros adalah untuk memindahkan daya putaran serta mandukung
pembebanan dari impeler. Pada perancanaan poros,hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah :
1. Kekuatan poros untuk menambah beban, seperti beban puntir, beban lentur
atau gabungan puntir dan luntur. 2.
Kekuatan poros, getaran akibat benturan,atau defleksi putaran trelalu besar. 3.
Putaran kritis,bila putaranporos berada pada putaran kritis poros akan mengalami getaran yang besar.
4. Korosi, ketahanan poros terhadap fluida yang bersifat korosi.
Maka untuk poros dengan beban yang berat digunakan baja paduan dengan pengerasan kulit. Untuk itu dipilih bahan poros adalah baja khrom nikel molibden
JIS G 4103 dengan kode SNCM 25 dengan komposisi sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
C = 0,12 – 0,18 Ni = 4,00 – 4,50
Si = 0.15 – 0,35 Cr = 0,70 – 1,00
Mn = 0.30 – 0,60 Fe = 93,37 – 94,73
4.2.1 Perhitungan poros
•
Daya yang ditranmisikan Pd
Pd = Fc . Pk Lit 5 hal 7
Dimana: Pk = Daya kompresor 239,903 MW
Fc = Faktor koreksi 1,1 – 1,2 = 1,2 diasumsikan Lit 5 hal 7
Maka ; Pd = 1,2 x 239,903
= 287,8 MW
•
Momen torsi yang ditransmisikan T
mm kg
kw n
Pd T
. 10
. 39
, 934
3000 10
. 8
, 287
10 .
4 ,
97 10
. 74
, 9
5 3
5 5
= =
=
Universitas Sumatera Utara
•
Tegangan geser yang diizinkan σ
a
8 5
.
2 1
hal Lit
Sf Sf
b a
σ σ =
Dimana : σ
b
= Kekuatan tarik beban = 110 kgmm
2
Sf
1
= Faktor keamanan kelelahan puntir = 6,0 untuk bahan baja S – C
Sf
2
= Faktor keamanan kekerasan permukaan = 1.3 – 3,0 Dipilih 1,5
Maka :
2
22 ,
12 5
, 1
. 6
110 mm
kg
a
= =
σ
•
Diameter poros
Dihitung dari persaman ;
3 1
. .
. 1
, 5
= T
Cb Kt
d
a p
σ Dimana; Kt = Faktor koreksi terhadap momen puntir. Besarnya 1,0 - 1,5 jika
beban dikenakan kejutan dan tumbukan Kt = 1,2 diasumsikan Cb = Faktor koreksi untuk beban lentur
= 1,2 – 2,3 Diasumsikan 1,5 Maka :
mm d
p
390 10
. 39
, 934
5 ,
1 2
, 1
22 ,
12 1
, 5
5
=
=
Universitas Sumatera Utara
Dari standrat poros yang ada maka dipilih diameter poros yang direncanakan adalah dp = 400 mm. Lit 5 hal 9
4.2.2 Pemeriksaan kekuatan poros
Ukuran poros yang diperoleh harus diuji kekuatannya. Pengujian dilakukab dengan memeriksa tegangan geser akibat momen puntir yang berkerja pada poros
Apabila tegangan geser ini melampaui tegangan geser izin yang dapat ditahan oleh bahan, maka proses akan mengalami kegagalan. Untuk analisa keamanan dapat
dilakukan perhitingan berikut ini ; •
Tegangan geser yang timbul pada proses selama beroperasi σ
g
2 3
5
59 ,
7 400
10 .
39 ,
934 1
, 5
7 5
1 ,
5
3
mm kg
x hal
Lit d
T x
d g
= =
= σ
Dari perhitungan diatas dapat dilihat bahwa tegangan geser yang timbul pada poros selama beroperasi σ
g
= 7,59 kg mm
2
jauh lebih kecil dari tegangan geser izin poros σ
a
= 12,22 kg mm
2
.Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa poros aman untuk digunakan.
4.3 Perencanaan pasak
Kategori