191
k
V V
p p
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
=
2 1
1 2
dimana k =
v p
c c
; untuk udara k = 1,4 Dari rumus terlihat, tekanan yang dihasilkan sebanding dengan
perbandingan kompresi dipangkatkan k. Kalau dibandingkan dengan kompresi isotermal dengan perubahan volume yang sama akan
menghasilkan tekanan yang lebih besar. Karena hal tersebut, kerja yang dibutuhkan pada kompresi adiabatik lebih besar daripada kompresi
isotermal.
Gambar 9.15 Proses kompresi adiabatik
3. Proses kompresi politropik
Proses kompresi sebenarnya secara isotermal dan adiabatis tidak dapat diaplikasikan, seperti yang sudah dijelaskan di atas. Proses
kompresi yang bekerja menggunakan prinsip di antara proses isotermal dan adiabatis yaitu kompresi politropik. Proses politropik dapat mewakili
proses sesungguhnya dari kompresor. Hubungan antara p dan V pada proses ini adalah sebagai berikut ;
n
pv
= tetap
V m
3
p atm p
2
V
1
V
2
p
1
Di unduh dari : Bukupaket.com
192
n
V V
p p
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
=
2 1
1 2
dengan 1 n 1,4 n ≈
1,25 ~ 1,35 dimana n
= indeks politropik n
= 1 isotermal n
= 1,4 adiabatis
D.2. Temperatur Kompresi, Perbandingan Tekanan dan Kerja
Temperatur gas akan naik setelah kompresi, baik secara adiabatis atau politropis, karena panas disolasi, sehingga semua panas
diubah menjadi temperatur. Kecuali pada kompresi isotermal tidak ada perubahan temperatur, karena temperatur dipertahankan normal..
Hubungan antara tekanan dan temperatur dapat dirumuskan dengan persamaan:
mn n
d s
s d
p p
T T
1 −
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
=
dimana T
d
= temperatur mutlak gas mampat ke luar K T
s
= temperatur hisap gas masuk K m = jumlah tingkat kompresi ; m =1,2,3,..
s d
p p
=
isap gas
tekanan keluar
mampat gas
tekanan
= perbandingan tekanan Adapun besarnya kerja yang dibutuhkan untuk proses kompresi adalah
sebagai berikut :
⎥ ⎥
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎢ ⎢
⎣ ⎡
− ⎟⎟
⎠ ⎞
⎜⎜ ⎝
⎛ −
=
−
1 1
1 n
n s
d s
s ad
p p
V P
n n
W
Kerja untuk proses kompresi isotermal dengan pendinginan Untuk p
k
adalah tekanan terakhir dari satu tingkat kompresi atau dari banyak tingkat. Pada kompresor torak satu tingkat digunakan satu
silinder, untuk yang bertingkat banyak digunakan lebih dari satu silinder. .
Untuk kompresor jenis turbo, jumlah tingkat sama dengan jumlah impeler. Sebagai contoh kompresor torak tiga tingkat, udara mampat dari
tingkat pertama akan dike luarkan silinder pertama dan akan masuk ke silinder ke dua melalui katup hisap, kemudian dikompresi lagi, setelah itu
gas mampat dike luarkan dan masuk ke silinder tiga untuk proses kompresi terakhir. Dari proses kompresi pada silinder ke tiga diperoleh
tekanan terakhir p
k
. Metode ini dipakai juga untuk kompresor jenis lain yang bertingkat banyak.
Di unduh dari : Bukupaket.com
193
Gambar 9.16 Perbandingan kerja yang dibutuhkan untuk proses kompresi isotermal dan proses kompresi adiabtik
Dari Gambar 9.16 tersebut di atas terlihat kompresor dengan kompresi isotermal memerlukan lebih kecil energi atau kerja,
dibandingkan dengan kompresi adiabatik. Tetapi proses kompresi tidak pernah dapat berlangsung isotermal, kecuali dengan penambahan alat
pendingin pada kompresor, sehingga udara yang ke luar kompresor bertemperatur sama dengan sebelum masuk kompresor. Alat pendingin
tersebut dipasang pada kompresor banyak tingkat, terutama pada kompresor radial. Antar tingkat kompresor dipasang pendingin yang biasa
disebut dengan intercooler. Pada gambar 9.17 adalah kompresor dua tingkat dengan intercooler. Dengan memasang bertingkat, kompresor
akan bekerja lebih ringan, karena menghemat sebagian kerja kompresi.
Gambar 9.17 Penghematan kerja pengkompresian dengan memasang kompresor dua tingkat
Luasan ABCDOA adalah kerja dari kompresor untuk kompresi isoternal
Luasan ABC DOA adalah kerja dari
kompresor untuk kompresi adiabatik
V m
3
D
A O
C
B P atm
C
isotermal adiabatik
V m
3
p atm p
2
V
1
V
2
p
1
intercooler
Di unduh dari : Bukupaket.com
194
Kompresor bertingkat digunakan untuk memperoleh perbandingan tekanan yang tinggi. Untuk memperoleh perbandingan tekanan yang
besar, kalau hanya menggunakan kompresi satu tingkat kurang efektif karena efisiensi volumetriknya rendah, namun sebaliknya kalau jumlah
tingkatnya terlalu banyak, kerugian geseknya menjadi terlalu besar. Karena alasan tersebut, harus dipilih jumlah tingkat yang pas, sehingga
efisiensi proses kompresi tinggi.
E. Efisiensi Kompresor
