Segitiga Kecepatan pada Kompresor

138

4.2.6 Segitiga Kecepatan pada Kompresor

a Pada sisi masuk Impeler Untuk mendapatkan segitiga kecepatan pada sisi masuk impeller, harus ditentukan dahulu besarnya sudut masuk mata impeller 1 α . Dalam perencanaan ini ditentukan kecepatan udara pada sisi masuk sudu c 1 arahnya tegak lurus terhadap kcepatan keliling sudu u 1 . - Kecepatan keliling masuk sudu u 1 dapat dihitung dengan persamaan : 60 1 1 n D u × × = π 60 90000 14 , 3 039 , 1 rpm m u = 69 , 183 1 = u ms Besarnya sudut keluar mata sudu atau sudut masuk sisi impeller 1 β dapat dilihat dari segitiga kecepatan masuk seperti pada gambar W 1 C 1 1 β U 1 Gambar 4.7 Segitiga kecepatan masuk kompresor Universitas Sumatera Utara 139 - Sudut antara sudu 1 β dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : arc = 1 β tan 1 1 u C arc = 1 β tan s m s m 69 , 183 06 , 181 o 58 , 44 1 = β - Kecepatan relatif masuk impeller w 1 dapat dihitung melaui persamaan 1 1 1 cos β u w = o s m w 58 , 44 cos 69 , 183 1 = 89 , 257 1 = w ms - Kecepatan radial absolute masuk impeller c m 1 c c m = = 181,06 ms b Pada sisi keluar - Kecepatan keliling keluar impeler u 2 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : 60 2 2 n D u π = Kehingga kecepatan keliling keluar impeler 60 90000 14 , 3 081 , 2 rpm m u = 51 , 381 2 = u ms Universitas Sumatera Utara 140 W 2 C 2 C 2m 2 β C w2 U 2 Gambar 4.8 Segitiga kecepatan keluar kompresor - Sudut tangensial keluar 2 β Dalam hal ini dipilih jenis sudu adalah sudu pukulan belakang backward curved vane, dikarenakan dengan efesiensi yang tinggi dengan besar sudut. dimana 2 β = 60 o ∼ 70 o 2 β = 60 o direncanakan - Kecepatan relatif teoritis keluar sudu C 2m dapat dihitung melaui rumus : 2 2 2 D b V C s m π = Dimana V s = Adalah volume aliran pada sisi keluar m 3 s V s = out k w ρ Massa jenis udara pada sisi keluar adalah : 02 02 RT P out = ρ Universitas Sumatera Utara 141 Maka massa jenis udara dapat diperoleh : 49 , 395 . 287 206600 K K kg J Pa out = ρ 3 82 , 1 m kg out = ρ Sehingga V s = 3 82 , 1 179 , m kg s kg V s = 098 , m 3 s Maka : 081 , 14 , 3 00625 , 098 , 3 2 m m s m C m = 87 , 61 2 = m C ms Dimana untuk C w2 didapatkan : 2 2 2 2 tan w m C U C − = β 2 51 , 381 87 , 61 60 tan w o C s m s m − = C w2 = 345,62 ms Dari gambar segitiga kecepatan akan diperoleh : - Sudut keluar teoritis 2 α 2 2 2 arctan w m C C = α s m s m 62 , 345 87 , 61 arctan 2 = α o 21 , 10 2 = α Universitas Sumatera Utara 142 - Kecepatan radial pada sisi keluar c 2 2 2 2 sin α m c c = o s m c 21 , 10 sin 87 , 61 2 = , 349 2 = c ms Temperatur gas keluar impeler pada keadaan statik dapat dicari dengan rumus : Dimana T 02 = T 03 . 1005 2 , 349 49 , 395 2 2 K kg J s m T − = 90 , 334 2 = T K Sehingga didapatkan tekanan gas keluar impeler pada keadaan statik yaitu : 1 02 2 02 2 −     = γ γ T T P P 5 , 3 02 2 49 , 395 9 , 334       = K K P P 559 , 02 2 = P P Dimana bahwa hubungan antara tekanan masuk dan keluar kompresor adalah sebagai berikut ini : 1 01 01 02 01 02 1 −       − + = γ γ η T T T P P c 1 4 , 1 4 , 1 01 02 303 303 49 , 395 74 , 1 −     − + = P P 034 , 2 01 02 = P P Universitas Sumatera Utara 143 Dimana,         =     01 02 02 2 01 2 P P P P P P 034 , 2 559 , 01 2 =     P P Sehingga didapatkan, 137 , 1 01 2 =     P P 10 01325 , 1 137 , 1 5 2 Pa P × = Pa P 5 2 10 152 , 1 × =

4.2.7 Perencanaan sudu a Jumlah sudu Z