MAKALAHTERMODINAMIKA TERAPAN

APLIKASI KOMPRESOR PADA AIR MINUM

KELOMPOK 11

Hj Fazarita Hayati H1E108011

Nashiratun Amanah H1E108038

Aditya Noor Rakhmad H1E108039

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGANFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBANJARBARU

2010KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas

taufik dan hidayah-Nya maka usaha – usaha penulis dalam membuat makalah ini

dapat terselesaikan sesuai harapan.

Maksud penulisan makalah diharapkan dapat memberikan tambahan ilmu

pengetahuan dan wawasan mengenai materi yang di sampaikan ini. Selain itu

penulisan makalah ini juga sebagai tambahan referensi sehingga diharapkan dapat

saling melengkapi dalam pembahasannya.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu

penulisan makalah ini yang tidak bisa di sebutkan satu per satu. Saran dan kritik yang

konstruktif tetap penulis harapkan serta akan penulis jadikan sebagai bahan perbaikan

dan penyempurnaan makalah ini.

Akhirnya penulis mohon maaf apabila ada kekurangan dalam penyusunan

makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Banjarbaru, Mei 2010

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

BAB II ISI

BAB III PEMBAHASAN

BAB IV PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Populasi manusia yang semakin meningkat menyebabkan kebutuhan akan

sumber daya semakin meningkat pula. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka

pada saat sekarang ini banyak bermunculan industri-industri modern. Kebanyakan

proses industri menuntut pemindahan objek atau bahan dari satu tempat ke tempat

lain, atau membutuhkan, atau menekan suatu produk. Proses-proses yang terjadi di

industri ini tidak terlepas dari hukum termodinamika.

Termodinamika merupakan suatu bidang ilmu pengetahuan tentang yang

berurusan dengan kalor, kerja dan sifat substansi yang berkaitan kerja atau kalor.

Seperti halnya pengetrahuan / ilmu – ilmu dasar, termodinamika berbasiskan

pengalaman yang di formulasikan dalam hokum dasar seperti hukum termodinamika

nol, satu, dua dan tiga.

Banyak alat-alat modern yang menggunakan hukum-hukum termodinamika.

Seperti incinerator, blower, aerator, rotary clean, pompa, turbin uap, dan kompresor.

Kompresor merupakan alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan

fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat

untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar

(dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk

kebutuhan reaksi). Kompresor biasanya digunakan pada pengolahan air bersih di

PDAM. Kebutuhan air bersih pada saat sekarang ini penting karena semakin

meningkatnya krisis air bersih.

1.2 TUJUAN

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui terapan

hukum termodinamika, mengetahui manfaat dan kegunaan kompresor serta

penerapan kompresor dalam pengelolaan air minum.

1.3 METODE PENULISAN

Dalam pembuatan makalah ini, metode yang digunakan adalah metode

kepustakaan, yaitu dengan mengumpulkan data-data dari literatur-literatur dan jurnal

penelitian yang bersangkutan dengan hukum termodinamika dan kompresor. Selain

itu pengumpulan data juga di dapat dari pencarian informasi-informasi dari internet

yang kemudian di analisis menjadi suatu masalah.

BAB II

ISI

2.1 KEBUTUHAN AIR BERSIH

Air bersih adalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yang bermutu baik

dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan

aktivitas mereka sehari-hari termasuk diantaranya adalah sanitasi. Untuk konsumsi

air minum menurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak

berasa, tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Walaupun

air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah

tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun

bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya,

terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini.

Air bersih yang akan diolah sebagai bahan baku bisa diperoleh dari:

a. Sungai

Rata-rata lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar diperoleh dari sungai-

sungai di dunia. Ketersediaan ini (sepadan dengan lebih dari 7.000 meter kubik untuk

setiap orang) sepintas terlihat cukup untuk menjamin persediaan yang cukup bagi

setiap penduduk, tetapi kenyataannya air tersebut seringkali tersedia di tempat-tempat

yang tidak tepat. Sebagai contoh air bersih di lembah sungai Amazon walupun

ketersediaannya cukup, lokasinya membuat sumber air ini tidak ekonomis untuk

mengekspor air ke tempat-tempat yang memerlukan.

b. Curah hujan

Dalam pemanfaatan hujan sebagai sumber dari air bersih, individu

perorangan/ berkelompok/ pemerintah biasanya membangun bendungan dan tandon

air yang mahal untuk menyimpan air bersih di saat bulan-bulan musim kering dan

untuk menekan kerusakan musibah banjir.

Walaupun air meliputi 70% permukaan bumi dengan jumlah kira-kira 1,4 ribu

juta kilometer kubik, namun hanya sebagian kecil saja dari jumlah ini yang dapat

benar-benar dimanfaatkan, yaitu kira-kira hanya 0,003%. Sebagian besar air, kira-kira

97%, ada dalam samudera atau laut, dan kadar garamnya terlalu tinggi untuk

kebanyakan keperluan. Dari 3% sisanya yang ada, hampir semuanya, kira-kira 87

persennya,tersimpan dalam lapisan kutub atau sangat dalam di bawah tanah.

Keributan masalah air bersih bisa terjadi dalam suatu negara, kawasan,

ataupun berdampak ke benua luas karena penggunaan air secara bersama-sama. Di

Afrika, misalnya, lebih dari 57 sungai besar atau lembah danau digunakan bersama

oleh dua negara atau lebih; Sungai Nil oleh sembilan, dan Sungai Niger oleh 10

negara. Sedangkan di seluruh dunia, lebih dari 200 sungai, yang meliputi lebih dari

separo permukaan bumi, digunakan bersama oleh dua negara atau lebih. Selain itu,

banyak lapisan sumber air bawah tanah membentang melintasi batas-batas negara,

dan penyedotan oleh suatu negara dapat menyebabkan ketegangan politik dengan

negara tetangganya.

Di seluruh dunia, kira-kira 20 negara, hampir semuanya di kawasan negara

berkembang, memiliki sumber air yang dapat diperbarui hanya di bawah 1.000 meter

kubik untuk setiap orang, suatu tingkat yang biasanya dianggap kendala yang sangat

mengkhawatirkan bagi pembangunan, dan 18 negara lainnya memiliki di bawah

2.000 meter kubik untuk tiap orang. Penduduk dunia yang pada 2006 berjumlah 5,3

miliar diperkirakan akan meningkat menjadi 8,5 miliar pada tahun 2025 akan didera

oleh ketersediaan air bersih. Laju angka kelahiran yang tertinggi justru terjadi tepat di

daerah yang sumber-sumber airnya mengalami tekanan paling berat, yaitu di negara-

negara berkembang.

2.2 PENGERTIAN KOMPRESOR

Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan

fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat

untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar

(dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk

kebutuhan reaksi). Selain itu kompresor dapat diartikan sebagai alat untuk memompa

bahan pendingin (refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari

kompresor adalah untuk menaikan tekanan dari uap refrigeran sehingga tekanan pada

kondensor lebih tinggi dari evaporator yang menyebabkan kenaikan temperatur dari

refrigeran. Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka

waktu yang lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem refrigerasi

kompresi uap dan juga kapasitas refrigerasi. Suatu mesin refrigerasi tergantung pada

kemampuan kompresor untuk memenuhi jumlah gas refrigeran yang perlu

disirkulasikan. Kompresor berfungsi untuk menghisap uap refrigeran yang berasal

dari evaporator dan menekannya ke kondenser sehingga tekanan dan temperaturnya

akan meningkat ke suatu titik dimana uap akan mengembun pada temperatur media

pengembun.

Kompresor pada dasarnya bekerja dengan cara memanpatkan gas. Karena

kompresor adalah mesin untuk menempatkan udara atau gas. Kompresor udara

biasanya mengisap udara dari atmofsir. Namun adapula yang mengisap udara atau

gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmofsir. Dalam kehidupan modern

seperti sekarang ini kompresor mempunyai kegunaan yang sangat luas dihampiri

segala bidang baik di bidang industri, pertanian, rumah tangga, dsb. Jenis dan

ukurannyapun baraneka ragam sesuai dengan pemakainya.

2.2 JENIS - JENIS KOMPRESOR

Terdapat dua jenis kompresor dasar: positive-displacement and dinamik.

Pada jenis positive-displacement, sejumlah udara atau gas di-trap dalam ruang

kompresi dan volumnya secara mekanik menurun, menyebabkan peningkatan

tekanan tertentu kemudian dialirkan keluar. Pada kecepatan konstan, aliran udara

tetap konstan dengan variasi pada tekanan pengeluaran. Kompresor dinamik

memberikan enegi kecepatan untuk aliran udara atau gas yang kontinyu

menggunakan impeller yang berputar pada kecepatan yang sangat tinggi. Energi

kecepatan berubah menjadi energi tekanan karena pengaruh impeller dan volute

pengeluaran atau diffusers.Pada kompreosr jenis dinamik sentrifugal, bentuk dari

sudu-sudu impeller menentukan hubungan antara aliran udara dan tekanan (atau

head) yang dibangkitkan.

1. Kompresor reciprocating

Dalam industri, kompresorr reciprocating paling banyak digunakan untuk

mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda

dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan

pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap

kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan. Kompresor reciprocating tersedia dalam

berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu

horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor

reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm.

Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 –

5000 cfm untuk desain multi-tahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap

(Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating biasanya

merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi

dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai

aksi ganda. Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika

keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder

yang parallel. Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio

kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/ tekanan masuk absolut) dapat

menyebabkan suhu pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin

dua tahap yang digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu

pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160 0C), sedangkan pada mesin satu tahap

suhu lebih tinggi (205 to 240 0C).

Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating

diatas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap

kompresor dikelompokkan secara seri Udara biasanya didinginkan diantara masing-

masing tahap untuk menurunkan suhu dan volum sebelum memasuki tahap

berikutnya (Dewan Produktivitas Nasional, 1993). Kompresor udara reciprocating

tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan

maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan

kisaran tekanan dan kapasitas.

2. Kompresor Putar/ Rotary

Kompresor rotary mempunyai rotor dalam satu tempat dengan piston dan

memberikan pengeluaran kontinyu bebas denyutan. Kompresor beroperasi pada

kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi

dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah, bentuknya

kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular di

industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150

kW.

Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan

pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu:

1. Kompresor Torak (Reciprocating Compressor)

2. Kompresor Rotari (Rotary Compressor)

3. Kompresor Sentrifugal (Centrifugal Compressor)

4. Kompresor Screw

5. Kompresor Scroll

Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa

digunakan pada system refrigerasi kompresi uap, yaitu:

1. Kompresor Hermetik

2. Kompresor SemiHermetik

3. Kompresor Open Type

Kompresor yang digunakan adalah kompresor torak dengan 6 silinder. Keuntungan

dari kompresor jenis ini ialah :

1. Konstruksi lebih kompak

2. Kecil kemungkinannya terjadi kebocoran refrigeran

3. Kapasitas besar

Untuk menentukan seberapa temperatur yang dapat dicapai di evaporator,

antara lain di tentukan oleh berapa rendah temperatur penguapan di evaporator. Hal

ini tergantung dari bahan pendinginan dan jenis kompresor yang dipakai. Kompresor

yang digunakan di KPPC Sinar Mulya Cihideung adalah kompresor torak dengan

jenis semi hermetik. Kompresor di KUD Cihideung ini dilengkapi dengan oil

separator.

Klasifikasi kompresor dapat digolong-golongkan atas beberapa, yaitu :

A. Kompresor yang digolongkan atas dasar tekananya.

Kompresor atas golongan dibagi atas 3, yaitu :

1. Kompresor (pemampat) dipakai untuk jenis yang bertekanan tinggi.

2. Blower (peniup) dipakai untuk bertekanan rendah.

3. Fan (kipas) dipakai untuk yang bertekanan sangat rendah.

B. Atas dasar pemampatanya kompresor dapat dibagi atas 2, yaitu :

1. Jenis Turbo

Jenis turbo menaikan tekanan dan kecepatan gas-gas dengan gaya

sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeler atau dengan gaya angkat (lift)

yang ditimbulkan oleh sudu.

2. Jenis Perpindahan

Jenis perpindahan menaikkan tekanan dengan memperkecil atau

memafaatkan volume gas yang dihisap ke dalam silinder atau stator oleh

torak atau sudu. Jenis perpindahan ini dibagi 2 macam, yaitu :

a. Jenis putar (rotary)

Jenis ini dibagi atas beberapa, yaitu :

- Kompresor Sekrup.

- Kompresor Sudu Luncur.

- Konpresor Roots

b. Jenis Bolak-balik

C. Kompresor yang dibagi atas dasar Konstruksinya.

Berdasarkan atas ini dibagi atas berbagai macam, yaitu :

1. Berdasarkan Jumlah Tingkat Kompresis, yaitu: Satu Tingkat, Dua Tingkat,

dan banyak Tingkat.

2. Berdasarkan Langkah Kerja, yaitu: Kerja Tunggal (Single Acting), Kerja

Ganda (Double Acting).

3. Berdasarkan Susunan Silinder, yaitu: Mendatar, Tegak, Bentuk–L, Bentuk–V,

Bentuk–W, Bentuk Bintang, Lawan Berimbang (Balance Oposed).

4. Berdasarkan Cara Pendingin, yaitu, Pendingin Air, Pendingin Udara.

5. Berdasarkan Transmisi Penggerak, yaitu: Langsung, Sabuk–V, Roda Gigi.

6. Berdasarkan Penempatanya, yaitu: Permanen (stationery), dapat dipindahkan

(portable).

7. Berdasarkan Cara Pelumasannya, yaitu: Pelumas Minyak, Tanpa Minyak.

Dalam makalah ini yang akan dibicarakan hanya mengenai kompresor jenis

bolak balik yaitu: Kompresor Sekrup. Kompresor sekrup termasuk jenis kompresor

perpindahan positif yang tergolong macam kompresor putar (rotary). Kompresor

sekrup akhir-akhir. Ini mengalami perkembangan pesat untuk tekanan antara 7 – 8,5

Kg F/ cm2 (0,69 – 0,83 Mpa) kompresor sekrup cenderung dipakai daripada

kompresor torak. Disini akan dijelaskan prinsip kerja kompresor sekrup jenis injeksi

minyak maupun jenis bebas minyak. Adapun prinsip kerja dari pada kompresor

sekrup secara umum adalah : “Kompresor sekrup mempunyai sepasang rotar

berbentuk sekrup yang satu mempunyai alur yang permukaannya cembung dan yang

satu permukaannya cekung. Pasangan rotar ini berputar dalam arah saling berlawanan

seperti sepasang roda gigi. Dari uraian di atas jelas bahwa proses pengisapan

kompresi dan pengeluaran dilakukan secara berturutan oleh sekrup. Dengan demikian

fluktuasi aliran maupun momen punter poros menjadi sangat kecil. Selain itu rotar

yang seimbang dan berputar murni tanpa adanya bagian yang bergerak bolak-balik

sangat mengurangi getaran.

Kompresor sekrup ini terdiri atas beberapa bagian alat, yaitu:

1. Alat Pengatur Kapasitas

Untuk mengatur kapasitas kompresor sekrup jenis injeksi minyak, Umumnya

dipakai pembebas beban trotel isap. Alat ini akan merasakan kenaikan tekanan keluar

dalam kompresor dan mengatur volume aliran udara dari 100% sampai 0% tanpa

bertingkat dengan jalan menutup katup pembebas beban secara berangsur-angsur.

Tekan udara keluar kompreor pada pemisah minyak disalurkan kesisi torak atas torak

pembebas beban melalui katup reduksi tekananan. Tekanan udara dari pemisah

minyak juga disalurkan kesisi bawah torak pembebas beban melalui katup pengatur

tekanan. Jika tekanan udara di dalam pemisah minyak naik melebihi yang ditentukan,

katup pengatur tekanan akan terbuka dan udara mulai mengalir. Aliran udara ini akan

menggertak korak pembebas beban untuk mengurangi volume udara yang diisap.

Katup magnetik 3 jalan mengatur udara untuk menutup cepat katup pembebas beban

untuk mencegah aliran balik udara di dalam waktu kompresor diberhentikan.

2. Perlatan Pembantu Kompresor

Peralatan pembantu kompresor sekrup adalah sama dengan seperti yang

diperlukan untuk kompresor torak, kecuali satu hal. Kompresor sekrup tidak

memerlukan tangki udara, kecuali pada kompresor yang menggunakn injeksi minyak.

Disini pemisah minyak berfungsi seperti tangki udara. Untuk kompresor sekrup

berukuran kecil dengan injeksi minyak yang berdaya kurang dari 100 kw, terdapat

kemasan dimanan badan kompresor dan semua peralatan pembantunya terselubung

bahan isolasi suara sehingga bentuknya padat dan operasi tidak bersik.

Peralatan yang penting diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Saringan Udara

Jika udara yang diisap kompresor mengandung banyak debu maka silinder

dan cincin torak akan cepat aus bahkan dapat terbakar. Karena itu kompresor

harus diperlengkapi dengan saringan udara yang dipasang pada sisi isapnya.

Saringan yang banyak dipakai saat ini terdiri dari tabung-tabung penyaring yang

berdiameter 10 mm dan panjangnya 10 mm. Tabung-tabung ini ditempatkan

dalam kotak berlubang-lubang atau keranjang kawat, yang dicelupkan dalam

genangan meinyak. Udara yang diisap kompresor harus mengalir melalui minyak

dan tabung-tabung yang lembab oleh minyak. Dengan demikian jika ada debu

yang terbawa akan melekat pada saringan sehingga udara yang masuk kompresor

menjadi bersih. Aliran melalui saringan tersebut sangat turbulen dan arahnya

membalik hingga besar sebagian besar partikel-partikel debu akan tertangkap

disini.

2. Katup Pengaman

Katup pengaman harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat

kompresor. Katup ini harus membuka dan membuang udara keluar jika tekanan

melibihi 1,5 kali tekanan normal maksimum dari kompresor. Pengeluaran udara

harus berhenti secara tepat jika tekanan sudah kembali sangat dekat pada tekanan

normal maksimum.

3. Tangki Udara

Tangki udara dipergunakan untuk kompresor jenis minyak injeksi dimana

fungsinya sebagai pemisah minyak. Sementara pada jenis bebas minyak tidak

mempergunakan tangki udara. Tangki udara juga dipakai untuk menyimpan udara

tekan agar apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah-ubah jumlahnya dapat

dilayani dengan lancara. Selain itu, udara yang disimpan di dalam tangki udara

akan mengalami pendingin secara perlahan-lahan dan uap air yang mengmbun

dapat terkumpul di dasar tangki sewaktu-waktu dibuang. Dengan demikian udara

yang disalurkan kepemakai selain sudah dingin juga tidak terlalau lembab.

4. Peralatan Pengaman Yang Lain

Komprosesor juga memiliki alat-alat pengaman berikut ini untuk menghindari

kecelakaan, yaitu :

a. Alat petunjuk tekanan, rele tekanan minyak

b. Alat penunjuk temperature dan rele termal (untuk temperature udara keluar,

temperatur udara masuk, temperatur minyak dan temperatur bantalan.

c. Rele aliran air untuk mendeteksi aliran yang berkurang atau terhenti.

Kompresor sekrup terbagi menjadi dua, yaitu:

A. Kompresor Sekrup Jenis Injeksi Minyak

Pada kompresor ini minyak dalam jumlah yang cukup besar injeksi ke dalam

pasangan alur rotar yang sedang saling berkait pada proses kompresi. Adapun

maksudnya adalah :

1. Untuk mendinginkan udara yang sedang mengalami kompresi agar proses

kompresinya berjalan secara isotermal.

2. Untuk merapatkan celah antara alur-alur rotar yang berkait dengan dinding

rumah sehingga kebocoran dapat dikurangi

3. Untuk menggerakkan rotar beratur cekung oleh rotor beralur cembung dengan

memberikan pelumasan yang cukup.

Kompresor sekrup jenis injeksi minyak mempunyai tiga keistimewaan seperti

tersebut di atas sedangkan konstruksinya sederhana. Biasanya kompresor ini

digerakkan oleh motor listrik 2 katub atau 4 katub yang dihubungkan langsung

dengan rotor yang bersalur cembung. Sebagian bantalan rotor dipakai bantalan rol

atau bantalan bola kontak sudut. Udara yang diisap melalui saringan isap masuk ke

dalam kompresor melalui brotel isap setelah dimanfaatkan lalu dialirkan bersama

minyak injeksi ke dalam pemisahan minyak lalu disalurkan melalui katup cegah

pengatur tekanan. Minyak di dalam penampung selanjutnya didinginkan oleh

pendingin minyak lalu diinjeksikan kembali ke dalam kompresor oleh pompa roda

gigi yang dihubungkan langsung dengan ujung poros rotor kompresor. Temperatur

minyak injeksi harus diatur dengan baik agar tidak terlalu rendah hingga terjadi

pengembunan uap air di dalam penampung minyak, dan juga agar tidak terjadi

oksiolasio minyak karena temperatur yang terlalu tinggi. Bila kompresor

dioperasikan pada tekanan rendah, kecepatan udara yang melalui pemisah minyak

menjadi turun. Untuk mengatasi masalah ini, system dilengkapi dengan tekanan

keluar supaya tetap diatas 4 sampai 5 kg t / cm2 (0,35 sampai 0,49 Mpa).Alat

pemisah minyak berfungsi sebagai pemisah minyak dan menampung minyak serta

udara. Udara bekas yang mengandung banyak minyak membentur dinding luar

pemisah minyak dan kemudian sebahagian besar minyak terpisah serta jatuh ke

penampung bawah. Partikel-partikel minyak yang halus dan terbawa oleh aliran udara

akan tertangkap oleh elemen wol lalu terkumpul di dasar pemisah wol ini. Minyak

yang terkumpul akan disirkulasikan kembali ke dalam lubang isapkompresor melalui

pipa minyak tangkapan. Pendingin minyak menggunakan air sebagai pendingin. Air

mengalir melalui pipa dan minyak dari penampung dialirkan di sebelah luar pipa di

dalam bejana pendingin hingga turun temperaturnya menjadi 50- 600C.

B. Kompresor Sekrup Jenis Bebas Minyak

Disini ditunjukkan kompresor 2 tingkat dimana rotor yang beralur cembung

pada tingkat-I dan tingkat-II mempunyai empat gigi. Rotor ini digerakkan melalui

roda gigi peningkat putaran. Rotor yang beralur cekung mempunyai 6 gigi dan

beralur cembung mempunyai 4 gigi. Kedua rotor ini berputar dalam arah berlawanan

dengan perbandingan putaran 2 : 3 yang diperoleh melalui sepasang roda gigi. Rotor

ditumpu kedua ujungnya oleh bantalan radial. Salah satu ujungnya diberi bantalan

aksial untuk menahan gaya aksial yang timbul dari perbedaan tekanan udara yang

bekerja pada kedua ujung rotor. Celah antara puncak gigi rotor dinding dalam rumah

dibuat tetap, sedangkan celah antara kedua rotor dapat di jaga tetap dengan

menyesuaikan kelonggaran pasangan roda gigi. Jadi karena tidak ada sentuhan antara

gigi dengan gigi rotor maupun antara kedua rotor dengan rumah maka tidak

diperlukan pelumasan. Untuk merapatkan poros pada rumah (agar kebocoran udara

dapat dicegah). Dipergunakan perapat labirin yang terbuat dari cincin-cincin karbon.

Untuk mencegah minyak terisap ke dalam rumah, poros diperlengkapi dengan paking

penyapu minyak diantara bantalan dan paking poros. Sebahagian minyak pelumas

mengalir melalui sebuah lubang pada ujung poros rotor melalui rongga tengah rotor

untuk mendinginkan rotor. Kompresor sekrup bebas minyak bekerja dengan putaran

tinggi sampai beberapa ribu rpm untuk menghindari performansi yang buruk karena

kebocoran melalui kelonggaran-kelonggaran yang ada. Putaran tinggi ini dapat

dicapai dengan menggunakan roda gigi peningkatan putaran.

Udara dikompresikan sampai tekanan menengah oleh kompresor tingkat

pertama, kemudian didinginkan di pendingin antara. Pada tingkat ke 2 udara

dikompresikan lebih lanjut sampai tekanan keluar dan didinginkan lagi kependingin

akhir. Pada pipa keluar dipasang katup cegah. Berbeda dengan jenis injeksi minyak,

komprensi ini tidak mempergunakan minyak diantara rotornya sehingga udara yang

dihasilkan akan bersih dan bebas minyak.

2.3. KAPASITAS KOMPRESOR

Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang ditekan dan dialirkan

pada kondisi suhu total, tekanan total, dan diatur pada saluran masuk kompresor.

Debit aliran yang sebenarnya, bukan merupakan nilai volum aliran yang tercantum

pada data alat, yang disebut juga pengiriman udara bebas/ free air delivery (FAD)

yaitu udara pada kondisi atmosfir di lokasi tertentu. FAD tidak sama untuk setiap

lokasi sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapat berbeda untuk lokasi dan waktu

yang berbeda.

Kompresor yang sudah tua, walupun perawatannya baik, komponen bagian

dalamnya sudah tidak efisien dan FAD nya kemungkinan lebih kecil dari nilai

rancangan. Kadangkala, faktor lain seperti perawatan yang buruk, alat penukar panas

yang kotor dan pengaruh ketinggian juga cenderung mengurangi FAD nya. Untuk

memenuhi kebutuhan udara, kompresor yang tidak efisien mungkin harus bekerja

dengan waktu yang lebih lama, dengan begitu memakai daya yang lebih dari yang

sebenarnya dibutuhkan.

Pemborosan daya tergantung pada persentase penyimpangan kapasitas FAD.

Sebagai contoh, kran kompresor yang sudah rusak dapat menurunkan kapasitas

kompresor sebanyak 20 persen. Pengkajian berkala terhadap kapasitas FAD untuk

setiap kompresor harus dilakukan untuk memeriksa kapasitas yang sebenarnya. Jika

penyimpangannya lebih dari 10 persen, harus dilakukan perbaikan. Metoda ideal

pengkajian kapasitas kompresor adalah melalui uji nosel dimana nosel yang sudah

dikalibrasi digunakan sebagai beban, untuk membuang udara tekan yang dihasilkan.

Alirannya dikaji berdasarkan suhu udara, tekanan stabilisasi, konstanta orifice, dll.

2.4 KEGUNAAN KOMPRESOR

Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini kompresor mempunyai

kegunaan yang sangat luas dihampiri segala bidang baik di bidang industri, pertanian,

rumah tangga, dsb. Jenis dan ukurannya pun baraneka ragam sesuai dengan

pemakainya. Udara tekan dalam kompresor mempunyai kegunaan yang luas sebagai

sumber tenaga. Jadi dapat disamakan dengan tenaga kistrik, tenaga air dan tenaga

hidrolik yang banyak digunakan pada industri modern. Beberapa pemakaian dalam

kehidupan sehari – hari yaitu:

1. rem pada bis dan kereta api serta pembuka atau penutup pintu

2. udara tekan untuk pengecetan

3. penggerak bor gigi pada perlatan dokter gigi

4. pemberi udara pada akuarium

5. pompa air panas pada sumber air panas

6. pembotolan minuman.

Sedangkan aplikasinya ke teknik lingkungan yaitu,

1. Pada proses pengecetan diperlukan udara hal itu berguna untuk mencegah

korosi akibat dari pencemaran udara

2. Pada perusahaan kimia dilakukan pemindahan LPG drai kapal ke kerta api

dengan menggunakan kompresor, hal tersebut guna membantu dalam

pengendalian kebocoran supaya tidak terjadi pencemaran

2.4.1 Kegunaan Kompresor Sekrup

Tenaga listrik dan air minum yang digunakan industri biasanya diperoleh dari

sumber luar. Tidak demikian halnya dengan udara tekanan yang harus dihasilkan di

dalam gedung dan pabrik. Karena itu diperlukan kompresor. Untuk ini karakteristik

dan konstruksi kompresor harus dipahami dan model yang paling sesuai untuk suatu

keperluan harus dipilih. Udara tekan yang dihasilkan kompresor hampir semua

industri termasuk industri pembuatan tambang, keramik, kimia, makanan, perikanan,

pekerjaan sipil dan pembangunan gedung. Beberapa yang kita kenal dalam kehidupan

sehari-hari diantaranya adalah :

Rem pada batas dan kereta api serta pembuka dan penutup pintunya

Udara tekan pada akuarium

Penggerak bor gigi pada peralatan dokter gigi

Pemberi udara pada akuarium

Pompa air panas pada sumber air panas.

Pembotolan air minum

Secara spesifik akan menguraikan kegunaan dari kompresor sekrup yang

digunakan oleh semua industri yaitu :

1. Pusat Listrik

Kegunaannya adalah untuk mengendalikan otomatik pada pembakar dalam

ketel uap.

2. Industri Keramik

Kegunaannya adalah untuk pengeringan dan penyemprotan dalam proses

pelapisan gelas dan untuk pendingin produk.

3. Pekerjaan Plat dan Permukaan

Kegunaannya adalah untuk alat musik, pengecatan dan pengeringan piano,

organ dan lain-lain.

4. Untuk industri makanan dan minuman

- Pembuatan Bir

Digunakan untuk mencampur bahan mentah pembuatan air

- Pembuatan Minuman Lunak

Digunakan untuk mesin pengisi botol

- Pengalengan

Digunakan Untuk Mesin Pemasang Tutup Botol

- Pembuatan Minyak dan Saus

Digunakan untuk pengisian

- Rokok

Digunakan untuk memasang filter

5. Industri Kimia

Kegunaannya : - Untuk mengaduk tangki kultur penisilin

- Untuk pengisian dan pengangkutan bahan kimia dengan

tekanan

6. Transportasi

Konveyor numeric digunakan untuk semen, gandum, kedelai an logam

7. Alat Prestise

Kamera, jam tangan, bantalan, instrument, peralatan elektronik kegunaannya

adalah untuk pengecetan, pelapisan, perakitan, pembersihan, pengadukan,

pengujian.

8. Tekstil

Kegunaannya : - Untuk mesin-mesin automatic

- Pengeringan dan pewarnaan

Jadi secara umum dapat disimpulkan bahwa kompresor di gunakan sebagai

alat bantu dalam pengolahan air bersih kemudian air bersih itu yang akan di

gunakan untuk industri modern.

2.4.2 Kelebihan Kompresor Sekrup

Udara tekan yang dihasilkan dengan kompresor mempunyai beberapa

kelebihan dibandingkan dengan listrik dan tenaga hidrolik dalam hal-hal berikut ini :

1. Konstruksinya dan operasi mesin serta fasilitasnya adalah sangat sederhana

2. Pemeliharaan dan pemeriksaan mesin dan peralatan dapat dilakukan dengan

mudah

3. Energi dapat disimpan

4. Kerja dapat dilakukan dengan cepat

5. Harga mesin dan peralatan relative murah

6. Kebocoran udara yang dapat terjadi tidak membahayakan dan tidak

menimbulkan pencemaran.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 TERMODINAMIKA

Pengabstrakan dasar atas termodinamika adalah pembagian dunia menjadi

sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk

dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. Dan pembagian sistem

menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi

sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci

dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter.Ketika sistem dalam

keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti

(atau keadaan sistem). Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari

sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem

itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian

selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan

fungsi keadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan

keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang

berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.

Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan.

Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi,

termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu

proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika"

biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep

utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super

pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-

setimbang. Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah

diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak

bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka

dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali

perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya

termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset

sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.

Kompresor adalah mesin untuk memanfatkan udara atau gas. Kompresor

udara biasanya mengisap udara dan atmosfer. Namun ada pula yang mengisap udara

atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor

bekerja sebagai penguat sedangkan kompresor yang mengisap gas yang bertekanan

lebih rendah dari pada tekanan atmosfer. Pada dasarnya kompresor bekerja dengan

cara memanpatkan gas.

3.2 HUBUNGAN KOMPRESOR DENGAN TERMODINAMIKA

Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model tergantung pada volume

dan tekanannya. Sebutan kompresor dipakai untuk jenis yang bertekanan tinggi dan

blower untuk bertekanan yang rendah. Atas dasar cara pemampatannya kompresor di

bagi atas atas jenis turbo dan jenis perpindahan. Jenis turbo menaikkan tekanan dan

kecepatan gas dengan gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeler atau dengan

gaya angkat yang ditimbulkan oleh sudu. Jenis perpindahan menaikkan tekanaan

dengan memperkecil atau memampatkan volume gas yang diisap kedalam silinder

atau stator oleh torak atau sudu.

Kompresi gas dipengaruhi oleh sifat fisik udara , yaitu:

1. Susunan udara, seperti diketahui udara terdiri dari cmpuran beberapa gas dengan

susunannya terdiri dari nitrogen 79,09 %, oksigen 20,95%, argion, 0,93 %

karbondioksida 0,03% dan sedikit uap air dan debu.

2. Berat jenis udara

Berat jenis gas dapat bervariasi tergantung pada tekanan dan temperaturnya

karena itu untuk menentukan berat jenis gas perlu disebutkan juga tekanan dan

temperaturnya.

3. Panas jenis udara

Panas jenis merupakan panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg

suatu zat sebesar 1oC. Satuan jumlah panas yang dipakai adalah kilo kalori (kkal).

Panas jenis tergantung dari panas jenis gas. Panas jenis suatu gas dapat

didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur

1 gram gas sebesar 1oC seerti pada zat yang lain. Panas jenis terdir dri 2 macam

yaitu panas jenis bertekanan tetap dan panas jenis pada temperatur tetap.

4. Kelembaban udara

Kelembaban udara terdiri dari:

a. Udara jenuh

Jumlah uap yang dapat menempati suatu ruang dengan volume tertentu serta

tekanan jenuhnya tergantung pada temperatur uap tersebut. maikn tinggi

temperaturnya makin tinggi pula tekanan jenuhnya dan makin banyak uap

yang dapat mengisi volume yang sama.

b. Udara tak jenuh dan udara lembab

Udara tak jenuh merupakan udara yang kandungan uap airnya belum

mencapai kedaan jenuh, sedangkan udara lembab adalah udara yang

mengandung uap air.

c. Kelembaban

Kelembaban merupakan derajat kekeringan aatau kebasahan udara dalam

atmosfer. Tekanan uap dalam udara lembab berbanding lurus dengan

kelembaban mutlak dari uap yang sama.

5. Tekanaan udara

Tekanan udara tergantung dari tekanan gas, tekanan atmosfer, tekanan mutlak

serta tekanan lebih.

Pada kompresor berlaku proses- proses dalam termodinamika, seperti

isotermal, isobartik, isokhorik dan adiabatik. Hubungan tetsebut dapat dilihat dari:

1. Hubungan antara tekanan dengan volume

Hubungan antar tekanan dengan volume adalah, bila volume dikecilkan maka

tekanan akan semakin besar, hal itu dapat di uraikan bila selama kompresi,

temperatur gas di jaga tetap maka pengecilan volume menjadi ½ kali akan menaikkan

tekanan menjadi 2 kali lipat. Demikian juga jika volume diperkecil 1/3 kali maka

tekanan akan 3 kali lipat. Maka secara umum disimpulkan jika gas dikompersikan

pada tempertur tetap maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan voilume.

Pernyataan ini di sebut dengan hukukm Boyle dan dapat dirumuskan dengan

P1V1 = P2V2

2. Hubungan antara temperatur dan volume

Semua macam gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1oC pada tekanan

tetap, akanmengalami perubahan volume sebesar 1/273 dari volumenya pada 0oC

sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1oC maka akan mengalami

pengurangan volume dengan proporsi yang sama. Pernyataan ini disebut dengan

hukum Charles

V1/V2 = T1/T2

Proses kompresi gas

1. Kompresi isotermal

Bila suatu gas dikompresikan, maka ini berarti ada energi mekanik yang

diberikan dari luar pada gas. Energi ini di ubah menjadi energi panas sehingga

temperatur gas akan naik jika tekanan semakin tinggi. Namin jika proses kompresi ini

dibarengi dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi temperatur

tetap di jaga. Kompresi secara ini disebut dengan kompresi isotermal. Hubungan

antar P dan v dapat dilihat dari persamaan

P v = tetap

Persamaan ini dapat ditulis dengan

P1 v1 = P2 v2 = tetap

Kompresi isotermal merupakan suatu prosesyang sangat berguna dalam

analisa teoritis, namun untuk perhitungan kompresor tidak banyak kegunaannya.

Pada kompresor yang sesungguhnya, meskipun silinder didinginkan selurujnya

adalah tidak mungkin untuk menjaga temperatur udara yang tetap di dalam silinder.

Hal ini disebabkan oleh cepatnya proses kompresi (beberapa ratus sampai seribu kali

permenit) di dalam silinder.

2. Komprosi adiabatik

Jika silinder diisolasi secara sempurna terhadap panas, maka kompresi akan

berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau masuk kedalam gas. Proses

semacam ini disebt adiabatik.

Dalam praktek, proses adiabatik tidak pernah terjadi secara sempurna karena

isolasi terhadap silinder tidak pernah dapat sempurna pula. Namun proses adiabatik

sering dipakai dalam pengkajian teoritis proses kompresi.

Hubungan antar tekanan dan volume dalma proses adiabatik dapat dinyatakan

dalam persamaan

P vk = tetap

Atau

P1 vk1 = P2 vk

2 = tetap

Jika rumus ini dibandingkan dengan rumus kompresi isotermal dapat dilihat

bahwa untuk pengecilan volume yang sama, kompresi adiabatik akan menghasilkan

tekanan yang lebih tinggi dari pada proses isotermal. Karena tekanan ynag dihasilkan

oleh kompresi adaibatik lebih tinggi dari pada kompresi isotermal untuk pengecilan

volume yang sama, mka kerja yang diperelukan pada kompresi adiabatik juga lebih

besar.

3. Komprosi polotropik

Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan merupakan proses

isotermal, karena ada kenaikan temperatur namunjuga bukan proses adiabatik karena

ada panas yang dipancarkan keluar. Jadi proses kompresi yang ssungguhnya ada di

antara kedunya dan disebut kompresi politropik. Hubungan antar P dam v pada

proses politropik ii dapat dirumuskan sebagai

P vn = tetap

Atau

P1 vn1 = P2 vn

2 = tetap

Disini n disebut indeks politropik dan harganya terletalk antara 1 (proses isotermal)

dan k (proses adiabatik). Jadi 1 < n < k. Untuk kompresor biasa n = 1,25 ~ 1,35.

Efisiensi kompresor

Beberapa pengukuran kompresor yang biasa digunakan adalah: efisiensi

volumetrik, efisiensi adiabatik, efisiensi isotermal, dan efisiensi mekanik. Efisiensi

adiabatik dan isotermal dihitung sebagai daya isotermal atau adiabatik dibagi oleh

konsumsidaya aktual. Efisiensi isotermal = Daya masuk aktual terukur / Daya

Isotermal. Perhitungan daya isotermal tidak menyertakan daya yang diperlukan untuk

mengatasi gesekan dan biasanya memberikan efisiensi yang lebih rendah dari

efisiensi adiabatis. Nilai efisiensi yang dilaporkan biasanya efisiensi isotermal. Hal

ini merupakan bahan pertimbangan yang penting dalam memilih kompresor

berdasarkan nilai efisiensi yang dilaporkan.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang daapt diambil dari makalah ini adalah

1. Termodinamika adalah ilmu yangmempelajari tentang panas atau kalor.

Termodinamika bnyak di terapkan dalam kehidupan sehari – hari terutama dalam

industri modern.

2. Pengolahan air bersih pada saat sekarang ini penting karena sekarang sedang

terjadi krisis air bersih.

3. Kopresor meerupakan alat utuk memampatkan udara yang dapat di gunakan

dalam pengelolaan air bersih.

4. Kompresor merupakan alat yang mengunakan hukum termodinamika dalam

pemakaiannya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008.Mengenal kompresor, compressor. Compressor.http://joborkerja.blogspot.com/2008/02/mengenal-kompresor-kompressor-compresor.htmlDi akses tanggal 15 Mei 2010

Sularso dan Tahara, H. 2000. Pompa dan Kompresor Pemilihan. Pemakaian dan Pemeliharaan. Pradnya Paramita. Jakarta.