Teori Dasar Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal

Unjuk kerja kompresor sentrifugal berkaitan dengan beberapa parameter utama, yaitu :

• Head
• Efisiensi
• Kapasitas
• Daya

1. Proses adiabatic (isentropic), yaitu proses dengan menggunakan asumsi ideal, dimana proses berlangsung pada entropi konstan (tidak ada panas yang masuk dan keluar) meskipun pada kenyataannya energi panas tidak bisa dirubah secara keseluruhan menjadi kerja, karena ada kerugian.
2. Proses Politropik adalah proses kerja aktual yang dihasilkan oleh kompresor itu sendiri.

1. Head

1.1 Head isentropik
Head isentropik adalah kerja per satuan massa yang diperlukan oleh kompresor pada proses isentropic.
Yang ditujukan dalam rumus :

1.2. Head Politropik
Head politropik adalah kerja per satuan massa yang diperlukan oleh kompresor pada proses polytropik reversible dengan kondisi gas masuk dan keluar kompresor yang sama.
Yang di tujukan dalam rumus :

Perbedaan head isentropik dan head aktual, ditunjukan pada gambar Isentropic Versus Actual Compression Proses.

Untuk mencari harga eksponen politropik (n) digunakan persamaan :

Dimana :
T1 = Temperatur pada sisi suction.
T2 = Temperatur pada sisi discharge.
P1 = Tekanan pada sisi suction.
P2 = Tekanan pada sisi discharge.

Proses kompresi dalam kompresor dapat diasumsikan berlangsung secara isentropic, dimana gas masuk pada suhu dan tekanan tertentu (P1 dan T1), sehingga diperoleh harga entropi masuk (S1).

Pada proses isentropic dimana S1 = S21, dapat ditentukan suhu gas keluar kompresor yaitu T21 sedangkan pada proses aktual gas keluar kompresor pada suhu T2.

2. Efisiensi

2.1. Efisiensi isentropik
Effisiensi isentropic adalah perbandingan antara head isentropic dengan head aktual.
Effisiensi isentropic dapat dihitung dengan persamaan :

2.2. Effisiensi Politropik
Efisiensi politropik dari sebuah kompresor merupakan perbandingan antara head politropik dengan head isentropik.
Rumus efisiensi politropik adalah :

3. Kapasitas

Kapasitas kompresor sentrifugal dapat dinyatakan dalam berbagai bentuk seperti :

1. Inlet volume flow (ICFM) atau actual inlet volume flow (ACFM).
2. Standard inlet volume flow (SCFM) pada kondisi standard yaitu pada tekanan 14,7 psia dan suhu 60^oF = 520^o R.
3. Mass flow rate : kapasitas yang dihitung dalam laju aliran massa dengan satuan lbm/minute.

Hubungan antara kondisi standard dengan kondisi inlet (actual), dapat digunakan persamaan gas ideal :

Dimana :
Ps = Tekanan standard = 14,7 psia
Ts = Temperatur standard = 60^o F = 520^o R

maka didapat :

Bila kapasitas dihitung dalam laju aliran massa, maka harus dilihat hubungan kapasitas dan laju aliran massa.

Catatan : Angka 144 merupakan faktor konversi dari psia ke lb/ft² _. Karena 1 foot-pound = 12 inch-pound, maka 1 lb/ft² = 144 psi.

Bila dikoreksi terhadap faktor kompresibilitas, maka :

4. Daya
Ada beberapa daya yang berhubungan dengan gas :

4.1 Daya gas
Daya yang di terima oleh gas di namakan gas power atau aerodinamic power yang dapat dihitung dengan persamaan :

4.2. Daya kompresor
Daya dihitung dengan persamaan :

4.3. Daya penggerak
Dihitung dengan persamaan :

5. Perhitungan Gas Propertis

Untuk menghitung gas propertis, digunakan langkah sebagai berikut :

1. Siapkan data komposisi gas campuran dengan setiap mol fraksinya.
2. Siapkan tabel berat molekul, tekanan kritis, dan temperatur kritis setiap fraksi gas.
3. Masukan juga nilai kalor spesifik pada tekanan konstan, Cp untuk setiap gas, pada temperatur kondisi campuran. (dengan satuan berbasis mol, seperti Btu/lbm mol atau J/k mol. K).
4. Hitung dan buat daftar kontribusi dari setiap gas untuk berat molekul, tekanan kritis, temperatur kritis dan panas spesifik dengan mengalikannya dengan mol fraksi setiap gas.
5. Jumlahkan masing-masing kontribusi setiap gas hingga didapat parameter dalam kondisi campuran (BM mix, Pc mix, Tc mix dan Cp mix).
6. Hitung nilai perbandingan panas spesifik, K dengan persamaan :



7. Hitung nilai tekanan reduksi (Pr) dan temperatur reduksi (Tr) untuk mendapatkan faktor kompesibilitas, dengan persamaan :



8. Dimana P dan T adalah tekanan dan temperatur yang diukur (aktual).
9. Dapatkan nilai faktor kompesibilitas (Z) dengan memplotkan nilai Pr dan Tr pada grafik kompresibilitas.

6. PARAMETER YANG MEMPENGARUHI UNJUK KERJA

Unjuk kerja kompresor centrifugal dipengaruhi oleh beberapa parameter, antara lain sebagai berikut :

1. Pengaruh Suhu Gas Masuk (T1)

Bila suhu gas masuk naik menyebabkan :

• Kerapatan massa gas menurun pada kapasitas yang sama.
• Laju aliran massa yang dihasilkan menurun.
• Daya yang dibutuhkan oleh kompresor naik.
• Pressure ratio menurun.
• Begitu pula sebaliknya.

2. Pengaruh Tekanan Gas Masuk (P1)

Pada kompresor yang beroperasi pada putaran konstan dan laju aliran volume yang sama, maka penurunan tekanan gas masuk menyebabkan :

• Laju aliran gas keluar kompresor turun.
• Tekanan gas keluar kompresor turun.
• Kebutuhan daya kompresor turun.
• Untuk menjaga tekanan gas keluar kompresor yang konstan, maka kompresor diharuskan beroperasi dengan putaran tinggi, akibatnya daya yang dibutuhkan oleh kompresor bertambah.

3. Pengaruh Jenis Gas (S.G)
Bila jenis gas berubah komposisinya dan spesific gravity (S.G) gas turun menyebabkan :

• Laju aliran massa menurun.
• Daya yang dibutuhkan kompresor menurun.

4. Pengaruh Faktor Kompresibelitas (Z)

Faktor kompresibelitas gas sangat dipengaruhi oleh jenis/komposisi gas dan tekanan dan temperatur.
Bila Z naik dan kapasitas konstan menyebabkan :

• Daya yang diperlukan kompresor naik.
• Pressure ratio menurun.
• Dan begitu pula sebaliknya.

Perubahan putaran kompresor akan berpengaruh banyak terhadap karakteristik kompresor.
Dengan kenaikan putaran kompresor mengakibatkan :

• Naiknya kapasitas/laju aliran massa sebanding dengan kenaikan putarannya.
• Naiknya head yang sesuai dengan perbandingan putaran pangkat ².
• Naiknya kebutuhan daya yang diperlukan sesuai dengan perbandingan putaran pangkat ³.
• Dan begitu pula sebaliknya.

Hal tersebut diatas dapat dilihat dari teori kesamaan sebagai berikut :

6. Pengaruh Perubahan Diameter Luar Impeler (D2)

Perubahan ukuran diameter luar impeler mempunyai pengaruh yang sama dengan perubahan putaran.
Bila ukuran diameter luar impeler diperbesar dimana kompresor beroperasi pada putaran tetap, maka menyebabkan :

• Kenaikan kapasitas sebanding dengan perbandingan kenaikan diameter.
• Kenaikan head sebanding dengan perbandingan kenaikan diameter impeler pangkat 2.
• Kenaikan daya yang diperlukan kompresor sesuai dengan perbandingan kenaikan diameter impeller pangkat 3.
• Dan begitu pula sebaliknya.

Hal tesebut diatas dapat dilihat dari teori kesamaan sebagai berikut :

7. Pengaruh Laju Aliran Massa (m)

Pada kondisi awal yang sama, maka kenaikan laju aliran massa mengakibatkan :

• Kenaikan tenaga yang diperlukan kompresor. Dan begitu pula sebaliknya.

DAFTAR PUSTAKA

Frank L. Evans,Jr.  Equipment Design Hand book for Refineries and Chemical Plants, Gulf Publisthing Company, Texas,1979.
Lapina,Ronald P. Estimating Centrifugal Compresor Performance, Gulf Publisthing Company, Houston,Texas,1982.
Lyman F.Scheel, Gas Machinary,  Gulf Publisthing Company, Houston, Texas, 1972.

COMMENTS  

Posted On

%b %02, %2012

Posted By

fiddel castro

0 PERHITUNGAN KOMPRESSOR TORAK JENIS AJAX
asalamualaikum mas.,.,.
saya mahasiswa tingkat akhir mas, saya binggung ni mas mau buat judul karya akhir saya tentang kompressor torak, bisa minta bantuan mas! tolong dong mas buatin saya judul tentang kompressor torak!!!
law bisa masukan nya juga ya mas.,.,
thank's ya mas.,.,.

Quote

Posted On

%b %09, %2012

Posted By

herbert

0 modifikasi air colled menjadi water colled
perkenalkan nama saya samuel. saya mau nanya mas, bisa kah mengubah sistem pendinginan dari air cooled menjadi water cooled?mana yang lebih baik mas?

Quote

Posted On

%b %19, %2011

Posted By

Administrator

-1 Kompresor lagi...
Quoting syaepudin:

Assalaamu 'alaikum Pak Agus,
Terima kasih banyak atas artikelnya.

Saya mau nanya apakah ada kurva performance untuk compressor seperti pompa, terutama compresor screw dan sentrifugal.

Bagaimana mencari kebutuhan kapasitas udara yg aplikatif yg kita inginkan shngga kita dpt mencari compresor yg sesuai dgn kebutuhan kita.

Wa'alaikumussal am warohmatullah...
Mungkin ini yang anda maksud:


Cara memilih kompresor yang sesuai dengan kebutuhan silakan baca di sini... www.jennyproductsinc.com/howtochoose.html sambil memperlancar bahasa Inggris...

Quote

Posted On

%b %18, %2011

Posted By

syaepudin

0 mechanical engineer
Assalaamu 'alaikum Pak Agus,
Terima kasih banyak atas artikelnya.

Saya mau nanya apakah ada kurva performance untuk compressor seperti pompa, terutama compresor screw dan sentrifugal.

Bagaimana mencari kebutuhan kapasitas udara yg aplikatif yg kita inginkan shngga kita dpt mencari compresor yg sesuai dgn kebutuhan kita.

Quote

Posted On

%b %15, %2011

Posted By

Ewinitem

+1 WTA
assalammualaikum
mas agus,, saya mahasiswa sebuah perguruan tinggi yang baru menyelesaikan magang di perusahaan gas negara,,
begini, saya mau nanya mengenai kompresor sentrifugal di atas.
1. untuk perhitungan daya kompresor dan daya gas,, apakah diperlukan komposisi masing2 kandungan gas alam tersebut ? ?
2. untuk rumus daya gas GHP = (Mxp) / 550
nah,, nilai 550 tersebut didapat dari ketetapan atau bagaimana ?? ?
dimohonkan jawabannya mas agus,,
Terimakasih

Quote

Posted On

%b %03, %2011

Posted By

Abu Afif

-1 Tafadhol
Quoting sam:

Pak Agus, mohon izin tulisannya saya jadikan referensi dalam pembuatan laporan mengenai kompresor sentrifugal. Bila tidak berkenan akan saya hapus, terima kasih ya. :)

Silakan aja Mas, semoga bermanfaat...

Quote

Posted On

%b %03, %2011

Posted By

sam

0 Izin referensi
Pak Agus, mohon izin tulisannya saya jadikan referensi dalam pembuatan laporan mengenai kompresor sentrifugal. Bila tidak berkenan akan saya hapus, terima kasih ya. :)

Quote

Posted On

%b %29, %2011

Posted By

candra heri

0 RE: Teori Dasar Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal
assalamu'alaiku m warahmatullahiw abarakaatuh.

saya mau tanya :
Karakteristik Isentropik apa saja? ?

Quote

Posted On

%b %22, %2010

Posted By

lutfi

0 RE: Teori Dasar Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal
salam kenal mas...
btw saya mau tanya mas, gas yang dinaikan tekanannya dengan kompresor akan mengalami perubahan energi (BTU)gak mas antara energi yang masuk dengan yang keluar? tks mas

Quote

Posted On

%b %07, %2010

Posted By

Hamdi

0 RE: Teori Dasar Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal
Mas Agus, keep writing! Saya senang membaca tulisan Mas, walaupun saya bukan engineer tapi saya senang mempelajari prinsip2 dasarnya, sangat membantu pekerjaan saya sehari2 di plant.

Wassalam.

Quote

Posted On

%b %15, %2010

Posted By

teuku firmansyah

0 RE: Teori Dasar Perhitungan Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal
terima kasih atas info dari anda.
saran dan tulisan di blog anda banyak membantu saya.
terima kasih.

Quote

Posted On

%b %15, %2010

Posted By

Admin

0 Performance Kompressor
Wa'alaikumussal am warahmatullahiw abarakaatuh.
Sebenarnya kalo anda jeli dan pelajari link yang sudah saya kasih di bawah akan jelas hubungan antara BM, Pc, Tc, dan Cp gas, gimana saat anda nyusun skripsi kalo nggak tahu ini? BM, Pc, dan Tc itu ada di tabel properties gas (lihat tabel 2: http://www.agussuwasono.com/artikel/mechanical/220-evaluasi-unjuk-kerja-kompresor-sentrifugal.html di situ ada sumber bukunya. Yang kita cari CP sesuai kerja kompressor, karena tidak tepat benar maka dibuat interpolasi antara 100 F - 150 F. Baru dihitung di tabel 3 untuk Perhitungan Gas Propertis Campuran.
Kemudian Rasio teknan=tekanan keluar/telanan masuk Kan sudah jelas, mengenai assumsi anda untuk rasio tekanan, kenapa berkisar diangka 1,1-1,2 itu dari mana? Karena desain sekarang ada yang nyampe 3.5, hal ini dibatasi juga karena menghindari panas berlebih terutama antar stage, membuat kompressor 'less adiabatic' dan 'more isothermal'. ( lihat http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_compressor). hubungan antara head dengan kapasitas aliran : Naiknya kapasitas menyebabkan laju aliran massa naik, hal ini menyebabkan head naik. (anda kan bisa pelajari rumus daya dan kapasitas di atas?? )
Pertanyaan terakhir bagusnya tanya ke pembimbing anda.

Thanks...

Quote

Posted On

%b %15, %2010

Posted By

teuku firmansyah

0 re-performa kompresor sentrifugal
assallammuallai kum warahmatullahiw abarakaatuh.

1. pertama, terima kasih atas koreksi terhadap salam saya.
2. bisa tolong anda jelaskan hubungan BM, Pc, Tc, dan Cp gas???
3. Di dalam data desain kompresor sentrifugal solar C505 dan C306 yang saya=
punya, tidak dijelaskan mengenai pressure ratio seperti yang tertera pada =
data desain anda. FYI, untuk C505, Ps =3D 80 Psia dan Pd =3D 239,5 Psia. da=
n untuk C306, Ps =3D 229,5 Psia dan Pd =3D 700 Psia. Bila saya bandingkan, =
maka rasio tekanannya adalah 2,86 dan 3,05. apakah anda bisa memberi saran?=
? kedua kompresor ini bekerja beriringan.
4. lalu bagaimana hubungan antara head dengan kapasitas aliran???
5. untuk pembahasan skripsi saya, kira - kira grafik hubungan apa saja yang=
harus saya tampilkan selain hubungan head isentropik - kapasitas dan daya =
- aliran massa???
terima kasih atas jawaban anda.

wassallamuallaikum warahmatullahiw abarakaatuh.

Quote

Posted On

%b %14, %2010

Posted By

Abu Afif

0 Performance Kompressor
Quoting teuku firmansyah:

ass bung agus.
perkenalkan, nama saya teuku firmansyah.
saat ini saya sedang menjalani skripsi ttg analisa performa kompresor sentrifugal.
nilai BM itu apa ya????
terus untuk rasio tekanan, kenapa berkisar diangka 1,1-1,2????
bagaimana rumus untuk mencari rasio tekanan????
mohon segera dijawab karena saya akan segera sidang dan saya masih penasaran dgn 2 pertanyaan tsb...
terima kasih...
wass.
n.b: bila anda tidak keberatan, saya ingin meminjam buku2 referensi yang anda jadikan acuan...

Wa'alaikumussal am warahmatullahiwabarakaatuh.
1. Mohon maaf Mas kalo nulis salam jangan disingkat begitu, sedikit effort lah karena salam adalah do'a.
2. Salam kenal kembali dan senang anda dapat ikut belajar bersama di sini.
3. BM itu ya berat molekul dari gas yang dikompresi, silakan lihat contohnya di tabel sini: http://www.agussuwasono.com/artikel/mechanical/220-evaluasi-unjuk-kerja-kompresor-sentrifugal.html
4. Rasio teknan=tekanan keluar/telanan masuk.
Kenapa berkisar harga tersebut?. 1. Pembatasan terhadap kemempuan materials, terutama casing... 2. Kemampuan daya penggerak, karena semakin tinggi rasio tekanan,head semakin tinggi, semakin memerlukan daya besar. Silakan hubungkan dengan rumus pada link di atas.
5. Buku? saya di Qatar, dan buku di perpustakaan sekolah 10 tahun yang lalu Gak ada di sini.

Semoga membantu.

Quote

Posted On

%b %14, %2010

Posted By

teuku firmansyah

0 tanya unjuk kerja kompresor sentrifugal
ass bung agus.
perkenalkan, nama saya teuku firmansyah.
saat ini saya sedang menjalani skripsi ttg analisa performa kompresor sentrifugal.
nilai BM itu apa ya????
terus untuk rasio tekanan, kenapa berkisar diangka 1,1-1,2????
bagaimana rumus untuk mencari rasio tekanan????
mohon segera dijawab karena saya akan segera sidang dan saya masih penasaran dgn 2 pertanyaan tsb...
terima kasih...
wass.
n.b: bila anda tidak keberatan, saya ingin meminjam buku2 referensi yang anda jadikan acuan...

Quote

REFRESH
RSS

LEAVE A REPLY

Mohon Perhatian Anda...1). Kami berhak mengedit, menyortir bahkan mengeblok IP anda jika dipandang tidak sesuai dengan visi dan misi kami tanpa pemberitahuan terlebih dahulu. 2). Jika anda telah mengeklik tombol send dan komentar anda belum muncul, coba dulu klik tombol 'Refresh Comments List'. 3). Jika ikon anda ingin ditampilkan di kolom komentar, silakan daftarkan email anda di Gravatar.com. Terima kasih atas komentar dan perhatian anda.

Name

E-mail (required, but will not display)

Website

Title (required)

Refresh

Send

Cancel

JComments