BAB I

PENDAHULUAN

Dalam kehidupan sehari-hari sering kita jumpai alat yang disebut pompa dan

kompresor. Pompa (pump) menurut definisi rekayasa mekanika adalah sebuah alat

mekanika yang digunakan untuk mengalirkan cairan. Hal ini dilakukan dengan cara

menaikkan tekanan sehingga sistem fluida cair itu mempunyai tekanan yang tinggi di sisi

hisap pompa, dan tekanan yang rendah di sisi keluar pompa. Hal ini terjadi karena fluida

mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.

Pompa digunakan untuk mengalirkan fluida dalam bentuk cairan, tidak untuk gas.

Meskipun gas juga merupakan fluida, namun fluida gas dan fluida cairan mempunyai dua

karakter yang berbeda. Salah satunya adalah reaksi mereka terhadap tekanan. Cairan

adalah fluida inkompresibel (tidak dapat ditekan/ tidak berubah volumenya jika mendapat

tekanan) sementara gas adalah fluida kompresibel (dapat di tekan).

Pada penjelasan di atas, pompa digunakan hanya untuk fluida cair karena sifat

dari fluida cair tersebut sehingga pompa tidak digunakan untuk mengalirkan fluida

kompresibel. Untuk mengalirkan fluida kompresibel, ada ‘istilah’ atau alat lain yang

digunakan yaitu 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). Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan

positif.

Secara prinsip, kedua benda ini sama. Masing-masing terdiri dari motor

penggerak dan juga bagian untuk meningkatkan tekanan di sisi hisap dan merendahkan

tekanan di sisi keluar. Tapi keduanya tidak sama pada segi aplikasi karena cara

peningkatan tekanan tersebut dilakukan dengan dua cara yang berbeda. Namun kedua alat

ini  yaitu pompa dan kompresor tidak dapat saling dipertukarkan fungsinya, kompresor

tidak dapat digunakan untuk mengalirkan cairan dan pompa tidak dapat digunakan untuk

mengalirkan gas.

BAB II

POMPA DAN KOMPRESOR

2.1 PENGERTIAN POMPA

Pompa adalah jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk nggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida.

Sistem pemompaan bertanggung jawab terhadap hampir 20% kebutuhan energi

listrik dunia dan penggunaan energi dalam operasi industri tertentu berkisar antara 25-

50%. Pompa memiliki dua kegunaan utama, yaitu: 

1. Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari

aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air).

2. Mensirkulasikan cairan (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati

mesin-mesin dan peralatan). 

Komponen utama sistem pemompaan secara umum adalah sebagai berikut:

1. Pompa.

2. Mesin penggerak: motor listrik, mesin diesel atau sistem udara tekan. 

3. Piping (pemipaan), digunakan sebagai tempat mengalirnya fluida. 

4. Valve (kerangan), digunakan untuk mengendalikan laju alir dalam sistem. 

5. Fitting (sambungan), pengendalian dan instrumentasi lainnya.

6.  Peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan (misalnya tekanan, aliran) yang menentukan komponen dan susunan sistim pemompaan.

2.2 Fungsi Pompa

Pompa berfungsi untuk mengalirkan zat fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain

melalui system perpipaan, biasanya system operasi pompa menggunakan suatu

mekanisme gerak.

Karakteristik Sistem Pompa

A. TAHANAN SISTEM: HEAD

Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistim pada laju

tertentu. Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistim, yang

juga disebut “head”. Head total merupakan jumlah dari head statik dan head

gesekan/ friksi:

a) Head statik

Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari cairan

yang dipompakan.

Head statik pada tekanan tertentu tergantung pada berat cairan dan dapat dihitung

dengan persamaan perikut:

b)   Head gesekan/ friksi (hf)

Ini merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi tahanan untuk

mengalir dalam pipa dan sambungan-sambungan. Head ini tergantung pada

ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran, dan sifat

dari cairan.

B. NPSH (Net Positive Suction Head)

The Hydraulic Institute mendefinisikan NPSH sebagai besar relatif head suction

total disisi hisap pada level referensi pompa terhadap tekanan uap cairan yang

dipompakan dan dinyatakan dalam feet absolut. Secara sederhana dapat dinyatakan

sebagai analisis kondisi energi pada sisi hisap (suction) pompa untuk menentukan titik

tekanan terendah dimana cairan akan mulai menguap di dalam pompa. 

NPSH adalah ukuran dari head suction terendah dari pompa yang masih

memungkinkan bagi cairan untuk tidak mendidih dan menguap. NPSH required adalah

NPSH yang dimiliki oleh pompa yang datanya disediakan oleh produsen pembuat pompa.

NPSH required dihasilkan dari serangkaian pengujian yang dilakukan oleh produsen

pompa. 

NPSHA adalah NPSH dari sistem dimana pompa akan dipasang dan

dioperasikan. Harganya ditentukan oleh head suction atau lift suction, head friksi, dan

seterusnya. NPSHA merupakan selisih antara head cairan saat berada disisi hisap pompa

dengan tekanan uapnya yang dinyatakan dalam satuan feet absolut. 

NPSHA = Tekanan atmosfir (dikonversikan ke head) + head suction static (hs) +

head pressure – tekanan uap cairan – head friksi 

Pada prakteknya, persamaan di atas disesuaikan dengan kondisi sistem dimana pompa

akan dipasang dan dioperasikan.

Gambar 7.

Gambar 8.

Hal hal yang mempengaruhi nilai NPSHA:

Temperatur zat cair berbanding terbalik dengan NPSHA 

Vapor Pressure zat cair berbanding terbalik dengan NPSHA 

Tekanan permukaan (hp) pada tangki hisap berbanding lurus dengan NPSHA 

Agar pompa dapat dioperasikan maka NPSHA sistem harus lebih besar dari

NPSHR pompa. Hydraulic Institute Standard (ANSI/HI 9.6.1) menyarankan NPSH

Available 1,2 hingga 2,5 kali NPSH Required.

Head Hisapan Positif Netto Tersedia/ Net Positive Suction Head Available

(NPSHA) menandakan jumlah hisapan pompa yang melebihi tekanan uap cairan, dan

merupakan karakteristik rancangan sistem. NPSH yang diperlukan (NPSHR) adalah

hisapan pompa yang diperlukan untuk menghindari kavitasi, dan merupakan karakteristik

rancangan pompa.

C. VAPOUR PRESSURE

Ketika fluida cair menyerap panas yang cukup, gelembung uap akan terbentuk

dan terlepas dari permukaan fluida cair, phenomena ini disebut penguapan. Uap akan

mengeluarkan energi sebelum terlepas dari permukaan fluida cair. Vapour pressure

adalah tekanan yang dihasilkan uap yang terjebak didalam atau diatas fluida cair

tersebut. 

Besar nilai vapour sebuah fluida didapat dengan cara mengukur tekanan yang

dihasilkan oleh uap didalam container tertutup. Pada suhu kamar, gasoline memiliki niali

vapour pressure yang lebih tinggi dibandingkan dengan air. Oleh karenanya, gasoline

akan menguap terlebih dahulu sebelum air. Jika tekanan diterapkan diatas fluida cair baik

oleh sebuah gas atau uap, maka tekanan pada permukaan fluida cair tersebut akan mampu

mencegah terlepas atau terbentuknya uap air dari fluida tersebut.

Gambar 9. Liquid (Vapour Pressure)

Untuk menjaga agar fluida cair pada pompa tidak mengalami proses penguapan,

maka suction pressure absolute harus jauh lebih besar dibandingkan dengan nilai vapour

pressure dari fluida cair tersebut pada suhu itu.

D. CAVITATIONS (KAVITASI)

Kavitasi adalah phenomena terbentuknya dan pecahnya gelembung – gelembung

uap pada fluida cair. Kavitasi terjadi ketika pompa beroprasi mendekati nilai minimum

NPSH nya. Ketika kavitasi terjadi, beberapa bagian dari fluida cair akan berubah phasa

menjadi uap, jika ini terjadi pada suction line, gelembung uap tersebut akan terbawa

masuk kedalam impeller. Didaerah yang bertekanan tinggi disekitar rumah pompa,

gelembung – gelembung tersebut akan pecah kembali karena tekanan didaerah tersebut

dari nilai vapour pressurenya. Pecahnya gelembung uap ini akan menimbulkan

ketidakberaturan pada pergerakan fluida cair sehingga menghasilkan gaya yang mampu

melepaskan partikel – partikel metal pada permukaan yang dilaluinya. Pecahnya

gelembung uap dengan gaya yang begitu besar ini menghasilkan suara keras didalam

pompa, yang bisa menjadi indicator terjadinya kavitasi. 

Kavitasi atau penguapan adalah pembentukan gelembung dibagian dalam pompa.

Hal ini dapat terjadi manakala tekanan statik fluida setempat menjadi lebih rendah dari

tekanan uap cairan (pada suhu sebenarnya). Kemungkinan penyebabnya adalah jika fluida

semakin cepat dalam kran pengendali atau disekitar impeller pompa. 

Penguapan itu sendiri tidak menyebabkan kerusakan. Walau demikian, bila

kecepatan berkurang dan tekanan bertambah, uap akan menguap dan jatuh. Hal ini

memiliki tiga pengaruh yang tidak dikehendaki:

Erosi permukaan baling-baling, terutama jika memompa cairan berbasis air. 

Meningkatnya kebisingan dan getaran, mengakibatkan umur seal

(penyumbat) dan bearing menjadi lebih pendek

Menyumbat sebagian lintasan impeler, yang menurunkan kinerja pompa dan

dalam kasus yang ekstrim dapat menyebabkan kehilangan head total.

Gambar 10. Kerusakan Impeller Akibat Kavitasi

Untuk menghindari kavitasi dapat dilakukan dengan cara-cara berikut :

NPSHA instalasi diperbesar dengan cara sebagai berikut : 

Mengurangi Head Suction Lift, bila memungkinkan pompa dipasang

submersible 

Memperpendek saluran pipa hisap 

Memperbesar diameter pipa hisap 

Memperkecil kapasitas atau menurunkan kecepatan putar 

Dipilih pompa yang NPSHR nya lebih kecil

Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi :

1. Positive Displacement Pump

Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk enis pompa ini adalah :

a) Pomparotary

Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak (piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth).

Macam-macam pompa rotary :

Pomparoda gigi luar

Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi

Gambar 1 : Pompa roda gigi luar

Pomparoda gigi dalam

Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 2 : Lobe pump

Pompacuping (lobe pump)

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya.

Gambar 3 : Lobe pump

Pompasekrup (screw pump)

Pompa ini mempunyai 1,2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang erputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler).

Gambar 4 : Three-scrow pump

Pompa baling geser (vane Pump)

Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang  pompa.

Gambar 5 : Vane pump

b) Pompa Torak (Piston)

Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama 1 langkah piston akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah. Macam-macam pompa torak :

Menurut cara kerja

Pompatorak kerja tunggal

Gambar6 : Pompa kerja tunggal

Pompatorak kerja ganda

Gambar 7 : Pompa kerja ganda

• Menurut jumlah silinder :

Pompatorak silinder tunggal

Gambar 8 : Pompa torak silinder tungga

 Pompa torak silinder ganda

Gambar 9 : Pompa torak silinder ganda

a. Swashplate pumpb. Bent – axis pump

2. Dynamic Pump /Sentrifugal Pump

Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudu impeler berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeler yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volut. Prosesnya yaitu : Antara sudu impeller dan fluida Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi

nergi kinetik fluida.

Pada Volut Fluida diarahkan kepipa tekan (buang), sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi energi tekan.

Yang tergolong jenis pompa ini adalah :

a. Pompa radial.

Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeler yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang kesisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu : energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida.

Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga.

Gambar 10 : Pompa Sentrifugal

b. Pompa Aksial (Propeller)Berputarnya impeler akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya kesisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeler. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan  apasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan.

Gambar 11 : Pompa aksial

c. PompaMixed Flow (Aliran campur)Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur.

Aplikasi Pompa

Pompa telah banyak digunakan orang sejak lama, mulai dari unit terkecil di rumah tangga sampai industri-industri besar. Penggunaan pompa yang semakin luas dari waktu ke waktu menyebabkan perkembangan pompa sangat pesat. Pada era sekarang ini berbagai macam bentuk pompa dengan berbagai keunggulannya telah banyak ditawarkan oleh perusahaan-perusahaan produsen pompa. Sering kali suatu perusahaan membuat pompa tertentu yang hanya digunakan untuk aplikasi khusus. Mengingat banyaknya jenis pompa di pasaran, maka kejelian dalam memilih pompa menjadi syarat utama agar diperoleh kerja pompa yang optimum sesuai dengan sistem yang dilayani.

Dalam rumah tangga pompa banyak digunakan untuk memompa air dari sumur untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam bidang pertanian pompa banyak digunakan dalam sisten irigasi untuk mengairi sawah-sawah. Dalam penyediaan air minum untuk masyarakat, pompa digunakan untuk mendistribusikan air minum dari PDAM ke rumah-rumah penduduk.

Dalam Indusrti kimia, seperti kita ketahui banyak sekali jenis zat cair baik kental maupun encer ( viskositas ), sifat korosif  sehingga kita harus tahu pemilihan pompa secara tepat.

Dalam industri minyak, pompa tidak hanya digunakan pada pengilangan tetapi juga digunakan pada penyaluran minyak ke pusat-pusat distribusi. Pada pusat pelayanan tenaga khususnya PLTU pompa digunakan sebagai pengisi air ketel (boiler feed pump). Selain itu juga digunakan untuk memompa kondensat (air yang diembunkan di dalam kondensor) ke pompa pengisi ketel (boiler feed pump) dan untuk mengalirkan air dingin ke kondensor. Pada gedung-gedung, pompa digunakan untuk mengalirkan air pendingin ke ruangan-ruangan dalam sistem AC sentral.

Pada industri makanan secara umum, kebersihan dalam proses produksi merupakan kebutuhan utama untuk mempertahankan kualitas produk. Oleh karena itu pompa-pompa yang dipakai dalam industri makanan harus tahan karat tanpa ada kebocoran minyak pelumas ke dalam makanan. Proses pembersihannya juga harus dibuat semudah mungkin. Dalam industri makanan banyak digunakan pompa saniter

yang telah memenuhi syarat-syarat kebersihan dan kesehatan. Pompa ini digunakan untuk mengalirkan bahan-bahan mentah cair (belum mengalami proses produksi) dan juga produk-produk makanan cair .

2.2 PENGERTIAN KOMPRESOR

Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara

memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros. Kompresor biasanya

bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada tekanan yang

lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor disebut sebagai penguat (booster), dan

jika kompresor bekerja dibawah tekanan atmosfir maka disebut pompa vakum.

Gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan volume

dengan menaikkan tekanannya, namun ada hal-hal yang harus diperhatikan yaitu :

kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan kebocoran yang

mudah terjadi.

2.3  KLASIFIKASI KOMPRESOR

Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive

Displacement compressor dan Dynamic compressor (Turbo). Positive Displacement

compressor, terdiri atas Reciprocating dan Rotary. Sedangkan Dynamic compressor

(turbo) terdiri atas Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat dari

klasifikasi di bawah ini:

 Gambar  1. Diagram Pembagian Klasifikasi Kompresor

Berikut penjelasan beberapa jenis kompresor.

Kompresor adalah alat untuk memampatkan udara. Berikut adalah tipe –tipe kompresor

yang akan kita bahas berikut ini.

1. Kompresor Reciprocating

2. Kompresor Sentrifugal

3. Kompresor Helical Screw

4. Kompresor Aksial

Kompresor reciprocating

Gambar 2. Kompresor Udara Reciprocating

Kompresor reciprocating adalah kompresor yang cara memampatkan dengan gerakan

bolak balik (reciprocating) piston yang diatur oleh check valve sehingga menghasilkan

udara yang bertekanan tinggi. Gambar 2 adalah gambar kompresor reciprocating dengan

dua stage, dua silinder pada stage pertama dan satu silinder untuk stage yang ke 2.

Kelebihan Kompressor Reciprocating :

1.      Tekanan uang dapat dihasilkan sangat tinggi

2.      Konstruksi lebih kompak 

3.      Kecil kemungkinannya terjadi kebocoran refrigeran

Kekurangan Kompresor Reciprocating :

1.      Spare part lebih sering aus karena gerakan bolak balik piston

2.      Cenderung cepat panas dalam pengoperasiannya 

3.      Tidak tahan pada pengoperasian yang terus menerus

4.      Memerlukan pondasi yang lebih kokoh

Kompresor piston/torak (Reciprocating)

1) Kompresor piston kerja tunggal

Kopresor piston kerja tunggal adalah kompresor yang memanfaatkan perpindahan piston,

kompresor jenis ini menggunakan piston yang didorong oleh poros engkol (crankshaft)

untuk memampatkan udara/ gas. Udara akan masuk ke silinder kompresi ketika piston

bergerak pada posisi awal dan udara akan keluar saat piston/torak bergerak pada posisi

akhir/depan.

       

   2) Kompresor piston kerja ganda

Kompresor piston kerja ganda beroperasi sama persis dengan kerja tunggal, hanya saja

yang menjadi perbedaan adalah pada kompresor kerja ganda, silinder kompresi memiliki

port inlet dan outlet pada kedua sisinya. Sehingga meningkatkan kinerja kompresor dan

menghasilkan udara bertekanan yang lebih tinggi dari pada kerja tunggal.Kompresor

Sentrifugal

Kompresor yang memanfaatkan gaya sentrifugal dari fluida secara radial sehingga

menghasilkan tekanan yang tinggi pada sisi discharge. Terdapat komponen yang disebut

sebagai impeller yang merupakan komponen utama dalam membuat gaya sentrifugal

pada fluida. Bentuk dari impeller mempengaruhi kapasitas dari kompresor itu sendiri.

3) Kompresor diafragma

Kompresor diafragma adalah jenis klasik dari kompresor piston, dan mempunyai

kesamaan dengan kompresor piston, hanya yang membedakan adalah, jika pada

kompresor piston menggunakan piston untuk memampatkan udara, pada kompresor

diafragma menggunakan membran fleksible atau difragma.

Kompresor putar (Rotary)

           1) Kompresor screw (Rotary screw compressor)

Kompresor screw merupakan jenis kompresor dengan mekanisme putar perpindahan

positif, yang umumnya digunakan untuk mengganti kompresor piston, bila diperlukan

udara bertekanan tinggi dengan volume yang lebih besar.

           2) Lobe

           3) Vane

           4) Liquid Ring

           5) Scroll

2. Kompresor dinamis

Kompresor dinamis dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu kompresor sentrifugal dan

kompresor aksial.

• Kompresor sentrifugal

Kompresor sentrifugal merupakan kompresor yang memanfaatkan gaya sentrifugal yang

dihasilkan oleh impeller untuk mempercepat aliran fluida udara (gaya kinetik), yang

kemudian diubah menjadi peningkatan potensi tekanan (menjadi gaya tekan) dengan

memperlambat aliran melalui diffuser.

Gambar 3. Kompresor sentrifugal single stage

Bentuk impeller pada peralatan rumah tangga dengan kapasitas yang kecil seperti vacuum

cleaner biasanya berbentuk lurus. Sedangkan untuk keperluan industri dengan kapasitas

yang besar menggunakan bentuk impeller yang lebih melengkung sesuai dengan desain

dan kecepatan serta tekanan yang akan dihasilkan. Impeller melengkung didesain agar

meningkatkan efisiensi dari kompressor.

Kelebihan kompresor sentrifugal adalah sebagai berikut :

1. Cocok untuk operasional yang kontinyu

2. Lebih dingin dibandingkan dengan kompresor reciprocating

3. Kapasitas lebih banyak dari pada kompresor helical screw

Kekurangan dari kompresor sentrifugal adalah :

5. Jika dibandingkan dengan kompresor reciprocating tekanan yang dihasilkan

lebih kecil

6. Banyak peluang untuk terjadinya kebocoran

7. Berpeluang untuk terjadi tekanan balik jika terdiri dari banyak stage

 Kompresor aksial

Kompresor aksial adalah kompresor yang berputar dinamis yang menggunakan

serangkaian kipas airfoil untuk semakin menekan aliran fluida. Aliran udara yang masuk

akan mengalir keluar dengan cepat tanpa perlu dilemparkan ke samping seperti yang

dilakukan kompresor sentrifugal. Kompresor aksial secara luas digunakan dalam turbin

gas/udara seperti mesin jet, mesin kapal kecepatan tinggi, dan pembangkit listrik skala

kecil.

Kompresor Helical-Screw

Kompresor jenis ini dapat menghasilkan tekanan yang cukup tinggi tetapi dengan

kapasitas yang relatif kecil.

Termasuk dalam klasifikasi kompresor dengan positive displacement. Udara ditekan

menuju discharge dengan menggunakan sepasang screw dan menghasilkan udara dengan

tekanan yang tinggi.

Kelebihan dari kompresor jenis ini adalah :

1.      Dapat menghasilkan tekanan yang tinggi

2.      Kurang dalam tingkat kebisingannya

3.      Kurang dalam kandungan airnya

Kekurangan jenis kompresor ini adalah :

1.      Gear cepat aus

2.      Memerlukan perhatian lebih dalam sistem pelumasan screwnya

3.      Relatif lebih panas

Kompresor aksial

Kompresor ini merupakan kompresor dengan debit udara yang yang paling besar.

Pesawat terbang jenis turbojet menggunakan kompresor jenis ini dalam memampatkan

udara menuju ruang bakar.

Gambar 6. Kompresor aksial pada turboje

Gambar 7. Ekshaust Fan

Ekshaust Fan juga termasuk jenis kompresor aksial. Kelebihan jenis kompresor aksial

adalah sebagai berikut :

1.      Menghasilkan debit yang besar

2.      Bentuknya sangat cocok untuk keperluan mesin jenis turbojet

Kekurangannya adalah tekanan yang dihasilkan relatif rendah.

2.4 PENGGERAK KOMPRESOR

Penggerak kompresor berfungsi untuk memutar kompresor, sehingga kompresor

dapat bekerja secara optimal. Penggerak kompresor yang sering digunakan biasanya

berupa motor listrik dan motor bakar. Kompresor berdaya rendah menggunakan motor

listrik dua phase atau motor bensin. sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan

motor listrik 3 phase atau mesin diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya

digunakan apabila lokasi disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non

stasioner. Kompresor yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh

motor listrik karena biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasionar (tidak

berpindah-pindah).

2.5 KOMPONEN KOMPRESOR

1. Kerangka (frame)

Fungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga sebagai tempat

kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat penampungan minyak pelumas.

2. Poros engkol (crank shaft)

Berfungsi mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus bolak balik (translasi).

3. Batang penghubung (connecting rod)

Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala silang,

batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu menahan beban pada

saat kompresi.

4. Kepala silang (cross head)

Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala silang dapat

meluncur pada bantalan luncurnya

5. Silinder (cylinder)

Berfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.

6. Liner silinder (cylinder liner)

Berfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses ekspansi,

pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.

7. Front and rear cylinder cover.

Adalah tutup silinder bagian head end/front cover dan bagian crank end/rear cover yang

berfungsi untuk menahan gas/udara supaya tidak keluar silinder.

 8. Water Jacket

Adalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai pendingin

9. Torak (piston)

Sebagai elemen yang menghandel gas/udara pada proses pemasukan (suction), kompresi

(compression) dan pengeluaran (discharge).

10. Cincin torak ( piston rings)

Berfungsi mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan dinding liner

silinder.

 

11. Batang Torak (piston rod)

Berfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak.

12. Cincin Penahan Gas (packing rod)

Berfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah (clearance) antara bagian yang

bergerak (batang torak) dengan bagian yang diam (silinder). Cincin penahan gas ini

terdiri dari beberapa ring segment.

13. Ring Oil Scraper

Berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame.

14. Katup kompresor (compressor valve)

Berfungsi untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran gas/udara, kedalam atau keluar

silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup sendiri akibat adanya perbedaan

tekanan yang terjadi antara bagian dalam dengan bagian luar silinder.

15. Pengatur Kapasitas

Volume udara yang dihasilkan kompresor harus sesuai dengan kebutuhan. Jika

kompresor terus bekerja maka tekanan dan volume udara akan terus meningkat melebihi

kebutuhan dan berbahaya terhadap peralatan. Untuk mengatur batas volume dan tekanan 

yangdihasilkan kompresor digunakan alat yang biasa disebut pembebas beban (unloader).

Pembebas beban dapat digolongkan menurut asas kerjanya, yaitu : pembebas beban katup

isap, pembebas beban celah katup, pembebas beban trotel isap dan pembebas beban

dengan pemutus otomatis. Pembebas beban yang difungsikan untuk memperingan beban

pada waktu kompresor distart agar penggerak mula dapat berjalan lancar dinamakan

pembebas beban awal.

Adapun ciri-ciri, cara kerja, dan pemakaian berbagai jenis pembebas beban tersebut

adalah sebagai berikut.

(1).  Pembebas beban katup isap

Jenis ini sering dipakai pada kompresor kecil atau sedang. Cara ini menggunakan katup

isap di mana plat katupnya dapat dibuka terus pada langkah isap maupun langkah

kompresi sehingga udara dapat bergerak keluar masuk silinder secara bebas melalui katup

ini tanpa terjadi kompresi. Hal ini berlangsung sebagai berikut.

Jika kompresor bekerja maka udara akan mengisi tangki udara sehingga tekanannya akan 

naik sedikit demi sedikit. Tekanan ini disalurkan ke bagian bawah katup pilot dari

pembebas beban. Jika tekanan di dalam tangki udara masih rendah, maka katup akan

tetap tertutup karena pegas atas dari katup pilot dapat mengatasi tekanan tersebut. 

Namun  jika tekanan di dalam tangki udara naik sehingga dapat mengatasi gaya pegas

tadi maka katup isap akan didorong sampai terbuka. Udara tekan akan mengalir melalui

pipa pembebas beban dan menekan torak pembebas beban pada tutup silinder ke bawah.

Maka katup isap akan terbuka dan operasi tanpa beban mulai. Selama kompresor bekerja

tanpa beban, tekanan di dalam  tangki udara akan menurun terus karena udara dipakai

sedangkan penambahan udara dari kompresor tidak ada. Jika tekanan turun melebihi

batas maka gaya pegas dari katup pilot akan mengalahkan gaya dari tekanan tangki udara.

Maka katup pilot akan jatuh, lalu udara tertutup, dan tekanan di dalam pipa pembebas

beban menjadi sama dengan tekanan at -mosfir. Dengan demikian torak pembebas beban

akan terangkat oleh gaya pegas, katup isap kembali pada posisi normal, dan kompresor

bekerja mengisap dan memampatkan udara.

(2).  Pembebas beban dengan pemutus otomatik

Jenis ini dipakai untuk kompresor-kompresor yang relatif kecil, kurang dari 7,5 kW. Di

sini dipakai  tombol tekanan  (pressure switch) yang dipasang di tangki udara.  Motor

penggerak akan dihentikan oleh tombol tekanan ini secara otomatik bila tekanan udara di

dalam tangki udara melebihi batas tertentu. Sebaliknya jika tekanan di dalam tangki udara

turun sampai dibawah batas minimal yang ditetapkan, maka tombol akan tertutup dan

motor akan hidup kembali. Pembebas beban jenis ini banyak dipakai pada kompresor

kecil sebab katup isap pembebas beban yang berukuran kecil agak sulit dibuat. Selain itu

motor berdaya kecil dapat dengan mudah dihidupkan dan dimatikan dengan tombol

tekanan.

16. Pelumasan

Bagian-bagian kompresor torak yang memerlukan pelumasan adalah bagian-bagian yang

saling meluncur seperti silinder, torak, kepala silang, metal -metal bantalan batang

penggerak dan bantalan utama. Tujuan pelumasan adalah untuk mencegah keausan,

merapatkan cincin torak dan paking, mendinginkan bagian-bagian yang saling bergesek,

dan mencegah pengkaratan. Pada kompresor kerja tunggal yang biasanya dipergunakan

sebagai kompresor berukuran kecil, pelumasan kotak engkol dan silinder disatukan.

Sebaliknya kompresor kerja ganda yang biasanya dibuat untuk ukuran sedang dan besar

dimana silinder dipisah dari rangka oleh paking tekan, maka harus dilumasi secara

terpisah. Dalam hal ini pelumasan untuk silinder disebut pelumasan dalam dan pelumasan

untuk rangkanya disebut pelumasan luar.

CARA MERAWAT KOMPRESOR

Perawatan kompresor yang dilakukan secara benar, akan mampu mengurangi

tingkat kerusakan kompresor, meningkatkan kualitas udara yang dihasilkan, serta

memperpanjang umur pakai kompresor (life time).

Berikut ini beberapa cara merawat kompresor yang harus dilakukan secara

kontinyu:

Selalu periksa dan pastikan presure gauge yang menunjukkan tekanan

udara sekitar 0,5 Mpa sampai 0,9 Mpa.

Pastikan pressure switch bekerja secara normal, kompresor akan mati

ketika tekanan sudah mencapai 0,9 Mpa dan akan hidup kembali ketika

tekanan udara turun mencapai 0,5 Mpa.

Pastikan safety valve kompresor bekerja secara normal, dengan

menariknya sebentar dan udara bertekanan dapat keluar melalui itu jika

tekanan udara melebihi standar.

Pastikan level oli selalu berada diantara garis merah selama beroperasi.

Buka drain cock valve untuk membuang air yang masuk kedalam tabung/

tangki kompresor (sampai habis airnya). Lakukan ini tiap hari bila udara di

sekitar kompresor begitu lembab.

Periksa V-belt, dan pastikan v-belt sesuai standar, yaitu tidak terlalu

kendur dan tidak terlalu kencang, serta dalam keadaan baik (tidak slip dan

tidak pecah-pecah/ putus).

Bersihkan filter masuknya udara (air intake filter) dari debu. Debu yang

menempel pada filter dapat menyebabkan  kompresor bekerja lebih keras

dari seharusnya. Ingat, cukup bersihkan filter dengan angin dan jangan

pakai air biar debu gak malah menempel.

Pastikan tidak ada kebocoran pada pipa, selang dan lain sebagainya.

Karena jika ada kebocoran walaupun sedikit dapat menurunkan kualias

tekanan udara yang dihasilkan kompresor.  

Pastikan tidak ada abnormal sound, contohnya seperti suara bearing motor

penggerak yang rusak, suara v-belt yang slip, suara kebocoran, dan suara-

suara tidak normal lainnya.

Selalu ganti oli kompresor setiap 2000 jam pengoperasian.

Perhatikan juga kebersihan kompresor agar tidak mudah berkarat.

2.7 FUNGSI KOMPRESOR

Dalam pembahasan siklus refrigeran pada sistem refrigerasi kompresi gas

telah diketahui operasi kompresor. Maksud dari operasi kompresor adalah untuk

memastikan bahwa suhu gas refrigeran yang disalurkan ke kondenser harus lebih

tinggi dari suhu

condensing medium. Bila suhu gas refrigeran lebih tinggi dari suhu condensing

medium (udara atau air) maka energi panas yang dikandung refrigeran dapat

dipindahkan ke condensing medium. akibatnya suhu refrigeran dapat diturunkan

walaupun tekanannya tetap. Oleh karena itu kompresor harus dapat mengubah

kondisi gas refrigeran yang

bersuhu rendah dari evaporator menjadi gas yang bersuhu tinggi pada saat

meninggalkan saluran discharge kompresor. Tingkat suhu yang harus dicapai

tergantung pada jenis refrigeran dan suhu lingkungannya.

2.8 APLIKASI KOMPRESSOR

Kompressor merupakan alat yang berguna untuk mengalirkan udara atau

gas. Dimana fungsi ini sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Beberapa

aplikasi kompressor antara lain:

a. Pada Bidang Otomotif

Pengkompressian udara untuk dimasukkan dalam reservoir yang akan

digunakan untuk  pengisian ban kendaraan.

Untuk pengecatan semprot (dyco) pada dinding mobil, kapal laut, pesawat

dll.

Sebagai pengering dan pembersih dalm perbengkelan.

b.  Pada Bidang Industri

Dalam industri minuman botol dimana udara dalam botol dihampakan dengan

daya isap kompressor.

Industri pertambangan gas, gas akan diisap dengan kompressor untuk

ditampung dalam   reservoir dan untuk dilanjutkan pada aplikasi lainnya.

Dalam pertambangan juga digunakan dalam pengeboran hidrolik dengan  

menggunakan gas yang bertekanan dari kompressor yang menekan mata bor.

c.  Aplikasi Lainnya

Digunakan dalam sistem pengkondisian udara untuk menaikkan

temperature dan  tekanannya.

Digunakan dalam mekanisme turbo charge untuk memperbesar udara

yangmasuk ke silinder.

Digunakan dalam sistem pembangkitan listrik seperti pada PLTU dan

PLTG.

BAB III

PENUTUP

Pompa & Kompresor

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan

cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media pemipaan

dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung

secara terus menerus. pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu

sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini

berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang

pengaliran. Sedangkan kompresor adalah alat untuk mengalirkan fluida gas fungsi

untuk membangkitkan/menghasilkan udara bertekanan dengan cara menghisap

dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara

kempa untuk disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik).

DAFTAR PUSTAKA

http://kimdustri.blogspot.com/2012/05/definisi-pompa.html

https://haruna16.wordpress.com/makalah-sistem-kompresor-3/

http://iwanaik.wordpress.com/2010/11/29/pompa-3/

http://en.wikipedia.org/wiki/Pump

http://id.wikipedia.org/wiki/Kompresorhttp://fitrahchem.blogspot.com/2013/01/kompresor-dan-pompa.html

http://sanfordlegenda.blogspot.com/2012/12/Jenis-jenis-pompa-air-berdasarkan-tenaga-penggeraknya.html