Daya dan Efisiensi Kompresor


Daya yang diperlukan kompresor tidak hanya untuk proses kompresi gas, tetapi juga untuk mengatasi kendala-kendala mekanis, gesekan-gesekan, kendala tahanan aerodinamik aliran udara pada katup dan saluran saluran pipa, kebocoran-kebocoran gas, proses pendinginan, dan lain-lain. Kendala-kendala tersebut akan mengurangi daya poros kompresor. Namun untuk menentukan seberapa besar pengaruh masing-masing kendala tersebut adalah sangat sulit. Secara teori perhitungan daya yang dibutuhkan untuk proses pemampatan kompresi bertingkat adalah sebagai berikut:

daya kompresor

dimana: 
Pad = daya untuk proses kompresi adiabatis (kW)
m = jumlah tingkat kompresi
Qs = volume gas ke luar dari tingkat terakhir (m3/menit) ( dikondisikan tekanan dan temperatur hisap)
ps = tekanan hisap tingkat pertama (N/m2)
pd = tekanan ke luar dari tingkat terakhir ( N/m2) 

n = 1,4 (udara) adiabatis
= 1 isoterma l

Daya kompresi adiabatis di atasadalah sama dengan daya poros kompresor dikurangi dengan kendala-kendala kompresi atau dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:

P ad = P poros – P kendala = P berguna

Secara teori, efisiensi sistem adalah perbandingan daya berguna dengan daya masuk sistem, maka efisiensi kompresor dapat dirumuskan dengan persaman berikut:

Efisiensi Kompresor

Berdasarkan rumus tersebut dapat diketahui bahwa semakin tinggi efisiensi, daya poros yang dibutuhkan menjadi berkurang, sehingga secara ekonomis menguntungkan. Sedangkan untuk menghitung tinggi yang dihasilkan kompresor adalah sebagai berikut:

tinggi tekan kompresor

Daya yang dibutuhkan kompresor untuk menghasilkan udara mampat  dengan tinggi tekan sebesar H :

daya kompresor tinggi tekan

Contoh :
1. Sebuah kompresor digunakan untuk menghasilkan udara mampat pada sebuah instalasi industri. Pompa meghasilkan tekanan akhir sebesar 3 atm, debit udara masuk kompresor sebesar 7200 m3/menit, hitung berapa daya kompresor? Juga tentukan daya poros apabila efiseisi kompresor 80% !

Diketahui :

Qs = 7200 m3/jam = 7200/3600 m3/dtk = 2 m3/dtk
ps = 1 atm = 10130 Pa
Pd = 3 atm = 30390 Pa
n = 1,4

Kerja kompresor adiabatik:

kerja kompresor soal 1

[Taufiqur Rokhman, MT – Unisma Bekasi – 05032015 – 11.45]

 Kavitasi dan NPSH


Daerah aliran pada mata impeller pompa biasanya lebih kecil daripada daerah aliran dari pipa hisap pompa atau daerah aliran yang melalui sudu pompa. Ketika cairan di pompa masuk mata pompa sentrifugal, penurunan daerah aliran sebagai akibat peningkatan kecepatan aliran disertai dengan penurunan tekanan. Semakin besar laju aliran pompa, semakin besar pula tekanan jatuh antara pompa hisap dan mata impeller. Jika tekanan jatuh cukup besar, atau jika temperatur cukup tinggi, tekanan jatuh dapat menyebabkan cairan menjadi  uap ketika tekanan local berada di bawah tekanan saturasi fluida yang di pompa. Gelembung-gelembung uap terbentuk oleh tekanan jatuh pada mata impeller yang mengalir sepanjang sudu impeller oleh aliran fluida. Ketika gelembung2 itu masuk wilayah dimana tekanan local lebih besar daripada tekanan saturasi, maka gelembung2 uap tiba-tiba pecah. Proses pembentukan dan pecahnya secara tiba-tiba dari gelembung2 uap dalam pompa disebut dengan kavitasi.

 Kavitasi pada pompa sentrifugal mempunyai pengaruh signifikan terhadap performasi pompa. Kavitasi mendegradasi (menurunkan) performansi pompa, akibat fluktuasi laju aliran dan tekan discharge. Kavitasi dapat juga menjadi penyebab hancurnya komponen2 dalam pompa. Ketika sebuah pompa, gelembung2 uap terbentuk secara langsung pada daerah tekanan rendah yang di balik sudu impeller yang berputar. Gelembung2 uap ini kemudian bergerak mendekati sudu impeller dimana mereka pecah dan menyebebkan kejutan fisik pada permukaan sudu pompa. Kejutan fisik ini membuat lubang-lubang kecil pada permukaan sudu impeller. Masing-masing lubang itu berukuran sangat kecil, akan tetapi akibat akumulasi dari jutaan lubang2 ini yang terbentuk selama periode jam atau hari dapat secara bertahap merusak impeller pompa. Kavitasi dapat juga menyebabkan getaran pompa berlebih dimana getaran tersebut dapat merusak bantalan pompa, ring dan sil.

Sejumlah kecil pompa sentrifugal didesain untuk beropearasi dibawah kondisi dimana kavitasi tak mampu dihindari. Pompa ini harus didesain secara khusus dan dimaintain untuk menahan sejumlah kecil kavitasi yang terjadi selama operasinya. Banyak pompa sentrifugal yang tidak di desain untuk menahan kavitasi.

Kebisingan adalah salah satu indikasi bahwa pompa sentrifugal terjadi kavitasi.  Sebuah pompa yang ter-kavitasi suaranya dapat seperti kaleng yang berisi kelereng yang dikocok. Indikasi lainnya dapat diamati dari stasiun operasi jarak jauh yang sedang berfluktuasi tekanan discharge-nya (keluarnya).

Net Positive Suction Head (NPSH)

Untuk menghindari kavitasi pada pompa sentrifugal, tekanan fluida pada semua titik dalam pompa harus dijaga diatas tekanan saturasi. Jumlah yang digunakan untuk menentukan tekanan cairan yang dipompa untuk menghindari kavitasi disebut net positive suction head (NPSH). Net positive suction head (NPSH) adalah perbedaan antara tekanan pada pipa hisap pompa dan tekanan saturasi pada cairan yang sedang dipompa. Net positive suction head (NPSH) adalah nilai minimum dari net positive suction head (NPSH) yang cukup untuk menghindari kaviotasi.

Kondisi yang harus ada untuk menghindari kavitasi adalah bahwa net positive suction head (NPSH) yang tersedia harus lebih besar daripada atau sama dengan net positive suction head (NPSH) yang dibutuhkan. Kebutuhan ini dapat dinyatakan secara matematis ebagai berikut:

NPSHA    ≥   NPSHR

 Formula untuk NPSHA dapat dinyatakan sebagai persamaan berikut:

 NPSHA    =  P suction  –  P saturation

 Ketika pompa centrifugal menghisap dari tangki atau reservoir lainnya, maka tekanan dari pipa hisap pompa adalah penjumlahan tekanan absolute pada permukaan cairan pada tangki dan tekanan karena perbedaan ketinggian antara permukaan cairan pada tangki dan pipa hisap pompa dikurang head loss karena gesekan pada garis hisap dari tangki ke pompa.

NPSHA = Pa + Pst – hf – Psat

Dimana:

NPSHA = NPSH yang tersedia

Pa                 = tekan absolute pada permukaan cairan

Pst           = tekanan karena perbedaan ketinggian antara permukaan cairan dan pipa hisap.

hf                  = head losses pada pipa hisap pompa

Psat              = tekanan saturasi dari cairan yang dipompa

PENCEGAHAN KAVITASI

Jika pompa mengalami kavitasi, beberapa perubahan pada desain sistem atau operasi adalah penting untuk meningkatkan NPSHA diatas NPSHR dan menghentikan kavitasi. Salah satu metode untuk meningkatkan NPSHA adalah meningkatkan tekanan pada pipa hisap pompa. Sebagai contoh, jika sebuah pompa menghisap dari sebuah tangki yang tertutup, maka kenaikan level cairan pada tangki atau peningkatan tekanan pada ruang diatas cairan akan meningkatkan tekanan hisap.

Mungkin juga meningkatkan NPSHA dengan menurunkan temperatur cairan yang dipompa. Menurunkan temperatur cairan akan menurunkan tekanan saturasi, sehingga menyebabkan NPSHA meningkat. Ingat lagi dari mode perpindahan panas sebelumnya dimana kondensor uap yang besar biasanya mendinginkan kondensat kurang dari temperatur saturasi yang disebut depresi kondensat, untuk mencegah kavitasi dalam pompa kondensat.

Jika head losses pada pipa hisap pompa dapat dikurangi, maka NPSHA akan berkurang. Beragam metode untuk mengurangi head losses termasuk meningkatkan diameter pipa, mengurangi jumlah elbo, valve dan fitting (tahanan) dalam pipa, dan menurunkan panjang pipa.

Dapat juga menghentikan kavitasi dengan mengurangi NPSHR untuk pompa. NPSHR tidak konstan untuk pompa yang diberikan dibawah semua kondisi, tetapi bergantung pada factor tertentu. Secara khusus, NPSHR dari pompa meningkat secara signifikan karena laju aliran yang melalui pompa meningkat. Oleh karena itu, pengurangan laju aliran melalui pompa yaitu dengan mengecilkan valve discharge yang menurunkan NPSHR. NPSHR juga bergantung pada kecepatan pompa. Semakin cepat rotasi impeller pompa, semakin besar NPSHR. Oleh karena itu, jika kecepatan dari pompa centrifugal dikurangi, maka NPSHR pompa menurun. Meskipun demikian, laju aliran pompa paling sering diperhatikan sebagai kebutuhan dari sistem.

NPSH yang dibutuhkan untuk mencegah kavitasi ditentukan melalui pengujian oleh produsen pompa dan bergantung pada factor-faktor diantaranya tipe inlet (saluran masuk ) impeller, desain impeller, laju aliran pompa, kecepatan rotasi impeller, dan tipe cairan yang dipompa. Produsen pompa secara khusus menyediakan kurva NPSHR sebagai fungsi laju aliran pompa untuk cairan tertentu (biasanya air) dalam buku manual pompa.

Kurva Karakteristik Pompa Centrifugal

Untuk pompa centrifugal yang beroperasi pada kecepatan konstan, laju aliran yang melalui pompa adalah bergantung pada perbedaan tekanan atau head  pada pompa. Semakin rendah head pompa, semakin tinggi laju aliran. Buku manual untuk pompa spesifik biasanya mengandung kurva laju aliran pompa versus head pompa yang disebut kurva karakteristik pompa. Setelah pompa diinstalasi pada sistem, pompa biasany diuji untuk menjamin bahwa laju aliran dan head pompa berada dalam spesifikasi yang dibutuhkan. Tipikal Kurva karakteristik pompa centrifugal ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

 NPSH

 Ada beberapa istilah yang berhubungan dengan kurva karakteristik pompa yang harus didefinisikan. Shutoff head adalah head maksimum yang dapat dikembangkan oleh pompa centrifugal yang beroperasi pada kecepatan tertentu. Pump runout adalah aliran maksimum yang dapat dikembangkan oleh pompa centrifugal tanpa merusak pompa. Pompa centrifugal harus didesain dan dioperasikan serta dilindungi dari kondisi pump runout atau operasi pada shutoff head.

 Ref : FUNDAMENTALS HANDBOOK MECHANICAL SCIENCE Volume 1 of 2

U.S. Department of Energy FSC-6910

 [Taufiqur Rokhman – Jurusan Teknik Mesin Unisma Bekasi, 16.35-16022015]

Perpindahan Panas dan Pembentukan Uap Air Pada Boiler


Titik didih suatu cairan atau dikenal juga dengan temperatur saturasi adalah temperatur dimana tekanan uap cairan sama dengan tekanan lingkungan sekitar cairan tersebut. Pada titik ini cairan akan berubah fase menjadi uap. Temperatur saturasi dari air pada tekanan atmosfer adalah 100oC. Pada titik inilah air akan berubah fase menjadi uap dengan membentuk gelembung-gelembung uap air.

Temperatur saturasi menjadi sebuah fungsi yang unik dari tekanan. Semakin tinggi tekanan di sekitar air maka akan semakin tinggi pula titik didihnya, dan apabila semakin rendah tekanan di sekitar air tersebut maka semakin rendah pula titik didih air tersebut. Hal tersebut disebabkan karena tekanan air akan mempengaruhi karakteristik –seperti entalpi (kandungan kalor) air, panas laten, dan entalpi uap– dari uap air yang terbentuk pada tekanan tersebut.

Pada kondisi tekanan kritis 3200 psi (22,1 MPa) misalnya, panas laten yang dibutuhkan untuk membentuk uap air menjadi nol, dan pada kondisi ini tidak akan timbul gelembung-gelembung uap pada saat proses evaporasi. Sehingga proses transisi perubahan fase air menjadi uap air pada kondisi tersebut akan terjadi secara lebih smooth. Atas dasar fenomena inilah dikenal sebuah teknologi boiler bernama critical boiler. Boiler ini bekerja dengan mensirkulasikan air-uap air pada pipa-pipa boiler dengan tekanan kritis 22,1 MPa (221 bar).

20121215-044740 PM.jpg

Kurva Didih (Boiling Curve)

Pada kesempatan kali ini saya ingin memperkenalkan kepada Anda sebuah kurva bernama boiling curve (kurva didih). Kurva ini akan menjelaskan kepada kita bagaimana karakteristik terjadinya proses pendidihan air. Penelitian dilakukan dengan jalan mencelupkan sebuah logam (metal) panas yang dijaga temperaturnya, ke dalam sejumlah air di suatu wadah. Kecepatan (rate) perpindahan panas tiap satuan luas atau disebut dengan heat flux (fluks kalor) mengisi sumbu Y kurva. Sedangkan sumbu X diisi oleh diferensial temperatur antara permukaan metal dengan air disekitarnya.

Dari titik A ke B, perpindahan panas secara konveksi akan mendinginkan metal sehingga proses pendidihan akan tertahan. Pada saat sedikit melewati titik B, dikenal sebagai proses awal proses pendidihan, dimana temperatur air secara cepat akan menyesuaikan dengan temperatur permukaan metal dan semakin mendekati temperatur saturasinya. Gelembung-gelembung uap air mulai terbentuk di permukaan metal. Secara periodik gelembung-gelembung tersebut akan kolaps (mengecil) karena berinteraksi dengan air lainnya. Fenomena ini disebut dengan subcooled boiling, dan ditandai dengan titik B dan S pada kurva. Pada proses ini, kecepatan perpindahan panas cukup tinggi, namun masih belum terbentuk sejumlah uap air. Dari titik S ke C, temperatur air sudah mencapai temperatur saturasi dengan lebih merata. Gelembung uap tidak lagi mengalami kolaps dan mengecil, ia akan semakin besar dan terbentuk semakin banyak gelembung uap. Kurva area ini biasa diberi sebutannucleate boilling region, yang memiliki kecepatan perpindahan panas cepat, serta temperatur permukaan metal lebih besar sedikit dari temperatur saturasi air.

Mendekati titik C, permukaan evaporasi akan semakin luas. Pada saat ini proses pembentukan uap terjadi sangat cepat sehingga menyebabkan uap yang terbentuk seakan-akan menghalangi air untuk mendekati permukaan metal. Permukaan metal menjadi terisolasi oleh semacam lapisan film yang tersusun oleh uap air, sehingga mengakibatkan penurunan kecepatan perpindahan panas. Proses ini (C-D) dikenal dengan sebutan critical heat flux (CHF), dimana proses perpindahan panas dari metal ke air menjadi lambat karena adanya lapisan film yang terbentuk.

Lebih lanjut, seperti digambarkan dengan titik D ke E, disebut dengan proses unstable film boilling. Dimana pada saat ini temperatur permukaan kontak metal-fluida tidak mengalami kenaikan. Konsekuensinya adalah terjadinya penurunan performa perpindahan panas per luas area serta penurunan proses transfer energi. Dari titik E melewati D’ ke F, lapisan insulasi uap air pada permukaan metal menjadi sangat efektif. Sehingga perpindahan panas dari permukaan metal melewati lapisan film ini terjadi dengan cara radiasi, konduksi, serta mikro-konveksi ke permukaan air yang berbatasan dengan lapisan film. Pada fase ini proses evaporasi berlanjut dengan ditandai terbentuknya gelembung-gelembung uap air. Fase ini dikenal dengan sebutan stable film boiling.

20121216-104318 PM.jpg

Pembentukan Uap Air Pada Pipa Boiler

Proses pembentukan uap air pada boiler pipa air secara teoritis mengacu juga pada boiling curve. Secara lebih detail, proses pembentukan uap air tersebut dapat Anda lihat prosesnya pada gambar di atas. Yang membedakan dengan proses pembentukan uap air biasa adalah, proses pembentukan uap air pada boiler pipa air terjadi pada aliran air dengan kecepatan debit aliran tertentu. Proses ini dikenal dengan istilah forced convection boiling, yang prosesnya lebih kompleks dengan melibatkan aliran fluida dua fase, gaya gravitasi, fenomena material, serta mekanisme perpindahan panas.

Gambar kedua di atas adalah sebuah proses pendidihan air pada pipa berpenampang lingkaran yang panjang serta dipanasi secara merata. Pada saat mendekati titik (1), air masuk ke pipa dan secara konveksi menjadi media pendingin pipa. Tepat pada titik (1) mulai terbentuk gelembung-gelembung uap air, menjadi tanda bahwa proses awal pendidihan dimulai. Pada titik (2) temperatur air semakin tinggi dan mencapai temperatur saturasinya dan mencapai fase nucleate boiling region. Pada fase ini campuran air dengan uap air membentuk sebuah aliran yang bergelembung, dan membentuk lingkaran seperti gelang (annular flow). Fenomena ini sebagai hasil interaksi yang kompleks antara gaya tegangan permukaan, fenomena dua permukaan, penurunan drastis tekanan, massa jenis air-uap air, serta efek momentum dari proses pendidihan pada permukaan pipa.

Proses perpindahan panas terus berlangsung sehingga pada titik (3) annular flow membesar dan terbentuk lapisan film air pada dinding pipa. Perpindahan panas selanjutnya terjadi secara konduksi dan konveksi dengan melewati lapisan film tersebut, sehingga proses evaporasi terjadi pada pertemuan lapisan air dengan uap air. Mekanisme perpindahan panas ini disebut pendidihan konveksi, yang juga menghasilkan kecepatan perpindahan panas yang tinggi.

Pada titik (4) proses perpindahan panas mencapai CHF (Critical Heat Flux), dimana lapisan film air pada dinding pipa digantikan dengan lapisan film berupa uap air. Pada fase ini ada beberapa resiko fenomena yang mungkin terjadi, yaitu:

  1. Kenaikan temperatur metal pipa yang terlalu tinggi sehingga dapat merusak pipa tersebut.
  2. Kerugian perpindahan panas. Dan,
  3. Perubahan fluktuasi temperatur yang sangat mungkin dapat menyebabkan kerusakan termal (thermal fatigue failures).

Dari titik (4) ke (5) disebut perpindahan panas post-CHF, yang terjadi dengan sangat kompleks. Setelah titik (5), semua air telah terevaporasi dan berubah fase menjadi uap air.

20121217-093308 AM.jpg

Single-lead Ribbed Tube

20121217-093439 AM.jpg

Multi-lead Ribbed Tube

Beberapa kerugian yang mungkin terjadi pada saat fase perpindahan panas CHF di atas, menghasilkan inovasi dengan dikembangkannya pipa boiler berulir. Ada dua jenis pipa ulir boiler, yakni tipe single-lead ribbed tube dan multi-lead ribbed tube. Pipa ulir ini memperbaiki performa CHF, dengan efek samping penurunan tekanan yang masih dapat ditoleransi namun dapat menghilangkan efek samping lain yang lebih berbahaya. Ulir pipa mengakibatkan aliran berputar yang menghasilkan gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal dari fluida terhadap dinding pipa akan menghalangi terbentuknya lapisan film sampai terbentuk uap air yang berkualitas dengan heat flux yang tinggi.

Ref: http://artikel-teknologi.com/

Efisiensi dan Unjuk Kerja Kompresor


Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi dan kinerja kompresor:

  • Lokasi Kompresor

kompresorLokasi kompresor udara dan kualitas udara yang ditarik oleh kompresor akan memiliki pengaruh yang cukup berarti terhadap jumlah energi yang digunakan. Kinerja kompresor sebagai mesin yang bernafas akan meningkat dengan udara yang dingin, bersih dan kering pada saluran masuknya.

  • Suhu Udara pada Aliran Masuk

Pengaruh udara masuk pada kinerja kompresor tidak boleh diremehkan. Udara masuk yang tercemar atau panas dapat merusak kinerja kompresor dan menyebabkan energi serta biaya perawatan yang berlebihan. Jika kadar air, debu, atau bahan pencemar lain terdapat dalam udara masuk, maka bahan pencemar tersebut dapat terkumpul pada komponen bagian dalam kompresor, seperti kran, fan, rotor dan baling-baling. Kumpulan pencemar tersebut dapat mengakibatkan kerusakan dini dan menurunkan kapasitas kompresor.

Continue reading

Klasifikasi Pompa


Menurut prinsip kerjanya, pompa diklasifikasikan menjadi:
a.  Positive Displacement Pump
Pompa yang menghasilkankapasitas intermitten karena fluidanya ditekan dalam elemen-elemen pompa dengan volume tertentu. Jadi, fluida yang masuk kemudian dipindahkan ke sisi  buang sehingga tidak ada kebocoran (aliran balik) dari sisi buang ke sisi masuk. Pompa jenis ini menghasilkan head yang tinggi dengan kapasitas yang rendah. Perubahan energi yang terjadi pada pompa ini adalah energi mekanik yang diubah langsung manjadi energi potensial.

Macam-macam Positive Displacement Pump:
1.  Pompa Piston
Prinsip kerja dari pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya selubung putar akan menyebabkan piston bergerak naik-turun sesuai dengan ujung piston di atas piring dakian. Fluida terisap ke dalam silinder dan kemudian ditukar ke saluran buang akibat gerakan turun-naiknya piston.Bertemunya rongga silindris piston pada selubung putar dengan saluran isap dan tekan yang terdapat pada alat berkatup. Pompa ini diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head yang sangat tinggi dengan kapasitas aliran rendah. Dalam aplikasinya pompa piston banyak digunakan untuk keperluan pemenuhan tenaga hidrolik pesawat angkat.

2.  Pompa Roda Gigi
Prinsip kerjanya adalah berputarnya dua buah roda gigi berpasangan yang terletak antara rumah pompa dan menghisap serta menekan fluida yang mengisi ruangan antar roda gigi (yang dibatasi oleh gigi dan rumah pompa) ditekan ke sisi buang akibat terisinya ruang anatara roda gigi pasangannya. Pompa ini biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan head tinggi dengan kapasitas aliran sangat rendah. Dalam aplikasinya, pompa ini digunakan untuk pelumas.

3.  Pompa Torak
Prinsip kerjanya adalah torak  melakukan gerakan isap terbuka dan katup  tekan tertutup. Sedangkan pada saat torak mulai melakukan gerakan tekan, katup isap tertutup dan katup tekan terbuka. Kemudian fluida yang tadinya terisap dibuang pada katup tekan. Pompa ini biasa digunakan untuk memenuhi head tinggi dengan kapasitas rendah. Dalam aplikasinya pompa torak banyak digunakan untuk pemenuhan tenaga hidrolik.

b.  Pompa Dinamik
Pompa dinamik adalah pompa yang ruang kerjanya tidak berubah selama pompa bekerja. Pompa ini memiliki elemen utama sebuah rotor  dengan satu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeller yang menaikkan kecepatan absolut fluida maupun tekanannya dan melemparkan aliran melalui volut. Yang tergolong pompa dinamik antara lain:
1.  Pompa Aksial
Prinsip kerja pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya impeller akan mengisap fluida yang akan dipompakan dan menekannya ke ssi tekan dalam arah aksial (tegak lurus). Pompa  aksial biasana diproduksi untuk kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa jenis ini banyak digunakan untuk irigasi.

2.  Pompa Sentrifugal
Pompa ini terdiri dari satu atau lebih  impeller yang dilengkapi dengan sudu-sudu pada poros yang berputar dan diselubungi chasing. Fluida diisap pompa melalui sisi isap, akibat berputarnya  impeller yang menghasilkan tekanan vakum. Pada sisi isap selanjutnya fluida yang telah terisap kemudian terlempar ke luar impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida.

Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal
Bagian-bagian pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:
1.  Casing (rumah keong)
Fungsinya untuk merubah atau mengkonversikan energi cairan menjadi energi tekanan statis.
2.  Impeller
Fungsinya  untuk merubah energi kinetik  atau memberikan energi kinetik pada zat cair, kemudian di dalam casing diubah menjadi energi
tekanan.
3.  Pons Pompa
Fungsinya untuk meneruskan energi mekanik dari mesin penggerak (prime over) kepada impeller.
4.  Inlet
Fungsinya untuk saluran masuk cairan ke dalam impeller.
5.  Outlet
Fungsinya untuk saluran saluran keluar dari impeller.
6.  Nozzle
Fungsinya untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Fluida  terhisap melalui sisi isap, karena tekanan pada pompa lebih kecil daripada tekanan atmosfer, kemudian masuk dan ditampung di dalam rumah keong. Karena adanya putaran impeller, maka fluida keluar melalui sisi buang dengan arah radial.
Bagian-bagian pompa sentrifugal:
1.  Impeller
Untuk menghisap fluida dari sisi isap dan menekannya dalam arah aksial ke sisi buang.
2.  Sudu
Bagian impeller yang berfungsi untuk menggerakkan fluida sehingga menghasilkan gaya sentrifugal pada fluida.
3.  Casing
Disebut juga rumah keong, berfungsi menampung cairan yang terlempar dari sudu-sudu impeller.

TTD

Taufiqur Rokhman, ST, MT

Menghitung Horsepower Mobil, Motor Listrik dan Diri Anda Sendiri


MENGHITUNG HORSEPOWER DARI MOBIL ANDA

Menghitung daya atau tenaga kuda (hp) mobil yang Anda gunakan menjadi problem yang sangat kompleks yang membutuhkan bengkel otomotif dan peralatan pengujian khusus. Untungnya, produsen mobil pada umumnya memasukkan beberapa informasi yang sangat penting dalam produk mereka.

[1]  Dapatkan harga torsi mobil Anda di brosur spesifikasi teknik. Ini adalah salah satu nilai yang berguna bagi Anda dalam melakukan perhitungan. Di bawah “spesifikasi teknis” atau sesuatu yang mirip, itu akan memberi Anda nilai torsi sebesar nilai RPM tertentu.

[2]  Hitung tenaga kuda. Menggunakan rumus HP = (RPM * T) / 5252, menentukan tenaga kuda efektif mobil Anda.

Contoh: Sebuah Porsche 911 menghasilkan torsi sebesar 480-ft. pada 2.500 RPM.Dinyatakan dalam persamaan, yaitu HP = (2500 * 480) / 5252 = 1,200,000 / 5252 = 228.48hp

MENGHITUNG HORSEPOWER DARI MOTOR LISTRIK

[1]  Mengumpulkan angka. Tegangan (V) dari motor akan dinyatakan dalam volt. Arus (I) akan dinyatakan dalam ampere, dan efisiensi (Eff) akan dinyatakan sebagai persentase.

[2]  Hitung tenaga kuda. Menggunakan rumus HP = (V * I * Eff) / 746, menentukan tenaga kuda mobil listrik

Contoh: Sebuah motor 240v menarik 100 amp, dengan efisiensi 80%. HP = (240 x 100 x .80) / 746 = 19.200 / 746 = 25.75hp

MENGHITUNG HORSEPOWER SENDIRI

  1. Timbang sendiri. Cari tahu berapa berat badan Anda dalam kilogram (berat badan Anda dalam pound dikalikan dengan 0,454) dan menuliskannya.


  2. Cari tangga yang bebas dari penghalang. Anda akan berjalan naik tangga ini dengan stopwatch, jadi cobalah untuk menemukan sebuah tangga yang tidak sering digunakan.

  3. Mengukur total ketinggian tangga dari dasar ke puncak tangga (ketinggian satu tangga dikalikan dengan jumlah anak tangga). Jika Anda mengukur dalam kaki (feet), kalikan jumlah itu dengan 0,3048 untuk mengkonversi ke meter. Tuliskan tinggi dalam meter.

  4. Menjaga tetap kecepatannya. Selanjutnya mulai berjalan, dan ketika kaki Anda mendarat pada langkah pertama, mulai stopwatch Anda.

  5. Ketika kedua kaki berada di puncak tangga, hentikan stopwatch Anda. Tuliskan durasi pendakian Anda ke atas.

  6. Hitung Watt Anda. Gunakan rumus (m * 9,81 * h) / t, di mana m = massa (yaitu, berat badan Anda dalam kilogram), h = tinggi tangga dalam meter, 9,81 adalah konstanta gravitasi yang harus diperhitungkan, dan t = waktu dalam hitungan detik pendakian Anda. Hasil yang Anda dapatkan dinyatakan dalam Watt.

    Contoh: Jika berat Anda 180 lbs, dan Anda naik tangga 12-kaki dalam 4 detik, maka daya Anda sama dengan ((180 * 0,454) * 9,81 * (12 * 0,3048)) / 4 = 733 Watt

  7. Hitung Horsepower Anda. Bagilah jumlah Watts dengan 746 untuk mengetahui besar tenaga kuda Anda

Seorang manusia yang sehat dapat menghasilkan ledakan singkat sekitar 1.2 Hp, dan output berkelanjutan sekitar 0,1 hp

Jika Anda tidak membagi dengan waktu (yaitu, menghitung: m * 9,81 * h) Anda akan mendapatkan jumlah Newton meter (Nm) atau joule (J)-berapa banyak kerja yang dibutuhkan-bagi Anda untuk bangun tangga terlepas dari waktu.

TTD

Taufiqur Rokhman, ST

Source:

http://www.wikihow.com/Calculate-Horsepower

Seputar Mesin Pesawat Terbang


Pesawat terbang, baik pesawat komersial maupun militer menggunakan mesin khusus, yang berbeda dengan mpesawatesin yang digunakan oleh kendaraan di darat, seperti: mobil, bus, motor roda dua, dan lain sebagainya. Tulisan ini ditujukan kepada adik-adik yang duduk di bangku SMP, SMA dan sederajat, serta bagi para pemerhati perkembangan pesawat terbang.

Mesin Jet
Mesin jet adalah sebuah jenis mesin pembakaran dalam menghirup udara yang sering digunakan dalam pesawat. Prinsip seluruh mesin jet pada dasarnya sama; mereka mempercepat massa (udara dan hasil pembakaran) ke satu arah dan dari hukum gerak Newton ketiga mesin akan mengalami dorongan ke arah yang berlawanan. Yang termasuk mesin jet antara lain turbojet, turbofan, rocket, ramjet, dan pump-jet. Mesin ini menghirup udara dari depan dan mengkompresinya. Udara digabungkan dengan bahan bakar, dan dibakar. Pembakaran menambah banyak peningkatan energi dari gas yang kemudian dibuang ke belakang mesin. Proses ini mirip dengan siklus empat-gerak, dengan induksi, kompresi, penyalaan, dan pembuangan terjadi secara berkelanjutan.

Mesin menghasilkan dorongan karena percepatan udara yang melaluinya; gaya yang sama dan berlawanan yang dihasilkan adalah dorongan bagi mesin. Mesin jet mengambil massa udara yang relatif sedikit dan mempercepatnya dengan jumlah yang besar, di mana sebuah
pendorong mengambil massa udara secara besar dan mempercepatnya dalam jumlah kecil. Pembuangan kecepatan tinggi dari mesin jet membuatnya efisien pada kecepatan tinggi (terutama kecepatan supersonik) dan ketinggian tinggi. Pada pesawat pelan dan yang membutuhkan jarak terbang pendek, pendorong yang menggunakan turbin gas, yang umumnya dikenal sebagai turboprop, lebih umum dan lebih efisien. Pesawat sangat kecil biasanya menggunakan mesin piston untuk menjalankan pendorong tetap turboprop kecil semakin lama semakin kecil dengan berkembangnya teknologi teknik.

Efisiensi pembakaran sebuah mesin jet, seperti mesin pembakaran dalam lainnya, dipengaruhi besar oleh rasio volume udara yang dikompresi dengan volume pembuangan. Dalam mesin turbin kompresi udara dan bentuk “duct” yang melewati ruang pembakaran mencegah aliran balik dari situ dan membuat pembakaran berkelanjutan dimungkinkan dan proses pendorongan. Mesin turbojet modern modular dalam konsep dan rancangan. Inti penghasilan-tenaga utama, sama dalam seluruh mesin jet, disebut sebagai generator gas. Dan juga modul tambahan lainnya seperti gearset pengurang dorongan (turboprop/turboshaft), kipas lewat, dan “afterburner”. Jenis alat tambahan dipasang berdasarkan penggunaan pesawat.

Turbin gas
Turbin gas adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari arus gas pembakaran. Dia memiliki kompresor naik ke-atas dipasangkan dengan turbin turun ke-bawah, dan sebuah bilik pembakaran di-tengahnya. Energi ditambahkan di arus gas di pembakar, di mana udara dicampur dengan bahan bakar dan dinyalakan. Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas. Kemudian diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui baling-baling turbin, memutar turbin dan mentenagai kompresor.

Energi diambil dari bentuk tenaga shaft, udara terkompresi dan dorongan, dalam segala kombinasi, dan digunakan untuk memberi tenaga bagi pesawat terbang, kereta, kapal, generator, dan bahkan tank.

Mesin turbofan
Mesin turbofan ada tipe mesin jet pesawat terbang yang mirip dengan mesin turbojet. Mesin ini umumnya terdiri dari sebuah kipas internal dengan sebuah turbojet kecil yang terpasang dibelakangnya untuk menggerakkan kipas tersebut. Aliran udara yang masuk melalui kipas ini melewati turbojet, dimana sebagian kecil udara itu dibakar untuk menghidupi kipas, dan sisa udara digunakan untuk menghasilkan dorongan. Semua mesin jet yang digunakan untuk pesawat jet komersial masa kini adalah mesin turbofan. Mesin ini lebih banyakdigunakan karena sangat efesien dan relatif menghasilkan suara yang lebih kecil.

Sumber: Wikipedia Indonesia

Tentang Boiler


Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk BucknellBoilermengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, si stem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui si stem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan . Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup(air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang.

Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)


Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa  batubara (padat), minyak (cair), atau gas. Adakalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar. Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah konversi energi primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dan ketel uap PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uap yang dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap, energi (entalpi) uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik oleh generator. Secara skematis, proses tersebut diatas diperlihatkan pada gambar dibawah. Continue reading

Jangan Bingung Melihat Satuan HP, PS, DK, KW, BHP dll


Pada postingan sebelumnya, sudah dipaparkan bagaimana cara mencari daya dan torsi motor.  Nah, pada postingan kali ini, saya berikan satuan-satuan yang biasa dipake pada daya dan torsi. Postingan ini berangkat dari pengamatan saya selama membimbing kerja praktek ataupun menguji sidang tugas akhir yang rupanya tidak sedikit teman-teman mahasiswa masih bingung dengan beragamnya satuan-satuan daya dan torsi, demikian pula gimana mengkonversinya. Perlu saya ingatkan disini, bagi Anda yang melakukan perhitungan pada persamaan/formula yang ditemukan dalam problem-problem kerekayasaan khususnya dalam bidang  teknik mesin, penting bagi Anda memasukkan setiap satuan-satuan yang ada, kemudian sederhanakan (pencoretan bila shahih). Hal ini untuk membuktikan bahwa satuan yang Anda turunkan itu sesuai atau tidak dengan satuan dari variabel yang dicari.. Continue reading

Menghitung Kebutuhan Daya Pompa Instalasi Perpipaan


 Barangkali di lapangan, kita sering menemukan atau dihadapkan pada kasus seperti gambar dibawah, dimana kita diminta untuk menghitung kebutuhan daya pompa terpasang sesuai dengan parameter-parameter yang diberikan/diketahui. Gambar instalasi perpipaan dibawah cukup sederhana, akan tetapi cukup menjadi referensi buat kita apabila kita dihadapkan pada kasus yang lebih kompleks lagi. Seperti Instalasi perpipaan di perumahan pada umumnya, terdapat katub-katub, pompa dan belokan (elbow).   Oke, tak usah berpanjang lebar lagi, kita ikuti langkah-langkah berikut: Continue reading

Ilmu Konversi Energi


Bagi Anda seorang insinyur teknik mesin, atau yang sedang menempuh studi di jurusan teknik mesin, istilah konversi energi barangkali bukan suatu hal yang asing lagi. Ilmu konversi energi mutlak difahami bagi setiap orang yang bergelut di bidang teknik mesin. Nah, pada postingan kali ini, saya akan berikan konsep dasar dari ilmu konversi energi. Dan setelah Anda membaca artikel ini, saya berharap Anda tertarik untuk menggali lebih dalam tentang ilmu konversi energi. Energi di alam adalah kekal artinya energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi hanya bisa diubah dari energi satu ke energi lainnya (Hukum kekekalan energi). Ilmu yang mempelajari perubahan energi dari energi satu kelainnya adalah disebut dengan ilmu konversi energi. Tingkat keberhasilan perubahan energi adalah disebut dengan efisiensi. Adapun sifat-sifat energi secara umum adalah : Continue reading