kerja kompresor sentrifugal

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

• Head
• Efisiensi
• Kapasitas
• Daya

Untuk dapat mengetahui harga masing-masing parameter berdasarkan kondisi operasi, maka digunakan berbagai rumus perhitungan dan proses pendekatan. Kompresor sentrifugal didalam proses kerjanya dapat ditinjau dengan menggunakan dua pendekatan :

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.