TENAGA MESIN FLUIDA
B.CARA KERJA MESIN TENAGA FLUIDA
Pada dasarnya setiap mesin memiliki cara kerja sendiri-sendiri sesuai dengan fungsinya, berikut cara kerja dalam mesin tenaga fluida:
1. Cara Kerja Mesin Kompresor
a. Kompresor Radial/Sentrifugal
Kompresor sentrifugal digunakan di seluruh Industri karena kompresor ini memiliki lebih sedikit bagian yang mengalami gesekan, energi relatif yang efisien dan memberikan aliran udara yang lebih tinggi dari kompresor reciprocating yang berukuran hampir sama (perpindahan positif). Kelemahan utamanya adalah kompresor ini tidak dapat mencapai rasio kompresi tinggi Tanpa beberapa tahapan.
cara kerja: kompresor udara sentrifugal merupakan kompresor dinamis yang tergantung pada transfer energi dari impeller berputar ke udara titik rotor melakukan pekerjaan ini dengan mengubah momen dan tekanan udara titik momen ini diubah menjadi tekanan tertentu dengan penurunan udara secara perlahan dalam diffuser statistik kemudian aliran udara tersebut keluar melalui discharge volute mengikuti gaya sentrifugal.
b. Kompresor Aksial
Kompresor axial secara luas digunakan pada turbin gas, seperti mesin cetak mesin kapal kecepatan tinggi dan pembangkit listrik skala kecil. Kompresor aksial yang dikenal sebagai superchargers juga telah digunakan untuk meningkatkan kekuatan mesin reciprocating dengan menekan isapan udara, meskipun ini sangat jarang terjadi.
Cara kerja : kompresor aksial terdiri dari komponen berputar dan stasioner. Sebuah poros drum Drive pusat dipertahankan oleh bantalan yang memiliki sejumlah baris airfoil annulus terpasang. Hal ini merotasi antara jumlah yang sama airfoil baris stasioner terpasang pada casing tubular stasioner. Baris bergantian antara airfoils yang berputar (Rotor) dan stasioner airfoils (stator), dengan menanamkan rotor energi ke fluida, dan mengonversi stators peningkatan energi kinetik rotasi ke tekanan statis melalui difusi. Sepasang airfoils rotasi dan stasioner disebut tahap. Pada luas penampang antara drum Rotor dan casing berkurang dalam arah aliran untuk mempertahankan kecepatan aksial cairan yang ditekan.
c. Kompresor Screw
Fluida dipindahkan oleh sepasang rotor yang berbentuk sekrup, pasangan rotor ini berputar serempak dan arah putarannya berlawanan di dalam rumah (casing) yang tingginya tetap. Salah satu rotor tersebut sebagai driver (dihubungkan langsung dengan motor penggerak) yang dikenal dengan male rotor dan yang satunya sebagai driven (digerakkan oleh rotor male) yang dikenal dengan nama female rotor yang kedua ujungnya ditumpu oleh bantalan.
Saat udara atau gas memasuki kompresor melalui sisi isap, udara atau gas isapan ini dengan segera akan ditutup /disekat oleh putaran sekrup. Setiap pemasukan udara atau gas ditangkap di antara celah Rotor dan Rumah (Casing), kemudian udara atau gas dipindahkan sepanjang alur rotor dari sisi masuk ke sisi keluar. Dalam kompresor screw volume udara atau gas berkurang pada saat udara atau gas didorong atau dipindahkan ke arah sisi keluar. Pengurangan volume ini menyebabkan tekanan udara atau gas naik.
 |
| Gambar 1.1 Cara kerja kompresor screw |
Pada gambar diatas dijelaskan langkah pemampatan pada kompresor screw:
1) Pada posisi (a) udara diisap sepenuhnya melalui lubang isap, masuk ke dalam ruang alur. Isapan akan selesai setelah ruang alur tertutup seluruhnya oleh dinding rumah (casing), langkah ini disebut langkah akhir isapan.
2) Pada posisi (b) menunjukkan pertengahan proses kompresi dimana volume udara atau gas didalam ruang alur sudah ada di tengah, langkah ini disebut langkah awal kompresi.
3) Pada posisi (c) memperlihatkan akhir kompresi di mana udara atau gas yang terkurung sudah mencapai lubang keluar. Langkah ini disebut langkah akhir kompresi.
d) Pada posisi (d) udara atau gas yang terkurung dalam alur tadi telah dikeluarkan sebagian hingga tinggal sebagian yang akan diselesaikan, langkah ini disebut langkah pengeluaran.
d. Kompresor Reciprocating/Torak
Kompresor torak atau kompresor bolak-balik pada dasarnya dibuat sedemikian rupa hingga gerakan putar dari penggerak mula menjadi gerak bolak-balik. Gerakan ini diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang menghasilkan gerak bolak-balik pada torak.
1) Hisap
Bila proses engkol berputar dalam arah panah, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. Kemudian terjadilah tekanan negatif (dibawah tekanan atmosfer) di dalam silinder dan katup isap terbuka oleh perbedaan tekanan sehingga udara terisap.
2) Keluar atau Buang
Bila torak bergerak ke atas, tekanan di dalam silinder akan naik, maka katup keluar akan terbuka oleh tekanan udara atau gas, dan udara atau gas akan keluar.
2. Cara Kerja Mesin Pompa
a. Pompa Radial/Sentrifugal
Pompa sentrifugal adalah suatu mesin kinetis yang mengubah energi mekanik kedalam energi hidrolik melalui aktivitas sentrifugal yaitu tekanan fluida yang sedang dipompa. Pompa sentrifugal merupakan salah satu alat industri yang simpel tetapi sangat diperlukan.
Cara Kerja : fluida yang akan dipompa masuk kedalam suction menuju titik tengah impeller dan fluida tersebut terjebak diantara sudu-sudu dari impeller. Impeller tersebut berputar dan fluida mengalir karena gaya sentrifugal melalui impeller yang menyebabkan terjadinya peningkatan kecepatan fluida tersebut. Sesuai hukum Bernoulli jika kecepatan meningkat, maka tekanan akan menurun. Hal ini menyebabkan terjadinya zona tekanan rendah (vakum) pada sisi suction pompa. Selanjutnya fluida yang telah terisap akan terlempar keluar dari impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang ke sisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi yaitu: energi poros pompa diteruskan ke sudu-sudu impeller kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida.
Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan di dalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk ke dalam 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
Aplikasi
1) Pompa rumah tangga
2) Industri perkapalan
3) Condensate pump
4) Boiler feed pump
5) Pompa Aksial
6) Ash-handling pump
7) Chemical pump
8) Food processing and handling
9) Water supply
Berputarnya impeller akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya ke sisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeller. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dan kapasitas aliran yang besar.
Cara Kerja : Akibat adanya perputaran dari Blande yang memiliki kedudukan sudut tertentu sehingga tekanan dari sisi isap berada pada daerah menjadi lebih rendah, akibatnya fluida mengalir ke sisi isap, blades tersebut yang selanjutnya masuk ke sisi tekan blades, pada daerah discharge yang bertekanan lebih tinggi, dan dari sini fluida bergerak atau mengalir ke tempat yang bertekanan rendah.
 |
| Gambar 1.2 Cara kerja pompa aksial |
Pada pompa aksial ini fluida mengalir pada suatu pipa yang sama sehingga dapat diasumsikan bahwa kecepatan aksial sebelum dan sesudah runner blades adalah sama. Dengan demikian semua teori pada pompa aksial selalu berdasarkan pada asumsi tersebut.
Aplikasi :
1) Keperluan irigasi
2) sirkulasi terus-menerus dari solusi korosif / abrasif, lumpur air laut, limbah pengolahan.
3) Proses kristalisasi dan evaporasi (air garam air laut).
4) Pabrik garam
5) Berbagai pabrik kimia
6) Pabrik regenerasi
7) Pengelolaan air limbah
8) Pabrik kalium karbonat
b. Pompa Screw
Pompa ini mempunyai 1, 2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan Helios dalam ( internal helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler).
 |
| Gambar 1.3 Screw pump |
Cara kerja : Oleh gerak putar poros ulir zat cair mengalir dalam arah aksial. Pada keadaan kering pompa ini tidak dapat menghisap sendiri, sehingga sebelum digunakan pompa ini harus terisi cairan yang akan di pompa (dipancing).
Aplikasi :
1) Mengalirkan minyak pelumas
2) Mengalirkan gas
3) Pabrik kimia
c. Pompa reciprocating
Pada pompa jenis ini, sejumlah volume fluida masuk ke dalam silinder melalui Valve inlet pada saat langkah masuk dan selanjutnya dipompa keluar dibawah tekanan positif melalui Valve outlet pada langkah maju. Fluida yang keluar dari pompa reciprocating berdenyut dan hanya bisa berubah apabila kecepatan pompanya berubah. Hal ini karena volume sisi inlet yang konstan. Pompa jenis ini banyak di gunakan untuk memompa endapan dan lumpur. Salah satu contohnya adalah pompa piston dan pompa plunger.
 |
| Gambar 1.4 Piston pump |
 |
| Gambar 1.5 Plunger pump |
Cara kerja piston atau Plunger bergerak ke kanan
1) Katup tekan kanan tertutup rapat, katup tekan kiri terbuka sehingga fluida bagian kiri piston masuk ke ruang outlet dan keluar melalui pipa penyalur.
2) Katup isap kiri tertutup rapat, tekanan ruang silinder kanan menurun sehingga menjadi isapan membuat katup isap terbuka dan fluida masuk ke ruang silinder bagian kanan piston.
Piston atau Plunger bergerak ke kiri :
1) Katup tekan kiri tertutup rapat, tekanan ruang kanan meningkat membuat katup tekan kanan terbuka sehingga fluida mengalir ke ruang outlet dan keluar pompa melalui pipa penyalur.
2) Katup isap kanan tertutup rapat, tekanan ruang silinder diri menurun sehingga terjadi isapan membuat katup isap kiri terbuka dan fluida masuk ke ruang silinder bagian kiri piston, selanjutnya kembali piston bergerak ke kanan dan ke kiri secara berkelanjutan.
Aplikasi :
1) Pabrik minyak dan gas
2) Perkapalan, dock, dan lepas pantai
3) Water supply
4) Industri proses
5) Boiler feed pump
Selamat belajar...
Tidak ada komentar:
Posting Komentar