Prinsip kerja pompa dan compressor

Prinsip kerja pompa dan compressor

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

Kompresor adalah suatu peralatan mekanik yang digunakan untuk menambah energi kepada fluida gas / udara sehingga fluida tersebut dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lainnya secara berlanjut. 

Jenis – Jenis katup / Valve

1. Regenerative Valve :
2. Pressure Reducing Valve : berfungsi mengurangi tekanan hingga hilir dari katup
3. Relief Valve: untuk mengendalikan atau membatasi tekanan dalam sebuah sistem yang dapat merusak peralatan, kegagalan peralatan, atau kebakaran.
4. Safety valve : beroperasi secara otomatis pada tekanan yang berbeda untuk memperbaiki situasi berbahaya, biasanya karena over-tekanan.
5. Counter balance valve : Katub seimbangan, yang berfungsi untuk mengendalikan aliran utama dan sebagai resistansi hidrolik

Jenis – Jenis Pompa

Non Positive Displacement

• Aliran Fluida dihasilkan oleh impeller/blade/ sudu yang berputar.
• Tidak lazim digunakan pada aplikasi sistem hidrolik, karena aliran fluida akan mengalami slippage. 
• Internal slippage : adanya aliran berbalik dari outlet pompa menuju inlet pompa sehingga aliran outlet akan mengalami pengurangan pada debitnya. 

Pompa yang termasuk dalam kategori Non positive displacement adalah :

1. Pompa Sentrifugal : Fluida yang keluar dari pompa arahnya tegak lurus dengan fluida yang masuk pompa
2. Pompa Aksial : Fluida yang keluar dari pompa arahnya sejajar dengan fluida yang masuk pompa.

Positive Displacement

• Pompa hidrolik menggunakan jenis pompa Positive displacement karena tidak ada intenal slippage yang terjadi
• Displacement : Jumlah aliran/Debit fluida yang dihasilkan/dikeluarkan pompa pada setiap putaran poros penggerak. 
• Pompa yang termasuk jenis Positive Displacement : Simple Vane Pump, Variable Delivery Vane Pump, Radial Piston Pump, Gear Pump.

Mesin Bantu pada kapal

1. Kompresor Udara / Air Compressor. Fungsinya untuk menghidupkan motor diesel / mesin Bantu karena pada umumnya mesin tersebut hanya dapat dihidupkan dengan menggunakan tenaga / tekanan udara.
2. Pompa air pendingin / Cooling water pump Terdapat 2 jenis yaitu, pompa air tawar pendingin (tertutup) adalah pompa yang mensirkulasikan air tawar pendingin dari motor ke cooler untuk selanjutnya kembali ke motor, sedangkan pompa air laut pendingin (terbuka) adalah pompa yang memasukan air laut ke dalam cooler yang selanjutnya mengalir kembali ke laut.
3. Pompa ballast / Ballast pump Pompa air laut yang digunakan untuk memompa air laut ke dalam / ke laur tangki – tangki ballast.
4. Pompa Sanitary / Sanitair pump Pompa air laut / tawar untuk mencukupi kebutuhan air tawar bagi air pendingin mesin – mesin, serta kebutuhan lainnya seperti dapur, kamar mandi, WC dsb. 
5. Pompa Got / Bilge pump Untuk menampung air kondesat / air got yang kemudian di buang keluar kapal.
6. Pompa Dinas Umum. General Servive PumPompa yang digunakan untuk menggantikan fungsi pompa air laut pendingin, pompa ballast atau pompa got.
7. Pompa Transfer bahan bakar. Digunakan untuk memindahkan bahan bakar dari tangki ke tangki lainnya dan untuk persiapan bunker dan untuk pengaturan stabilitas kapal.
8. Separator Ada 2 jenis yaitu, purifier untuk memisahkan air dengan minyak dan clearifier untuk memisahkan benda lainnya yang terbawa dalam minyak.
9. Ketel Bantu / DonkeyBoiler. Digunakan untuk menghasilkan uap air untuk memanaskan bahan bakar sebelum masuk kedalam motor diesel. Uap tersebut dapat dipergunakan untuk memasak, pemanas air mandi dan pemanas untuk air condition.
10. Mesin Kemudi. Untuk menggerakan daun kemudi ke kiri / kanan atau untuk mempertahankannya pada posisi yang diinginkan. 
11. Mesin Jangkar Winch / Derek jangkar digunakan untuk menaikan / heave up jangkar sewaktu kapal akan berlayar.
12. Winch / Derek untuk alat B/M Berfungsi untuk alat bongkar muat kapal sewaktu kapal sandar di dermaga.

Sistem Hidrolik dan Pneumatik

Hidrolik : sistem pemindahan dan pengontrolan gaya dan gerakan dengan fluida cair dalam hal ini oli.

Kerugian system Hidrolik :

• Fluida yang digunakan (oli) harganya mahal. 
• Apabila terjadi kebocoran akan mengotori sistem, sehingga sistem hidrolik jarang digunakan pada industri makanan maupun obat-obatan.

Kelebihan Sistem Hidrolik :

1. Tenaga yang dihasilkan sistem hidrolik besar sehingga banyak diaplikasikan pada alat berat seperti crane, kerek hidrolik dll.
2. Oli juga bersifat sebagai pelumas sehingga tingkat kebocoran lebih jarang dibandingkan dengan sistem pneumatik. 
3. Tidak berisik

Sifat Minyak Hidrolik :

1. Kekentalan (Viskositas) yang cukup
2. Indeks Viskositas yang baik 
3. Tahan api (tidak mudah terbakar)
4. Tidak berbusa (Foaming)
5. Tahan dingin
6. Tahan korosi dan tahan aus
7. Demulsibility (Water separable)
8. Minimal compressibilityMinimal compressibility

Pneumatik : Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja.

Kekurangan Sistem Pneumatik :

• Memerlukan instalasi penghasil udara bertekanan (kompresor). 
• Mudah terjadi kebocoran. 
• Menimbulkan suara bising. 
• Udara yang bertekanan mudah mengembun, sehingga sebelum memasuki sistem harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan tertentu, misal kering, memiliki tekanan yang cukup, dan mengandung sedikit pelumas agar mengurangi gesekan pada katup-katup dan aktuator.

Kelebihan Sistem Pneumatik :

• Fluida yang digunakan merupakan udara yang memiliki ketersediaan yang tak terbatas di alam. 
• Udara mudah disalurkan dari suatu tempat ke tempat lain. 
• Udara dapat fleksibel digunakan pada berbagai temperatur yang diperlukan. 
• Aman. 
• Udara yang ada di sekitar kita cenderung bersih tanpa zat kimia yang berbahaya. 
• Kecepatan dan daya dorong yang mudah diatur. 
• Udara mudah disimpan di tabung. 
• Udara memiliki banyak manfaat serta mudah dimanfaatkan.

Turbin
Turbin adalah rotary engine (mesin yang berotasi) yang dapat mengekstrak energy dari aliran fluida.

Turbin memiliki dua mekanisme dasar dalam menghasilkan energy dari fluida ini :

1. Turbin Impuls : Turbin jenis ini mengubah dari fluida dengan kecepatan tinggi. Impulse total akan memutar turbin. Fluida tidak mengalami perubahan tekanan pada saat berinteraksi dengan turbin blade. Sebelum mencapai turbin, energy tekanan diubah ke velocity head dengan cara mempercepat gerakan fluida melalui nozzle.
2. Turbin Reaksi : Turbin ini menghasilkan torsi dengan cara mereaksikan tekanan (pressure) fluida kerja. Pada jenis ini, tekanan fluida berubah seketika melewati turbin blade.

Klasifikasi Turbin :

1. Turbin Uap : Kebanyakan digunakan sebagai penggerak generator untuk menghasilkan listrik di power plant (power plant yang menggunakan batubara, minyak, dan tenaga listrik). Turbin ini juga untuk menggerakkan propeller kapal.
2. Turbin Gas : Turbin yang mengubah energy kimia hidrokarbon yang dikandung bahan bakar gas ( dengan komponen utamanya : methane CH4, ethane, propane, dst) yang direaksikan dengan oksigen menjadi energy mekanik. Produk reaksi antara hidrokarbon dan oksigen adalah H2O, CO2, dan panas. Reaksi ini tergolong kedalam reaksi eksotermis karena menghasilkan panas. Gas hasil reaksi inilah yang sangat potensial untuk diubah menjadi energy mekanik. Terdiri dari saluran inlet, fan, compressor, combustor, dan nozzle.
3. Turbin Transonik : Seperti turbin gas, namun mempunyai aliran fluida yang supersonic ketika keluar dari nozzle guide vanes. Turbin ini beroperasi dengan prossure ratio yang lebih tinggi disbanding turbin gas namun mempunyai efesiensi yang lebih rendah.

Secara garis besar, turbin gas mempunyai tiga bagian penting :

• Compressor : berfungsi menarik udara ke mesin, menaikkan tekanannya, kemudian mengirimkan pressurized air tersebut ke ruang pembakaran (Combustion chamber). 
• Sistem Pembakaran (Combustion System) : ruang pembakaran menerima udara dari compressor yang kemudian dicampur dengan bahan bakar yang disemprotkan nozzle di depan ruang pembakaran. Campuran ini kemudian dibakar pada temperature yang dapat mencapai 1000 C untuk menghasilkan energy panas yang maksimum yang dipicu oleh percikan dari busi diruang terisolasi dan terus menerus.
• Turbin : Mengekstrak energy dari gas panas yang keluar dari combustion chamber untuk menggerakkan compressor.

Fenomena- Fenomena pada Turbin Gas

A. Vibrasi

Vibrasi adalah benda yang berisolasi. Sedangkan vibrasi mesin adalah gerakan maju mundur (back-forth) yang terjadi pada mesin atau komponen mesin. Penyebab terjadinya adalah :

1. Gaya yang berulang (repeating force)

    Gaya berulang diakibatkan :

• Putaran yang tidak seimbang
• Misalligned : kondisi dimana dua pertemuan shaft tidak segaris.
• Worn : gear, bearing yang kurang baik atau rusak
• Komponen driven machine yang tidak cocok

2. Kerugian (looseness)

• Terjadi akibat clearance bantalan (bearing) yang berlebih dan mounting bolt yang tidak terpasang secara sempurna.

3. Resonansi 

B.Surging

• Surging adalah titik dimana tekanan output terlalu besar jika dibandingkan dengan jumlah aliran yang melewati compressor. Ini menunjukkan kondisi operasi tidak stabil.

Pressure Drop

• Pressure Drop adalah kerugian atau penurunan tekanan dari satu titik di dalam pipa atau tabung."Kerugian Tekanan" adalah hasil dari gaya gesek pada fluida seperti yang mengalir melalui tabung.. Gaya gesek disebabkan oleh resistansi terhadap aliran.. Faktor utama yang mempengaruhi resistensi terhadap aliran fluida adalah kecepatan fluida melalui pipa dan viskositas fluida.

Sumber and tanks to:
http://gerrynaval.blogspot.com