KATA PENGANTARAlhamdulillahirabbil’alamin, ucapan syukur saya panjatkan kepada Allah

atas nikmat yang diberikan selama ini, dan kelancaran dalam melakukan

perkuliahan sampai hari ini. Laporan praktikum Prestasi Mesin ini dilakukan

berkenaan dengan mata kuliah Konversi dan Konservasi Energi. Selain itu

praktikum ini dilakukan agar dapat dipahaminya efisiensi kerja mesin. Penulisan

laporan praktikum ini dilakukan dengan mengambil data pada tanggal 8 Mei

2016. Praktikum dilakukan pada 7 mesin dan setiap anggota kelompok mendapat

tanggung jawab dalam melaporkan hasil praktikum masing-masing satu mesin.

Rasa terimakasih juga saya ucapkan terhadap pihak-pihak yang sudah

membantu keberhasilan penulisan laporan praktikum, terima kasih saya ucapkan

kepada:

1. Prof. Dr. Ir Adi Surjosatyo M.Eng. dan Dr. Ir. Imansyah Ibnu Hakim

M.Eng. sebagai dosen mata kuliah KKE 02

2. Seluruh Asisten Laboratorium Prestasi Mesin yang sudah

membimbing kami selama praktikum.

3. Seluruh anggota kelompok 12 Praktikum yang sudah turut serta

melakukan praktikum dan membantu dalam pengambilan data kinerja

mesin

Harapan saya laporan praktikum prestasi mesin yang saya buat dapat

bermanfaat untuk masyarakat umumnya, dan civitas academi UI khususnya.

Semoga data dan analisa yang saya cantumkan di dalamnya dapat dijadikan

sebagai referensi untuk banyak pihak di kemudian hari. Segala kesalahan dalam

tata bahasa ataupun kesalahan analisa mohon dimaklumi karena keterbatasan ilmu

saya.

Depok, 13 Mei 2016

Najmi M Balfas

1

Daftar Isi

KATA PENGANTAR.................................................................................1

Daftar Isi......................................................................................................2

BAB I PENDAHULUAN............................................................................4

1. Latar Belakang...............................................................................4

2. Tujuan Praktikum...........................................................................4

3. Manfaat Praktikum.........................................................................4

BAB II DASAR TEORI..............................................................................5

1. DASAR TEORI..............................................................................5

1.1 DATA TEORI................................................................................6

1.2 DATA TEKNIS..............................................................................8

2. TEORI UMUM DARI KOMPRESI............................................10

2.1 ASPEK – ASPEK TEORITIS TAMBAHAN.................................13

2.2 SPESIFIKASI HUMIDITY (moisure content)................................13

2.3 RELATIVE HUMIDITY (Q)..........................................................14

2.4 PEMBAHASAN INTERCOOLER.................................................14

3. JALANNYA PENGUJIAN..........................................................15

BAB III PENGOLAHAN DATA.............................................................19

1. Penghitungan Massa Aliran Udara...............................................19

2. Rasio Kompresi (ˠp).....................................................................20

3. Rasio Temperatur (ˠT)..................................................................20

4. Harga Index Politropis (n)............................................................21

5. Kerja Politropis.............................................................................21

6. Efisiensi Volumetris.....................................................................22

7. Kerja Isothermal (Wls).................................................................22

2

8. Kerja Indicated.............................................................................23

9. Kerja Mekanis (Wmech)..............................................................23

10. Input Daya Motor Listrik.............................................................24

11. Harga – harga Efisiensi................................................................24

12. Analisa Intercooler.......................................................................25

13. Grafik............................................................................................25

BAB IV ANALISIS...................................................................................26

1. Analisis Data................................................................................26

2. Analisis Grafis..............................................................................27

BAB V KESIMPULAN.............................................................................28

REFERENSI..............................................................................................29

3

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Praktikum Prestasi Mesin dilakukan untuk mengetahui efisiensi kerja

mesin. Mesin – mesin yang dicoba merupakan mesin kerja yang paling

banyak ada di kehidupan sehari – hari kita. Pemahaman tentang cara kerja

mesin dan teori sistem menjadi salah satu fokus praktikum. Mesin kompresor

adalah salah satu mesin yang ditinjau kinerjanya. Praktikan mengolah data

dan menghitung efisiensi dari mesin kompresor.

2. Tujuan Praktikum

Pengujian terhadap sebuah Reciprocating Air Compresor (RAC)

dimaksudkan untuk membantu memberi pelajaran kepada praktikan untuk

dapat mendalami teori-teori termodinamika. Pengujian ini bertujuan untuk

menyelidiki sifat-sifat dari kompresor Udara Bertingkat Ganda atau lebih.

3. Manfaat Praktikum

Praktikan mendapatkan manfaat praktikum yaitu:

a. Memahami penerapan teori termodinamika

b. Memahami perbedaan kompresor 1 tingkat dengan 2 tingkat atau

lebih

c. Efisiensi kerja kompresor

4

BAB II DASAR TEORI

1. DASAR TEORI

Kompresor udara Bertingkat Ganda terdiri dari GT 102 (tingkat pertama)

dan GT 10212 (tingkat kedua) yang masing-masingnya terpasang pada sebuah

Lori yang terpisah. Tingkat pertama dapat digunakan secara terpisah atau

tersendiri tanpa tingkat kedua, sedangkan bila diinginkan sebuah kompressor

bertingkat ganda, maka dengan pipa udara (hoses) tingkat pertama dapat

dihubungkan pada tingkat kedua secara tepat. Sehingga akan terbentuk sebuah

compressor bertingkat ganda lengkap dengan intercooling.

TINGKAT PERTAMA (GT102)

Tingkat pertama ini mempunyai dua sHinder dengan sistem pendinginan

udara. Digerakkan oleh DC Dynamometer Motor yang kecepatannya dapat diatur

untuk meneruskan putaran motor kepada kompressor V-belt dengan perbandingan

kecepatan 3,57 :1.

Kecepatan kompressor dapat diukur dengan tachometer listrik dan dapat

juga dibaca langsung pada panel insrumen. Suatu pegas pengimbang dipasang

untuk mengukur Momen Torsi Motor, sedang Daya Listrik dapat diukur dengan

instrument yang terpasang pada kontrol kabinet. Sebuah orifice dipasang untuk

mengukur jumlah aliran massa udara dairi kompressor.

Temperatur dapat diukur pada setiap titik yang dikehendaki dalam siklus

dengan menggunakanan "multi point temperatur" dan "thermocouple".

Temperatur tabung kering dan tabung basah digunakan untuk mengukur

kelembaban udara sebelum dan sesudah kompresi.

TINGKAT KEDUA (GT102/2)

Kedua ini juga digerakan oleh sebuah DC Dynamometer Motor yang

kecepatannya dapat diatur seperti pada tingkat pertama. Putaran motor diteruskan

kepada kompressor dengan menggunakan V-belt dengan perbandingan kecepatan

3,57: 1.

5

Tingkat kedua ini mempunyai 2 (dua} silinder yang mempunyai ukuran

yang lebih kecil dari silinder tingkat pertama. Disini tidak dibutuhkan receiver.

Pemakaian daya tekanan dan temperatur pada setiap titik dalam siklus diukur

dengan peralatan yang sama dengan peralatan pada tingkat pertama.

Pada tingkat kedua ini dipasang sebuah intercooler dengan pendingin air.

Udara bertekan dari tingkat pertama dilewatkan melalui intercooler sebelum

memasuki tingkat kedua atau dapat langsung memakai tingkat kedua tanpa harus

melewati intercooler. Sebuah instrument dipasang untuk mengukur flowrate dari

air pendingin serta temperatur masuk dan keluar udara dan air.

Sebagai alat tambahan pada tiap tingkat dipasang penunjuk tekanan

"Maihak Indicator" yang berguna untuk pembuatan P-V diagram. Alat ini

dipasang df kepala silinder dari setiap kompressor dan digerakan oleh suatu

mekanisme yang dihubungkan pada bagian crnk case.

Setiap motor dilengkapi dengan panel kontrol yang berisi variable

transformer dan rectifier serta dilengkapi pula dengan alat pengatur putaran.

Kontrol unit kabinet hanya dapat dihubungkan dengan arus listrik satu phase pada

tegangan 220-240 Volt frekwensi 50-60 Hz. Pemakaian daya maksimum pada

setiap tingkat tidak akan melebihi 2.2 Kw.

1.1 DATA TEORI

Instrumen yang dibutuhkan sebagai berikut:

Tingkat Pertama (GT 120)

Motor:

a. Spring balance untuk menghitung momen.

b. Voltmeter

c. Ammeter

Kompresor : Electrical tachometer.

Tekanan udara :

a. Bourdon gauge untuk delivery pressure.

6

b. Manometer untuk inlet pressure.

Massa udara yang mengalir :

a. Sharp edged orifice.

b. Dua manometer untuk orifice differential dan down stream pressure.

Temperatur :

Thermocouple dengan multi point indicator yang berfungsi sebagai

pemungut:

Temperatur dari udara yang akan masuk kedalam compressor

Temperatur dari udara yang keluar

Temperatur udara yang masuk kedalam orifice.

Kelembapan : Thermometer tabung kering dan tabung basah untuk inlet dan

delivery.

Tingkat Kedua (GT 120/2)

Motor:

a. Spring balance untuk menghitung momen.

b. Voltmeter

c. Ammeter

Kompresor : Electrical tachometer.

Tekanan udara : Bourdon gauge untuk delivery pressure.

Intercooler : Rotameter untuk water flow.

Temperatur :

Thermometer dengan multi point indicator yang berfungsi sebagai

pemungut:

Temperatur udara masuk intercooler

Temperatur udara keluar intercooler.

Temperatur air masuk

Temperatur air keluar intercooler.

7

Temperatur udara masuk kompressor.

Temperatur udara keluar kompressor.

1.2 DATA TEKNIS

Tingkat Pertama (GT 102)

Number of cylinder : 2 (dua)

Bore : 66,7 mm (2 5/8")

Stroke : 63,5 mm ( 2 1/2")

Swept volume : 374 Ltr /menit (13,2 ft3 /menit) pada

putaran 850 rpm

Compressor speed range : 425 - 850 rpm

Max. Delivery pressure : 10,3 bar (150 psig)

Drive belt ratio : 3,57: 1

Motor power : 2,2 kW.

Free air delivery : 262 Ltr/menit (up to 9,25 ft3/menit)

Air receiver volume : 107 liter (3,37 ft3)

Tingkat Kedua (GT 102/2)

Number of cylinder : 2 (dua)

Bore : 50,8 mm (2")

Stroke : 50,8 mm (2")

Swept volume : 156 Ltr /menit (6.1 ft3 /menit) pada putaran

850 rpm

Compressor speed range : 425 - 850 rpm

Max. Delivery pressure : 10,3 bar (150 psig)

Drive belt ratio : 3,57: 1

Motor power : 2,2 kW.

8

Motor speed range : 0 - 3000 rpm

Free air delivery : 106 Ltr/menit (up to 4.3ft3/menit)

Intercooler water flow : 200 ltr/jam (44 gph)

GABUNGAN TINGKAT PERTAMA KEDUA (TINGKAT GANDA)

Dimension :

long = 1450 mm (55")

wide = 610 (24")

height = 1780 mm (70")

Electrical supply : 220 - 240 volt, 50-60 Hz

Single phase 2.2 kW for cash stage

Weight : GT 102/2 = 182 (400 lb)

Dalam operasinya reciprocating air compressor (RAC) ataupun sebuah

kompressor adalah mengisap sejumlah uara dengan volume tertentu masuk

kedalam silinder. Udara yang diisap ini did a lam silinder ditekan secara

politropis, sehingga mengakibatkan suatu kenaikan tekanan dan temperatur.

Dara tekanan ini mengalir melalui Spring loaded out disc valve ke

"discharge system.

Udara akan keluar secara kontinu sampai piston mencapai titik mati bawah

(TMB), sejumlah udara berikutnya akan terhisap melalui Spring loaded disc valve

dan proses akan berulang kembali. Dari P-V diagram yang ideal untuk

kompressor satu tungkat dibawah ini dapat dilihat siklus yang dijalani oleh udara

tersebut

9

2. TEORI UMUM DARI KOMPRESI

Keterangan gambar:

a ----- b = langkah kompresi

b ----- c = langkah buang

Vc = volume sisa

Vs = Va- Vc = volume lengkap

V = Va-Vd =volume isi

Dari suatu siklus kompressor, proses penekanan dan pengembangan tidak

mengikuti proses adiabatis ataupun isoterma, ini berarti index politropis untuk

proses penekanan dan pengembangan (n) terletak diantara 1.0 dan 1.4 dimana PVn

= konstan.

Kerja politropis Vp1= yang ditunjukan oleh luas diagram P-V adalah :

Persamaan tersebut dapat juga ditulis

…………………………………(1)

Diagram dibawah ini memperlihatkan sebuah bentuk dari diagram P-V

yang sebenarnya yang berbeda dengan diagram P-V yang ideal, yang mana seperti

10

terlihat pada gambar terlihat titik-titik ujung mempunyai bentuk yang membulat.

Kerja yang ditunjukkan :

dimana:

Ap = Luas penampang piston

Ls = Langkah (stroke)

N = Putaran

Ataupun ditulis :

W1 = Pm Ap Ls N ……………………………………………………..(2)

Diagram ini memperlihatkan sebuah diagram P-V yang ideal dari sebuah

kompressor bertingkat ganda. Disini penekanan berlangsung dalam dua tingkat,

yang mana akan ada suatu tekanan perantara (P1) yang terletak diantara P1 dan P2.

Dalam hal ini dianggap tidak tekanan yang hilang diantara tingkat tersebut.

11

Dengan Menggunakan persamaan (1) untuk siklus penekanan didapatkan :

…..(3)

Suatu . yang tidak boleh dilupakan dalam pembahasan kompressor adalah

mengenai efesiensi, yang mana efesiensi volumetris praktis sebuah kompressor.

Efisiensi volumetris adalah perbandingan antara besarnya massa udara yang

dikeluarkan sebenarnya dengan harga maksimum secara theoritis.

Efisiensi volumetris dapat didefinisikan sebagai berikut :

……………………………………………………………(4)

Karena Vs = Va, maka persamaan (4) dapat juga ditulis sebagai berikut:

12

…………..(5)

Dari persamaan (5) diatas dilihat bahwa apabila tekanan “naik” akan

menyebabkan efisiensi volumetric “turun”. Oleh karena itu ntuk mendapatkan

nilai perbandingan efesiensi volumetris yang tinggi pada umumnya digunakan

kompressor tingkat ganda atau lebih. Hal ini akan lebih menyempurnakan jumlah

udara yang diberikan pada suatu nilai perbandingan dan dapat mengurangi jumlah

daya yang dibutuhkan untuk mencapai nilai perbandingan tertentu.

2.1 ASPEK – ASPEK TEORITIS TAMBAHAN

Berikut ini diberikan suatu ringkasan yang ada hubungannya dengan teori

Psikrometris dan juga suatu analisa thermodinamis dari sebuah intercooler.

2.2 SPESIFIKASI HUMIDITY (moisure content)

Udara dalam keadaan tekanan normal terdiri dari sejumlah uap air.

Kandungan uap air tersebut banyaknya tergantung pada keadaan atmosfir dan

dalam suatu proses penekanan serta kemudian dianjurkan daengan perbandingan

pada keadan normal, maka perban.dingan campuran itu dapat berubah . Spesifik

Humidity adalah :

Bila dianggap uap air mempunyai sifat sebagai gas sempurna, kemudiandengan

hukum Dalton dari “Partai Pressure” diketahui :

Pv = mv . Rv . Tv dan Pa . V = ma . Ra . Ta

Untuk Ta = Tv, maka:

13

……………………………………………………(6)

dimana:

Ra = Gas konstan untuk udara kering = 0.2871 KJ/kg K

Rv = Gas konstan uantuk uap air = 0.14615 KJ/kg K

Bila uap dalam keadaan jenuh, Pv hanya merupakan fungsi naik, maka

presentase kandungan uap air menjadi kurang, pengurangan didapat dari

pengembunan.

2.3 RELATIVE HUMIDITY (Q)

……………………………………(7)

Dengan menggunakan sistim thermometer tabung kering dan tabung basah

pengurangan relative dari temperatur tabung .basah terhadap tabung kering bisa

didapatkan. Dan dari tabel yang diberikan nilai relative Humidity dapat

ditemukan.

2.4 PEMBAHASAN INTERCOOLER

Intercooler adalah tabung perpindahan panas, dimana temperatur udara

yang keluar dari tingkat pertama didinginkan sampai mencapai harga terendah.

Panas yang diambil oleh air :

Q'w = mw. Qpw (T26- T24) …………………………………………….(8)

Panas yang diberikan oleh udara:

Q'a = m'a. Qpa (T23- T24) ………………..……………………………..(9)

Karena thermocouple yang digunakan untuk mendapatkan harga-harga

dari T23 – T24 dipasang dekat intercooler, maka akibatnya terdapat kehilangan

panas yang sangat kecil dan tidak dapat dihitung. Secara Umum :

14

Q'a = Q'w + Losses ……………………………………………………..

(10)

Sehingga efisiensi thermal adalah :

……………………………………………………………(11)

Dalam hal ini sangat sulit untuk menghitung jumlah panas yang

sebenarnya diberikan oleh udara, disebabkan oleh losses yang tidak dihitung.

Maka disini yang lebih pendting untuk diketahui dari. sebuah heat exchanger

adalah "thermal ratio" yang didefinisikan sebagai berikut:

……………………………………………………..(12)

Berdasarkan data-data yang didapat dari pengujian dapat dilakukan analisa

terhadap kompressor yang telah diuji tersebut dengan menggunakan rumus-rumus

berikut ini.

3. JALANNYA PENGUJIAN

3.1 Kompressor Tingkat Pertama

3.1.1 Sebelum Menjalankan Unit

Periksa semua peralatan/instrumen pengukuran

Buang dan bersihkan air kondensat yang terjadi dalam receiver

dan intercooler melalui saluran pembuangan yang ada.

Pasang "kertas Maihak" (Maihak Indicator) pada peralatan

pembuat diagram P-V (jarum penggambar P-V diagram).

Tutup katup pengatur aliran pendingin pada panel dengan jalan

memutar kr.an secara penuh dengan jarumjam.

Kondisi air pendingin yang dibutuhkan adalah : Debit = 3

liter/menit (40 ghp)

Buka katup suplai air pendingin dan periksa kalau-kalau terjadi

kebocoran.

15

3.1.2 Menjalankan Unit

Buka katup pengatur aliran massa udara pada panel instrumen

dan pastikan bahwa tekanan udara pada receiver not.

Nyalakan swich ON/OFF pada panel kontrol dan perhatikan

bahwa tombol pengatur putaran harus diset pada kedudukan

nol.

Putar tombol pengatur putaran perlahan-lahan pada posisi

speed 500 rpm.

Tutup katup pengatur aliran massa udara, sehingga tekanan

dalam receiver naik.

Pada saat tekanan dalam receiver mencapai 2 bar, buka katup

pengatur massa udara perlahan-lahan untuk mempertahankan

tekanan pada nilai tersebut. (Perhatikan selalu penunjukan

manometer).

Pastikan semua alat beberapa saat pada kondisi ini untuk

"Warm-Up".

Setelah itu baru kompressor digunakan untuk pengujian

(Sebelum pengujian berlangsung jarum penggambar P-V

diagram jangan ditekan pada kertas).

3.1.3 Cara Pengujian Kompressor

Pengujian dilakukan pada kompressor yang konstan

(ditentukan oleh asisten :

450;500;600;650;700;750;800;850 rpm).

Atur putaran motor sampai tercatat putaran kompressor

yang dikehendaki, dan usahakan ketahanan P2 = 0 dengan

membuka katup pengatur aliran massa udara.

Pada saat putaran dan tekanan sudah konstan, catat semua

penunjukan alat ukur dan jangan lupa menekan jarum jam

penggambar P-V diagram pada kertas Maihak.

Atur melalui katup aliran massa udara agar takanan P2 naik

sampai 2 bar, jaga agar tekanan ini konstan begitu pula

putaran kompressor.

16

Setelah keadaan tersebut tercapai (N konstan dan P2

konstan untuk tiap kenaikan tekanan sesuai dengan

petunjuk asisten : 2;2,5;3;3,5;4;4,5;5;5,5;6; 6,5;7; 7,5; 8

bar), catat semua penunjukan alat ukur pada panel

instrumen.

Ulangi pengujian untuk putaran yang lain.

3.2 Kompressor Tingkat Ganda

Hentikan tingkat pertama terlebih dahulu sebelum kedua unit

digabung menjadi compressor bertingkat ganda

3.2.1 Sebelum Menjalankan Unit

Hubungkan sisi keluar dari kompressor tingkat pertama

dengan sisi masuk dari kedua kompressor tingkat kedua.

Hubungkan sisi keluar dari kompressor tingkat kedua

dengan sisi masuk receiver pada tingkat pertama.

Hubungkan pipa suplai air pendingin dan pipa untuk

saluran pembuangan dari intercooler.

Tutup katup pengatur aliran air pendingin pada panel

instrumen dengan memutar kran secara searah dengan

jarum jam.

Kondisi air pendingin yang dibutuhkan : debit= 3 1/mln (40

gph) dan Pmin =1 bar.

Buka katup suplai air pendingin dan periksa kalau-kalau

terjadi kebocoran

Periksa bahwa intercooler selection valve pada sisi sebelah

kanan bekerja dengan baik dengan cara menggerakan tuas

yang tersedia.

3.2.2 Menjalankan Unit

Cara menjalankan unit kompressor tingkat kedua sama

dengan cara menjalankan pada tingkat pertama. Jalankan

kedua tingkat dengan bersamaan.

3.2.3 Cara Pengujian

17

Pengujian dilakukan pada putaran kompressor yang konstan

dengan atau tanpa menggunakan intercooler.

Putar tombot pengatur putaran kompressor sampai tercapai

putaran yang dikehendaki (ditentukan oleh asisten : 450;

500; 550; 600; 650; 700; 750; 800; 850 rpm).

Atur melalui katup pengatur aliran masaa udara tekanan

pada tingkat pertama fan kedua sesuai dengan yang

dikehendaki.

Setelah keadaan tersebut tercapai catat semua penunjukan

alat ukur pada tingkat pertama dan kedua.

Ulangi pengujian untuk tekanan P2 yang lain (ditentukan

oleh asisten : 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8 bar) .

Jaga putaran kompressor agar selalu konstan.

18

BAB III PENGOLAHAN DATAData Percobaan

UNIT TINGKAT 1 Rata-rataPERCOBAAN KE- 1 2 3

P1 mmH2O 350 350 350 350.00P2 Bar 0.4 0.4 0.4 0.40T1 0C 31 31 32 31.33T2 0C 56 62 66 61.33T3 0C 26 27 28 27.00N1 rpm 450 450 450 450.00ΔP mmH2O 1 1 1 1.00P3 mmH2O 13 13 13 13.00F1 Newton 6 5.9 5.6 5.83V Volt 140 140 140 140.00I Ampere 4 4 3 3.67

UNIT TINGKAT 2 Rata-rataPERCOBAAN KE- 1 2 3

Vin Lt/min 3 3 3 3.00P1 Bar 0.3 0.3 0.3 0.30P2 Bar 2 2 2 2.00T1 0C 29 30 32 30.33T2 0C 28 28 30 28.67T3 0C 38 43 48 43.00T4 0C 28 29 29 28.67T5 0C 28 28 28 28.00T6 0C 60 60 60 60.00N2 rpm 450 450 450 450.00F2 Newton 6 6.2 6.2 6.13V Volt 130 130 130 130.00I Ampere 6 6 5.5 5.83

1. Penghitungan Massa Aliran Udara

ΔP = Orifice Diferential Head (mmH20)

P3 = Orifice plate down stream pressure (Bar abs)

= 9,8 x 105 . P3 + P0

19

P3 = Penunjukkan pada manometer (mmH20)

Po = Tekanan Atmosfir (Pa abs)

T 3 = T3 + 273 (K)

m’a = 6,574 x √(1 x (9,8 x 105 x 13 + 101325)/(27 + 273)

= 6,574 x 0.06

= 0.382296423= 0.38 kg/s

2. Rasio Kompresi (ˠp)

Tingkat pertama :

ˠp1 = (40000+ 101325) / (3432,32 + 101325)

= 1.35

Tingkat kedua :

ˠp2 = (200000+ 101325) / (30000 + 101325)

= 2.3

3. Rasio Temperatur (ˠT)

20

Tingkat Pertama:

ˠT1 = (61.33 + 273) / (31.33+273)

= 1.1

Tingkat Kedua:

ˠT2 = (28.67 + 273) / (30.33+273)

= 0.99

4. Harga Index Politropis (n)

Tingkat 1

n = log(1.35)/(log(1.35) + log(1.1))

= 0.76

Tingkat 2

n = log(2.3)/(log(2.3) + log(0.99))

= 1.012

5. Kerja Politropis

Wp1 = 0.38 x 0.2871 x 31.33 x (0.76/0.76-1) x (1.35(1-0.76/0.76)– 1)

= 1.076 kW

Wp2 = 0.99 kW

21

6. Efisiensi Volumetris

Tingkat 1

“swept air mass flow” = 0.0091 x 10-3 x 47.1 = 0.00043

Tingkat 2

“swept air mass flow” = 1.1964 x 10-3 x 0.3/ 30.33 x 47.1 = 0.00056

Efisiensi Tingkat 1

ɳvol1 = 0.38/0.00043 x 100% = 88370 %

Efisiensi Tingkat 2

ɳvol1 = 0.38/0.00056x 100% = 67857 %

7. Kerja Isothermal (Wls)

Untuk tingkat pertama :

Untuk tingkat kedua :

Tingkat 1:

Wis1 = 0.38 x 0.2871 x 31.33 x ln 1.35

= 1.026

Tingkat 2:

22

Wis2 = 0.38 x 0.2871 x 30.33 x ln 2.3

= 2.75

8. Kerja Indicated

Untuk tingkat pertama :

Untuk tingkat kedua :

Pm1 = (39.1 x (3.14 x 5^2))/ 20 = 153.47

Pm2 = (39.1 x (3.14 x 5^2))/ 20 = 139.52

Tingkat Pertama:

Wi1 = 153.47 x ((33.3^2)x3.14) x 63.5 x 47.1 x 2

= 3196437641 = 320 x 106 (mm3) = 0.32 (m3)

Tingkat Kedua

Wi2 = 139.52 x ((25.4^2)x3.14) x 50.8 x 47.1 x 2

= 1352533915 = 135.2 x 106 (mm3) = 0.1352 (m3)

9. Kerja Mekanis (Wmech)

23

Wmech1 = 0.0591 x 10-3 x 47.1 x 5.83

= 0.0162

Wmech2 = 0.0591 x 10-3 x 47.1 x 6.13

= 0.0171

10. Input Daya Motor Listrik

Suplai daya listrik total = armature power + Field power

Kompresor 1

Suplai1 = (140 x 3.67)/1000 + (220 x 0.4)/1000

Suplai1 = 0.6018

Kompresor 2

Suplai2 = (140 x 3.67)/1000 + (220 x 0.4)/1000

Suplai2 = 0.8459

11. Harga – harga Efisiensi

Efisiensi thermal : ɳ is = Wis / Wi

ɳ is1 = 1.026/0.32 = 3.2

ɳ is2 = 2.75/0.1352 = 20.34

Efisiensi isothermal : ɳ is.o = Wis / Wmech

ɳ is.o1 = 1.026/0.0162 = 63.3

ɳ is.o2 = 2.75/0.0171 = 160.82

Efisiensi mekanis : ɳ mech = Wi / Wmech

24

ɳ mech = 0.32/0.0162 = 19.75

ɳ mech = 0.1352/0.0171 = 7.9

12. Analisa Intercooler

ɛ = (43 – 28.67) / (43 – 28)

= 0.955

13. Grafik

P-V

ɳvol - ɣp

0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

ɳ vol - dp

ɳ vol

25

BAB IV ANALISIS

1. Analisis Data

Pada hasil akhir percobaan dihitung harga efisiensi pada kompresor.

Selain itu didapatkan daya yang keluar selama proses kompresi dilakukan. Data

kinerja kompresor tahap satu tidak didata, karena reservoir kompresor rusak.

Peninjauan efisiensi hanya dilakukan pada kompresor 2 tahap. Penghitungan pada

kompresor tahap satu akan memiliki keakuratan yang sangat rendah karena

ditinjau saat kedua compressor bekerja.

Dari perhitungan dapat ditinjau:

Efisiensi thermal : ɳ is = Wis / Wi

ɳ is1 = 1.026/0.32 = 3.2

ɳ is2 = 2.75/0.1352 = 20.34

Efisiensi isothermal : ɳ is.o = Wis / Wmech

ɳ is.o1 = 1.026/0.0162 = 63.3

ɳ is.o2 = 2.75/0.0171 = 160.82

Efisiensi mekanis : ɳ mech = Wi / Wmech

ɳ mech = 0.32/0.0162 = 19.75

ɳ mech = 0.1352/0.0171 = 7.9

Efisiensi thermal pada kompresor tahap 1 sebesar 3.2 sedangkan pada

kompresor tahap 2 sebesar 20.34, perbedaan efisiensi yang signifikan dikarenakan

kompresor tahap 2 melakukan peningkatan efisiensi. Efisiensi ini dipengaruhi

oleh adanya intercooler yang berada di antara kompresor tahap 1 dengan tahap 2,

sehingga suhu udara yang masuk ke kompresor tahap 2 tidak tinggi.

Efisiensi isothermal merupakan efisiensi saat tahap isothermal. Efisiensi

pada kompresor tahap 1 lebih kecil dibandingkan efisiensi saat tahap 2. Perbedaan

ini dipengaruhi oleh besarnya volume hisap piston yang bekerja. Volume

kompresor tahap 1 lebih besar dibandingkan volume kompresor tahap 2.

26

Efisiensi mekanis adalah penghitungan efisiensi gerakan yang terjadi pada

kompresor. Pada kompresor tahap 1 efisiensi yang terjadi lebih besar karena hasil

dari hisapan yang lebih banyak dibandingkan kompresor tahap 2.

Pada penghitungan efisiensi, dihasilkan angka yang terlalu besar, karena

efisiensi yang dihasilkan justru lebih besar dari 1, efisiensi tersebut mustahil

terjadi. Keterbatasan alat yang sudah tua dan alat ukur manual merupakan

penyebab utama hasil yang kurang presisi. Saat dilakukan praktikum dapat

ditemukan banyak bocoran oli maupun bocoran udara.

2. Analisis Grafis

Grafik P-V yang dihasilkan tidak dapat praktikan buat karena keterbatasan

informasi, namun analisa dilakukan dari grafik yang ada pada modul. Pada grafik

P-V dapat ditinjau bahwa penggunaan kompresor tahap 2 digunakan untuk

meningkatkan efisiensi kerja mesin. Bentuk grafik yang terbuat tidak seperti

bentuk grafik pada idealnya, namun mendekati.

Grafik ɳvol - ɣp dapat disimpulkan bahwa efisiensi volumetrik berbanding

lurus dengan perbedaan tekanan. Dengan peningkatan perbedaan tekanan, maka

efisiensi volumetrik semakin meningkat.

27

BAB V KESIMPULANPada praktikum prestasi mesin, dapat disimpulkan bahwa peninjauan

efisiensi mesin perlu dilakukan. Tuntutan industri untuk menggunakan mesin

dengan efisiensi tinggi menjadi tugas sendiri untuk kami sebagai mahasiswa

teknik mesin. Pemahaman dalam hukum termodinamika menjadi kunci utama

dalam peningkatan efisiensi mesin.

Dengan mengikuti praktikum ini, praktikan mendapatkan:

1. Pemahaman lebih mendalam tentang hukum termodinamika

2. Pemahaman tentang peninjauan efisiensi kerja mesin

3. Terbuka wawasannya tentang mesin - mesin yang umum pada

perindustrian maupun mesin sehari – hari.

Praktikan dapat menyimpulkan bahwa praktikum sangat perlu dilakukan,

dan perlu adanya peningkatan fasilitas mesin yang digunakan. Kinerja mesin yang

sudah tua, sangat sulit untuk mendapatkan data yang akurat.

28

REFERENSISayers, A.T. 1990. Hydraulic and Compressible Flow Turbomachines. McGraw

Hill, New Delhi.

Buku Penuntu Praktikum Prestasi Mesin. 2014, Depok.

Moran, M. J. 2010. Fundamentals of Engineering Thermodynamics. John Wiley & Sons, Inc.

29