Rumus perhitungan kapasitas pompa udara

Konsep dasar kapasitas pemompaan kompresor udara

Kapasitas debit (volume udara keluar) kompresor udara merupakan indikator teknis utama yang digunakan untuk mengukur kemampuan kerja kompresor. Perhitungan dan evaluasi kapasitas debit yang akurat memiliki arti penting bagi pemilihan peralatan, penyesuaian sistem, serta analisis efisiensi energi.

Kapasitas pemompaan kompresor udara umumnya dibagi menjadiVolume teoritisdanVolume buang aktual. Volume teoretis adalah volume gas yang dihisap oleh kompresor dalam kondisi ideal per satuan waktu; sedangkan volume buang aktual adalah volume gas yang akhirnya dikeluarkan oleh kompresor pada kondisi operasi sebenarnya, yang telah dikonversi ke keadaan hisapan. Kedua besaran ini memiliki perbedaan, yang terutama ditentukan oleh efisiensi volumetrik kompresor.

Rumus perhitungan volume udara teoretis

Volume udara keluar teoretis terutama ditentukan oleh dimensi geometris kompresor dan kecepatan operasinya. Untuk kompresor udara jenis reciprocating, rumus perhitungan volume udara keluar teoretisnya adalah sebagai berikut:

V_th = (π / 4) × D² × S × n × Z × 10⁻⁶

• V_th: Volume buang teoretis, dengan satuan meter kubik per menit (m³/min)
• D: Diameter dalam silinder, dengan satuan milimeter (mm)
• S: Langkah piston, dengan satuan milimeter (mm)
• n: Kecepatan putaran poros utama kompresor, dengan satuan putaran per menit (r/min)
• Z: Jumlah silinder

Untuk kompresor udara tipe putar, volume pemompaan teoretis ditentukan oleh dimensi geometris profil rotor dan kecepatan putaran rotor; logika perhitungannya serupa, yaitu hasil perkalian antara volume geometris dengan kecepatan putaran.

Rumus perhitungan volume buang aktual

Dalam operasi nyata, karena adanya volume ruang sisa, kebocoran gas, hambatan hisap, serta pemanasan gas, maka kapasitas buangan sebenarnya pasti lebih kecil daripada kapasitas buangan teoretis. Rumus perhitungan kapasitas buangan sebenarnya adalah:

V_act = V_th × λ

Di antaranya,V_aktifUntuk volume buang aktual (m³/min),λAdalah koefisien pembuangan (juga disebut efisiensi volumetrik). Koefisien pembuangan merupakan nilai yang kurang dari 1, biasanya ditentukan melalui pengujian oleh pabrikan dan disediakan; umumnya pada kompresor udara jenis reciprocating berkisar antara 0,65 hingga 0,85, sedangkan pada kompresor udara jenis screw biasanya di atas 0,90.

Faktor-faktor utama yang memengaruhi kapasitas aliran kompresor udara

Memahami faktor-faktor yang memengaruhi kapasitas perpindahan membantu menjaga operasi peralatan yang efisien dalam pemeliharaan sehari-hari:

• Volume ruang sisa: Gas bertekanan tinggi yang tersisa di dalam silinder ketika piston mencapai titik mati atas akan mengalami ekspansi dan menempati sebagian volume sebelum proses hisap, sehingga mengurangi jumlah gas yang dapat dihisap.
• Kerugian akibat kebocoran: Kebocoran gas pada celah antara ring piston, katup, dan rotor dapat menyebabkan hilangnya sebagian gas yang telah dihisap atau dikompresi.
• Resistansi inspirasi dan pemanasan: Hambatan pada katup hisap serta pemanasan dinding silinder akan meningkatkan suhu gas yang dihisap dan menurunkan kerapatannya, sehingga mengurangi massa gas yang sebenarnya dihisap.
• Perubahan kecepatan putaran: Fluktuasi kecepatan putar mesin penggerak secara langsung memengaruhi volume udara keluar teoretis secara proporsional.