Rumus perhitungan laju aliran udara pada kompresor udara

Apa itu laju aliran udara pada kompresor udara?

Aliran gas pada kompresor udara umumnya merujuk pada volume gas yang dihisap atau dikeluarkan oleh kompresor dalam satuan waktu tertentu. Dalam praktik teknik, satuan yang sering digunakan adalah m³/min, L/min Atau Nm³/menit. Karena volume gas berubah seiring dengan perubahan tekanan dan suhu, saat melakukan perbandingan atau pemilihan jenis alat, terlebih dahulu harus ditetapkan tekanan, suhu, serta kondisi standar yang sesuai dengan laju alir tersebut.

Perkiraan volume buang teoretis berdasarkan parameter silinder

Kompresor udara piston aksi tunggal:Volume udara teoretis dapat diperkirakan sebagai Q = π/4 × D² × S × n × z.

• D: Diameter silinder.
• S: Langkah piston.
• n: kecepatan putaran atau jumlah gerakan bolak-balik per satuan waktu.
• z: Jumlah silinder.

Volume buang aktual biasanya lebih rendah daripada nilai teoritis, yang dapat dinyatakan sebagai:Volume buang aktual = Volume buang teoritis × Efisiensi volumetrikEfisiensi volumetrik dipengaruhi oleh volume ruang sisa, hambatan hisap dan buang, kondisi katup, suhu, serta kebocoran.

Diperkirakan berdasarkan waktu pengisian tangki penyimpanan gas

Estimasi waktu pengisian tangki penyimpanan gas di lokasi berdasarkan volume gas yang dikeluarkan dalam keadaan hisap:Q ≈ V × (P2 – P1) / (t × P0).

• V: Volume tangki penyimpanan gas.
• P1: Tekanan absolut pada saat pengisian udara dimulai.
• P2: Tekanan absolut pada akhir pengisian udara.
• t: Waktu pengisian udara.
• P0: Tekanan atmosfer referensi atau tekanan standar pada sisi hisap.

Jika instrumen menunjukkan tekanan gauge, terlebih dahulu konversikan menjadi tekanan absolut. Dalam perhitungan, usahakan pula untuk meminimalkan pengosongan, pelepasan udara, serta gangguan akibat operasi paralel beberapa unit selama proses pengisian.

Konversi antara aliran aktual dan aliran pada kondisi standar

Ketika perlu mengonversi laju aliran pada kondisi kerja aktual menjadi laju aliran pada keadaan standar, dapat dirujuk pada hubungan gas ideal:QN ≈ Q × (P / PN) × (TN / T).

• Q: Laju aliran volumetrik pada kondisi kerja sebenarnya.
• QN: Laju aliran volumetrik pada keadaan standar.
• P: Tekanan absolut aktual.
• PN: Tekanan pada keadaan standar.
• T: Suhu termodinamika nyata.
• TN: Suhu termodinamika pada keadaan standar.

Definisi keadaan standar dapat berbeda antar industri; dalam perhitungan, hendaknya tetap menggunakan acuan yang sama untuk menghindari penggunaan yang saling campur.

Menghitung laju aliran gas yang diperlukan berdasarkan peralatan pengguna gas

Dalam pemilihan tipe, metode penjumlahan konsumsi udara sering digunakan:Laju aliran udara yang dibutuhkan ≈ Σ konsumsi udara per unit peralatan × koefisien penggunaan bersamaan × faktor cadangan.

• Konsumsi gas per unit peralatan: mengacu pada data teknis peralatan atau data pengukuran aktual.
• Koefisien penggunaan bersama: ditentukan berdasarkan apakah peralatan beroperasi secara bersamaan.
• Koefisien kelebihan: memperhitungkan kebocoran, penambahan kapasitas di masa depan, dan fluktuasi kondisi operasi.

Catatan penting dalam perhitungan

• Bacaan pada manometer umumnya merupakan tekanan gauge; untuk menghitung perubahan volume gas, sebaiknya digunakan tekanan absolut.
• Kenaikan suhu akan menyebabkan volume gas dengan massa yang sama meningkat; dalam perhitungan konversi, diperlukan standar suhu yang seragam.
• Tekanan hisap di daerah berkeetinggian tinggi lebih rendah, yang dapat memengaruhi kapasitas buang dan rasio kompresi sebenarnya.
• Kebocoran pada saluran pipa, hambatan pada elemen saringan, serta keausan pada komponen katup semuanya dapat menyebabkan penurunan laju aliran yang tersedia.
• Jika digunakan untuk pemilihan tipe, sebaiknya tetap mempertahankan margin yang cukup, namun tidak boleh terlalu besar agar tidak meningkatkan konsumsi energi.