Rumus perhitungan daya poros kompresor udara

Apa itu daya poros kompresor udara?

Daya poros kompresor udara adalah daya efektif yang ditransmisikan ke poros utama kompresor, umumnya digunakan untuk menilai besarnya daya mekanis yang diperlukan oleh badan kompresor selama operasi. Daya ini berkaitan dengan daya masuk motor, efisiensi transmisi, rugi-rugi mekanis, serta kondisi operasi kompresi. Dalam analisis konsumsi energi, penyesuaian motor, atau penilaian kondisi operasi, sering kali perlu dibedakan antara daya masuk motor, daya keluaran motor, dan daya poros kompresor.

Dihitung berdasarkan torsi dan putaran per menit

Ketika torsi dan kecepatan putar poros utama dapat diukur, dapat digunakan rumus umum daya mesin:

P = T × n ÷ 9550

• P: Daya poros, dengan satuan kilowatt kW
• T: Torsi poros utama, dengan satuan Newton meter N·m
• n: kecepatan putar poros utama, dengan satuan putaran per menit r/min
• 9550: Koefisien konversi satuan

Rumus ini berlaku untuk pengujian lapangan atau perhitungan verifikasi yang telah diketahui torsi dan putaran mesinnya. Apabila data torsi diperoleh dari estimasi, maka harus disediakan margin keamanan yang memadai.

Diperkirakan berdasarkan parameter masukan motor

Untuk kompresor udara yang digerakkan oleh motor listrik, daya poros dapat diperkirakan berdasarkan daya masukan motor dan efisiensinya. Daya masukan pada motor arus bolak-balik tiga fase dapat dirumuskan sebagai:

P masukan = √3 × U × I × cosφ ÷ 1000

Perkiraan lebih lanjut mengenai daya poros:

Poros P = Daya Masukan P × Efisiensi Motor × Efisiensi Transmisi

• U: tegangan garis, dengan satuan volt V
• I: Arus saluran, dengan satuan ampere A
• cosφ: faktor daya
• η motor: efisiensi motor
• η transmisi: efisiensi transmisi, nilai yang digunakan berbeda untuk sambungan langsung, kopling, atau transmisi sabuk.

Jika daya keluaran motor telah diketahui, maka dapat disederhanakan menjadi:

Poros P = Daya keluaran motor P × Efisiensi transmisi η

Diperkirakan berdasarkan volume buang dan daya spesifik

Apabila data peralatan lengkap atau telah tersedia data pengukuran nyata, estimasi juga dapat dilakukan dengan menggunakan volume buang dan daya spesifik:

Sumbu P ≈ Q × b

• Q: Volume udara buang aktual, dengan satuan meter kubik per menit m3/min
• b: daya spesifik, dengan satuan kilowatt per meter kubik per menit kW /(m3/min)

Metode ini cocok digunakan untuk perbandingan konsumsi energi atau perhitungan awal, namun rasio daya per satuan berat akan berubah sesuai dengan pengaturan tekanan, kondisi udara masuk, metode pendinginan, tingkat beban, dan cara pengendalian; oleh karena itu, tidak dapat secara sederhana menerapkan satu nilai tunggal.

Faktor-faktor utama yang memengaruhi daya poros

• Tekanan buang: Peningkatan tekanan umumnya akan meningkatkan kerja kompresi.
• Suhu dan tekanan udara masuk: Perubahan kondisi udara masuk dapat memengaruhi kerapatan gas serta volume buang yang sebenarnya.
• Gesekan mekanis dan kondisi pelumasan: Kondisi komponen seperti bantalan, segel, dan roda gigi dapat memengaruhi efisiensi mesin.
• Metode transmisi: efisiensi antara sambungan langsung, kopling, sabuk, maupun transmisi roda gigi berbeda-beda.
• Beban operasi: beban kosong, beban ringan, beban penuh, serta pembebanan dan pelepasan beban yang sering dapat menyebabkan fluktuasi daya.

Peringatan penggunaan

Dalam perhitungan, terlebih dahulu harus diperjelas definisi daya guna menghindari penggunaan yang keliru antara daya masukan motor, daya nominal motor, dan daya poros kompresor. Untuk estimasi di lapangan, disarankan melakukan verifikasi silang dengan mempertimbangkan arus, tegangan, kecepatan putar, torsi, kapasitas aliran gas buang, serta data peralatan. Apabila digunakan untuk pemilihan jenis peralatan, renovasi efisiensi energi, atau verifikasi keselamatan, maka acuan utama adalah label nama peralatan, data hasil pengujian, serta dokumentasi teknis dari pabrikan.