Compressor (pemampat )

Pengenalan

♣ Pemampat digunakan untuk meningkatkan tekanan sesuatu gas (udara)

♣ Contohnya : meningkatkan tekanan untuk satu peralatan sistem pengudaraan (untuk membolehkan control valves beroperasi) memindahkan gas seperti Hidrogen, Nitrogen, gas bahan api, dan sebagainya di loji.

♣ Terdapat 3 julat tekanan yang biasa digunakan :

a) 689 kPa untuk service air (100 psi)

b) 1722.5 kPa untuk instrument (250 psi)

c) 17225 kPa untuk gas compression (2500 psi)

♣ Pemampat juga boleh diklasifikasikan dari :

a) CFM (cubic foot per minute) or SCFM (standard CFM) diukur di keluaran

b) Liter per minute (Lit/min) diukur di keluaran

c) Power consumption KW or HP

d) Max output pressure in KPa or PSI

i) Pemampat Anjakan Positif

♣ Beroperasi dengan memerangkap sejumlah isipadu gas dan kemudian kecilkan isi padu gas tersebut.

2 jenis pemampat anjakan positif ialah :

a) Rotary (putaran)

b) Reciprocating (salingan)

ii) Pemampat Dinamik

♣ Beroperasi dengan meninggikan halaju gas dan menukarkan tenaga tersebut kepada tekanan.

2 jenis pemampat dinamik ialah :

a) Centrifugal (empar)

b) Axial (paksi)

Pemampat Anjakan Positif Jenis Putaran

♣ Dinamakan pemampat anjakan positif jenis putaran kerana pergerakan putarannya untuk memindahkan sesuatu unsur. Ia memampatkan gas dengan lobe (cuping), skru dan vane (bilah) kepada isi padu yang lebih kecil.

♣ 4 jenis pemampat anjakan positif jenis putaran :

i) sliding vane

ii) rotary screw

iii) lobe

iv) liquid ring

i) Pemampat Rotary Screw

♣ Biasa digunakan dalam industri

♣ Beroperasi dengan 2 lingkaran rotor yang berputar dan bersentuhan sesama sendiri mengakibatkan gerigi (mesh)bertemu.

♣ Apabila rotor sebelah kanan berputar mengikut arah jam, rotor sebelah kiri akan berputar mengikut lawan arah jam. Gas akan terperangkap di tengah-tengah antara celah gerigi tersebut.

♣ Ini akan mengecilkan isi padu gas tersebut seterusnya meningkatkan tekanannnya.

♣ 2 rotor tersebut bersambung dengan aci pemacu dan memberikan tenaga untuk menggerakkan pemampat.

♣ Mempunyai injap masukan dan injap keluaran.

ii) Pemampat Sliding Vane

♣ Menggunakan off-center rotor dengan bilah gelangsar (sliding vane) untuk memampatkan gas

♣ Gas masuk dari inlet dan terus ke bilah dan memenuhi setiap ruang dan membentuk kawasan yang luas. Bilah kemudian akan berputar ke arah injap keluaran dan seterusnya membebaskan gas yang telah termampat.

♣ Apabila isi padu menurun, tekanan meningkat sehingga tekanan maksimum tercapai. Kemudian baru gas dikeluarkan dari pemampat.

iii) Pemampat Lobe

♣ Bentuk penggerak (impeller) seperti buah pinggang (ginjal) digunakan untuk memerangkap dan memindahkan gas.

♣ 2 pemutar bergerak dalam arah yang bertentangan pada aci yang selari dengan lobus yang berputar bersilang dengan injap masukan.

♣ Gas yang telah dimampatkan dikeluarkan ke injap keluaran.

♣ Lobus tidak bersentuhan sesama sendiri. Seinci jarak antara dinding pemampat dan lobus.

♣ Direka bentuk untuk hasilkan tekanan keluaran yang berisipadu tetap dan halaju pemacu yang malar.

iv) Pemampat Liquid Ring

♣ Mempunyai satu unsur pemindahan dan bekas yang diisikan dengan air atau cecair kedap (seal liquid).

♣ Apabila rotor berputar cecair akan mengempar dinding luaran yang berbentuk elips. Ruangan udara akan terbentuk di tengah-tengah pemampat.

♣ Apabila pemampat ini berputar sedikit peratus air akan keluar melalui injap keluaran. Oleh itu seal liquid dimasukkan ke dalam pemampat semasa proses ini berlaku. Cecair tersebut akan menolong untuk menyejukkan gas yang telah dimampatkan.

♣ Digunakan untuk memampatkan gas yang berbahaya dan beracun.

Pemampat Anjakan Positif Jenis Salingan

♣ Hampir kebanyakan pemampat adalah dari jenis ini.

♣ Konsep sama dengan enjin pembakaran dalam, mempunyai 1 atau lebih silinder.

♣ Beroperasi dengan memerangkap dan memampatkan sejumlah isi padu gas yang berada di antara omboh dan dinding silinder.

♣ Tarikan ke bawah dan tujahan ke atas oleh omboh dalam silinder oleh pemampat salingan menarik masuk gas pada injap masukan dan mengeluarkan gas pada injap keluaran.

♣ Pergerakan buka atau tutup injap adalah automatik selari dengan pergerakan omboh.

♣ Bahagian utama ialah :

a) Omboh (piston)

b) Aci penyambung (connecting rod)

c) Driver (pemacu)

d) Aci engkol (crankshaft)

e) Kedap omboh (piston rings)

f) Injap masukan (suction line)

g) Injap keluaran (discharge line)

h) Spring injap masukan dan keluaran (spring loaded suction dan discharge valves)

♣ Setiap operasi omboh pemampat mempunyai 2 lejang iaitu : 1 untuk menyedut udara masuk dan 1 untuk mengeluarkan udara.

♣ Pemacu dijanakan oleh enjin pembakaran atau rotor. Semasa operasi omboh akan naik dan turun dengan laju.

♣ Pemampat salingan mempunyai 2 fungsi :

i) 1 tindakan (single acting)
jika omboh memampat gas pada 1 lejang sahaja

ii) 2 tindakan (double acting)
jika omboh memampat gas pada 2 lejang iaitu pada gerakan omboh ke bawah (backward stroke) dan pergerakan omboh ke atas (forward stroke)

Pemampat Dinamik

♣ Beroperasi dengan meninggikan halaju gas dan menukarkan tenaga tersebut kepada tekanan.

♣ Apabila gas dipercepatkan halaju gas akan meningkat.

♣ Pada hujung keluaran gas akan perlahan dan tekanan meningkat.

♣ Peningkatan tekanan bersamaan dengan peningkatan suhu.

i) Pemampat Empar (Centrifugal)

♣ Pemampat empar akan meningkat halaju gas (meningkatkan tenaga kinetik) kemudian ditukarkan kepada tekanan semasa aliran gas melepasi sesiput (volute) dan memasuki paip keluaran.

♣ Selalunya beroperasi pada kelajuan > 3000 rpm.

♣ Menghasilkan kadar alir yang lebih tinggi dari pemampat anjakan positif.

♣ Bahagian utama ialah :

a) Penggerak (impeller)

b) Bilah (vanes)

c) Sesiput (volute)

d) Pusat masukan (suction eyes)

e) Injap keluaran (discharge lines)

f) Plat penyebar (diffuser plates)

g) Kedap (seals)

h) Shaft (aci)

i) Bingkai (casing)

ii) Pemampat Paksi (Axial)

♣ Terdiri daripada rotor yang mempunyai beberapa baris bilah seperti kipas.

♣ Gas masuk dan melalui sepanjang aci.

♣ Bilah putaran bersambung dengan aci menolak gas ke bilah pegun yang dipanggil stator.

♣ Bilah pegun (stator) bersambung dengan bingkai (casing).

♣ Apabila halaju meningkat dengan bilah putaran berputar, stator akan memperlahankannya. Semasa gas diperlahankan tenaga kinetik ditukarkan kepada tekanan.

♣ Tekanan gas akan meningkat dari satu peringkat ke peringkat yang lain sehingga sampai ke injap keluaran.

♣ Pemampat berbilang peringkat (Multi-stage compressor) boleh menjana kadar alir yang tinggi dan tekanan keluaran yang tinggi.

♣ Pemampat paksi selalunya dihadkan kepada 16 peringkat (bergantung pada suhu dan bahan)

♣ Pemampat paksi lebih ringan,efisien, dan kecil dari pemampat empar.