Knowledge & Articles

Tekanan pada udara

Pada dasarnya udara selalu dikompresi oleh berat jenisnya sendiri, jadi udara di sekeliling kita pun memiliki tekanan yang disebut tekanan atmosfer (Atmospheric pressure). Tekanan atmosfer dalam kondisi normal 1,01325 bar atau 14,69595 psi. Tekanan udara 0 bar adalah udara vacuum absolute, tekanan udara lebih dari 1,01325 bar adalah udara tekan. Ketinggian suatu daratan dihitung dari permukaan air laut atau disebut MDPL (meter di atas permukaan laut). Semakin tinggi lokasi tersebut dari permukaan laut maka tekanan atmosfer-nya akan semakin rendah. Tekanan atmosfer ini akan mempengaruhi kapasitas atau FAD air compressor.

Kalkulator tekanan atmosfer https://www.mide.com/air-pressure-at-altitude-calculator

Volume pada udara

Volume menempati ruang 3 dimensi (PxLxT). Volume udara atau gas dapat mengembang atau menyusut akibat dari perubahan suhu dan tekanan udara tersebut. Saat udara bertambah panas maka volumenya akan mengembang, saat tekanan udara bertambah tinggi maka volumenya akan menyusut. Perpindahan atau aliran volume udara per satuan waktu dapat ditemukan dalam penggunaan udara tekan. Di mesin air compressor disebut FAD.

Apa artinya FAD (Free Air Delivery) ?

FAD = Flow capacity = Flow rate = Air compressor capacity = Discharges capacity = Outlet capacity. Semua istilah tersebut umum digunakan di spesifikasi air compressor untuk menunjukan kapasitas udara tekan yang keluar air compressor. FAD akan selalu terkait dengan volume flow rate udara (m3/min, L/S, cfm, acfm) dan tekanan udara (Bar, psi, mpa).

Penjelasan FAD dengan contoh aktual

Spesifikasi air compressor FAD = 50 L/s @ 12 bar. Artinya air compressor dengan kapasitas 50 liter per detik, tekanan 12 bar. Lalu dilengkapi air receiver tank 500 Liter. Tekanan udara di sisi hisapan atau tekanan atmosfer 1 bar. Air compressor akan mulai dijalankan dengan posisi tank kosong, setelah jalan 1 detik tank sudah berisi 50 liter udara dengan tekanan 1 bar. Setelah jalan 10 detik tank berisi 500 liter dengan tekanan 1 bar. Setelah 20 detik tekanan jadi 2 bar, dan seterusnya sampai 120 detik tekanan akan mencapai 12 bar.

Hal paling penting yang harus dipahami namun agak membingungkan adalah volume udara tekan yang dilepaskan keluar air compressor = volume udara atmosfer yang dihisap air compressor. Jadi FAD yang ditampilkan di catalog air compressor adalah nilai volume udara tekan yang dilepaskan di outlet compressor lalu kondisinya berubah jadi sama seperti udara hisapan di inlet compressor.

Nilai Standar kapasitas udara tekan
Adalah perhitungan FAD udara tekan yang dipengaruhi kondisi suhu, tekanan, kelembaban udara atmosfer yang akan dihisap air compressor. Kondisi suhu, tekanan, kelembaban udara atmosfer yang akan dihisap air compressor akan mempengaruhi nilai FAD. Karena kondisi udara atmosfer akan berbeda-beda pada setiap tempat dan setiap waktu maka diperlukan standar internasional yang bisa jadi patokan pembuat air compressor dalam menghitung spesifikasi standar FAD. Satuan standard FAD: m3/min, L/s, Cfm, acfm. dengan kondisi standar.

Ada beberapa standar internasional yang digunakan:

Untuk produk LG AIRPLUS, ION, DENAIR dan banyak merek populer lainnya pakai standar ISO 1217 untuk spesifkasi FAD di catalog.

Nilai aktual kapasitas udara tekan
Adalah perhitungan FAD udara tekan dengan menggunakan kondisi suhu, tekanan, kelembaban aktual udara atmosfer yang akan dihisap air compressor. Kondisi udara atmosfer benar-benar diukur suhunya, kelembaban nya, dan ketinggian lokasinya.

Nilai normal kapasitas udara tekan
Adalah perhitungan FAD udara tekan yang tidak dipengaruhi kondisi suhu, tekanan, kelembaban Normal udara atmosfer yang akan dihisap air compressor. Kondisi normal udara atmosfer yang diakui internasional adalah Tekanan 1,01325 bar, suhu 0°C, Humidity 0% RH. Satuan Normal FAD: Nm3/min, Nm3/hour., scfm. Satuan Normal ini biasa digunakan di mass flow meter dan vortex flow meter, karena flow meter jenis ini menggunakan metode hitungan massa atau velocity yang tidak terpengaruh kondisi udara tersebut. Walaupun di flow meter ada pilihan menampilkan FAD dalam m3/min namun ini bukan FAD aktual, karena flow meter tidak mengukur kondisi aktual udara atmosfer. Flow meter menggunakan patokan 20°C, Humidity 0% untuk rumus konversi Nm3/min ke m3/min. Faktanya kondisi hisapan compressor bisa berbeda suhu dan kelembabannya.

Konversi nilai standar ke nilai normal
Nilai normal dan nilai standar bisa sangat berbeda karena faktor kondisi udara atmosfer, maka dari itu diperlukan rumus konversi untuk menghitung nilai standar menjadi nilai normal dan sebaliknya.

Rumus:

Tabel tekanan uap air:

Contoh Perhitungan:
FAD Air compressor: 22 m3/min
Tinggi lokasi: 690 meter dpl
Tekanan atmosfer: 0,92 bar
Suhu ambien: 30 celsius
Tekanan uap air: 0,04326
Humidity: 70% atau 0,7

Kesimpulan:
Air compressor yang memiliki data spesifikasi FAD 22 m3/min, lalu dipengaruhi kondisi aktual kelembaban udara, suhu ambien dan ketinggian lokasi akan memiliki kapasitas normal = 19,17 Nm3/min.

Produk terkait:
https://www.ptbig.com/products/auditing-compressed-air-system
https://www.ptbig.com/products/category/screw-air-compressor