SISTEM PENGONTROLAN TEKANAN UDARA

Pengukuran tekanan udara memegang peranan yang sangat penting dalam bidang industri. Pada saat ini banyak industri yang memanfaatkan konsep tekanan dalam proses industri. Oleh karena itu, pengukuran diperlukan dalam pemantauan dan pengendalian suatu proses.

Salah satu contoh pengaplikasian pengontrolan tekanan udara dalam bidang industri diterapkan pada boiler. Boiler merupakan peralatan untuk membuat air mendidih yang uapnya akan dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar (sumber panas lainnya) sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Air yang lebih panas memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding dengan air yang lebih dingin, sehingga terjadi perubahan berat jenis air di dalam boiler. Air yang memiliki berat jenis yang lebih kecil akan naik, dan sebaliknya air yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi akan turun ke dasar. Uap panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumenya akan meningkat.

Dalam pembangkit listrik, untuk memutar turbin dibutuhkan uap yang sifatnya kering yang dikenal sebagai “superheating steam”. Hal ini disebabkan apabila uap mengandung butir-butir air akan merusak sudu-sudu turbin. Untuk membuat uap kering, maka uap jenuh dimasukkan kedalam “superheater” beberapa tingkat tergantung kebutuhan. Super heater adalah heat exchanger yang ditambahkan dan diletakkan dalam ruang bakar untuk menghasilkan uap kering.

Selanjutnya untuk meningkatkan efisiensi boiler beberapa peralatan ditambahkan yaitu “economizer”, beberapa fan dan peralatan lainnya. Pengetahuan tentang perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi dan radiasi dibutuhkan untuk melakukan perhitungan dalam rekayasa boiler.

 

             

Proses Tekanan Udara pada Prototip Boiler

Dalam mendapatkan model kendali dari suatu proses dapat dilakukan dengan menerapkan hukum kesetimbangan energi yaitu: “Laju akumulasi energi di dalam tangki = Laju energi yang masuk - Laju energi yang keluar”.

C = DP(t) / Dt = Pwq1(t) – Pvq2(t)

C : kapasitansi tangki

dP : perubahan pressure steam (kg/m2)

dt : perubahan waktu (detik)

q1 : flow air masuk (m3/s)

q2 : flow uap air keluar (m3/s)

P w : masa jenis air (kg/m3)

Pv : masa jenis uap air (kg/m3)