Penawaran harga kompresor udara biasanya ditentukan oleh satu angka: laju aliran udara. Pembeli membandingkan lembar spesifikasi, melihat angka 100 CFM di satu halaman dan 100 SCFM di halaman lain, lalu menganggap mesin-mesin tersebut dapat saling menggantikan. Padahal tidak demikian. Angka laju aliran udara mentah mencerminkan kondisi cuaca di ruang kompresor sama seperti mesin itu sendiri, dan lokasi yang panas, lembap, atau berada di ketinggian tinggi dapat kehilangan seperlima dari kapasitas terukur tanpa ada satu komponen pun yang berubah.
SCFM, atau kaki kubik standar per menit, adalah laju aliran udara yang dihasilkan oleh kompresor udara setelah volume masuknya disesuaikan kembali ke nilai acuan tetap untuk tekanan, suhu, dan kelembapan. CFM adalah volume udara aktual yang bergerak per menit terlepas dari kondisi lokal apa pun yang ada. SCFM menghilangkan pengaruh lokasi dan cuaca, sedangkan CFM mencatatnya; hanya SCFM yang memungkinkan perbandingan dua mesin di dua lokasi berbeda secara setara.
Perbedaan tersebut memengaruhi penentuan ukuran, pengujian penerimaan, dan perhitungan energi, sehingga kedua angka tersebut perlu dibedakan dengan cermat.
SCFM vs CFM: Apa Sebenarnya Perbedaannya?
CFM adalah pengukuran tanpa syarat terhadap volume udara dalam satuan kaki kubik yang melewati suatu titik setiap menit pada tekanan, suhu, dan kelembapan yang berlaku pada saat itu. SCFM adalah laju aliran yang sama yang dihitung ulang berdasarkan kondisi referensi tetap. CFM menggambarkan kondisi aktual di lokasi, sedangkan SCFM menggambarkan kapasitas yang dapat dibandingkan.
Perbedaan ini memiliki arti yang berbeda-beda tergantung siapa yang menanyakannya. Seorang produsen yang menerbitkan angka-angka katalog menggunakan SCFM, karena hal ini memungkinkan perbandingan yang adil di seluruh jajaran produk dan di berbagai wilayah. Seorang insinyur pabrik yang menentukan ukuran jalur produksi menggunakan SCFM untuk menghitung kebutuhan, karena data konsumsi alat diterbitkan berdasarkan satuan yang sama. Sebaliknya, seorang insinyur komisioning lebih memilih menggunakan CFM, karena itulah yang ditunjukkan oleh pengukur aliran di lokasi pada tekanan jalur produksi. Masalah muncul ketika satu satuan di ganti dengan yang lain tanpa konversi, yang merupakan penyebab tunggal paling umum dari instalasi yang ukurannya terlalu kecil.
Apakah SCFM dan CFM itu sama?
Angka-angka tersebut hanya sama jika pengukuran dilakukan tepat pada kondisi acuan. Di tempat lain, angka-angka tersebut berbeda, dan selisihnya semakin besar seiring bertambahnya jarak dari titik acuan.
Di ruang dengan suhu terkendali yang berada di dekat permukaan laut, perbedaannya cukup kecil sehingga bisa diabaikan. Pindahkan mesin yang sama ke bengkel panas di kota yang berada di ketinggian, dan selisihnya cukup besar untuk memengaruhi pemilihan peralatan. Masalahnya adalah, label yang bertuliskan 100 CFM dan persyaratan 100 SCFM tampak identik sekilas. Menganggap keduanya dapat saling menggantikan berarti membeli mesin yang kapasitasnya kurang bahkan sebelum dihidupkan, dengan kekurangan tersebut muncul kemudian dalam bentuk alat yang bekerja lambat, tekanan rendah di ujung jalur, dan kompresor yang tetap beroperasi padahal seharusnya dalam keadaan idle.
Ketika SCFM Berada di Atas atau di Bawah Nilai CFM
Arah pergeserannya dapat diprediksi begitu Anda mengetahui ke arah mana lokasi tersebut menyimpang dari titik acuan.
| Kondisi | Bagaimana angka CFM yang setara berubah |
| Udara masuk lebih hangat daripada udara acuan | Udara hangat memiliki kepadatan yang lebih rendah, sehingga volume yang lebih besar dalam satuan kaki kubik memiliki massa yang sama. Angka tersebut meningkat, mencapai sekitar 1,07 pada suhu 100°F jika dibandingkan dengan suhu acuan 68°F. |
| Udara masuk lebih dingin daripada suhu acuan | Udara dingin lebih padat, sehingga volume dalam satuan kaki kubik yang sama memiliki massa yang lebih kecil. Angka tersebut turun menjadi sekitar 0,89 pada suhu 32°F. |
| Tekanan absolut saluran masuk di bawah nilai acuan | Udara tipis di ketinggian berperilaku seperti udara hangat. Angka tersebut meningkat, mencapai sekitar 1,20 pada ketinggian sekitar 5.000 kaki. |
| Tekanan absolut saluran masuk di atas nilai acuan | Udara yang lebih padat memiliki massa yang lebih besar per kaki kubik, sehingga angkanya menurun. |
| Kelembaban tinggi | Uap air menggantikan udara kering, sehingga massa udara kering per kaki kubik menurun. Besarnya koreksi bergantung pada dasar kelembapan yang dipublikasikan. |
Karena keadaan acuan lebih merupakan suatu konvensi daripada konstanta fisik, kebiasaan yang paling aman adalah menyebutkan basisnya setiap kali gambar aliran berpindah tangan. Ketidakjelasan ini telah ada sejak lama dan terdokumentasi dengan baik untuk kaki kubik standar per menit, di mana tekanan standar dapat didefinisikan sebagai 101.325 pascal, 1 bar, 14,73 psia, atau 14,696 psia, dan suhu standar dapat berkisar antara 60°F hingga 77°F.
Cara Mengonversi CFM ke SCFM
CFM dan SCFM dapat dikonversi ke arah mana pun selama tekanan absolut dan suhu absolut pada titik pengukuran diketahui. Hubungan tersebut berupa rasio, bukan faktor pengali tetap, sehingga hasilnya bergantung pada seberapa jauh kondisi aktual menyimpang dari nilai acuan.
Konversi ini mengikuti hukum gas gabungan, yang menyatakan bahwa hasil perkalian tekanan dengan volume, kemudian dibagi dengan suhu absolut, tetap konstan untuk massa gas yang tetap. Ada dua konsekuensi penting. Tekanan harus dinyatakan dalam satuan absolut, bukan tekanan manometer; sehingga pembacaan 100 psig setara dengan sekitar 114,7 psia di permukaan laut. Suhu juga harus dinyatakan dalam satuan absolut; oleh karena itu, pembacaan dalam derajat Fahrenheit dikonversi dengan menambahkan 460 untuk mendapatkan derajat Rankine. Penggunaan tekanan gauge, atau suhu dalam derajat Celsius yang belum dikonversi, merupakan kesalahan perhitungan yang paling umum dalam perhitungan aliran udara, dan hal ini menghasilkan hasil yang tampak masuk akal namun sebenarnya salah secara signifikan.
Berapa CFM yang setara dengan 1 SCFM?
Satu SCFM sama persis dengan satu CFM hanya pada kondisi referensi itu sendiri. Pada kombinasi suhu dan tekanan lainnya, satu SCFM setara dengan jumlah kaki kubik aktual yang berbeda.
| Kondisi | Perkiraan nilai CFM yang setara dengan 1 SCFM |
| 68°F pada 14,7 psia | 1,00 CFM, titik acuan di mana kedua angka tersebut bertepatan |
| 100°F pada 14,7 psia | Sekitar 1,07 CFM, karena udara hangat harus mengembang agar dapat membawa massa yang sama |
| 32°F pada 14,7 psia | Sekitar 0,89 CFM, karena udara dingin lebih padat dan memadatkan massa tersebut ke dalam ruang yang lebih kecil |
| 68°F pada tekanan 12,2 psia, di ketinggian sekitar 5.000 kaki | Sekitar 1,20 CFM, karena tekanan atmosfer yang lebih rendah membuat udara menjadi lebih tipis |
| 68°F pada 18 psia | Sekitar 0,82 CFM, karena tekanan absolut yang lebih tinggi memampatkan massa tersebut ke dalam volume yang lebih kecil |
Angka-angka ini menunjukkan arah dan besaran, bukan nilai yang tepat. Untuk pemilihan peralatan, gunakan nilai tekanan absolut dan suhu yang diukur di lokasi Anda sendiri.
Bisakah Anda Mengonversi CFM ke SCFM?
Ya. Bagilah tekanan absolut aktual dengan tekanan absolut acuan, kalikan dengan rasio suhu absolut acuan terhadap suhu absolut aktual, lalu terapkan hasilnya pada nilai CFM yang diukur.
Urutannya adalah sebagai berikut.
- Catat nilai aliran yang diukur dalam CFM pada titik yang dimaksud.
- Ukur tekanan absolut pada titik yang sama dengan menjumlahkan tekanan atmosfer setempat dengan nilai yang ditunjukkan oleh pengukur tekanan.
- Ukur suhu udara dan ubah ke satuan absolut dengan menambahkan 460 ke nilai dalam skala Fahrenheit.
- Masukkan nilai acuan tersebut, dengan menggunakan 14,7 psia dan 528 derajat Rankine sesuai dengan konvensi umum di Amerika Utara.
- Kalikan semua suku tersebut untuk mendapatkan SCFM.
Contoh perhitungan berikut memperjelas efeknya. Misalkan sebuah kompresor menghasilkan 100 CFM yang diukur pada tekanan 14,2 psia dan suhu 85°F. Suhu absolut sebenarnya adalah 545 derajat Rankine. Dengan menerapkan rasio-rasio tersebut, hasilnya adalah 100 dikalikan 0,966, kemudian dikalikan 0,969, yang setara dengan sekitar 93,6 SCFM. Mesin yang sama di lokasi pesisir pada suhu 60°F akan menunjukkan nilai yang mendekati nilai nominalnya, yaitu 100. Mesinnya tidak berubah; yang berubah adalah koreksinya. Ketika perhitungan harus melibatkan satuan metrik dan imperial, referensi seperti sebuah Panduan Konversi Satuan Kompresor Udara menghemat satu langkah dan mencegah tergelincirnya unit.
Istilah Terkait: ACFM, ICFM, dan FAD
Terdapat tiga istilah lain yang tercantum dalam lembar data dan laporan pengujian, yang masing-masing menjawab pertanyaan yang berbeda.
| Istilah | Apa artinya dan kapan digunakan |
| ACFM | Kaki kubik aktual per menit. Debit volumetrik pada titik tertentu pada tekanan dan suhu di titik tersebut. Digunakan untuk menentukan ukuran pipa, katup, dan pengering, yang kinerjanya dipengaruhi oleh volume dan kecepatan aliran. |
| ICFM | Kubik kaki per menit pada saluran masuk. Debit pada flensa saluran masuk kompresor, yang telah disesuaikan dengan penurunan tekanan dan kenaikan suhu yang disebabkan oleh filter saluran masuk dan jaringan pipa. Digunakan untuk memeriksa apakah kerugian pada saluran masuk mengurangi kapasitas. |
| FAD | Debit udara bebas. Debit yang dikirimkan dinyatakan berdasarkan kondisi saluran masuk, biasanya dalam meter kubik per menit atau liter per detik di luar Amerika Utara. |
| SCFM | Kaki kubik standar per menit. Satuan yang dinormalisasi yang digunakan untuk membandingkan kapasitas dan kebutuhan daerah. |
Ringkasan yang mudah dipahami: SCFM adalah satuan untuk perbandingan, ACFM adalah satuan untuk aplikasi pada bangunan, dan FAD adalah satuan yang akan dicantumkan dalam laporan pengujian. Karena laju aliran gas dasarnya sama dalam ketiga kasus tersebut, perbedaan di antara ketiganya mencerminkan kondisi gas itu sendiri, bukan adanya cacat pada kompresor.
Berapa Nilai SCFM yang Ideal untuk Kompresor Udara?
Tidak ada angka SCFM yang secara universal dianggap baik. Sebuah nilai hanya dapat dikatakan baik jika melebihi total kebutuhan simultan dari semua perangkat yang terhubung di hilir, dengan margin yang disisihkan secara sengaja untuk mengantisipasi kebocoran, ketinggian, suhu, dan pertumbuhan di masa depan. Penilaian baik atau buruk ditentukan dari sisi kebutuhan, bukan berdasarkan angka yang tertera pada mesin.
Setelah permintaan yang telah disesuaikan diketahui, menyesuaikannya dengan rentang kapasitas menjadi hal yang mudah. Sebuah bengkel kecil yang mengoperasikan satu alat sekaligus mungkin hanya membutuhkan 5 hingga 30 SCFM. Bengkel fabrikasi berukuran menengah yang mengoperasikan beberapa alat secara bersamaan biasanya membutuhkan antara 50 dan 150 SCFM. Pabrik di bidang pengolahan makanan, pengemasan, elektronik, atau pemotongan laser sering kali membutuhkan 300 SCFM ke atas, di mana penggunaan beberapa mesin dan strategi pemuatan yang terencana menjadi hal yang umum.
Angka yang telah dikoreksi tersebut juga menentukan rentang kapasitas mana yang harus dipilih. Sebuah lokasi yang kebutuhan udaranya, berdasarkan pengukuran, berada di antara sekitar 80 dan 120 SCFM biasanya masuk ke dalam Kompresor udara 100–300 CFM kisaran tersebut setelah memperhitungkan buffer dan beban di masa mendatang, sedangkan kebutuhan di atas 250 SCFM mengindikasikan penggunaan rangka yang lebih besar dan filosofi pengendalian yang berbeda.
Menyesuaikan SCFM dengan Kebutuhan Perkakas dan Peralatan Bertenaga Udara
Konsumsi alat merupakan titik awal dalam setiap perhitungan permintaan, dan produsen mempublikasikannya berdasarkan standar tertentu karena suatu alasan.
| Alat atau tujuan penggunaan | Kebutuhan SCFM dan tekanan operasi yang umum |
| Paku Brad | 0,5 hingga 1,0 SCFM pada tekanan 60 hingga 100 PSI |
| Paku pembingkai | 2,2 hingga 2,5 SCFM pada tekanan 100 hingga 130 PSI |
| Kunci pas berdampak setengah inci | 4,0 hingga 5,0 SCFM pada tekanan 90 hingga 100 PSI |
| Gerinda sudut berukuran empat inci | 5,0 hingga 8,0 SCFM pada 90 hingga 100 PSI |
| Penggiling mati | 4,5 hingga 6,0 SCFM pada tekanan 70 hingga 90 PSI |
| Pengamplasan udara orbital | 6,0 hingga 9,0 SCFM pada tekanan 90 hingga 100 PSI |
| Alat penyemprot cat HVLP | 6,0 hingga 12,0 SCFM pada 40 hingga 70 PSI |
| Sandblaster | 10 hingga 20 SCFM atau lebih pada tekanan di atas 100 PSI |
Ada dua aturan agar totalnya tetap realistis. Jumlahkan konsumsi daya dari setiap alat yang secara masuk akal dapat beroperasi secara bersamaan, bukan semua alat yang ada dalam inventaris. Kemudian tambahkan margin: sekitar 25 persen untuk alat yang digunakan secara intermiten seperti paku pneumatik, dan 50 persen atau lebih untuk beban kontinu seperti amplas, alat semprot, dan peralatan peledakan. Menghitung total daftar peralatan yang panjang secara manual adalah titik di mana kesalahan sering terjadi, itulah sebabnya sebuah Kalkulator CFM Kompresor Udara dirancang untuk mempermudah.
Penyesuaian Terhadap Ketinggian, Suhu, dan Kebocoran
Kompresor jarang beroperasi pada kondisi yang tercantum pada label spesifikasinya, dan tiga faktor di lapangan secara diam-diam mengurangi tekanan yang sampai ke perkakas.
| Faktor lokasi | Pengaruhnya terhadap aliran udara yang dikeluarkan dan koreksi yang harus diterapkan |
| Ketinggian | Kompresor dengan kapasitas terdaftar 100 SCFM pada ketinggian permukaan laut hanya menghasilkan sekitar 83 persen dari laju aliran massa terdaftarnya pada ketinggian sekitar 5.000 kaki. Gunakan mesin yang lebih besar atau sesuaikan kapasitas terdaftar sesuai dengan rasio tekanan. |
| Suhu masuk | Setiap kenaikan 10 derajat di atas suhu acuan akan mengurangi laju aliran massa yang dikeluarkan sekitar 2 persen. Udara masuk yang dingin dan telah disaring merupakan faktor penentu kapasitas, bukan sekadar masalah pemeliharaan. |
| Kelembapan | Kelembapan mengurangi volume tanpa menambah massa udara yang berguna, sehingga ukuran peralatan pengeringan dan penyaringan harus disesuaikan dengan angka yang telah dikoreksi. |
| Kebocoran | Pabrik yang tidak dikelola dengan baik biasanya mengalami kehilangan produksi sebesar 20 hingga 30 persen akibat kebocoran, sedangkan sistem yang pemeliharaannya buruk bahkan bisa mencapai 50 persen. Memperbaiki kebocoran biasanya merupakan cara termurah yang tersedia. |
Cara Membaca Nilai SCFM pada Pelat Nama Kompresor
Angka SCFM yang tertera pada pelat nama hanya bermakna jika dibaca bersama tiga hal berikut: kondisi referensi yang dinyatakan, tekanan keluaran di mana angka tersebut berlaku, dan daya masukan yang diperlukan untuk mencapainya. Jika hanya melihat nilai aliran udara saja, pembeli akan berakhir dengan mesin yang ukurannya terlalu kecil.
Daftar periksa singkat ini sudah mencakup sebagian besar risiko.
- Pastikan kondisi referensi. Jika nilai SCFM disebutkan tanpa menyebutkan dasar tekanan, suhu, dan kelembapan, anggap angka tersebut sebagai angka sementara sampai pemasok mengonfirmasinya.
- Periksa tekanan keluaran yang tercantum pada grafik laju aliran. Nilai laju aliran biasanya menurun seiring dengan meningkatnya tekanan keluaran, sehingga angka yang tercantum pada 100 PSI tidak memberikan gambaran mengenai kinerja pada 150 PSI.
- Bandingkan daya masukan dengan laju aliran udara. Dua mesin dengan nilai SCFM yang sama dapat memiliki perbedaan yang signifikan dalam hal konsumsi daya dalam satuan kilowatt; oleh karena itu, daya spesifik—yang dinyatakan dalam satuan kilowatt per 100 SCFM—merupakan ukuran perbandingan yang adil.
- Identifikasi standar pengujian yang mendasari angka-angka tersebut, karena ISO 1217 dan kode pengujian nasional dapat melaporkan nilai yang berbeda untuk mesin yang sama.
- Carilah verifikasi independen. Di Amerika Utara, Program Verifikasi Kinerja CAGI menerbitkan lembar spesifikasi yang telah diuji oleh pihak ketiga untuk kompresor rotari dan pengering berpendingin, sehingga angka-angka yang dipublikasikan dapat diverifikasi, bukan sekadar klaim belaka.
- Tanyakan bagaimana kinerja mesin pada beban sebagian, karena unit yang ukurannya disesuaikan hingga desimal terakhir dari beban puncak mungkin akan menghabiskan sebagian besar masa pakainya dengan beroperasi secara tidak efisien.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Tiga pertanyaan di bawah ini mencakup faktor-faktor yang paling sering menentukan apakah sebuah kompresor akan berfungsi sesuai yang dijanjikan setelah pemasangan: komposisi gas, perhitungan ukuran pada bagian hilir, dan selisih antara daya kuda dan laju aliran udara.
Apakah SCFM Berlaku untuk Gas Selain Udara?
Konsepnya memang sama, tetapi angkanya tidak dapat diterapkan secara langsung. SCFM menunjukkan laju aliran volumetrik pada kondisi acuan, dan massa yang diwakili oleh aliran tersebut bergantung pada berat molekul dan kompresibilitas gas. Oleh karena itu, laju aliran acuan nitrogen atau oksigen setara dengan laju aliran massa yang berbeda dibandingkan dengan nilai SCFM yang sama untuk udara. Menentukan ukuran kompresor untuk memasok generator di lokasi berarti menyesuaikan dengan kebutuhan gas yang dinyatakan oleh generator pada tekanan yang diperlukan, bukan dengan mengasumsikan bahwa angka untuk udara berlaku tanpa perubahan.
Apakah Ukuran Pipa, Pengering, dan Tangki Penampung Harus Ditentukan dalam SCFM atau ACFM?
Komponen hilir ditentukan ukurannya berdasarkan laju aliran volumetrik aktual pada titik operasinya masing-masing, yaitu ACFM. Diameter pipa, kecepatan udara, waktu kontak dengan pengering, dan volume tangki penampung semuanya bergantung pada seberapa besar ruang yang ditempati udara di dalam sistem, dan volume tersebut menyusut secara drastis seiring meningkatnya tekanan. Menyatakan persyaratan pipa atau pengering dalam SCFM alih-alih ACFM dapat menyebabkan volume fisik yang harus ditangani oleh suatu komponen diremehkan hingga beberapa kali lipat. Kapasitas dibandingkan dalam SCFM; perangkat keras ditentukan dalam ACFM.
Mengapa Dua Kompresor dengan Tenaga Kuda yang Sama Menunjukkan Nilai SCFM yang Berbeda?
Horsepower menggambarkan motor, bukan aliran udara. Aliran yang dihasilkan suatu mesin bergantung pada elemen kompresi, kecepatannya, tekanan keluaran, desain unit, dan kerugian pada sistem penggerak; sehingga dua mesin dengan daya terukur yang sama dapat menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam nilai SCFM yang dihasilkan pada tekanan yang sama. Keduanya juga dapat berbeda dalam hal daya yang dikonsumsi untuk menghasilkan aliran tersebut; itulah sebabnya daya spesifik menjadi ukuran perbandingan efisiensi yang lebih berguna, dan mengapa data kinerja yang terverifikasi lebih penting daripada angka daya kuda yang tercantum di judul.
