Ppt Alat Ukur Aliran Fluida

(1)

Pengukuran aliran adalah untuk mengukur kapasitas aliran, massa laju aliran,

volume aliran. Pemilihan alat ukur

volume aliran. Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuanaliran tergantung pada ketelitian, kemampuan

pengukuran, harg

pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan ka, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukureawetan alat ukur

tersebut.

Dalam pengukuran fluida termasuk penentuan tekanan, kecepatan,

Dalam pengukuran fluida termasuk penentuan tekanan, kecepatan, debit, gradiendebit, gradien

kecepatan, turbulensi dan

kecepatan, turbulensi dan viskositas. Tviskositas. Terdapat banyak cara erdapat banyak cara melaksanakan pengukuran-melaksanakan

pengukuran- pengukuran, misaln

pengukuran, misalnya: langsung, tak langsungya: langsung, tak langsung, gravimetrik, volumet, gravimetrik, volumetrik, elektronik,rik, elektronik,

elektromagnetik dan optik. Pengukuran debit secara

elektromagnetik dan optik. Pengukuran debit secara langsung terdiri dari ataslangsung terdiri dari atas

penentuan volum

penentuan volume atau berat fluida yang melalui suatu pe atau berat fluida yang melalui suatu penampang dalam suatu selanenampang dalam suatu selangg

waktu tertentu. etoda tak

waktu tertentu. etoda tak langsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuanlangsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuan

tinggi tekanan, perbedaan tekanan atau kecepatan dibeberapa dititik pada suatu

penampang dan dengan besaran p

penampang dan dengan besaran perhitungan debiterhitungan debit. . Pada prinsipnya besar aliranPada prinsipnya besar aliran

fluida dapat diukur melalui :

!. "ecepatan #velocity$

%. &erat #massanya$

'. (uas bidang yang dilaluinya

). *olumenya

(2)

(3)

VENTURI METER

+lat ini dapat dipakai untuk

+lat ini dapat dipakai untuk mengukur laju aliran fluida, misalnya menghitungmengukur laju aliran fluida, misalnya menghitung laju aliran air atau minyak yang mengalir melalui pipa. *enturimeter digunakan laju aliran air atau minyak yang mengalir melalui pipa. *enturimeter digunakan sebagai pengukur volume fluida misalkan minyak yang mengalir tiap detik. sebagai pengukur volume fluida misalkan minyak yang mengalir tiap detik. *enturi meter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi *enturi meter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa p

sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendaliengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga

untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapatbesarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas

diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepipenampang pipa bagian tepi memili

memiliki penampang yang ki penampang yang lebih luas daripada lebih luas daripada bagian tengahnya atau bagian tengahnya atau diameterdiameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagia

pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. at cair dialirkann tengahnya. at cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebi sempit, dengan demikian, maka akan yang memiliki penampang yang lebi sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan kecepatan.

(4)

Venturi Meter ini merupakan alat primer dari Venturi Meter ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk

pengukuran aliran yang berfungsi untuk

mendapatkan beda tekanan. Sedangkan alat untuk mendapatkan beda tekanan. Sedangkan alat untuk menunjukan besaran aliran uida yang diukur atau menunjukan besaran aliran uida yang diukur atau alat sekundernya adalah ma

alat sekundernya adalah manometer pipa U. nometer pipa U. VVenturienturi Meter memiliki kerugian karena harganya mahal,

Meter memiliki kerugian karena harganya mahal,

memerlukan ruangan yang besar dan rasio diameter memerlukan ruangan yang besar dan rasio diameter throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah. throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah. Untuk sebuah venturi meter tertentu dan sistem

Untuk sebuah venturi meter tertentu dan sistem manometer tertentu, kecepatan aliran yang dapat manometer tertentu, kecepatan aliran yang dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran berubah maka diameter throatnya dapat diperbesar berubah maka diameter throatnya dapat diperbesar untuk memberikan pembacaan yang akurat atau

untuk memberikan pembacaan yang akurat atau diperkecil untuk mengakomodasi kecepatan aliran diperkecil untuk mengakomodasi kecepatan aliran maksimum yang baru.

(5)

Pada Venturi meter ini uida masuk melalui bagian inlet dan

diteruskan ke bagian outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan aal. Pada bagian inlet cone uida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet

cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. !emudian uida masuk kebagian throat inilah tempat"tempat

pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. #alu uida akan meleati bagian akhir dari venturi meter yaitu outlet cone. $utlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada $utlet cone ini tekanan kembali normal.

%ika aliran melalui venturi meter itu benar"benar tanpa gesekan, maka tekanan uida yang meninggalkan meter tentulah sama persis

dengan uida yang memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang bersifat permanen dalam tekanan. Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan sempurna pada outlet cone.

&esekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat.

(6)

&agian-&agian *enturi eter

 &agian konvergen

bagian ini berfungsi untuk meningkatkan kecepatan aliran fluida dan menurunkan tekanan statiknya.

a. &agian inlet

bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa atau cerobong aliran. (ubang tekanan awal ditempatkan pada bagian ini.

b. nlet cone

bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida.

(7)

 Throat #leher$

bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir. &agian ini berbentuk bulat datar. al ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah

kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.

 &agian divergen a. /utlet cone

ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada outlet cone ini tekanan kembali normal

b. &agian outlet

c. &agian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa atau cerobong aliran.

(8)

Cara Kerja Venturi Meter

Pada *enturi meter ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan

tekanan awal. Pada bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan

tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. "emudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. (alu fluida akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu

outlet cone. /utlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada /utlet cone ini tekanan kembali normal.

0ika aliran melalui venturi meter itu benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan fluida yang meninggalkan meter tentulah sama persis dengan fluida yang

memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang bersifat permanen dalam tekanan. Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan sempurna pada outlet cone. 1esekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat.

(9)

(10)

Penerapan Dari +lat *enturi eter

Penerapan venturi meter sebagai berikut :

!. Dalam industri digunakan untuk mengukur laju aliran bahan kimia melalui pipa.

%. Digunakan dalam pesawat untuk mengukur kecepatan pesawat

'. *enturi meter biasa digunakan untuk pengaturan aliran bensin dalam system pengapian pada kendaraan bermotor.

(11)

Kelebihan, Kekurangan Venturi meter

"elebihan

 Pembacaan pengukuran lebih akurat.  Dapat pengukur debit besar.

 Dapat digunakan untuk pengukuran fluida dengan aliran yang kecil.  0auh dari kemungkinan tersumbat kotoran.

 engukur cairan yang mengandung endapan padatan #solid$.

 &ila kalibrasi dan pemasangannya tepat, venturi meter ini mempunyai ketelitian

yang paling tinggi diantara semua alat pengukur aliran fluida yang berdasarkan beda tekan #orifis dan no22le$.

"ekurangan

 Dari segi biaya venturi meter lebih mahal harganya.  3ulit dalam pemasangan karena panjang.

(12)

5ontoh 3oal *enturi eter

+liran fluida dari permukaan venturi meter 67 mm. Tekanan gauge !)8 kPa dan temperature !795 di dasar meter, dan manometer diferensial

menunjukkan pembacaan !78 mm air raksa. Tekanan baromtric adalah !8!,' kPa. enghitung debit air.

persamaan yang relevan dan data yang diberikan  ; p<=T

>+%!

m ;--- ?%gn#!-%<@!$ ?!-#+%<+!$A

(13)

Diketahui : ! ; !)8 kPa atm ; !8!,' kPa T! ; !795 = ; !78 mmg d! ; 8,!78 m d% ; 8,867 m = ; %B4,B 0<kg. " Penyelesaian : % !)8 C !8!,'  !78 #!8!,'<648$ ---- ; --- ; 8,E!6 ! !)8 C !8!,' %)!,' F !8G ! ; --- ; %,E% kg<mA %B4,B F %BB

(14)

+%

---- ; 8,%7 +!

+% ; 8,88) )% mA

Hrom appendiF B, > ; 8,E)E and assuming 5v ; 8,EB >+%!

m ;--- ?%gn#!-%<@!$ ?!-#+%<+!$A

8,E)E F 8,EB F 8,88) )% F %,E%

m ;--- ?%gn#!78F#!8!,' F !8G<648$$<%.E% gn ?!-#8,%7$A

(15)

ORIFICE METER

Prinsip kerja dari orifice meter adalah:

Hluida yang diukur alirannya dialirkan melalui plat orifice. Perbedaan atau selisih tekanan fluida yang melalui orifice antara up stream dan down

stream dicatat. 3uhu dan tekanan fluida pada up stream dicatat untuk mengetahui densitasnya.

(16)

Prinsip kerja ori'ce berdasarkan fungsinya unuk mengukur laju

aliran sama dengan prinsip beda tekanan atau yang biasa di sebut dengan Prinsip (ernoulli baha terdapat hubungan antara tekanan uida dan kecepatan uida yaitu jika kecepatan meningkat maka tekanan akan menurun dan begitu juga sebaliknya.

Pada dasarnya ori'ce memiliki bentuk bulat dengan pegangan atau gagang berupa plat tipis yang memiliki lubang pada bagian tertentu yang biasanya berada pada posisi tengahnya. *luida akan mengalir melalui pipa dan akan di leatkan melalui lubang pada ori'ce yang mengakibatkan terjadinya perubahan tekanan dan kecepatan.

+engan terjadinya perubahan tekanan dan kecepatan pada pipa tersebut maka dapat terjadi adanya kecepatan maksimum dan

tekanan minimun, hal ini biasa di sebut Vena ontracta. +an setelah meleati titik temu -vena contracta maka akan terjadi perubahan kecepatan dan tekanan lagi, sehingga dengan mengetahui

perbedaan tekanan pada pipa norma dan tekanan pada vena

contracta tersebut, maka dapat ditentukan persamaan (ernoulli nya dengan laju aliran volume dan masa yang didapat.

(17)

(18)

"elebihan dan "ekurangan /rifice eter

"elebihan:

!. "onstruksinya sederhana %. =ancangannya mudah '. arganya relatif murah ). udah dikalibrasi

7. udah dirancang<didapat 4. Tingkat ketelitian cukup baik

"ekurangan:

(19)

acam-acam /rifice >ang Digunakan Intuk &erbagai 0enis +liran Hluida

!. 5oncenric orifice

erupakan orifice yang digunakan untuk mengurangi jarak tempuh aliran sehingga akan mengalami perbedaan tekanan melintang dengan bentuk lubang yang memiliki kemiringan %7 derajat

%. 5ounter bore orifice

fungsi dari jenis orifice ini samsa dengan fungsi orifice sendiri, hanya saja penentuan ukuran lubang yang lebih besar. Tentu saja hal ini akan

menghasilkan tekanan yang tidak melintang seperti concentic orifice. '. Juadrant bore orifice

orifice dengan spesifikasi yang merekomondasikan bilangan =eynold di bawah !888 dengan tingkat viskositas yang tinggi.

(20)

). 3egmental orifice

bentuk lubang dari jenis orifice ini berbentuk huruf D yang terletak pada bagian bawah orifice dan digunakan untuk mengukur fluida dengan

kandungan sedimentasi yang tinggi.

7. =estriction orifice

jenis orifice ini digunakan untuk fluida gas yang menghasilkan pressure drop yang besar.

(21)

$/0$#0S M121/

oriolis ometers massa mengukur kekuatan yang dihasilkan dari percepatan yang disebabkan oleh massa bergerak menuju -atau menjauh dari pusat rotasi.

oriolis ometers massa mengukur aliran massa cairan, seperti air, asam, kaustik, bahan kimia, dan gas 3 uap. !arena aliran massa diukur, pengukuran tidak terpengaruh oleh perubahan densitas uida. Sangat berhati"hati ketika menggunakan ometers massa oriolis untuk

mengukur gas 3 uap mengalir karena laju aliran cenderung rendah di kisaran aliran -di mana akurasi adalah terdegradasi. %uga, dalam

aplikasi gas 3 uap, penurunan tekanan pada ometer dan pipa yang terkait dapat terjadi.

ometer ini dapat diterapkan untuk sanitasi, kriogenik, relatif bersih, dan korosif cairan dan gas 3 uap dalam pipa lebih kecil dari 4"56 inci. aplikasi umum ditemukan di dalam air, air limbah, pertambangan, pengolahan mineral, listrik, pulp dan kertas, minyak bumi, kimia, dan industri petrokimia. (ahan konstruksi umumnya terbatas pada stainless steel dan desain Pelindung . #urus"tabung yang tersedia untuk

(22)

(23)

(anyak aplikasi untuk ometers massa oriolis ditemukan dalam proses kimia di mana cairan dapat korosif dan lain sulit untuk mengukur. Selain itu, ketidakpekaan relatif terhadap kepadatan memungkinkan ometers massa oriolis untuk diterapkan dalam aplikasi di mana sifat 'sik uida tidak dikenal. ometers ini juga dapat digunakan dalam sistem pakan kimia yang ditemukan dalam sebagian besar industri.

(24)

"elebihan Dan "ekurangan 5oriolis eter

"elebihan dari pemakaian 5oriolis eter

!. Dapat digunakan pada cairan, slurry, gas, cairan berfasa ganda dan aliran

gas #didalam batasan$

%. ampu menangani cairan sulit #cairan dengan bermacam-macam tingkat

kepadatan$ dimana mater lain tidak bisa digunakan

'. enghasilkan ketelitian tinggi pada aliran cairan dan slurry.

"ekurangan dari pemakaian coriolis meter

). Tersedia hanya pada ukuran !<!4 sampai 4 inchi.

7. nstalasi khusus dibutuhkan untuk mengamankan meter dari getaran

(25)

(26)

Prinsip kerja turbine meter.

adalah ketika uida gas mengalir melalui pipa diasumsikan pro'l

aliran yang diinginkan bergerak seragam dengan kecepatan terbesar dekat pusat pipa pro'le aliran sirl turbulensi dan asimetri yang

tidak dikehendaki sebelum gas mencapai rotating turbine. *luida gas melalui meter berbenturan dengan turbine blade yang bebas

berputar pada suatu poros sepanjang garis pusat dari turbin housing. +ynamic force dari gas yang mengalir menyebabkan rotor berputar. 2urbine heel dipasang di shaft utama dengan bantalan khusus,

presisi dan friksinya rendah. 2urbine heel mempunyai helical

blades yang besudut tertentu dengan arah o. &as terkondisi dan terakselerasi menggerakan turbine heel dengan angular velocity yang proporsional dengan gas velocity. /otasi turbine heel pada akhirnya menggerakan mechanical counter di inde7 head yang dihubungkan secara mekanis. /otasi turbine heel . juga bisa

menggerakan pulse transmitter dan menghasilkan pulsa untuk setiap putaran turbine blade. +engan mengakumulasikan pulsa maka total volume dari 8 gas dapat dihitung.

(27)

!elebihan dan kekurangan turbine meter !elebihan dari turbine meter adalah sebagai berikut 9 5.(iaya pengadaan aal 9 sedang.

6.:kurasi baik, handal dan proven technology. ;./epeatability yang sempurna.

<./angeability yang sempurna. 8.Pressure drop rendah.

!ekurangan dari turbine meter adalah sebagai berikut 9 5. =anya untuk aplikasi uida yang bersih.

6. Pada nonlubrication uids kadang"kadang menimbulkan masalah.

;. +ibutuhkan pipa straight runs - 587 +  pada upstream turbine meter.

(28)

Pitot tubes Prinsip !erja

1nergi kinetik dikonversikan menjadi static pressure head ara kerja pitot tube adalah9

Pipa yang mengukur tekanan statis terletak secara radial pada batang yang dihubungkan ke manometer -pstat. 2ekanan pada ujung pipa di mana uida masuk merupakan tekanan stagnasi -p>. !edua

pengukuran

tekanan tersebut dimasukkan dalam persamaan (ernoulli untuk mengetahui kecepatan alirannya. Sulit untuk mendapat hasil

pengukuran

tekanan stagnasi secara nyata karena adanya friksi pada pipa. =asil pengukuran selalu lebih kecil dari kenyataan akibat faktor  -friksi empirik.

(29)

Kegunaan Pitot Tube

o Mengukur tekanan uida pada ind tunnel. o Menghitung pro'l kecepatan aliran pada pipa.

:plikasi Pitot 2ube

o Mengukur kecepatan pada pesaat -airspeed. o :ltimeter pesaat.

o Mengukur tekanan uida pada ind tunnel -teroongan angin.

(30)

Kelebihan dan Kekurangan Pitot Tube

!elebihan9

o Susunan sederhana.

o /elatif mudah dan murah. o 2idak perlu adanya kalibrasi. o Pressure drop aliran kecil.

!ekurangan9

 _{!eakuratanrendah untuk beberapa aplikasi.}

 _{Pipa harus lurus dengan kecepatan aliran untuk}

(31)

(32)

Pengaplikasian :lat Ukur

*luida dalam skala 0ndustri

(33)

Pengaplikasian alat di?erential Pressure ini biasanya digunakan dalam industri yang memiliki

cakupan jangkauan *luida yang luas, karena hampir semua phase uida dan kondisi aliran dapat di

aplikasikan dengan baik.

(34)

6. $ri'ce Meter

(iasanya ori'ce meter digunakan

pada industri yang dapat

mengukur volume gas, li@uid dan

steam dalam jumlah yang besar.

!arena dapat digunakan pada

berbagai ukuran pipa -range yang lebar serta

memiliki ketelitian -accuracy baik, jika plate

dipasang dengan baik.

(35)

+ipakai dalam penerapan yang

memerlukan ketelitian tinggi pada

kondisi aliran stedi seperti

pengukuran

aliran dalam pipa

dengan ketelitian 5 A

dan untuk

kalibrasi meter aliran cair atau

Bat

cair lain, serta meter air rumah

tangga.

(36)

+igunakan pada range dari 5>> C D>.>>> psig dengan akurasi sekitar E F " E 5 A dari span. Penggunaan yang terbesar untuk unit bellos adalah sebagai elemen penerima untuk pneumatic recorders, indicators dan controllers. (ellos juga secara luas digunakan sebagai unit diferensial pressure untuk pengukuran aliran -o serta recorder dan controller pneumatic yang dipasang dilapangan.

(37)

(anyak dipakai di indusri

manufacture, oil and gas,

pertambangan,

hotel

dan

restoran serta di rumah sakit

atau ditempat lainnya yang

peduli terhadap lingkungan.

(38)

_{Diferential Pressure}

+i?erential pressure atau head o measurement merupakan metoda pengukuran o yang paling populer saat ini untuk mengukur aliran uida diindustri proses.

:lat *lometer yang digunakan di

Baman modern

(39)

 _{Turbine Meter}

Secara 'sik kelebiihan yang dimiliki turbine adalah 9

 _:ccuracy

 _{:kuran ketelitian atau ketepatan alat ukur dalam}

memberikan hasil bacaan.(esaran ini menunjukkan

banyaknya penyimpangan yang terjadi pada sebuahala ukur, atau system pengukuran.

/epeatability

 _{!emampuan suatu unit instrument atau alat ukur untuk}

mendapatkan hasilbaca yang sama pada beberapa kali pengukuran proses variable yang sama.

/angebility

 _{Perbandingan antara o maksimum dan o minimu}

yang dapat dikendalikan.

 _{Mampu mengukur aliran uida panas -molten sulphur,}

li@uid to?ee dan aliran uida dingin -cryogenic helium, li@uid nitrogen.