MEKANIKA FLUIDA

2012

MANOMETER

Alat Ukur Aliran Fluida

KELOMPOK #5—Aisyah Utami—M. Rajab Al-mukarrom—Sholihin Syah Putra

P O L I T E K N I K N E G E R I S R I W I J A Y A

Manometer

I. Pengertian

Manometer adalah alat ukur tekanan. Manometer digunakan secara luas pada audit

energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer

tertua adalah manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah

bentuk pipa U yang diisi cairan setengahnya (biasanya berisi minyak, air atau air raksa)

dimana pengukuran dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin

terjadi karena atmosfir) diterapan pada tabung yang

lainnya. Perbedaan ketinggian cairan memperlihatkan

tekanan yang diterapkan.

Alat ukur ini sangat sederhana, pengamatan dapat

dilakukan langsung dan cukup teliti pada beberapa

daerah pengukuran. Manometer kolom cairan biasanya

digunakan untuk pengukuran tekanan yang tidak terlalu

tinggi (mendekati tekanan atmosfir).

II. Fungsi Alat

Manometer adalah alat yang digunakan secara luas

pada audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di

dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua adalah

manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana

kolom cairan adalah bentuk pipa U (lihat Gambar 4-4)

yang diisi cairan setengahnya (biasanya berisi minyak, air atau air raksa) dimana

pengukuran dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin terjadi karena

atmosfir) diterapkan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian cairan

memperlihatkan tekanan yang diterapkan.

III. Prinsip Kerja Alat

Gambar a. Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi cairan

setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.

Gambar b. Bila tekanan positif diterapkan pada salah satu sisi kaki tabung, cairan

ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang lainnya.

Perbedaan pada ketinggian, “h”, merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas dan

dibawah angka nol yang menunjukkan adanya tekanan.

Gambar c. Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung, cairan akan

meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan ketinggian

“h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah nol yang menunjukkan

jumlah tekanan vakum.

IV. Tipe-tipe Manometer

Ada tiga tipe utama manometer:

1. Manometer zat cair

Manometer zat cair biasanya merupakan pipa kaca berbentuk U yang berisi raksa.

Manometer jenis ini dibedakan menjadi manometer raksa yang terbuka dan manometer

raksa yang tertutup.

a. Manometer raksa ujung terbuka

Manometer raksa ujung terbuka digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang

tertutup bila tekanannya sekitar 1 atmosfer. Pada pipa U berisi raksa, pada salah satu

ujungnya dihubungkan dengan ruangan yang akan diukur tekanannya, sedangkan ujung

yang lain berhubungan dengan udara luar (atmosfer). Sebelum digunakan, permukaan

raksa pada kedua pipa U adalah sama tinggi. Setelah dihubungkan dengan ruang yang akan

diukur tekanannya, maka permukaan raksa pada kedua pipa menjadi tidak sama tingginya.

Jika tekanan gas dalam ruanagn tertutup lebih besar dari pada tekanan udara luar, maka

akan mendorong raksa dalam pipa U. permukaan raksa pada pipa terbuka lebih tinggi

daripada permukaan raksa pada pipa yang berhubungan dengan ruang tertutup. Misalkan

selisih tinggi raksa adalah Δh, maka tekanan ruangan sebesar

P = Bar + Δh .

Jika tekanan dalam gas dalam ruangan tertutup lebih rendah daripada tekanan udara

luar, maka permukaan raksa pada pipa terbuka akan lebih rendah daripada permukaan

raksa pada pipa yang berhubungan dengan ruang tertutup. Misalkan selisih tinggi raksa

adalah Δh, maka tekanan gas dalam ruang an sebesar

P = Bar . Δh

Keterangan :

Bar : tekanan udara luar

Δh : tekanan gas dalam ruang tertutup

b. Manometer raksa ujung tertutup

Manometer ini pada prinsipnya sama dengan manometer ujung terbuka, tetapi

digunakan untuk mengukur tekanan ruangan lebih dari 1 atmosfer. Sebelum digunakan,

tinggi permukaan raksa sama dengan tekanan di dalam pipa tertutup 1 atmosfer. Jika

selisih tinggi permukaan raksa pada kedua pipa adalah Δh cm, maka tekanan ruang

tersebut sebesar :

P₂ = (P₁+Δh) cmHg

Keterangan :

P₁ : tekanan udara mula-mula dalam pipa

Dh : selisih tinggi permukaan raksa kedua pipa

P₂ ; besarnya tekanan udara yang diukur

2. Manometer Logam (Bourdon)

Manometer logam digunakan untuk mengukur tekanan gas yang sangat tinggi,

misalnya tekanan gas dalam ketel uap, juga seperti uap dalam pembangkit listrik tenaga

uap. Di masyarakat, secara umum

alat ini digunakan untuk memeriksa

tekanan udara dalam ban oleh para

penambal ban.

Cara kerja manometer ini

didasarkan pada plat logam yang

bergerak naik turun bila ada

perubahan tekanan. Gerak ujung plat

logam diterusakan oleh jarum jam

penunjuk skala. Beberapa manometer logam antara lain manometer Bourdon, manometer

Shaffer Budenberg, dan manometer ban.

3. Manometer Mac Leod

Manometer Mac Leod digunakan untuk mengukur tekanan

udara yang lebih kecil dari 1 mmHg. Cara kerja manometer ini pada

prinsipnya sama seperti manometer raksa ujung tertutup. Jika selisih

tinggi raksa di pipa S dengan pipa E adalah Δh cmHg, maka tekanan

yang terukur sebesar.

P = 1 / 10.000 x Δh cmHg

Soal dan Pembahasan:

#1. Tangkai kiri manometer sederhana dihubungkan dengan pipa yang dialiri air, tangkai

kanannya terbuka ke udara luar. Pusat pipa sama tingginya dengan permukaan air raksa

dalam tangkai kanan. Tentukan tekanan dalam pipa jika perbedaan muka air raksa dalam

kedua tangkai adalah10 cm, dalam: meter air

Jawab :

Diketahui:

Gambar manometer seperti di atas

hair = hHg = 10 cm= 0,1 m

γair = 10 KN/m3

γHg = 133,4 KN/m3

γminyak = 8 KN/m3

Ditanya:

h (m air) = . . . ?

Jawab :

Tekanan dalam tangkai kiri = tekanan dalam tangkai kanan

gair hA + gair hair = gHg hHg

( ) ( )

#2. Dalam sebuah manometer, cairan di A dan di B adalah air dan cairan manometer adalah

minyak. S= 0,80; h1= 300 mm; h2= 200 mm; h3= 600 mm.

(a) Tentukanlah pA – pB, dalam pascal.

(b) Jika pA = 50 kPa dan penunjukan barometer 730 mmHg, berapakah tekanan di A

dalam meter air mutlak

Jawab:

(a) hA(mH2O) – h1SH2O – h2Smin + h3SH2O = hB(mH2O)

hA – 0,3(1) – 0,2(0,8) + 0,6(1) = hB

hA – hB = -0,14 mH2O

pA – pB = γ(hA – hB) = (9806 N/m3)(-0,14m) = -1373 Pa

(b)

hB(mH2O abs) = hB (mH2O rel.) + (0,73 m) (13,6)

= 5,099 + 9,928 = 15,O287 mH2O abs

Dari (a)

hAabs = hBabs – 0,14 = 15,027 – 0,14 m = 14,89 mH2O abs

Referensi:

Streeter, Victor L dan E. Benjamin Wylie. Mekanika Fluida Edisi Delapan Jilid I. Penerbit

Erlangga. 2012

http://physicakammi2008.blogspot.com/2010/03/manometer-dkk.html

http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/Manometer/Manometer.html

http://mediafisika.wordpress.com/2010/05/26/tekanan-pada-gas/

http://www.kumpulanistilah.com/2011/05/pengertian-manometer.html#ixzz27U6o5oZi