FLOWMETERI. TUJUAN

Mendemonstrasikan aplikasi plat orifice dalam pengukuran laju aliran dan

kecepatan aliran di dalam pipa

Mendemonstrasikan aplikasi sebuah venturi meter dalam pengukuran laju

aliran dan kecepatan aliran di dalam pipa.

Mendemonstrasikan aplikasi pengukuran laju aliran dan kecepatan aliran di

dalam pipa dengan memakai plat berbentuk U dan V.

II. PERINCIAN KERJA

Pengkalibrasian manometer raksa

Pengukuran kecepatan alir dalam pipa orifice

Pengukuran kecepatan alir dalam pipa venturi

Pengukuran kecepatan alir memakai plat U

Pengukuran kecepatan alir memakai plat V

III. ALAT yang DIGUNAKAN

Instalasi pipa aliran

Pipa Venturi

Pipa Orifice

Plat berbentuk U dan V

Alat ukur ketinggian permukaan (Height Gauge)

Stopwatch

Flowmeter

IV. BAHAN yang DIPAKAI

Air bersih

V. DASAR TEORI

Flowmeter dan Ukuran Arus

Arus zat cair umumnya kebanyakan diukur dengan menggunakan

ujung flowmeter. Cara kerja dari flowmeter ini didasarkan pada persamaan

Bernoulli. Flowmeter dengan pipa penyalur tertutup dapat dipergunakan

pada zat – zat gas maupun cair. Sedangkan flowmeter dengan pipa penyalur

terbuka hanya dapat dipergunakan pada zat cair. Ujung flow meter terdiri

dari lubang / mulut, venturimeter, alat pemercik arus, tabung pitot, dan

weirs. Flowmeter terdiri atas sebuah elemen primer yang menyebabkan

tekanan dan elemen sekunder yang berfungsi untuk mengukur hal tersebut.

Elemen primer tidak mengandung banyak bagian yang bergerak. Umumnya

kebanyakan elemen sekunder dengan flowmeter yang tertutup adalah sebuah

manometer dengan tabung berbentuk U. Zat dalam sebuah lengan

manometer dipisahkan dari lengan yang lainnya dengan menggunakan zat

cair berberat jenis lebih tinggi yang biasanya disini digunakan air raksa.

Tekanan dalam sebuah manometer adalah ( P1 + .h.g ) pada lengan

1 dan ( P2+ m.h.g ) pada lengan 2 dimana dan m adalah berat jenis zat

arus dan cairan pemisah berturut – turut. Kedua tekanan ini sama saat kedua

lengan manometer dihubungkan oleh sebuah kolom zat cair yang

bersambung. Oleh karena itu :

P1 + .h.g = P2+ m.h.g

Dapat dituliskan sebagai berikut :

P1 – P2 = ( - m) .h.g

Jika dan m dalam kg/m3, .h dalam m, dan g adalah 9,81 m/s2,

perbedaan tekanan melewati elemen primer P1 – P2 N/m2. Perbedaan ujung

melewati elemen primer ke perbedaan dalam tingginya zat cair pemisah pada

kedua lengan manometer.

Flowmeter lain umumnya menggunakan prinsip – prinsip

pengoperasian yang berbeda dengan flowmeter ujung. Flowmeter yang

berhubungan dengan mesin mempunyai elemen primer yang terdiri dari

bagian – bagian yang bergerak atau berpindah. Flowmeter ini termasuk

rotameter, ukuran pemindahan positif dan ukuran kecepatan. Flometer

elektromagnetik mempunyai keuntungan – keuntungan dengan tidak adanya

pembatasan dalam sebuah pipa penyalur dan bagian – bagian yang tidak

bergerak atau berpindah.

Flowmeter dengan saluran pipa tertutup

Elemen primer sebuah orifice meter adalah piringan datar yang

sederhana terdiri dari sebuah lubang bor, yang ditempatkan dalam pipa tegak

lurus pada arah arus zat.

Persamaan Bernouli yang dimodifikasi untuk arus kuat dalam sebuah pipa.

P2 U2 2 P1 U1 2

( Z2 + + ) – ( Z1 + + )

2.g 2.g.α2 1.g 2.g.α1

Lubang – lubang dalam piringan orifice baja berupa concentric

accentric ataupun segmental. Piringan orifice cenderung rusak akibat erosi.

Koefisien Cd pada orifice meter tertentu adalah sebuah fungsi lokasi

keran tekanan, rasio diameter lubang orifice pada garis tengah bagian dalam

dari pipa di/d1. Jumlah Reynolds dalam pipa saluran Nre, dan ketebalan

piringan orifice . Referensi yang penting seharusnya dikonsultasikan untuk

nilai Cd. Data yang diberikan berturut – turut seperti log- log Cd terhadap

NRe. Hal tersebut seharusnya dicatat apakah jumlah Reynolds didasarkan

pada diamter bagian dalam dari pipa atau lubang orifice. Pada umumnya

kebanyakan Cd berkisar antara 0,6 sampai dengan 0,7.

Orifice meter rusak akibat murah dan mudah untuk diinstal apabila

dapat dimasukkan pada gabungan piringan roda.

Venturymeter teorinya sama dengan orificemeter tetapi proporsi

tekanan yang diberikan lebih tinggi dapat melindungi daripada orificemeter.

Kebanyakan tabung – tabung pitot tidak mahal namun tabung tersebut

tidak banyak dipergunakan. Tabung pitot memiliki kesensitifan yang tinggi

untuk mengakibatkan pencemaran, tabung tersebut tidak dapat mengukur

rata – rata arus volume Q atau kecepatan linear U. Akhirnya dapat dihitung

dari ukuran tunggal jika hanya distribusi kecepatan diketahui.

Flowmeter dalam saluran terbuka

Weiss umumnya digunakan untuk mengukur rata – rata arus Weiss

yang tajam. tingkat awal zat cair menjadi di atas tingkat weir yang tajam .

Sebagaimana zat cair mendekati weir, zat cair tingkatannya berangsur –

angsur turun dan kecepatan arus meningkat.

Mempertimbangkan banyak hal dalam zat cair pada ketinggian secara

vertical di atas puncak weir .

VI. PROSEDUR PENGERJAAN

Percobaan 1 ( Plat Orifice )

Plat Orifice dipasang pada posisinya dan dihubungkan dengan

manometer Hg.

Pipa kerja diisi dengan air bersih, kemudian katup kontrol dibuka untuk

mendapatkan aliran air melalui flowmeter.

Laju aliran diukur dengan memakai tangki volumetric bersamaan dengan

katup kontrol aliran.

Perbedaan head pada beberapa variasi laju alir diukur dengan memakai

manometer Hg.

Dihitung perbedaan head teoritis pada setiap aliran

Hasil tersebut dibandingkan dengan perbedaan head pengukuran.

Percobaan 2 ( Ventury meter)

Ventury meter tes dipasang pada posisinya dan dihubungkan dengan

manometer H2O.

Pipa utama diisi dengan air, kemudian katup kontrol dibuka untuk

mendapatkan aliran air melalui flowmeter.

Laju aliran diukur dengan memakai tangki volumetric bersamaan dengan

katup kontrol aliran.

Perbedaan head pada beberapa variasi laju alir diukur dengan memakai

manometer H2O

Dihitung perbedaan head teoritis pada setiap aliran.

Hasil tersebut dibandingkan dengan perbedaan head pengukuran.

Percobaan 3 (Pitot Tube )

Tabung pitot dipasang pada posisinya dan dihubungkan dengan

manometer Hg

Pipa utama diisi dengan air, kemudian katup kontrol dibuka untuk

mendapatkan aliran air melalui flowmeter.

Laju aliran diukur dengan memakai tangki volumetric bersamaan dengan

katup kontrol aliran.

Perbedaan head pada beberapa variasi laju alir diukur dengan memakai

manometer Hg.

Dihitung perbedaan head teoritis pada setiap aliran.

Hasil tersebut dibandingkan dengan perbedaan head pengukuran

VII. DATA PENGAMATAN

B. Pipa Orrifice

Cd=0,6

do=0,022 m

d 1=0,039 m

V=5 l

g=9,8m

s2

ρ H2O=1 g/ml

ρHg=13,6 g/ml

Penentuan∆ H secara Praktikum

EP H 2O=EP Hg

ρ H2O × g× ∆ h H 2O=ρ Hg × g × ∆ h Hg

ρ H2O × ∆ h H 2O= ρ Hg × ∆ h Hg

∆ h H 2 O= ρ Hg× ∆ h Hgρ H 2O

a. Data 1

∆ h H 2 O=(13,6

gml

×20 mm)Hg

1g

ml

=272mm H 2 O=0,272 m H 2O

b. Data 2

∆ h H 2 O=(13,6

gml

×22 mm)Hg

1g

ml

=299,2 mm H 2 O=0,2992 m H 2 O

c. Data 3

∆ h H 2 O=(13,6

gml

×28 mm)Hg

1g

ml

=380,8 mmH 2O=0,3808 m H 2O

d. Data 4

∆ h H 2 O=(13,6

gml

×38 mm)Hg

1g

ml

=516,8 mm H 2O=0,5168 m H 2O

e. Data 5

∆ h H 2 O=(13,6

gml

×54 mm)Hg

1g

ml

=734,4 mm H 2 O=0,7344 m H 2O

Penentuan∆ H secarateori

Ao=π4

(do )

2

=3 . 144

(0 ,022 m )2=3 , 7994×10−4

m2

Ao=π4

(d 1 )

2

=3 . 144

(0 , 039 m)2=1 , 11939×10−3

m2

Untuk data I

Q=0 ,005 m3

8 , 925 s=

5,6022 x 10-4 m3/s

Q=Cd Ao {1 - (AoA1

)2}

−12√2 g (h1 - h2 )

Q2 = Cd A0 [1−( Ao

A 1 )2]

−1

x 2g (h1 - h2 )

= Q2 [1−( Ao

A 1 )2]

❑

(Cd )2 ( A0 )2 x 2g

= (0,000904 m3/s )[1−( 0,000254 m2

0,001194 m2 )2]

❑

(0,98 )2 (0,000254 m2 )2 x2 x 9,8m

s2

= 8,172 x10−7 m6 /s2 x 0,95❑

(0,96 ) (6,452 x10−8m2 )2 x 2 x9,8ms2

= 0,64 m H2O