Upload
nur-indah-kartikasari
View
478
Download
27
Embed Size (px)
DESCRIPTION
alat ukur aliran fluida
Citation preview
Pengukuran Laju Alir
• Pengukuran laju alir cairan dan gas merupakan salah satu jenis pengukuran variabel proses. Pengukuran laju alir cairan dan gas merupakan variabel penting di dalam proses industri. Pengukuran laju alir diperlukan untuk menentukan proporsi dan jumlah bahan yang mengalir masuk dan keluar proses. Dengan kata lain, pengukuran laju alir menunjukan berapa banyak fluida yang digunakan atau didistribusikan ke dalam proses.
Alat- Alat Ukur Laju Alir
• Pitot tube• Rotameter• Diskmeter • Ultrasonic Flowmeter• Magnetic Flowmeter• Vortex Flowmeter• Manometer• Orifice meter• Venturimeter
Pitot tube Prinsip Kerja
Energi kinetik dikonversikan menjadi static pressure head
Cara kerja pitot tube :Pipa yang mengukur tekanan statis terletak
secara radial pada batang yang dihubungkan ke manometer (pstat)
Tekanan pada ujung pipa di mana fluida masuk merupakan tekanan stagnasi(p0)
Kedua pengukuran tekanan tersebut dimasukkan dalam persamaan Bernoulli untuk mengetahui kecepatan alirannya
Sulit untuk mendapat hasil pengukuran tekanan stagnasi secara nyata karena adanya friksi pada pipa. Hasil pengukuran selalu lebih kecil dari kenyataan akibat faktor C (friksi empirik)
/)(2
/)(2
)(,2
1
0
0
20
stat
stat
stat
ppCV
ppV
BernoulliVpp
P0 = stagnation pressurePstat = static pressure
.
Kegunaan pitot tube
• mengukur tekanan fluida pada wind
tunnel
• menghitung profil kecepatan aliran
pada pipa
Aplikasi pitot tube
• Mengukur kecepatan pada pesawat
(airspeed)
• Altimeter pesawat
• Mengukur tekanan fluida pada wind
tunnel (terowongan angin)
Perhitungan Tenaga
Kelebihan dan kekuranganPitot Tube
Kelebihan :
Susunan sederhana
Relatif mudah dan murah
Tidak perlu adanya kalibrasi
Pressure drop aliran kecil
Kekurangan :
Keakuratan rendah untuk
beberapa aplikasi
Pipa harus lurus dengan
kecepatan aliran untuk
mendapatkan hasil yang
baik
ROTAMETER• PRINSIP KERJA :• Didasarkan pada pelampung (float)
yang berfungsi sebagai penghalang aliran, pelampung tersebut akan melayang dalam suatu tabung yang mempunyai luas penampang tidak konstan. Luas penampang tabung berubah tergantung ketinggiannya (semakin tinggi semakin besar).Posisi pelampung akan menyatakan harga aliran fluida yang mengenainya. Pada posisi tersebut pada pelampung akan terjadi keseimbangan gaya, yaitu keseimbangan antara berat pelampung dengan gaya tarik aliran yang mengenainya dan gaya apung pelampung.
Kelebihan dan Kekurangan ROTAMETER
Kelebihan :• Biaya pengadaan
awal rendah• Rangebility baik• Pressure drop
rendah (hampir konstan)
Kekurangan :• Untuk jenis glass tube mudah
mengalami kerusakan (pecah)• Tidak baik untuk laju aliran
(flow rate) rendah• Tidak baik untu servise fluida
yang fluktuasi• Harus dipasang secara vertikal• Beberapa variable area meter
tidak bisa digunakan di lingkungan gaya berat yang rendah.
Disk meterTarget Flowmeters mengukur aliran dengan mengukur jumlah gaya yang diberikan oleh fluida yang mengalir pada disk.
Arah Aliran Fluida
Cara Kerja
Fluida Mengalir
Memberi gaya pada disk
Terjadi Penurunan Tekanan yang Sebanding dengan Kuadrat Laju Aliran
Tercatat
Kegunaan dan Aplikasi Disk Meter
Kegunaan Disk MeterFlowmeter ini dapat
diterapkan untuk:• Sanitasi• cairan kriogenik• relatif bersih, dan• cairan korosif.
Aplikasi Disk Meter :a. Pertambanganb. Pulp dan kertasc. Listrikd. minyak bumie. Industri kimia, danf. industri petrokimia. Aplikasi umum meliputi
pengukuran proses dan aliran air pendingin.
Kelebihan dan Kekurangan DiskMeter
Kelebihan:• Dapat digunakan untuk semua
jenis cairan, gas, atau uap cryogenics.
• Tidak ada bagian yang bergerak seperti bantalan yang menyebabkan kegagalan.
• Dapat digunakan untuk 20.000.000 siklus.
• Dapat digunakan untuk berbagai ukuran garis dari 0,5 inci dan dengan semua jenis pemasangan.
• Rentang / perubahan cairan dilakukan dengan hanya mengubah target
Kelemahan
• Kalibrasi harus diverifikasi di lapangan.
ULTASONIC FLOW METER
Gambar : Prinsip kerja :• A. transit time ultrasonic flow meter• Transit Time ultrasonic Flowmeter,
terdiri dari satu pasang transducers (masing-masing sebagai transmitter dan receiver), ditempatkan pada dinding pipa (satu set pada upstream dan satu set pada downstream). Waktu yang digunakan gelombang akustik untuk melintas dari transducer (upstream) ke transducer (downstream) adalah td lebih pendek disbanding waktu yang digunakan untuk melintas dari downstream ke upstream tu.
Kelebihan dan kekurangan Transit Time Ultrasonic Flowmeter
• Kelebihan :• Tidak ada penghalang di lintasan
aliran, sehingga tidak ada pressure drop.
• Tidak ada part bergerak (moving parts), sehingga maintenance cost rendah.
• Model multi-path mempunyai ketelitian lebih tinggi
• Dapat digunakan untuk mengukur flow fluida yang korosif dan slurry.
• Model portable tersedia untuk analisa dan diagnosa di lapangan.
• Kekurangan :• Biaya pengadaan awal :
tinggi• Model single path (one-
beam) tidak sesuai untuk pengukuran kecepatan aliran (flow velocity) yang bervariasi di atas range Reynolds numbers.
Doppler Ultrasonic Flowmeter
Gambar : Prinsip kerja :• Flowmeter ini didasarkan
pada efek Doppler yang menghubungkan frekuensi pelayangan gelombang akustik dengan kecepatan aliran.
Kelebihan dan kekurangan Doppler Ultrasonic Flowmeters
• Kelebihan• Tidak ada penghalang di
lintasan aliran, sehingga tidak ada pressure drop.
• Tidak ada part bergerak (moving parts), sehingga maintenance cost rendah.
• Dapat digunakan untuk mengukur flow fluida yang korosif dan slurry.
• Model portable tersedia untuk analisa dan diagnosa di lapangan.
• Kekurangan• Biaya pengadaan awal
tinggi
Magnetic flow meter• Prinsip Kerja Magnetic Flowmeter :• Magnetic Flow Meter bekerja berdasarkan
Hukum Farraday pada induksi elektromagnetik untuk mengukur proses aliran.
• Tingkat tegangan sinyal sesuai dengan rata-rata kecepatan aliran yang diinduksi pada elektroda ketika cairan konduktif mengalir melalui medan magnet pada suatu kecepatan V.
• Maka tegangan induksinya,
E = KBVD
dimana E = tegangan
K = faktor pengukuran
B = intensitas medan magnet
V = kecepatan rata-rata pada tabung/pipa pengukuran
D = diameter dalam dari tabung pengukuran
Penggunaan Magnetic Flow Meter
Aplikasi magnetic flow meter untuk proses waste water yang pada beberapa proses yang mengalirkan fluid tanpa menggunakan tekanan atau tanpa adanya pompa melainkan dengan mengandalkan gerak gravitasi electromagnetic flow meter dan digunakan dengan jenis submersible flow meter dengan sistem installasi yang perlu dilakukan modifikasi. Modifikasi cara instalasi magnetic flow meter untuk aliran fluid gravitasi hendaknya diperhitngkan dengan cermat untuk menghindari adanya atau terjebaknya udara atau gas dalam sistem.
Kelebihan dan Kekurangan Magnetic Flowmeter
Kelebihan • Mempunyai sensitifity &accuracy
yang besar, kesalahannya : + 1 %Dapat digunakan mengukur flow rendah maupun pada flow tinggi.
• Dapat digunakan untuk mengukur aliran yang bolak-balik .
• Cocok untuk fluida kotor• Tahan terhadap abrasi dan korosi• Akurasi pengukuran tinggi
Kekurangan • Pengukuran hanya dapat
dilakukan jika fluida memiliki konduktivitas listrik lebih besar dari 5umho
• Reaksi kmia yang terjadi pada fluida yang mengalir dapat menyebabkan suara yang bising.
VORTEX FLOW METER
• Prinsip kerjanya:didasarkan pada pengukuran getaran (vibration) pada downstream pusaran (vortex) yang disebabkan oleh penghalang yang ditempatkan pada aliran fluida. Frekuensi getaran dari vortex dapat dihubungkan dengan laju aliran fluida
Perhitungan Vortex Flowmeter
Kelebihan dan kekurangan Vortex Flowmeter
• Kelebihan• Biaya pengadaan awal :
rendah ~ sedang.• Tidak dibutuhkan
maintenance bila digunakan pada aliran fluida yang bersih.
• Kekurangan• Pressure drop : rendah
~ sedang
Manometer Prinsip kerja manometer adalah sebagai berikut:
• Gambar 9a. Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi cairan setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.
• Gambar 9b. Bila tekanan positif diterapan 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 menunjukan adanya tekanan.
• Gambar 9c. 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 menunjukan jumlah tekanan vakum.
Kegunaan manometer• menentukan perbedaan
tekanan diantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara
Perhitungan tenaga • V1 =
Kelebihan dan kekurangan Manometer
Kelebihan• Biaya pengadaan awal
rendah• Sederhana dan handal• Akurasi dan sensitifiti
tinggi• Sesuai untuk aplikasi
low pressure dan low differential pressure
Kekurangan• Dynamic response rate
rendah• Tdk bs digunakan d dlm lingk
tnpa bobot• Tdk ada proteksi overrange• Cairan dlm tabung U hrs tdk
slg brcmpur dg cairan yg di ukur(gas/cairan)
• Dpt tjdi kontaminasi antra air rksa dg uap air,terutama pd pgukuran tek.rndh
Orifice Meter• Orifice adalah plat berlubang
yang disisipkan pada laluan aliran fluida yang diukur, juga merupakan alat primer yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan antara aliran pada up stream dan down stream dari orifice itu sendiri. Orifice merupakan salah satu alat ukur yang digunakan di lapangan geothermal dan umumnya orifice diletakkan sebelum separator.
Prinsip kerja Orifice Meter
Prinsip kerja dari orifice meter adalah:• Fluida yang diukur alirannya dialirkan melalui
plat orifice.• Perbedaan atau selisih tekanan fluida yang
melalui orifice antara up stream dan down stream dicatat.
• Suhu dan tekanan fluida pada up stream dicatat untuk mengetahui densitasnya.
Kelebihan dan kekurangan Orifice Meter
• Kelebihan :• Konstruksinya sederhana• Rancangannya mudah• Harganya relatif murah• Mudah dikalibrasi• Mudah
dirancang/didapat• Tingkat ketelitian cukup
baik
• Kekurangan :• Penurunan tekanan
sedang-tinggi
Venturi Meter
• Venturimeter adalah alat yang berdasarkan pada tabung venturi yaitu alat yang dipasang dalam suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan cairan. Alat ini bekerja berdasarkan Efek Venturi.
• Prinsip Kerja Venturimeter tanpa manometer ini berdasar pada Asas Bernoulli yang berbunyi : Pada pipa mendatar (horizontal), tekanan fluida yang paling besar adalah pada bagian kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan paling kecil adalah pada bagian kelajuan alirnya paling besar.
• Kegunaan dan AplikasiPenerapan efek venturi dapat diamati pada : Cerobong Asap, Menghitung Laju Alir suatu fluida dalam sebuah tabung.
Kelebihan dan Kekurangan Venturimeter
Kelebihan • Mempunyai penurunan
tekanan yang lebih kecil pada kapasitas yang sama.
• Dapat pengukur debit besar
• Jauh dari kemungkinan tersumbat kotoran
• Mengukur cairan yang mengandung endapan padatan (solid)
Kekurangan• Lebih mahal harganya• Sulit dalam
pemasangan karena panjang
• Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 6 inchi