Upload
try-sutrisno
View
464
Download
94
Embed Size (px)
DESCRIPTION
transfortasi fluida
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam pabrik-pabrik pengolahan diperlengkapi dengan berbagai macam
alat pengoperasian setiap peralatan saling mendukung antar satu peralatan dengan
peralatan yang lainnya. Untuk mencapai hasil yang diinginkan maka diperlukan
peralatan pendukung. Salah satu pendukung yang penting dalam suatu pabrik
adalah peralatan instrument pabrik. Peralatan instrument merupakan bagian dari
kelengkapan keterpasangan peralatan yang dapat digunakan untuk mengetahui
dan memperoleh sesuatu yang dikehendaki dari suatu kegiatan kerja peralatan
mekanik. Salah satu peralatan instrument yang penting adalah alat ukur.
Penggunaan alat ukur dalam pabrik sangat banyak digunakan, ini bertujuan untuk
menjaga hasil yang dibutuhkan, sehingga perlu adanya pemeliharan dari alat-alat
ukur tersebut.
Alat-alat ukur instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan
besaran suatu fluida disebut dengan alat ukur fluida.
1.2 Tujuan
a. Mengetahui pengertian alat ukur venturi dan orifice meter
b. Mengetahui persamaan yang digunakan dalam pengukuran venturi dan
orifice meter
c. Mengertahui jenis-jenis alat ukur venturimeter dan orifice
d. Mengetahui prinsif kerja dari venturimeter dan orificemeter
e. Mengetahui aplikasi dalam pengukuran venturi dan orife meter
1.3 Rumusan Masalah
a. Pengertian alat ukur venturi dan orice meter ?
b. Bagaimana persamaan dalam pengukuran laju alir dengan venturi dan
orifice?
c. Apa saja jenis-jenis alat ukur venturimeter dan orifice meter?
d. Bagaimana prinsip kerja dari venturi dan orifice?
e. Bagaimana penerapan dari venturi dan orifice ?
1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Venturi Meter
2.1.1 pengertian Venturi
Venturimeter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi
merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit
dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk
mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat
diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki
penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian
tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Zat cair dialirkan melalui pipa yang
penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki
penampang yang lebih sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan
kecepatan.
Gambar 1. Venturimeter
Untuk sebuah venturi meter tertentu dan sistem manometer tertentu,
kecepatan aliran yang dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran
berubah maka diameter throatnya dapat diperbesar untuk memberikan pembacaan
yang akurat atau diperkecil untuk mengakomodasi kecepatan aliran maksimum
yang baru.
2
Untuk Venturi Meter ini dapat dibagi 3 bagian utama yaitu :
a. Bagian Inlet
Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti
diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan
pada bagian ini.
b. Inlet Cone
Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk
menaikkan tekanan fluida.
c. Throat (leher)
Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini
berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau
menambah kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.
Pada Venturi 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. Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat
pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Lalu fluida
akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu outlet cone. Outlet cone ini
berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada Outlet cone
ini tekanan kembali normal.
Jika 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. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang
permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat.
3
Alat ukur venturi dimasukkan ke dalam aliran cairan, yang rapat massanya
ρ. Alat ini terdiri dari pipa seperti di tunjukkan pada gambar di bawah.
Penampang pipa di bagian pinggir yang lebar adalah A1 sedangkan penampang
pipa di bagian penyempit adalah A2. perhatikan titik (1) dan (2) pada gambar. Di
titik (1) kecepatan aliran adalah v1 , luas penampang A1 ,sedangkan Di titik (2)
kecepatan aliran adalah v2 , luas penampang A2.Perbedaan ketinggian (1) dan (2)
adalah sama dengan 0 atau h1=h2. Alat (pipa) dilengkapi pipa U yang diisi
dengan cairan yang rapat massanya ρ’ (misal air raksa).
.
. Gambar 2.venturimeter dengan manometer
Gambar 3. Mengukur kecepetan aliran fluida dalam pipa
4
ALAT UKUR VENTURI
Alat untuk mengukur kecepatan aliran fluida di dalam pipa
V, A1 V2 , A2 ρ
h
ρ’
h = beda tinggi fluida dalam pipa U ρ = massa jenis fluida dalam pipa ( yang
diukur kecepatannya) ρ’ = massa junis fluida dalam pipa U
)Aρ(Aρ)gh2(ρ
2AV
22
21
1
P1 A1 P2 A2v1
v2
Gambar 4. persamaan venturimeter dengan manometer
2.1.2 Jenis-Jenis venturi meter
Venturimeter Tanpa Manometer
Prinsip kerja venturimeter tanpa manometer ini berdasarkan 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”.
Gambar 5. Venturi tanpa manometer
Air dengan massa jenis mengalir memasuki pipa berpenampang besar
dengan kecepatan v1 menuju pipa berpenampang kecil dengan kecepatan v2
dimana v2 v1. Kecepatan fluida mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan
pada pipa sebelah kiri lebih besar. Perbedaan tekanan fluida di dua tempat tersebut
5
Alat untuk mengukur kecepatan aliran zat cair dalam pipa
A av
Manometer
Kecepatan aliran zat cair dalam pipa dirumuskan :
diukur oleh manometer yang diisi dengan fluida dengan massa jenis ρ’ dan
manometer menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian permukaan fluida di kedua
sisi adalah H. Terjadi perbedaan ketinggian air (h) pada kedua pipa vertikal.
Dalam hal ini berlaku h1 = h2 sehingga g h1 = g h2.
Berlaku persamaan Bernoulli sebagai berikut.
p1 + ½ v12 + g h1 = p2 + ½ v2
2 + g h2
p1 + ½ v12 = p2 + ½ v2
2
p1 p2 = ½ v22 ½ v1
2
∆ p = ½ (v22 v1
2)
g h = ½ (v22 v1
2)
g h = ½ (v22 v1
2)
untuk menentukan laju aliran zat cair pada pipa di atas. Kita gunakan persamaan
efek venturi yang telah diturunkan sebelumnya.
Jika, hendak mencari laju aliran zat cair di penampang besar (v1). Kita gantikan
v2 pada persamaan 1 dengan v2 pada persamaan 2.
6
v1P1
v2P2
r
Jika perbedaan massa jenis fluida sangat kecil, maka kita bisa
menggunakan persamaan ini untuk menentukan perbedaan tekanan pada
ketinggian yang berbeda, dengan demikian menjadi.
Venturimeter Dengan Manometer
Gambar 6. Venturi dengan manometer
Venturimeter dengan manometer adalah aplikasi gabungan antara
venturimeter dan tabung pitot. Fungsinya untuk mengukur laju fluida. Air dengan
massa jenis mengalir memasuki pipa berpenampang besar dengan kecepatan
v1.
7
menuju pipa berpenampang kecil dengan kecepatan v2 dimana v2 v1.
Kecepatan fluida mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan pada pipa
sebelah kiri lebih besar terjadi perbedaan ketinggian (h) raksa dengan massa jenis
r pada kedua pipa manometer. Dalam hal ini berlaku h1 = h2 sehingga g h1 = g
h2.
Berlaku persamaan Bernoulli sebagai berikut.
p1 + ½ v12 + g h1 = p2 + ½ v2
2 + g h2
p1 + ½ v12 = p2 + ½ v2
2
p1 p2 = ½ v22 ½ v1
2
∆ P = ½ (v22 v1
2)
(r ) g h = ½ (v22 v1
2)
Dengan menggunakan persamaan kontinuitas A1.v1 = A2.v2 untuk
mendapatkan hubungan antara v2 dan v1, maka v1 dapat dihitung.
2.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Venturi
2.1.3.1 Kelebihan
• Rugi tekanan (pressure loss) permanan relatif rendah dari pada orifice atau flow
nozzle
• Dapat digunakan untuk mengukur cairan yang mengandung endapan padatan
(solids).
2.1.3.2 Kekurangan
• Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 6 inches.
• Harga relatif mahal
2.1.4 Prinsif Kerja Venturi Meter
Fluida yang mengalir dalam pipa mempunyai massa jenis ρ. Kecepatan
fluida mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan pada pipa sebelah kiri
lebih besar. Perbedaan tekanan fluida di dua tempat tersebut diukur oleh
manometer yang diisi dengan fluida dengan massa jenis ρ’ dan manometer
8
menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian permukaan fluida di kedua sisi adalah
H.
Lubang yang menuju ke kaki kanan manometer, tegak lurus dengan aliran udara.
Karenanya, laju aliran udara yang lewat di lubang ini (bagian tengah) berkurang
dan udara berhenti ketika tiba di titik 2. Dalam hal ini, v2 = 0. Tekanan pada kaki
kanan manometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (P2).
Ketinggian titik 1 dan titik 2 hampir sama (perbedaannya tidak terlalu besar)
sehingga bisa diabaikan. Ingat ya, tabung pitot juga dirancang menggunakan
prinsip efek venturi. Mirip seperti si venturi meter, bedanya si tabung petot ini
dipakai untuk mengukur laju gas alias udara. Karenanya, kita tetap menggunakan
persamaan efek venturi.
2.1.5 Penerapan Hukum Bernoulli
Penerapan Hukum Bernoulli, perhatikanlah Gambar di bawah ini.
Suatu fluida bergerak dari titik A yang ketinggiannya h1 dari permukaan tanah ke
titik B yang ketinggiannya h2dari permukaan tanah. Pada pelajaran sebelumnya,
Anda telah mempelajari Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada suatu benda.
Misalnya, pada benda yang jatuh dari ketinggian tertentu dan pada anak panah
yang lepas dari busurnya. Hukum Kekekalan Energi Mekanik juga berlaku pada
fluida yang bergerak, seperti pada .
Gambar 7.penerapan hokum bernouli
9
Fluida bergerak dalam pipa yang ketinggian dan luas penampangnya yang
berbeda. Fluida naik dari ketinggian h1 ke h2 dan kecepatannya berubah
dari v1 ke v2.
Di ujung pipa satu, mengalir air dengan volume ΔV, bila kerapatan air adalah ρ
maka massa pada volume tersebut adalah Δm = ΔVρ. Tenaga potensial yang
dimiliki massa adalah U = Δmgh. Fluida tak termampatkan maka pada ujung yang
lainnya keluar air dengan volume yang sama dan massa yang sama. Ujung kedua
memiliki ketinggian yang berbeda dengan ujung pertama. Dengan demikian,
tenaga potensialnya berbeda meskipun massanya sama. Jika massa Δm bergerak
dari ujung 1 ke ujung 2 maka massa mengalami perubahan tenaga potensial
sebesar,
Perubahan tenaga kinetik massa:
Saat fluida di ujung kiri fluida mendapat tekanan P1dari fluida di sebelah kirinya,
gaya yang diberikan oleh fluida di sebelah kirinya adalah F1= P1A1. Kerja yang
dilakukan oleh gaya ini adalah:
Pada saat yang sama fluida di bagian kanan memberi tekanan kepada fluida ke
arah kiri. Besarnya gaya karena tekanan ini adalah F2= -P2A2. Kerja yang
dilakukan gaya ini.
10
Kerja total yang dilakukan gaya di sebelah kiri dan sebelah kanan ini adalah:
Masih ingatkah dengan teorema kerja dan energi:
Setelah dimasukan akan diperleh:
kita bagi kedua ruas dengan ΔV kita memperoleh:
kita bisa mengubah persamaan tersebut menjadi:
Secara lengkap, Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi
kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai
yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal. Persamaan matematisnya,
dituliskan sebagai berikut.
p + ½ ρv2 +ρgh =konstan
11
atau
dengan: p = tekanan (N/m2),
v = kecepatan aliran fluida (m/s),
g = percepatan gravitasi (m/s2),
h = ketinggian pipa dari tanah (m), dan
ρ = massa jenis fluida.
2.1.5 Penerapan Persamaan Bernoulli
Hukum Bernoulli diterapkan dalam berbagai peralatan yang digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Berikut uraian mengenai cara kerja beberapa alat yang
menerapkan Hukum Bernoulli.
Alat ukur venturi (venturimeter) dipasang dalam suatu pipa aliran untuk
mengukur laju aliran suatu zat cair. Suatu zat cair dengan massa jenis ρ mengalir
melalui sebuah pipa dengan luas penampang A1 pada daerah (1). Pada daerah (2),
luas penampang mengecil menjadi A2. Suatu tabung manometer (pipa U) berisi zat
cair lain (raksa) dengan massa jenis ρ’ dipasang pada pipa. Perhatikan Gambar 8.
Kecepatan aliran zat cair di dalam pipa dapat diukur dengan persamaan.
12
Gambar 8. Penampang pipa menyempit di 2 sehingga tekanan di bagian pipa
sempit lebih kecil dan fluida bergerak lebih lambat.
2.2.6 Penerapan Alat Ukur Venturi Meter
1) Venturimeter biasa digunakan untuk pengaturan aliran bensin dalam
system pengapian pada kendaraan bemotor.
2) Digunakan untuk mengukur debit dalam pipa.
3) Sekarang juga digunakan untuk menghitung kecepatan darah dalam Arteri.
4) Menghitung laju alir suatu fluida dalam sebuah tabung.
2.2 Orifice Meter
2.2.1 pengertian orifice
Orifice adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
volum atau massa fluida di dalam saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip
beda tekanan. Alat ini berupa plat tipis dengan gagang yang diapit diantara flens
pipa. Fungsi dari gagang orifice adalah untuk memudahkan dalam proses
pemasangan dan penggantian. Orifice termasuk alat ukur laju aliran dengan
metode rintangan aliran (Obstruction Device). Karena geometrinya sederhana,
biayanya rendah dan mudah dipasang atau diganti.
13
Gambar 9. Pelat orifice
Orifice Plate(Sebuah plat lubang) adalah pelat tipis dengan lubang di
tengah. Hal ini biasanya ditempatkan dalam pipa aliran fluida di mana. Ketika
cairan mencapai pelat orifice, dengan lubang di tengah, cairan dipaksa untuk
berkumpul untuk pergi melalui lubang kecil, titik konvergensi maksimum
sebenarnya terjadi tak lama hilir orifice fisik, pada titik kava disebut contracta.
Seperti tidak demikian, kecepatan dan perubahan tekanan. Di luar
contracta vena, cairan mengembang dan kecepatan dan tekanan perubahan sekali
lagi. Dengan mengukur perbedaan tekanan fluida antara bagian pipa normal dan
di vena contracta, tingkat aliran volumetrik dan massa dapat diperoleh dari
persamaan Bernoulli.
Perubahan kecepatan setelah melalui orifice plate tersebut berkaitan dengan
perubahan tekanan (differential pressure). Perubahan tekanan ini yang kemudian
diukur (di tapping) dan kemudian diasosiakan dengan laju aliran. Dalam
kaitannya dengan Orifice dan pengukuran aliran, umumnya yang diukur adalah
differential pressure.
Dan dalam pemasangan dengan sistem orifice dapat digambarkan sebagai berikut:
Oriface plate terbuat dari plate tipis stainless steel, pada bagian tengahnya
dilubangi dengan ukuran yang telah dihitung besarnya, kemudian dipasang pada
pipa alir untuk memberikan beda tekanan. Orifice dapat dipakai untuk semua
fluida yang bersih dan gas, tetapi tidak umum dipakai untuk fuida yang
mengandung solid/kotoran. Pelat Orifice yang paling sering digunakan untuk
pengukuran kontinyu cairan di dalam pipa. Pelat Orifice juga digunakan dalam
14
beberapa sistem sungai kecil untuk mengukur aliran sungai di mana lokasi aliran
sungai melewati gorong-gorong atau saluran. Dalam lingkungan alam pelat orifice
besar digunakan untuk mengontrol aliran bendungan banjir. dalam struktur sebuah
bendungan, pelat orifice ditempatkan di seberang sungai dan dalam operasi
normal, air mengalir melalui pelat orifice sebagai lubang substansial besar dari
aliran normal cross. Namun ketika banjir, naik laju aliran banjir keluar pelat
orifice yang kemudian hanya dapat melewati aliran yang ditentukan oleh dimensi
fisik lubang tersebut. Arus ini kemudian muncul kembali di belakang bendungan
yang rendah dalam reservoir sementara, yang perlahan dibuang melalui mulut
lubang ketika banjir reda.
2.2.2 Jenis-Jenis Orifice:
1. Concentric Orifice
Concentric Orifice merupakan jenis orifice yang paling banyak digunakan.
Profil lubang orifice ini mempuyai takik (bevel) dengan kemiringan 45° pada tepi
bagian downstream(lihat gambar di bawah). Hal ini akan mengurangi jarak
tempuh dari aliran tersebut mengalami perbedaan tekanan melintang. Setelah
aliran melewati orifice akan terjadi penurunan tekanan dan kemudian mencoba
kembali ke tekanan semula tetapi terjadi sedikit tekanan yang hilang permanen
(permanent pressure loss) sehingga perbedaan tekanan upstream dan downstream
tidak terlalu besar. Perbandingan diameter orifice dan diameter dalam pipa
dilambangkan dengan “β”. Orifice jenis ini memiliki ketentuan untuk nilai β yaitu
antara 0.2-0.7 karena akurasinya akan berkurang untuk nilai diluar batas tersebut.
Letak lubang penghalang konsentris dengan penampang pipa. Digunakan untuk
mengukur volume gas, liquid dan steam dalam jumlah yang besar.
15
Gambar 10. Standard concentric orifice
2. Counter Bore Orifice
Counter bore orifice pada prinsipnya sama dengan concentric Orifice.
Perbedaanya terdapat pada profil lubangnya, orifice ini tidak mempuyai takik
(bevel) tapi diameter lubangya lebih besar pada bagian downstream daripada
diameter lubang pada bagian upstream (lihat gambar di bawah).
Gambar 11. Counter bored orifice
3. Eccentric Orifice
Eccentric orifice mempunyai profil lubang yang sama dengan concentric
orifice. Akan tetapi, pada eccentric orifice lubang tidak terletak tepat di tengah.
Diameter takik (bevel) bagian bawah hampir lurus (98%) dengan diameter dalam
16
dari pipa (lihat gambar di bawah). Titik pusat lubang penghalang tidak satu garis
pusat dengan pusat penampang pipa. Pemasangan lubang yang tidak konsentris ini
dimaksud untuk mengurangi masalah jika fluida yang diukur membawa berbagai
benda padat (solid).
Gambar 12. Eccentric orifice
4. Quadrant Bore Orifice
Quadrant bore orifice digunakan untuk mengukur aliran fluida dengan
viscositas tinggi dan direkomendasikan untuk bilangan Reynold di bawah 10000.
Profil dari lubang Quadrant bore orifice dapat dilihat pada gambar di bawah.
Radius “R” merupakan fungsi dari β. Ketebalan orifice sebanding dengan kuadran
radius “R”.
Gambar 13. Quadrant bore orifice
17
5. Segmental Orifice
Segmental orifice didesain untuk fluida dengan kandungan sedimen yang
tinggi. Profil dari lubang segmental orifice dapat dilihat pada gambar di bawah.
Diameter “D” bagian bawah hampir lurus (98%) dengan diameter dalam dari pipa.
“H” merupakan tinggi dari lingkaran lubang. Rasio β merupakan diameter lubang
“D” dibagi dengan diameter dalam dari pipa. Segmental orifice merupakan jenis
orifice yang paling sulit dalam proses manufaktur,diperlukan proses finishing
secara manual. Segmental orifice plates digunakan terutama pada service yang
sama dengan eccentric orifices, sehingga kelebihan dan kekurangan adalah kurang
lebih sama.
Gambar 14. Segmental orifice
6.Restriction Orifice
Tujuan dari instalasi Restriction orifice adalah untuk menghasilkan presure
drop yang besar. Restriction orifice biasanya ditunjukkan dengan “RO” atau
“FO”. Restriction orifice dapat menghasilkan pressure drop sampai 50 % untuk
fluida gas. Profil lubang Restriction orifice berbeda dengan orifice yang lain (lihat
gambar di bawah). Profil lubangnya lurus sehingga tekanan yang hilang secara
pemanen cukup besar akibatnya perbedaan tekanan upstream dan tekanan
downstream cukup mencolok.
18
Gambar 15. Restriction orifice
Ada beberapa tempat untuk mengambil beda tekanan pada sistem orifice Antara
lain :
- Flange Tap
Lokasi pengambilan tekanan berada pada flange, 1 inch upstream dan 1 inch
downstream, diukur dari permukaan upstream orifice.
- Corner Tap
Digunakan pada pipa yang lebih kecil dari 2 inch. Lubang pengambilan tekanan
pada flange dekat dengan permukaan orifice.
- Full flow pipe Tap
Lubang pengambilan tekanan pada upstream berjarak 2.5 D dari permukaan
upstream orifice dan downstream berjarak 8 D dari orifice.
- Radius Tap
Pengambilan tekanan pada upstream berjarak 1 D dan downstream 0.5 D dari
permukaan upstream orifice.
- Vena contracta taps
Upstream berjarak 0.5 sampai dengan 2 D dan downstream tergantung dari d/D
seperti pada.
2.2.3 kelebihan dan kekurangan utama dari Orfice ini adalah dari :
1. kelebihan
o Konstruksi sederhana
o Ukuran pipa dapat dibuat persis sama dengan ukuran pipa sambungan.
o Harga pembuatan alat cukup murah
19
o Output cukup besar
o Mudah dalam pemasangan
o Mudah dalam penggantian
o kerugian
2.kekurangan
o Jika terdapat bagian padat dari aliran fluida, maka padat bagian
tersebut akan terkumpul pada bagian pelat disisi inlet.
o Jangkauan pengukuran sangat rendah
o Dimungkinkan terjadinya aliran Turbulen sehingga menyebabkan
kesalahan pengukuran jadi besar karena tidak mengikuti prinsip aliran
Laminer.
o Tidak memungkinkan bila digunakan untuk mengukur aliran fluida
yang bertekanan rendah
2.4 Prinsip Kerja Orifice
Orifice merupakan alat untuk mengukur laju aliran dengan prinsip beda
tekanan atau disebut juga Bernoulli’s principle yang mengatakan bahwa terdapat
hubungan antara tekanan fluida dan kecepatan fuida. Jika kecepatan meningkat,
tekanan akan menurun begitu pula sebaliknya.
Ketika aliran fluida mendekati orifice, tekanan naik sedikit dan kemudian
turun mendadak begitu melewati lubang di orifice plate. Tekanan ini terus turun
sampai “vena contracta” tercapai, lalu perlahan lahan naik kembali sampai mendekati
5 sampai 8 diameter, tekanan tertinggi dicapai yang mana masih lebih rendah dari
tekanan sebelum fluida msuk ke orifice. Penurunan tekanan ketika fluida melewati
orifice sebagai akibat dari kenaikan velocity fluida sesudah melalui lubang orifice
plate. Setelah velocity turun, tekanan cenderung naik kembali menuju tekanan
semula. Semua rugi tekanan (pressure loss) tidak dapat kembali karena adanya rugi
rugi friksi dan turbulence di pipa. Tekanan jatuh di orifice akan naik sejalan dengan
20
kenaikan laju aliran (flow rate) fluida. Bila tidak ada aliran, maka tidak ada beda
tekanan. Beda tekanan proportional dengan kwadrat velocity, dengan demikian, bila
semua faktor tetap, maka beda tekanan proportional dengan kuadrat laju aliran.
Gambar 16. Prinsip orifice
2.5 Aplikasi orifice
Orifice Plate yang paling sering digunakan untuk pengukuran kontinyu
cairan di dalam pipa. Mereka juga digunakan dalam beberapa sistem sungai kecil
untuk mengukur aliran di lokasi di mana sungai melewati gorong-gorong atau
saluran. Hanya sebagian kecil sungai sesuai untuk penggunaan teknologi sejak
piring harus tetap sepenuhnya terendam yaitu pendekatan pipa harus penuh, dan
sungai harus secara substansial bebas dari puing-puing.
Dalam lingkungan alam pelat orifice besar digunakan untuk mengontrol aliran
bantuan selanjutnya dalam bendungan banjir. dalam struktur sebuah bendungan
rendah ditempatkan di seberang sungai dan dalam operasi normal air mengalir
melalui pelat orifice leluasa sebagai lubang secara substansial lebih besar dari
bagian aliran normal cross. Namun, dalam banjir, naik laju alir dan banjir keluar
pelat orifice yang dapat kemudian hanya melewati aliran ditentukan oleh dimensi
fisik lubang tersebut. Arus ini kemudian diadakan kembali di belakang bendungan
yang rendah dalam reservoir sementara yang perlahan dibuang melalui mulut
ketika banjir reda
21
BAB I I I
KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan
Dari penjelasan tentang venturimeter dan orificemeter, dapat disimpulkan
bahwa :
Pengertian pipa venturi: Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang
memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan
mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk
mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan
dapat diperhitungkan.
Venturi meter memiliki 3 bagian yaitu: Inlet Cone, Bagian Inlet,
Throat (leher)
Jenis-jenis venturimeter: venturimeter tenpa manometer dan
venturimeter dengan manometer.
Persamaan yang digunakan dalam venturi meter yaitu:
Kecepatan aliran zat cair di dalam pipa dapat diukur dengan
persamaan.
Penerapan venturimeter: Venturimeter biasa digunakan untuk
pengaturan aliran bensin dalam system pengapian pada kendaraan
bemotor dan juga Digunakan untuk mengukur debit dalam pipa.
Pengertian orifice: Orifice adalah salah satu alat yang digunakan
untuk mengukur laju aliran volum atau massa fluida di dalam
saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip beda tekanan.
22
Jenis-jenis orifice ada 6 yaitu: Concentric Orifice, Counter Bore
Orifice, Eccentric Orifice, Quadrant Bore Orifice, Segmental
Orifice, Restriction Orifice
Prinsif kerja orifice: Orifice merupakan alat untuk mengukur laju
aliran dengan prinsip beda tekanan atau disebut juga Bernoulli’s
principle yang mengatakan bahwa terdapat hubungan antara
tekanan fluida dan kecepatan fuida.
Aplikasi orifice: Orifice Plate yang paling sering digunakan untuk
pengukuran kontinyu cairan di dalam pipa.
4.2 Saran
Melalui makalah ini diharapkan agar mahasiswa dapat lebih memahami
alat-alat ukur keceparan fluida yaitu venturimeter dan orificemeter, sebagai salah
satu unit dalam transportasi fluida (cair dan gas) sehingga ketika mahasiswa terjun
kedalam dunia industri, mahasiswa telah memiliki pemahaman secara konsep
teoritis maupun dalam prakteknya mengenai ternsfortasi fluida.
23