ADHIA RIEYANASARI / 14-2012-039 OTK 1ROTAMETER

Sebelumnya telah dibahas 3 jenis perangkat yang digunakan untuk menetapkan geometri dan membaca perbedaan tekanan yang besarnya sebanding dengan akar kuadarat dari laju aliran volumetrik. Sebuah rotameter digunakan untuk menetukan perbedaan tekanan tetap dan variabel geometri yang merupakan fungsi sederhana dari laju aliran.Gambar 5.13 menunjukan sebuah sistematik dari rotameter sederhana. Terdiri dari sebuah tabung transparan yang semakin kebawah semakin meruncing dimana fluida yang akan diukur mengalir ke atas dan sebuah benda dapat terapung yang ditunjukan seperti bola pada gambar 5.13Misalkan aliran ke atas seperti ditunjukan pada gambar 5.13 dalam keadaan stabil maka bola tersebut tidak akan berpindah dan cukup cepat untuk mempertahankan bola menjadi stabil dalam aliran. Jika kita membuat gaya keseimbangan disekitar bola (positif ke atas), kita menemukan persamaan:(5.35)

Jika kita asumsikan bahwa tekanan di bawah bola adalah sama dengan diseluruh permukaan bola terendah, serupa pula pada tekanan diseluruh permukaan bola teratas dan kita ingat dari chap 2 bahwa komponen z dari gaya tekan akan menjadi mudah, maka didapatkan:

(5.36)Dari Persamaan Bernoulli

Tetapi hasilnya akan kurang dari 1, maka kita dapat menurunkan persamaan diatas. Seperti telah dijeaskan sebelumnya, aliran dari 2 ke 3 merupakan ekspansi sehingga P3 dekat dengan P2. Subtitusikan persamaan 5.36 dengan V2, sehingga diperoleh:(5.37)Menerapkan persamaan bernoulli (dengan bebebrapa asumsi) kita dapatkan untuk diameter bola tertentu dan massa jenis bola dan air, hanya ada satu kemungkinan nilai V2 yang akan membuat bola tetap stabil , sehingga untuk setiap laju aliran Q, bola tersebut harus berpindah sesuai dengan elevasi dalam tabung tersebut, dimana V2= Q/A2 tetapi :(5.38)Bagian meruncing pada tabung secara umum cukup kecil sehingga istilah (Bz)2 pada persamaan 5.38 adalah kecil bila dibandingkan dengan 2Bz. Maka berikut ketika ketinggian z dimana bola berdiri linier sebanding dengan laju aliran volumetrik Q.Perawatan ini begitu sederhana; perawatan yang rumit akan menjadi akhir yang serupa pula. Karena beberapa asumsi, didapatkan persamaan 5.37. Namun kita tidak dapat mengasumsikan jika dapat memperhitungkan kecepatan secara tepat; koefisien empiris seperti koefisisen orifice akan masuk. Namun, sebagian besar rotameter diperlukan untuk mengkalibrasikan alat atau perangkat. Untuk tabung yang diberikan, pelampung, dan cairan kurva Qz diukur dan selanjutnya membaca dengan sederhana posisi pengapungan dan melihat laju aliran dari kurva yang dikalibrasikan.Contoh : rotameter yang telah dikalibrasikan untuk nitrogen pada suhu ruang dan tekanan atmosfer; kalibarasi menunjukan untuk pembacaan (posisi mengampung) dari 50% dari tinggi tabung rotameter, laju aliran volumetrik 100 cm3/menit. Sehingga kita perlu mengukur aliran helium pada suhu ruang dan tekanan atmosfer, dengan menggunakan rotameter yang sama.Ketika pembacaan 50% dari skala penuh, kita memperkirakan laju aliran volumetrik dari helium. Dari persamaan 5.37 diketahui kecepatan sehingga laju aliran volumetrik yang diberikan untuk posisi mengapung sebanding dengan :

Disini massa jenis yang mengapung, jika terbuat dari material yang padat, kurang lebih massa jenisnya 1000 kali dari massa jenis nitrogen pada tekanan atmosfer. Sehingga dapat diabaikan pada perhitungan dengan demikian kecepatan sebanding dengan 1/ sehingga :

Rotameter banyak digunakan unttuk mengukur laju aliran yang rendah. Bola apung tersebut digunakan untuk aliran yang sangat kecil dan desaign pengapungan yang lebih rumit digunakan untuk laju aliran yang lebih besar.