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