Alat Ukur Kecepatan

FluidaCreated By :

Khusnia Normawati

Nimas Agustina P.

Riko Iman Decamarta

Zulhajji Lubis

Rumusan Masalah Apa saja faktor yang mempengaruhi aliran fluida? Apa saja alat-alat yang berkaitan dengan aliran

fluida? Bagaimana cara menentukan kecepatan aliran

fluida? Apa saja jenis alat yang digunakan untuk

menentukan kecepatan fluida? Apa saja persamaan yang digunakan untuk

menyelesaikan persamaan yang berkaitan dengankecepatan fluida?

Alat Ukur Aliran Fluida Alat yang digunakan untuk mengukur aliran sering disebut

FLOWMETER. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan flow meter antara lain:

Flow sensors, Interaksi antara sensor dan fluida dinyatakan dengan

menggunakan teknik komputasi, Transducers dan hubungannya dengan signal processing

units, Pengamatan/penilaian terhadap sistem secara keseluruhan

pada keadaan ideal, disturbed,harsh, atau kondisi yang berpotensi meledak.

Prinsip Alat Ukur Aliran Fluida

Pengukuran Aliran fluida kali ini dikhususkan menggunakan metoda diferensial tekanan. Pada aliran fluida itu dipasang suatu penghalang dengan diameter lubang yang lebih kecil dari diameter pipa , sehingga tekanan maupun kecepatannya berubah. Dengan mengukur perbedaan tekanan antara sebelum dan sesudah penghalang dapat ditentukan besarnya aliran fluida.

Pada prinsipnya metode ini menggunakan hukum Bernoulli yaitu:

dimana:  P  = tekanan fluidaρ  = masa jenis fluidav  = kecepatan fulidag  = gravitasi bumih = tinggi fluida (elevasi)

Gambar Hukum Kontinuitas

 Jika h1 dan h2 dibuat sama tingginya maka

Alat Ukur Aliran Fluida

Venturi meter Nozzle Pitot tubes Flat orifice Manometer

Venturi Meter Venturi Meter ini merupakan alat primer dari

pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan.

Prinsip Kerja1. Venturimeter Tanpa Manometer

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.

2. Venturimeter Dengan ManometerVenturimeter dengan manometer adalah aplikasi gabungan antara venturimeter dan tabug pitot. Fungsinya untuk mengukur laju fluida.

Keuntungan dari pipa venturi adalah: Partikel padatan masih melewati alat ukur Kapasitas aliran cukup besar Pengukuran tekanan lebih baik dibandingkan orifice plate. Tahan terhadapa gesakan fluida.

Kerugiannya adalah: Ukuiran menjadi lebih besar Lebih mahal dari orifice plate Beda tekanan yang ditimbulkan menjadi lebih kecil dari orifice plate.

Flow Nozzle

Flow Nozzle biasa digunakan untuk aliran fluida yang kecil. Karena flow nozzle mempunyai lubang lebih besar dan kehilangan tekanan lebih kecil daripada plat orifice, flow nozzle dipakai untuk fluida kecepatan tinggi pada temperatur tinggi dan untuk penyediaan air ketel

Nozzle adalah alat yang didesain untuk mengontrol arah atau karakteristik-karakteristik aliran fluida (khususnya untuk menaikkan kecepatan) saat keluar atau memasuki sebuah ruang atau pipa tertutup.

Prinsip Kerja

Tipe Flow Nozzle menggunakan sebuah corong yang diletakkan diantara sambungan pipa sensor tekanan P1dibagian inlet dan P2 dibagian outlet. Tekanan P2 lebih kecil dibandingkan P1.

Sensor jenis ini memiliki keunggulan dibanding venture dan orifice plate yaitu: Masih dapat melewatkan padatan Kapasitas aliran cukup besar Mudah dalam pemasangan Tahan terhadap gesekan fluida Beda tekanan yang diperoleh lebih besar daripada pipa venturi Hasil beda tekanan cukup baik karena aliran masih laminer

Pitot Tubes Nama pitot tubes datang dari konsensip

Henry de Pitot pada tahun 1732. Pitot tubes mengukur besaran aliran fluida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang diberikan oleh kecepatan fluida itu sendiri

Konstruksi pipa ini adalah berupa pipa biasa

sedang di bagian tengah pipa diselipkan pipa kecil

yang dibengkokkan ke arah inlet. Jenis pipa ini

jarang dipergunakan di industri karena dengan

adanya pipa kecil di bagian tengah akan

menyebabkan benturan yang sangat kuat

terhadap aliran fluida. Alat ini hanya dipergunakan

untuk mengukur aliran fluida yang sangat lambat.

Orifice Plate Orifice Plate adalah alat yang digunakan untuk

mengukur kecepatan aliran. Prinsip kerja plate orifice sama dengan pipa venturi yang menggunakan prinsip Bernoulli yang menyatakan bahwa ada hubungan antara tekanan fluida dan kecepatan fluida. Saat kecepatan meningkat, tekanan berkurang, begitu pula sebaliknya.

Alat ukur terdiri dari pipa dimana dibagian dalamnya diberi pelat berlubang lebih kecil dari ukuran diameter pipa. Sensor tekanan diletakan disisi pelat bagian inlet (P1) dan satu lagi dibagian sisi pelat bagian outlet (P2). Jika terjadi aliran dari inlet ke outlet, maka tekanan P1 akan lebih besar dari tekanan outlet P2.

Jumlah fluida yang mengalir per satuan waktu ( m3/dt) adalah :

di mana :  Q = jumlah fluida yang mengalir (m3/dt) K = konstanta pipa                                A2 = luas penampang pipa

sempit                              P = tekanan fluida pada pipa 1 dan 2 Ρ = masa jenis fluida                                 G = gravitasi bumi

Manometer Manometer adalah alat ukur tekanan dan

manometer tertua adalah manometer kolom cairan. Alat ukur ini sangat sederhana, pengamatan dapat dilakukan langsung dan cukup teliti pada beberapa daerah pengukuran. Manometer kolom cairan biasanya digunakan untuk pengukuran tekanan yang tidak terlalu tinggi (mendekati tekanan atmosfir).

Prinsip kerja Merupakan gambaran sederhana manometer

tabung U yang diisi cairan setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.

Bila tekanan positif diterapkan 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 menunjukkan adanya tekanan.

Pipa untuk menyalurkan air menempel pada sebuah dinding rumah seperti terlihat pada gambar berikut! Perbandingan luas penampang pipa besar dan pipa kecil adalah 4 : 1.

Contoh

Soal

Posisi pipa besar adalah 5 m diatas tanah dan pipa kecil 1 m diatas tanah. Kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 36 km/jam dengan tekanan 9,1 x 105 Pa. Tentukan :a) Kecepatan air pada pipa kecilb) Selisih tekanan pada kedua pipa c) Tekanan pada pipa kecil(ρair = 1000 kg/m3)

Jawab :

Data :h1 = 5 mh2 = 1 mv1 = 36 km/jam = 10 m/sP1 = 9,1 x 105 PaA1 : A2 = 4 : 1a) Kecepatan air pada pipa kecilPersamaan Kontinuitas : A1v1 = A2v2 (4)(10) = (1)(v2) v2 = 40 m/s

b) Selisih tekanan pada kedua pipa Dari Persamaan Bernoulli :P1 + 1/2 ρv1

2 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2

P1 − P2 = 1/2 ρ(v22 − v1

2) + ρg(h2 − h1)P1 − P2 = 1/2(1000)(402 − 102) + (1000)(10)(1 − 5) P1 − P2 = (500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000P1 − P2 = 710000 Pa = 7,1 x 105 Pa

c) Tekanan pada pipa kecil P1 − P2 = 7,1 x 105

9,1 x 105 − P2 = 7,1 x 105

P2 = 2,0 x 105 Pa

Thanks4 UR

Attention

QuestionsAre

welcome