FLOWMETER

I. Tujuan

Mengetahui aplikasi pengukuran laju aliran dan kecepatan aliran

melalui pipa permukaan halus dan kasar dengan diameter yang

berbeda.

Mengetahui aplikasi pengukuran laju aliran dan kecepatan aliran di

dalam pipa dengan memakai pipa elbow dengan sudut 45o.

Mengetahuin aplikasi pengukuran laju aliran aliran di dalam pipa

dengan memakai pitot static tube

Mengetahui aplikasi venturi meter dalam pengukuran laju aliran

dan kecepatan aliran di dalam pipa.

Mengetahui aplikasi orifice meter dalam pengukuran laju aliran

dan kecepatan aliran di dalam pipa.

II. Perincian Kerja

Pengukuran laju alir dalam pipa permukaan halus 10 mm.

Pengukuran laju alir dalam pipa permukaan halus 17 mm.

Pengukuran laju alir dalam pipa permukaan kasar 17 mm.

Pengukuran laju alir dalam pipa elbow sudut 45o.

Pengukuran laju alir dalam pitot static tube.

Pengukuran laju alir dalam venture meter.

Pengukuran laju alir dalam orifice meter.

III. Alat dan Bahan yang digunakan

Alat

Fluid friction apparatus

Stopwatch

Plat orifice

Venturimeter

10 mm smooth bore pipe

17 mm smooth bore pipe

17 mm artificial roughed pipe

45˚ elbow

Pitot static tube

Venturi meter

Orifice meter

Hydraulics bench

Pompa

Selang

Bahan

Air

IV. Dasar Teori

Flowmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa atau

laju aliran volumetrik cairan atau gas. Sebelum menetapkan flowmeter,

juga dianjurkan untuk menentukan apakah aliran informasi akan lebih

berguna jika disajikan dalam unit massa atau volumetrik. Ketika mengukur

aliran bahan yang mempunyai tekanan, aliran volumetrik tidak terlalu

berarti, kecuali kepadatan adalah konstan. Ketika kecepatan (volumetric

aliran) dari cairan mampat diukur, faktor gelembung udara akan

menyebabkan kesalahan, karena itu, udara dan gas harus dipindahkan

sebelum mencapai fluida meter.adalah volume fluida( m3selang waktu

tertentu.

Dirumuskan dengan persamaan berikut:

Q = V/ t. ....................................................................(2.1)

Keterangan :

Q = debit ( m3/ s )

da ( m3)

t = waktu fluida mengalir (s)

Sistem kontrolfluidayang akan dikeluarkan. Dengan sistem digital,

sistem kontrol ini dirancang untuk mempermudah dalam pengemasan atau

penakaran cairan dengan batas keluaran yang satu dengan yang lainya

berhubungan dan saling mendukung, adapun perangkat keras tersebut

terdiri dari Mikro kontroopto couple water meter termodivikasi, solenoid,

pompa air.

Untuk menghitung perbedaan head turun, maka digunakan turunan

dari persamaan Bernouli sebagai berikut;

Q=Cd∗A0∗{1−( A0

A1)

2

}−1

2 ∗√2 g Δh

Q = laju alir

Cd = coefisien discharge (Cd = 0.98

A0 = Luas Throat atau ventury

A1 = Luas pipa keluaran

hΔ = head turun

g = gravitasi

Pengukuran atau penyensoran aliran fluida dapat digolongkan sebagai

berikut:

a. Pengukuran kuantitas

Pengukuran ini memberikan petunjuk yang sebanding dengan kuantitas

total yang telah mengalir dalam waktu tertentu.

Pengukuran kuantitas diklasifikasikan menurut :

a. Pengukur gravimetri atau pengukuran berat

b. Pengukur volumetri untuk cairan

c. Pengukur volumetri untuk gas

b. Pengukuran laju aliran

Laju aliran Q merupakan fungsi luas pipa A dan kecepatan V

dari cairan yang mengalir lewat pipa, yakni:

Q=A.V......................................................................................(1.1)

tetapi dalam praktek, kecepatan tidak merata, lebih besar di pusat. Jadi

kecepatan terukur rata-rata dari cairan atau gas dapat berbeda dari

kecepatan rata-rata sebenarnya. Gejala ini dapat dikoreksi sebagai berikut:

Q=K.A.V..................................................................................(1.2)

dimana K adalah konstanta untuk pipa tertentu dan menggambarkan

hubungan antara kecepatan rata-rata sebenarnya dan kecepatan terukur.

c. Pengukuran metoda diferensial tekanan

Pada prinsipnya beda luas penampang melintang dari aliran dikurangi

dengan yang mengakibatkan naiknya kecepatan, sehingga menaikan pula

energi gerakan atau energi kinetis. Karena energi tidak bisa diciptakan atau

dimusnahkan (Hukum kekekalan energi), maka kenaikan energi kinetis ini

diperoleh dari energi tekanan yang berubah.

Kecepatan kritis dinamakan juga angka Reynold, dituliskan tanpa dimensi

di mana :

D = dimensi penampang arus fluida, biasanya diameter

RD=DρV

μ

ρ = kerapatan fluida

V = kecepatan fluida

μ = kecepatan absolut fluida

Batas kecepatan kritis untuk pipa biasanya berada diantara 2000 sampai

2300.

Venturi m eter

Bagian dari venturimeter yaitu :

Bagian pertama pipa yang berbentuk kerucut dengan diameternya

mengecil

Bagian kedua pipa dengan diameter tertentu.

Pada bagian ketiga pipa berbentuk kerucut dengan diameter

membesar.

Dengan menggunakan persamaan Bernouli:

ΔZggc

+ Δv 22gc

+ ΔPρ

+F=−W

..................................................................(1.3)

maka untuk venturimeter berlaku persamaan :

Q=Cv . A2√ 2. gc(Δpp )

1−( A2

A1)2

.................................................................(1.4)

Dengan :

Q : Debit Aliran, ft3/det

Cv : Koefisien Discharger Venturimeter

A1 : Luas Penampang Pipa, ft2

A2 : Luas Penampang Nozzle, ft2

Ρ : Berat Jenis Fluida, lbm/ft3

gc : Konstanta Gravitasi, 32,174 lbm ft/lbf det

Δp : Penurunan Tekanan, lbf/ft2

Δh : Beda Tinggi Fluida pada Manometer

Orifice

Orifice terdiri dari dua buah pipa dengan diameter sama yang

dihubungkan oleh sebuah plat berlubang kecil atau disebut orifice

yang terpasang secara konsentris.

Untuk Orificemeter berlaku persamaan :

Q=Cv . A2 √ 2. gc(Δpp )

1−( A2

A1)2

...................................................................(1.5)

Dengan :

Q : Debit Aliran, ft3/det

Cv : Koefisien Discharger Venturimeter

A1 : Luas Penampang Pipa, ft2

A2 : Luas Penampang Nozzle, ft2

Ρ : Berat Jenis Fluida, lbm/ft3

gc : Konstanta Gravitasi, 32,174 lbm ft/lbf det

Δp : Penurunan Tekanan, lbf/ft2

Δh : Beda Tinggi Fluida pada Manometer

V. Prosedur percobaan

Prosedur pengoperasian dalam percobaan flowmeter adalah sebagai

berikut:

a. Alat flowmeter disiapkan kemudian melihat jumlah air yang ada di dalam

alat dan menambahkan air seperlunya jika air didalam alat sedikit.

b. Alat ukur dihubungkan dengan kontak listrik.

c. Pompa dihidupkan dengan meng-ON-kan stop kontak.

d. Pipa tes yang terhubung dengan presure diferential sel dipastikan

terpasang dengan pipa yang akan dilalui oleh fluida.

e. Katup pipa yang akan dilalui oleh fluida dipastikan terbuka dan katup

untuk pipa lainnya tertutup.

f. Debit aliran fluida diatur dengan memutar atau memperbesar dan

memperkecil bukaan valve.

g. Setelah keadaan aliran fluida konstan, debit aliran Q dibaca juga

perbedaan tinggi tekan h, untuk masing-masing alat venturimeter,

orificemeter dan rotameter.

h. Debit yang keluar diukur secara manual dengan menggunakan floewmeter

dan stopwatch yang dilakukan sebanyak 5 kali untuk setiap percobaan atau

5 data.

Untuk prosedur selanjutnya harga h dinaikkan dengan cara memutar

valve yang ada pada fluid friction apparatus dan melakukan

pengukuran hingga diperoleh 5 data untuk masing-masing pipa halus

10 mm, pipa kasar 17 mm, pipa halus 17 mm dengan diameter yang

berbeda, pipa elbow 45o, pitot static tube, venturimeter dan orifice

meter.

VI. Data pengamatan

1. 10 mm smooth bore pipe , L=1m

No.

Volume (l) wktu (s) Head (mmHO)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 132 255,00 0,01 0,2552 10 105 520,23 0,01 0,520233 10 47 875,43 0,01 0,875434 10 40 1104,6 0,01 1,10465 10 35 1460,2 0,01 1,4602

2. 17 mm smooth Bore pipe, L=1mNo.

Volume (l)

Waktu (s) Head (mmH2O)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 28 181,06 0,01 0,181062 10 27 215,83 0,01 0,215833 10 21 330,19 0,01 0,330194 10 17 469,40 0,01 0,46945 10 15 548,08 0,01 0,54808

3. 17 mm smooth artifical roughened pipe, L=1mmNo.

Volume (l)

Waktu (s) Head (mmH2O)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 158 155,13 0,01 0,155132 10 144 231,17 0,01 0,231173 10 123 300,14 0,01 0,300144 10 109 458,23 0,01 0,458235 10 105 521,08 0,01 0,52108

4. 45 elbow, d=25 mmNo.

Volume (l)

Waktu (s) Head (mmH2O)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 36 1,63 0,01 0,001632 10 32 3,21 0,01 0,003213 10 29 5,03 0,01 0,005034 10 28 7,52 0,01 0,007525 10 25 9,08 0,01 0,00908

5. Pitot Static tube

No.

Volume (l)

Waktu (s) Head (mmH2O)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 58 3,22 0,01 0,003222 10 46 6,20 0,01 0,00623 10 42 8,70 0,01 0,00874 10 37 12,74 0,01 0,012745 10 32 14,32 0,01 0,01432

6. Venturi meter, cd=0,98 d1=18mm, d2=39mmNo.

Volume (l)

Waktu (s) Head (mmH2O)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 124 12,13 0,01 0,012132 10 114 16,67 0,01 0,016673 10 111 20,31 0,01 0,020314 10 103 29,11 0,01 0,029115 10 55 34,42 0,01 0,03442

7. orifice meter, cd= 0,16 d1=...., d2=....No.

Volume (l)

Waktu (s) Head (mmH2O)

Volume m3 Head (mH2O)

1 10 128 13,05 0,01 0,013052 10 116 18,26 0,01 0,018263 10 113 24,46 0,01 0,024464 10 107 33,64 0,01 0,033645 10 103 38,44 0,01 0,03844

VII. Perhitungan