laporan seminar laju alir.docx

8/10/2019 Laporan seminar laju alir.docx

1/42

MAKALAH SEMINAR

INSTRUMENT LAJU ALIR

OLEH:

Furia Andani

Zikri Umara

Munizar

Nidya Sari Nurizki

Haryati

Dosen Pembimbing:

REZA FAUZAN, ST.MSc

POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE

BUKET RATA ACEH UTARA


2/42

KATA PENGANTAR

Jika engkau tak menyibukkan diri dengan kebenaran, maka dirimu akan

disibukkan dengan yang bathil.(Imam Syafiie)

Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya kita

masih bisa menghirup udara segar sehingga sehat walafiat seperti saat ini. Dan juga

selawat beriring salam kita persembahkan kepada penghulu alam Baginda Nabi Besar

Muhammad SAW yang telah membawa umat manusia dari alam kebodohan kepada alam

yang berilmu pengetahuan seperti yang tengah kita rasa saat ini. Sehingga penulis dapat

menyelesaikan Makalah seminar yang berjudul Instrumentasi Laju Alir.

Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Bapak Reza Fauzan,

ST.,MSc. Dosen yang telah membantu penulis. Dan kepada teman-teman seperjuangan

penulis yang telah memberi motivasi dan saran dalam pembuatan Makalah ini.

Penulis sangat menyadari dalam penyampaian Makalah ini baik tulisan maupun

susunan kata-kata masih sangat jauh dari kesempurnaan oleh karena keterbatasan ilmu

pengetahuan dan pengalaman dalam penyusunan Makalah, untuk itu penulis sangat

mengharapkan kritikan serta saran dari pembaca yang bersifat membangun demi

kesempurnaan penulisan Makalah ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada seluruh

pihak terkait yang telah mendukung pembuatan Makalah ini.

Lhokseumawe, 8 mei 2014

Penulis


3/42

DAFTAR ISI

BAB I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

1.2.Tujuan

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB III. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

3.1.2 Bahan

3.2. Prosedur Kerja

3.2.1 Kalibrasi rotameter

3.2.2 Kalibrasi watermeter

3.2.3 Pengukuran laju alir secara langsung

BAB IV. DATA PENGAMATAN

BAB V. PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN5.1 Pembahasan

5.2 Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA


4/42

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar belakang

Pengukuran laju alir fluida didalam saluran tertutup merupakan aplikasi dari neraca

energy. Pada dasarnya pengukuran aliran fluida didalam pipa tetutup dirancang

sedemikian rupa dengan melihat phenomena penurunan tekanan yang diakibatkan oleh

hambatan dengan jumlah massa yang mengalir. Penurunan tekanan ini di dalam aliran

fluida disebabkan oleh akumulasi dari energy kinetic, hambatan permukaan atau

hambatan bentuk. Beberapa jenis alat ukur didasarkan pada satu atau gabungan prinsip-

prinsip tersebut. Kemudian persamaan umum yang diperoleh dari neraca energy dapat

diturunkanuntuk memperoleh laju alir atau debit yang berkaitan dengan indicator

penurunan tekanan. Untuk mengukur penurunan tekanan digunakan manometer.

Dalam proses pengolahan tersebut peranan pengendalian laju aliran jenis heat flometer

sangat penting, sehingga untuk menjaga keadaan laju aliran jenis head flowmeter tetap

sesuai dengan standart operasi, maka pengendalian laju aliran jenis flowmeter haruslah

diperhitungkan dengan benar. Maka dari itu perlu diperhatikan pengukuran laju aliranjenis head flowmeter sehingga dapat dikontrol setiap saat.

Sekarang ini kemajuan dan perkembangan teknologi instrumentasi terhadap

keterpasangan peralatan pada suatu pabrik sangaat dibutuhkan, dimana pengaturan kerja

peralatan dapat dilaksanakan oleh system kendali instrument untuk mempermudah dan

mmpercepat suatu proses sehingga diperlukan alat-alat yang mengukur dan

mengendalikan proses tersebut.

1.2

Tujuan

mampu mengenali instrumen pengukuran laju alir

mampu menggunakan instrumen pengukuran laju alir

mampu mengkalibrasi alat ukur laju alir

Dapat memahami prinsip-prisip kerja suatu alat ukur laju alir

Dapat mengkonversi laju alir volume ke laju alir masa


5/42

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Pengukuran aliran fluida adalah sangat penting di dalam suatu industri

proses seperti kilang minyak (refinery), pembangkit listrik (power plant) dan

industri kimia (petrochemical). Pada industri proses seperti ini, memerlukan

penentuan kuantitas dari suatu fluida (liquid, gas atau steam) yang mengalir

melalui suatu titik pengukuran, baik didalam saluran yang tertutup (pipe) maupun

saluran terbuka (open channel). Kuantitas yang ditentukan antara lain ; laju aliran

volume (volumeflow rate), laju aliran massa (mass flow rate), kecepatan aliran

(flow velocity).(BPST,2007;12)

Instrumen untuk melakukan pengukuran kuantitas aliran fluida ini disebut

flowmeter. Pengembangan flowmeter ini melalui tahapan yang luas mencakup

pengembanganflow sensor, interaksi sensor dan fluida melalui penggunaan teknik

komputasi (computation techniques), transducers dan hubungannya dengan unit

pemprosesan sinyal (signal processing units), serta penilaian dari keseluruhansistem di bawah kondisi ideal, kondisi gangguan (disturbed), kasar (harsh),

kondisi berpotensimeledak (explosive conditions) serta pada lokasi laboratorium

dan lapangan (field).(BPST,2007;12)

Tabel 2.1 Metode pengukuran laju alir dan instrumen

No Metode Pengukuran Jenis Flowmeter

1 Pengukuran langsung Piston, Oval-gear, Nutating disk,

Rotary-vane type.

2 Perbedaan Tekanan Orifice plate, Ventury tube, Flow

nozzle, Pitot tube.


6/42

3 Variable Area Rotameter, Movable vane, weir,

flume.

4 Elektrik Magnetik, Turbin, Elemen.

(Sumber: BPST,2007;13)

A.Pengukuran langsung (possitive displacement flowmeter)

1. Prinsip kerja

Postive Displacement Flowmeters (PD meters), bekerja berdasarkan

pengukuran volume dari fluida yang sedang mengalir dengan menghitung secara

berulang aliran fluida yang dipisahkan kedalam suatu volume yang diketahui

(chamber), selanjutnya dikeluarkan sebagai volume tetap yang diketahui.

Bentuk dasar dari PD meter adalah suatu chamber yang berfungsi

memisahkan atau menghalangi aliran fluida. Di dalam chamber tersebut terdapat

sebuah alat mekanik yaitu rotating/reciprocating unit yang ditempatkan untuk

menciptakan paket volume tetap dari fluida yang sedang mengalir.

Oleh karena itu, volume dari fluida yang melewati chamber dapat

diketahui dengan menghitung jumlah discreate parcels yang lewat atau setara

dengan jumlah putaran dari rotating / reciprocating. Dengan demikian volume

flow rate dapat dihitung dari laju perputaran alat rotating / reciprocating.

(BPST,2007;33)

2.

Kelebihan dan Kekurangan

Secara umum kelebihan dan kekurangan dari PD flowmeter adalah sebagai

berikut:

Kelebihan

Biaya pengadaannya awal : rendah ~ sedang

Dapat digunakan di dalam aliran viscous

Rangeability yang tinggi

Output pembacaan linear


7/42

Akurasi sangat bagus

Kekurangan Biaya pemeliharaan relatif tinggi

Pressure drop relatif tinggi

Tidak sesuai untuk laju alir rendah

Sangat peka pada kerusakan akibat gas, fluida dengan padatan (slugs)

dan fluida yang kotor

Gas (bubbles) didalam fluida signifikan menurunkan akurasi.

3. Jenis-jenis possitive displacement flowmeter

Beberapa jenis positive displacement flowmeter yang tersedia dan

digunakansecara luas di dalam industri proses, antara lain ; nutating disc, rotating

valve, oscillating piston, oval gear, roots (rotating lobe), birotor, rotating

impeller, receiprocating piston dan rotating vane. Perbedaan penamaan hanya

didasarkan pada bentuk alat mekanis di dalam chamber, namun prinsip operasi

untuk pengukuran volumetric flow adalah sama.

Gambar 2.1 Jenis-jenis Positive Displacement Flowmeters



8/42

Gambar 2.2 Jenis-jenis Positive Displacement Flowmeters


Gambar 2.3 Jenis-jenis Possitive Displacement Flowmeters

(Sumber:BPST,2007;35)


9/42

B.Di f ferential Pressure F lowmeter

1. Prinsip kerja

Prinsip operasi Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters) di

dasarkan pada persamaan Bernoulli yang menguraikan hubungan antara tekanan

dan kecepatan pada suatu aliran fluida.

Alat ini memandu aliran ke dalam suatu penghalang aliran (yang

mempunyai lubang dengan diameter yang berbeda dengan diameter pipa),

sehingga menyebabkan perubahan kecepatan aliran (flow velocity) dan tekanan

(pressure) antara sisi upstream dan downstream dari penghalang. Dengan

mengukur perubahan tekanan tersebut, maka kecepatan aliran dapat

dihitung.(BPST,2007;19)

Gambar 2.4 Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters)


2. Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan

Biaya pengadaannya awal : rendah ~ sedang

Dapat digunakan di dalam cakupan luas (hampir semua phase fluida

dan kondisi aliran).

Strukturnya kokoh dan sederhana


10/42

Kekurangan

Rugi tekanan (pressure drop) : sedang ~ tinggi

3. Jenis-jenis differential pressure flowmeter

Berbagai jenis primary element yang tersedia dipasaran untuk DP

flowmeters antara lain : orifice plates, venturi tube, flow nozzle, pitot tube, anubar

tubes, elbow taps, segmental wedge, V-Cone dan Dall Tube.

Jenis yang paling banyak digunakan adalah orifice plate, namun element

lain menawarkan beberapa kelebihan untuk aplikasi tertentu. Kelebihan dan

kekurangan untuk berbagai jenis element tersebut dapat dilihat di bawah.

a.

Orifice Tube

Suatu plate berlubang dimasukkan ke dalam pipa dan ditempatkan secara

tegak lurus terhadap flow stream. Ketika fluida mengalir melewati orifice plate

tersebut maka menyebabkan peningkatan kecepatan dan penurunan tekanan.

Perbedaan tekanan sebelum dan setelah orifice plate digunakan untuk

mengkalkulasi kecepatan aliran (flow velocity).

Gambar 2.5 Prinsip Kerja Orifice Tube

(Sumber:BPST,hal:21,2007)


11/42

Gambar 2.6 Kekurangan dan kelebihan Orifice Plate


b. Ventury Tube

Perubahan di (dalam) area / luas penampang menyebabkan perubahan

kecepatan dan tekanan dari aliran (flow).


12/42

Gambar 2.7 Venturi Tube


Secara umum kelebihan dan kekurangan dari penggunaan Venturi Tube,

adalah sebagai berikut :

Kelebihan

Rugi tekanan (pressure loss) permanan relatif rendah dari pada orifice

atau flow nozzle

Dapat digunakan untuk mengukur cairan yang mengandung endapan

padatan (solids).

Kekurangan

Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 6 inches.

Harga relatif mahal.

c. Flow Nozzle

Alat ini terdiri dari bagian yang berbentuk lonceng dengan profile ellips

diikuti dengan leher silindris dan diletakkan di dalam pipa untuk merubah bidang

aliran sehingga menghasilkan penurunan tekanan (pressure drop) untuk digunakan

menghitung flow velocity.(BPST,2007;26)


13/42

Gambar 2.8 Flow Nozzle


Kelebihan

Pressure loss lebih rendah dibandingkan orifice plate.

Dapat digunakan untuk fluida yang mengandung padatan (solids).

Kekurangan

Terbatas pada ukuran pipa di bawah 6 .

Harga lebih tinggi dibanding dengan orifice.

d. Pitot Tubes

Sebuah probe dengan open tip (pitot tube) dimasukkan ke dalam suatu

bidang aliran (flow), dimana tip tersebut sebagai titik stationary (zero velocity)

dari flow. Tekanan nya, dibandingkan dengan tekanan statis dan digunakan untuk

mengkalkulasi kecepatan aliran (flow velocity) Pitot tabung dapat mengukur flow

velocity pada titik pengukuran.(BPST,2007;26)

Gambar 2.9 a) Pitoto Tube b) Averaging Pitot Tube



14/42

Pitot tube jarang digunakan pada process stream tetapi umumnya

digunakan pada utilities streams dimana ketelitian (accuracy) yang tinggi tidaklah

diperlukan.

Gambar 2.10 a) Pitoto Tube b) Averaging Pitot Tube


Kelebihan Tidak ada pressure loss.

Kekurangan

Akurasi kurang

Tidak direkomendasikan untuk fluida yang kotor dan lengket

Sensitif pada gangguan pada hulu (upstream).

e. Annubar tubes

Karakteristik annubar tubes element hampir sama dengan pitot tube,

namun akurasi yang dihasilkan lebih baik dari pitot tube.


15/42


16/42

akan melayang dalam suatu tabung yang mempunyai luas penampang tidak

konstan. Luas penampang tabung berubah tergantung ketinggiannya (semakin

tinggi semakin besar).(BPST,2007;30)

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.(BPST,2007;30)


17/42

Gambar 2.13 Rotameter

(Sumber:BPST,2007;30-37)

Jenis-jenis variable area f lowmeter

a. Rotameter

Gambar 2.14 Rotameter


18/42

b. Movable Area Vane

Gambar 2.15 Movable Area Vane

c.

Weir, flume

Gambar 2.16 Weir, flume


D.

Magnetic Meters

Prinsip kerja flowmeter jenis ini didasarkan pada hukum induksi

elektromagnetik (Faradays Low), yaitu bila suatu fluida konduktif elektrik

melewati pipa tranducer, maka fluida akan bekerja sebagai konduktor yang

bergerak memotong medan magnet yang dibangkitkan oleh kumparan magnetic

dari transducer, sehingga timbul tengangan listrik induksi. Hubungan ini dapat

dinyatakan sebagai : e = B . l . v


19/42

Dimana :

e = tegangan listrik induksi

B = rapat fluksi medan magnet

l = panjang konduktor (diameter dalam pipa)

V = kecepatan konduktor (laju aliran)

Gambar 2.17 Magnetik meter


Kelebihan

Pressure drop minimum, oleh karena penghalang yang minimum pada

lintasan flow.

Biaya maintenance rendah sebab tidak ada moving parts.

Linearitas yang tinggi.

Dapat digunakan untuk mengukur fluida yang korosif dan slurry.

Pengukuran tidak dipengaruhi oleh viscosity, density, temperature dan

pressure.

Dapat mengukur aliran fluida jenis turbulent atau laminar.

Kekurangan

Dalam banyak kasus, persyaratan electrical conductivity dari fluida yang

ditetapkan pabrik (0.120 micromhos).

Zero drifting pada kondisi tidak ada flow atau low flow _ problem ini

pada disain baru ditingkatkan dengan memotong (cut-off) low flow.


20/42

E.Turbine Meters

Teori dasar pada turbine meters adalah relative sederhana, yaitu aliran fluida

melalui meter berbenturan dengan turbine blade yang bebas berputar pada suatu

poros sepanjang garis pusat dari turbin housing. Kecepatan sudut (angular

velocity) dari turbine rotor adalah berbanding lurus dengan laju aliran (fluid

velocity) yang melalui turbine. Keluaran dari meter diukur oleh electrical pickup

yang dipasang pada meter body. Frekwensi keluaran dari electric pickup adalah

sebanding dengan laju aliran (flow rate). Accuracy dan rangeability dari alat ukur

turbine meter tersebut sangat baik. Rangeability bervariasi dari 100 : 1 s/d 200 : 1.

Accuracy sekitar : s/d %.

Gambar 2.18 Turbine meter


Kelebihan

Biaya pengadaannya awal : sedang

Akurasi baik, handal dan proventechnology

Repeatability yang sempurna

Rangeability yang sempurna

Pressure drop rendah

Kekurangan


21/42

Hanya untuk aplikasi fluida yang bersih

Pada nonlubrication fluids kadang-kadang menimbulkan masalah.

Dibutuhkan pipa straight runs (15 x D) pada upstream turbine meter.

Direkomendasikan menggunakan strainer.

F.Corioli s F lowmeters

Prinsip Coriolis menyatakan bahwa jika sebuah partikel di dalam suatu gerak

berputar mendekati atau menjauhi pusat perputaran, maka partikel menghasilkan

gaya internal yang bekerja pada partikel itu. Gaya internal yang dihasilkan adalah

sebanding dengan mass flowrate. Andaikan fluida sedang mengalir ke dalam U-

Shaped tube pada kecepatan V dan tabung sedang bergetar pada kecepatan sudut

W , maka dengan mempertimbangkan suatu bagian yang kecil dari fluida pada

bagian inlet masuk dengan jarak r, maka suatu Gaya (dikenal sebagai coriolies

force) dihasilkan ;

Gambar 2.19 Coriolis Flowmeter


Kelebihan

Akurasi : tinggi.

Dapat digunakan secara luas padaberbagai kondisi aliran fluida.

Pressure drop : rendah.

Sesuai untuk bi-directional flow

Kekurangan

Biaya pengadaan awal : tinggi


22/42

Kemungkinan penyumbatan (clogging) terjadi dan sukar dibersihkan.

G.Thermal F lowmeters

Thermal mass flowmeter didasarkan pada pengukuran panas yang diserap dari

sensor akibat dialiri fluida. Jumlah panas yang diserap menentukan laju aliran

massa (mass flow rate). Flowmeter ini mempunyai dua buah sensor (sensing

element), yaitu :

1. Sensor flow terbuat dari heated wire atau film (self heated) _ Platinum/tungsten

RTD (Resistance Temperature Detector).

2. RTD yang digunakan untuk mengukur temperature aliran gas (temperature

reference). Dari permukaan sensor tersebut, sehingga sensor menjadi dingin

akibat kehilangan energi. Selanjutnya sensor mengaktifkan rangkaian elektronik

untuk mengisi energi yang hilang dengan cara memanaskan flow sensor hingga

perbedaan temperature yang tetap diatas reference sensor. Daya listrik yang

diperlukan untuk mempertahankan perbedaan temperatur yang tetap adalah

berbanding lurus dengan mass flowrate dan selanjutnya dikeluarkan sebagaioutput signal yang linear dari flowmeter.

Gambar 2.20 Thermal Mass Flowmeter


Kelebihan

Biaya pengadaannya awal : sedang

Pressure drop : rendah


23/42

Kekurangan

Biaya maintenance tinggi

Hanya untuk gas bersih.

H.Ul trasonic F lowmeters

Pengukuran laju aliran (flow rate) dengan metoda ini melibatkan element :

- Transmitter : transducer berfungsi mengubah tegangan listrik frekuensi tinggi

menjadi getaran Kristal (akustik).

- Receiver : mengubah getaran kristal (akustik) menjadi sinyal listrik

Gambar 2.21 Ultrasonic Flowmeter


Kelebihan

Tidak ada penghalang di lintasan aliran, sehingga tidak ada pressure

drop.

Dapat digunakan untuk mengukur flow fluida yang korosif dan slurry.

Model portable tersedia untuk analisa dan diagnosa di lapangan.

Kekurangan

Biaya pengadaan awal : tinggi

I .

Vortex F lowmeters


24/42

Prinsip kerjanya didasarkan pada pengukuran getaran (vibration) pada

downstream pusaran (vortex) yang disebabkan oleh penghalang yang ditempatkan

pada aliran fluida. Frekwensi getaran dari vortex dapat dihubungkan dengan laju

aliran fluida.

Dimana :

Q = Volum flowrate

fv = frequency of vortex shedding

D = diameter of the pipe

S = strouhal number

K = K factor

Gambar 2.22 Vortex Flowmeter

(Sumber,BPST,2007;51-52)

Kelebihan

Biaya pengadaan awal : rendah ~ sedang.

Tidak dibutuhkan maintenancebila digunakan pada aliran fluida yang

bersih.

Kekurangan

Pressure drop : rendah ~ sedang.


25/42

BAB III

METODELOGI PERCOBAAN

3.1

Alat dan bahan

3.1.1 Alat :

Seperangkat alat pengendalian

Stopwatch

Gelas ukur

Barometer

3.1.2

Bahan yang digunakan

Air

3.2 Prosedur Kerja

a. Kalibrasi Rotameter

Alirkan cairan melalui rotameter

Atur skala rotameter 1, 2, 3, 4, 5, 6

Ukur laju alir keluar dengan gelas ukur dan stopwatch dan hitung laju

alir volumenya

Lakukan pengulangan sebanyak 5 kali dan hitung laju alir rotameter

b. Kalibrasi Watermeter

Pasang peralatan seperti dimaksud skala tertera

Untuk menentukan nilai suatu skala yang terdapat pada jarum skala

utama dalam m3

ada 10 skala= m3 = 0.1 m3 ada 10 skala= m3 = 0.01 m3 ada 10 skala= m3 = 0.001 m3

ada 10 skala= m3

= 0.0001 m

3


26/42

c.

Pengukuran Laju Alir Secara Langsung

Buka keran, tunggu hingga laju alir stabil

Setelah stabil, tampung air pada gelas ukur

Hitung waktunya dengan menggunakan stopwatch

Ulangi hingga 10 kali

Hitung laju alir rata-ratanya


27/42

BAB IV

DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA

3.1 Data Pengamatan

3.3.1 Tabel data pengamatan orifice plate

Bukaan

Valve

Waktu

(s)

Tinggi

air (m)

Laju alir (Q)

() Kecepatanlaju alir(m/s)

Co 9,90 0,21 1,328

58,39 5,365 24.517,5

8,12 0,28 1,355 52,63 4,741 25.498,2 7,90 0,32 1,431 54,91 4,684 28.440,31 7,42 0,41 1,549 56,86 4,479 33.343,8

3.3.2 Tabel data pengamatan ventury tube

Bukaan

Valve

Waktu

(s)

Tinggi

air (m)

Laju alir (Q)


Co 11,2 0,23 1,415

61,80 5,463 26.478,9

9,82 0,26 1,431 60,92 5,196 28.440,3 8,12 0,29 1,479 61,64 5,086 30.401,71 7,02 0,34 1,503 58,77 4,772 31.382,4

3.3.3 Tabel data pengamatan pitot tube

Bukaan

Valve

Waktu

(s)

Tinggi

air (m)

Laju alir (Q)


Co

10,8 0,24 2,750 7,671 1 29.421 9,3 0,28 2,970 7,797 1 30.401,7 8,1 0,33 3,225 7,922 1 31.381,41 6,92 0,42 3,638 8,166 1 33.343,8


28/42

3.3.4 Tabel data pengamatan Vnotch

BukaanValve

Waktu(s)

Tinggiair (m)

Luaspemampang

(Laju alir (Q)

() Kecepatanlaju alir (m/s) 3,92 0,030 2,1 5,321 2,534 3,12 0,035 2,4 7,823 3,259 2,82 0,039 2,7 1,015 3,796 1 1,42 0,044 3,1 1,386 4,471


29/42

3.2 Pengolahan Data

3.2.1 Pengolahan data untuk orifice plate

Bukaan katup 1/4

Diketahui : h= 21 cm, 0,21 m

t= 9,90 s

Din = SU + (SN+SK)

= 39 mm + = 39,45 mm / 0,03945 m

Dout = SU + (SN+SK)

= 45 mm + = 45,05 mm / 0,04505 m

Ain =

Ain = m

Ain = 1,22


30/42


31/42

Kecepatan laju alir

U = U =

U =

U = 58,39 m/s

3.2.2 Pengolahan data untuk ventury tube

Bukaan katup 1/4


t= 11,2 s

Din = SU + (SN+SK)

= 39 mm + = 39,45 mm / 0,03945 m

Dout = SU + (SN+SK)

= 45 mm + = 45,05 mm / 0,04505 m


32/42

Ain =

Ain = mAin = 1,22

Aout =

Aout = m

Aout = 1,593 Laju Alir (Q)

Q = Q = Q = Q = 7.278 Q = 0,01415Q = 1,415

Koefisien Gesekan

Co= Co=

Co=

Co = 5,463


33/42

Kecepatan laju alir

U = U =

U =

U = 61,80 m/s

3.2.3 Pengolahan data untuk Pitot Tube

Bukaan katup 1/4


t= 10,8 s

Din = SU + (SN+SK)

= 40 mm + = 40,2 mm / 0,0402 m

Dout = SU + (SN+SK)

= 50 mm + = 50,125 mm / 0,050125m


34/42

Ain =

Ain = Ain = 1,268

Aout =

Aout = m

Aout = 1,972 Kecepatan laju alir

U = U = U = U = 7,671 m/s

Koefisien Gesekan

Cv=

Cv=

Cv = 1

Laju Alir (Q)

Q = Cv Q = 1 Q = . Q = . (2,169 m/s)Q =


35/42

3.2.3 Pengolahan data untuk Vnotch

Bukaan katup 1/4

Diketahui : h= 30 mm = 0,03 m

Tg 45= 1

Luas pemampang 21 mm = 0,021 m = 2,1 Laju Alir (O)

Q = Q = Q = . (4,427).1.Q =

Kecepatan laju alir (U)

U =

U = U = 2,534 m/s


36/42

BAB V

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

5.1Pembahasan

Pada praktikum instrumentasi dan pengukuran laju alir ini, kami

menggunakan 3 jenis alat ukur laju alir yang berbeda-beda, yaitu orifice plate,

venturi tube dan pitot tube,serta kami juga mengukur laju alir pada pintu air

mengalir (Vnotch). Masing-masing pada alat tersebut mempunyai spesifikasi dan

karakteristik yang berbeda-beda. Jika pada venturi tube, terjadinya perubahan

tekanan dan kecepatan, karena disebabkan penyempitan yang terdapat pada alat

flowmeter tersebut. Pada orifice platepada pintu air mengalir, akan tetapi jika

semakin banyak air mengalir, luas penampang dan ketinggian air lebih semakin

tinggi.

5.1.1 Pengukuran laju alir menggunakan Orifice Plate

Pada pengukuran ini, divariasikan bukaan katup yaitu bukaan 1/4,1/2,3/4,

dan bukaan penuh. Hal ini dikarenakan akan menghasilkan laju alir yang berbeda-

beda dengan kata lain, semakin besar valve dibuka, maka semakin besar laju alir

yang mengalir, sehingga dapat diketetahui laju air dari bukaan masing- masing

katup, seperti pada bukaan , laju alirnya sekitar 1,328 x 102 m3/s, sedangkan

pada bukaan penuh, laju alirnya yaitu sekitar maka secaraotomatis dapat kita ketahui juga laju alir pada bukaan dan yaitu laju alirnya

lebih besar dari bukaan dan lebih kecil dari bukaan penuh. Dari data dapat di

peroleh grafik sebagai berikut.


37/42

Gambar 5.1.1 Grafik laju alir m3/s (Q) Vs bukaan katup pada Orifice Plat

5.1.2 Pengukuran laju alir menggunakan Ventury Tube

Pada percobaan ini kami juga memvariasikan buakaan valve sama seperti

pada orifice plate, namun tekanan yang dihasilkam berbeda dengan orifice plate.

Pada percobaan ini, juga memperoleh laju alir yang semakin besar pada setiap

bukaan valvenya.Sehingga dari data kami peroleh grafik sebagai berikut.

Gambar 5.1.2 Grafik laju alir m3/s (Q) Vs bukaan katup pada Ventury Tube

0.013

0.0135

0.014

0.0145

0.015

0.0155

0.016

0 1 2 3 4 5

LajuAlir(m3/s)

Bukaan Katup

Grafik Orifice Plate

Grafik Orifice Plate

0.014

0.0142

0.0144

0.0146

0.0148

0.015

0.0152

0 1 2 3 4 5

LajuAlir(m3/s)

Bukaan Katup

Grafik Venturi Tube

Grafik Venturi Tube


38/42

5.1.3 Pengukuran laju alir menggunakan Pitot Tube

Pada pengukuran ini, laju alirnya lebih kecil dari pada orifice plate dan

ventury tube. Pada pengukuran ini, kami memvariasikan bukaan valvenya dengan

bukaan , , , dan 1 (bukaan penuh). Sehingga didapatkan tekanan dan laju alir

yang berbeda beda.Yang membedakan laju alir dan tekanannya yaitu pada setiap

bukaan katupnya, karena semakin besar katup dibuka secara logika kita juga dapat

mengetahui bahwa laju alirnya juga akan semakin besar. Pada saat menghitung

laju alir rumusnya sangat berbeda dengan ventury tube dan orifice plate. Sehingga

laju alir yang diperolehnya juga kecil. Dari data diperoleh grafik sebagai berikut.

Gambar 5.1.3 Grafik laju alir m3/s (Q) Vs bukaan katup pada Pitot Tube

5.1.4

Pengukuran laju alir melalui pintu air mengalir (Vnotch)

Pada pengukuran ini, kami juga memvariasikan bukaan valvenya, karena

bukaan valvenya sangat mempengaruhi luas pemampang dan ketinggiannya.

Semakin besar bukaan valvenya maka luas pemampang dan ketinggian airnya

semakin besar.Pada Vnotch hanya dihitung luas pemampang dan ketinggian pada

permukaan pintu air, Pada pengukuran Vnotch tidak terdapat perbedaan tekanan

dan koefisien gesekan. Namun walau demikian laju alirnya jauh lebih kecil bila

0

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

0.004

0 1 2 3 4 5

Laj

uAlir(m3/s)

Bukaan Katup

Grafik Pitot Tube

Grafik Pitot Tube


39/42

dibandingkan dengan orifice plate, ventury tube dan pitot tube, hal ini juga

dikarenakan laju alir yang terukur tidak terukur secara sempurna karena air

mengalir juga dari pinggiran pintu air keluar. Dari data dapat di peroleh grafik

sebagai berikut.

Gambar 5.1.4 Grafik laju alir m3

/s (Q) Vs bukaan katup pada pintu mengalir

(Vnotch)

5.1.5 PerbaNdingan laju alit antara Orifice Plate, Ventury Tube, Pitot

Tube dan Vnotch

Pada percobaan yang telah dilakukan, banyak didapatkan perbedaan yang

signifikan.yang mana laju alirnya berbeda beda setiap bukaan valvenya. Laju alir

pada ventury tube dan orifice plate tidak terlalu berbeda, Namun jika

dibandingkan dengan pitot tube dan vnotch sangatlah jauh berbeda. Laju alir

vnotch sangatlah kecil jika dibandingkan dengan pitot tube, orifice plate dan

ventury tube. Pada pengukuran vnotch tidak terdapat perubahan tekanan, karena

hanya diukur tinggi air dan luas pemampangnya untuk diketahui laju alirnya.

Berikut adalah grafik perbandingannya.

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0.0014

0.0016

0 1 2 3 4 5

LajuAlir(m3/s)

Bukaan Katup

Grafik Vnotch

Grafik Vnotch


40/42

Gambar 5.1.5 Grafik perbandingan laju alir m3/s (Q) antara Orifice Plate,

Ventury Tube, Pitot Tube dan Vnotch

Pada grafik diatas, terlihat bahwa laju alir ventury tube dengan orfice plate

tidak jauh berbeda, akan tetapi laju alir pada pitot jika dibandingkan dengan

orifice dan ventury sangat jauh berbeda, sedangkan Vnotch laju alirnya tidak

terukur secara sempurna. Masing-masing laju alir mencapai laju alir

maksimumnya pada saat valve dibuka secara penuh.

5.2 Kesimpulan

Pengukuran laju alir ini menggunakan alat ukur yang berbeda-beda

yaitu Orifice plate, Ventury Tube,Pitot Tube dan Vnotch.

Bukaan valve sangat mempengaruhi laju alir, karena semakin besar

valve dibuka, laju alirnya semakin besar.

Pada saat pengukuran Vnotch yang diukur hanyalah luas pemampang

dan ketinggian air.

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0.018

0 1 2 3 4 5

LajuAlir(m3/s)

Bukaan Katup

Grafik Perbandingan Laju Alir

Orifice Plate

Venturi Tube

Pitot Tube

Vnotch


41/42

DAFTAR PUSTAKA

Bimbingan Profesi Sarjana Teknik(BPST),Direktorat

Pengolahan,Pertamina,2007,Dasar Instrumentasi dan Proses

Kontrol,Balongan


42/42

laporan seminar laju alir.docx

Documents