LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMENTASI PROSES INSTRUMENT PENGUKURAN LAJU ALIR OLEH : Nama : Nurmalisna NIP : 1124301027 JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE 2012 LEMBAR TUGAS Judul Praktikum Laboratorium Jurusan / Prodi Nama Kelas / Semester NIM Anggota Kelompok I :  Cut Farah Diana  Farhaan Jihan  Rauzatinur  Sari Maulita Rizky Uraian Tugas : : Instrument Pengukuran Laju Alir : Komputasi dan Instrumentasi Proses : T. Kimia / TKI : Nurmalisna : 2A_TKI / IV (Empat) : 1124301027 1. Set bukaan katup ¼, ½, ¾, dan 1 2. Bukaan keran orifice 1 dan 2, 1 dan 4 , 3 dan 4 3. Bukaan keran venture 1 dan 2 4. Bukaan keran tabung pitot 1 dan 2 Lhokseumawe, Ka. Laboratorium maret 2013 Dosen Pembimbing Ir. Syafruddin. MSi NIP. 19650819 199802 1 001 Eka kurniasih.ST.MT NIP. 19811102 200912 2003 LEMBAR PENGESAHAN Judul Praktikum Mata Kuliah Nama NIM Kelas / Semester Nama Dosen Pembimbing NIP Ka Laboratorium NIP Tanggal Pengesahan : Instrument Pengukuran Laju Alir : Praktek Instrumentasi Proses : Nurmalisna : 1124301027 : 2A_TKI / IV (Empat) : Eka kurniasih.ST.MT : 19811102 200912 2003 : Ir. Syafruddin. MSi : 19650819 199802 1 001 : Lhokseumawe, Ka. Laboratorium maret 2013 Dosen Pembimbing Ir. Syafruddin. MSi NIP. 19650819 199802 1 001 Eka kurniasih.ST.MT NIP. 19811102 200912 2003 BAB I PENDAHULUAN 1.1 TUJUAN PERCOBAAN 1.1.1 Alat Ukur Manometer 1. Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip kerja alat ukur tekanan yang digunakan untuk mengukur penurunan tekanan pada aliran fluida 1.1.2 Alat Ukur Orifice Meter 1. Dapat menjelaskan prinsip pengukuran laju alir fluida cair didalam pipa menggunakan Orifice meter 2. Dapat membandingkan hasil pengukuran laju alir dengan alat ukur lain 1.1.3 Alat Ukur Venturi Meter menjelaskan prinsip pengukuran laju alir fluida cair didalam pipa 1. Dapat menggunakan Venturi Meter 2. Dapat membandingkan hasil pengukuran laju alir dengan alat ukur lain 1.1.4 Alat Ukur Tabung Pitot menjelaskan prinsip pengukuran laju alir fluida cair didalam pipa 1. Dapat tertutup menggunakan Tabung Pitot 2. Dapat membandingkan hasil pengukuran laju alir dengan alat ukur lain 1.2 ALAT dan BAHAN 1. Stop Watch 2. Gelas Ukur 3. Perangkat Modul ( Orifice, Venturi, dan Tabung Pitot ) 4. Termometer 5. Air 1.3 PROSEDUR PERCOBAAN 1.3.1 Prosedur Praktikum Orifice Meter 1. Pasang Modul Orifice mater (OM) pada aliran yang akan diukur laju alirnya hubungkan selang untuk mengukur ∆P sebelum dan sesudah 2. Pompa diaktifkan (On kan), alirkan air ke pipa dimana terpasang (OM) dan atur keran utama (KU) sesuai lembaran tugas 3. Tampung air didalam tangki penampung dengan menutup saluran keluarnya (lepaskan bola penutup dari kaitnya), catat waktu (detik) yang dibutuhkan untuk kenaikan volume air (liter) didalam tangki dengan stop watch 4. Ukur suhu air 5. Hitung Q 6. Hubungkan pipa dari titik pengukuran sebelum dan sesudah melalui orifice dengan manometer, baca perbedaan head pada manometer, (kolom H2O atau Hg) untuk mngukur beda tekanan ∆P 7. Dengan g = 9.8 m/det2, maka dapat dihitung √ 8. Karena Q dan A telah diketahui, maka Q/A = V = Co√ koefisien orifice Co ; maka dapat dihitung nilai bukaan 1.3.2 Prosedur Praktikum Venturi Meter 1. Pasang Modul Venturi mater (VM) pada aliran yang akan diukur laju alirnya hubungkan selang untuk mengukur ∆P sebelum dan sesudah 2. Pompa diaktifkan (On kan), alirkan air ke pipa dimana terpasang (VM) dan atur bukaan keran utama (KU) sesuai lembaran tugas 3. Tampung air didalam tangki penampung dengan menutup saluran keluarnya (lepaskan bola penutup dari kaitnya), catat waktu (detik) yang dibutuhkan untuk kenaikan volume air (liter) didalam tangki dengan stop watch 4. Ukur suhu air 5. Hitung Q 6. Hubungkan pipa dari titik pengukuran sebelum dan sesudah melalui orifice dengan manometer, baca perbedaan head pada manometer, (kolom H2O atau Hg) untuk mngukur beda tekanan ∆P 7. Catat debit air yang ditunjukkan oleh instrument lain (Q1) 8. Hitung CV, karena Q dan A telah diketahui, maka Q/A = V = Cv √ dihitung nilai koefisien orifice Cv. ; maka dapat 1.3.3 Prosedur Praktikum Tabung Pitot 1. Pasang Modul Tabung Pitot (TP) pada aliran yang akan diukur laju alirnya hubungkan selang untuk mengukur ∆P sebelum dan sesudah 2. Pompa diaktifkan (On kan), alirkan air ke pipa dimana terpasang (TP) dan atur keran utama (KU) sesuai lembaran tugas 3. Tampung air didalam tangki penampung dengan menutup saluran keluarnya (lepaskan bola penutup dari kaitnya), catat waktu (detik) yang dibutuhkan untuk kenaikan volume air (liter) didalam tangki dengan stop watch 4. Ukur suhu air 5. Hitung Q 6. Hubungkan pipa dari titik pengukuran sebelum dan sesudah melalui orifice dengan manometer, baca perbedaan head pada manometer, (kolom H2O atau Hg) untuk mngukur beda tekanan ∆P 7. Dengan g = 9.8 m/det2, maka dapat dihitung √ 8. Karena Q dan A telah diketahui, maka Q/A = V = Cp√ koefisien orifice Cp ; maka dapat dihitung nilai bukaan BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 TEORI 2.1.1 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 (volume flow rate), laju aliran massa (mass flow rate), kecepatan aliran (flow velocity). Instrumen untuk melakukan pengukuran kuantitas aliran fluida ini disebut flowmeter. Pengembangan flowmeter ini melalui tahapan yang luas mencakup pengembangan flow sensor, interaksi sensor dan fluida melalui penggunaan teknik komputasi (computation techniques), transducers dan hubungannya dengan unit pemprosesan sinyal (signal processing units), serta penilaian dari keseluruhan sistem di bawah kondisi ideal, kondisi gangguan (disturbed), kasar (harsh), kondisi berpotensi meledak (explosive conditions) serta pada lokasi laboratorium dan lapangan (field). 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. 3 Variable Area Rotameter, Movable vane, weir, flume. 4 Elektrik Magnetik, Turbin, Elemen. 2.1.2 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. 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 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 digunakan secara 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 Displacement Flowmeter 2.1.3 Differential Pressure Flowmeter 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. Gambar 2.2 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  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 2.3 Orifice Tube Gambar 2.4 Orifice Tube b. Ventury Tube Perubahan di (dalam) area / luas penampang menyebabkan perubahan kecepatan dan tekanan dari aliran (flow). Gambar 2.5 Ventury 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. Gambar 2.6 Flow Nozzel  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. Gambar 2.7 Pitot Tube Pitot tube jarang digunakan pada process stream tetapi umumnya digunakan pada utilities streams dimana ketelitian (accuracy) yang tinggi tidaklah diperlukan.  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 Gambar 2.8 Annubar Tubes Gambar 2.9 Jenis-jenis differential pressure flowmeter 2.1.3 Variable Area Flowmeter Prinsip operasi dari rotameter (variable area meters) 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. Gambar 30 Rotameter Gambar 31 Kelebihan dan kekurangan Rotameter 2.2 Jenis-jenis variable area flowmeter a. Rotameter Gambar 2.2.1 Rotameter b. Movable Area Vane Gambar 2.2.2 Movable Area Vane c. Weir, flume Gambar 2.2.3 Weir, flume 2.3 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). Fungsi Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Gambar 2.3.1 Ilustrasi Skema Manometer Kolom Cairan 2.4 Magnetic Meters Prinsip kerja flowmeter jenis ini didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik (Faraday’s 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 Dimana : e = tegangan listrik induksi B = rapat fluksi medan magnet L = panjang konduktor (diameter dalam pipa) V = kecepatan konduktor (laju aliran) Gambar 2.4.1a Gambar 2.4.1b 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 (0.1 – 20 micromhos). • Zero drifting pada kondisi tidak ada flow atau low flow _ problem ini pada disain baru ditingkatkan dengan memotong (cut-off) low flow. BAB III DATA PENGAMATAN 3.1 Data Pengamatan pada Orrifice meter Tabel 3.1.1 Data Pengamata pada orifice meter untuk bukaan katup ¼ Bukaan Waktu Volume katup (t)/detik air (L) ¼ 3.48 5 ¼ 3.38 4 ¼ 5.57 4 Debit (Q) 1.44 1.18 0.7 1.10 Tekanan (Kg/ P1 P2 P3 0.9 0.8 0.8 0.7 3.80 3.11 1.85 2.92 P4 0.75 0.75 0.1 0.05 0.05 0.06
Please download to view
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
...

instumen laju alir

by rizqa-arini-zakaria

on

Report

Category:

Documents

Download: 9

Comment: 0

226

views

Comments

Description

Download instumen laju alir

Transcript

LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMENTASI PROSES INSTRUMENT PENGUKURAN LAJU ALIR OLEH : Nama : Nurmalisna NIP : 1124301027 JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE 2012 LEMBAR TUGAS Judul Praktikum Laboratorium Jurusan / Prodi Nama Kelas / Semester NIM Anggota Kelompok I :  Cut Farah Diana  Farhaan Jihan  Rauzatinur  Sari Maulita Rizky Uraian Tugas : : Instrument Pengukuran Laju Alir : Komputasi dan Instrumentasi Proses : T. Kimia / TKI : Nurmalisna : 2A_TKI / IV (Empat) : 1124301027 1. Set bukaan katup ¼, ½, ¾, dan 1 2. Bukaan keran orifice 1 dan 2, 1 dan 4 , 3 dan 4 3. Bukaan keran venture 1 dan 2 4. Bukaan keran tabung pitot 1 dan 2 Lhokseumawe, Ka. Laboratorium maret 2013 Dosen Pembimbing Ir. Syafruddin. MSi NIP. 19650819 199802 1 001 Eka kurniasih.ST.MT NIP. 19811102 200912 2003 LEMBAR PENGESAHAN Judul Praktikum Mata Kuliah Nama NIM Kelas / Semester Nama Dosen Pembimbing NIP Ka Laboratorium NIP Tanggal Pengesahan : Instrument Pengukuran Laju Alir : Praktek Instrumentasi Proses : Nurmalisna : 1124301027 : 2A_TKI / IV (Empat) : Eka kurniasih.ST.MT : 19811102 200912 2003 : Ir. Syafruddin. MSi : 19650819 199802 1 001 : Lhokseumawe, Ka. Laboratorium maret 2013 Dosen Pembimbing Ir. Syafruddin. MSi NIP. 19650819 199802 1 001 Eka kurniasih.ST.MT NIP. 19811102 200912 2003 BAB I PENDAHULUAN 1.1 TUJUAN PERCOBAAN 1.1.1 Alat Ukur Manometer 1. Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip kerja alat ukur tekanan yang digunakan untuk mengukur penurunan tekanan pada aliran fluida 1.1.2 Alat Ukur Orifice Meter 1. Dapat menjelaskan prinsip pengukuran laju alir fluida cair didalam pipa menggunakan Orifice meter 2. Dapat membandingkan hasil pengukuran laju alir dengan alat ukur lain 1.1.3 Alat Ukur Venturi Meter menjelaskan prinsip pengukuran laju alir fluida cair didalam pipa 1. Dapat menggunakan Venturi Meter 2. Dapat membandingkan hasil pengukuran laju alir dengan alat ukur lain 1.1.4 Alat Ukur Tabung Pitot menjelaskan prinsip pengukuran laju alir fluida cair didalam pipa 1. Dapat tertutup menggunakan Tabung Pitot 2. Dapat membandingkan hasil pengukuran laju alir dengan alat ukur lain 1.2 ALAT dan BAHAN 1. Stop Watch 2. Gelas Ukur 3. Perangkat Modul ( Orifice, Venturi, dan Tabung Pitot ) 4. Termometer 5. Air 1.3 PROSEDUR PERCOBAAN 1.3.1 Prosedur Praktikum Orifice Meter 1. Pasang Modul Orifice mater (OM) pada aliran yang akan diukur laju alirnya hubungkan selang untuk mengukur ∆P sebelum dan sesudah 2. Pompa diaktifkan (On kan), alirkan air ke pipa dimana terpasang (OM) dan atur keran utama (KU) sesuai lembaran tugas 3. Tampung air didalam tangki penampung dengan menutup saluran keluarnya (lepaskan bola penutup dari kaitnya), catat waktu (detik) yang dibutuhkan untuk kenaikan volume air (liter) didalam tangki dengan stop watch 4. Ukur suhu air 5. Hitung Q 6. Hubungkan pipa dari titik pengukuran sebelum dan sesudah melalui orifice dengan manometer, baca perbedaan head pada manometer, (kolom H2O atau Hg) untuk mngukur beda tekanan ∆P 7. Dengan g = 9.8 m/det2, maka dapat dihitung √ 8. Karena Q dan A telah diketahui, maka Q/A = V = Co√ koefisien orifice Co ; maka dapat dihitung nilai bukaan 1.3.2 Prosedur Praktikum Venturi Meter 1. Pasang Modul Venturi mater (VM) pada aliran yang akan diukur laju alirnya hubungkan selang untuk mengukur ∆P sebelum dan sesudah 2. Pompa diaktifkan (On kan), alirkan air ke pipa dimana terpasang (VM) dan atur bukaan keran utama (KU) sesuai lembaran tugas 3. Tampung air didalam tangki penampung dengan menutup saluran keluarnya (lepaskan bola penutup dari kaitnya), catat waktu (detik) yang dibutuhkan untuk kenaikan volume air (liter) didalam tangki dengan stop watch 4. Ukur suhu air 5. Hitung Q 6. Hubungkan pipa dari titik pengukuran sebelum dan sesudah melalui orifice dengan manometer, baca perbedaan head pada manometer, (kolom H2O atau Hg) untuk mngukur beda tekanan ∆P 7. Catat debit air yang ditunjukkan oleh instrument lain (Q1) 8. Hitung CV, karena Q dan A telah diketahui, maka Q/A = V = Cv √ dihitung nilai koefisien orifice Cv. ; maka dapat 1.3.3 Prosedur Praktikum Tabung Pitot 1. Pasang Modul Tabung Pitot (TP) pada aliran yang akan diukur laju alirnya hubungkan selang untuk mengukur ∆P sebelum dan sesudah 2. Pompa diaktifkan (On kan), alirkan air ke pipa dimana terpasang (TP) dan atur keran utama (KU) sesuai lembaran tugas 3. Tampung air didalam tangki penampung dengan menutup saluran keluarnya (lepaskan bola penutup dari kaitnya), catat waktu (detik) yang dibutuhkan untuk kenaikan volume air (liter) didalam tangki dengan stop watch 4. Ukur suhu air 5. Hitung Q 6. Hubungkan pipa dari titik pengukuran sebelum dan sesudah melalui orifice dengan manometer, baca perbedaan head pada manometer, (kolom H2O atau Hg) untuk mngukur beda tekanan ∆P 7. Dengan g = 9.8 m/det2, maka dapat dihitung √ 8. Karena Q dan A telah diketahui, maka Q/A = V = Cp√ koefisien orifice Cp ; maka dapat dihitung nilai bukaan BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 TEORI 2.1.1 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 (volume flow rate), laju aliran massa (mass flow rate), kecepatan aliran (flow velocity). Instrumen untuk melakukan pengukuran kuantitas aliran fluida ini disebut flowmeter. Pengembangan flowmeter ini melalui tahapan yang luas mencakup pengembangan flow sensor, interaksi sensor dan fluida melalui penggunaan teknik komputasi (computation techniques), transducers dan hubungannya dengan unit pemprosesan sinyal (signal processing units), serta penilaian dari keseluruhan sistem di bawah kondisi ideal, kondisi gangguan (disturbed), kasar (harsh), kondisi berpotensi meledak (explosive conditions) serta pada lokasi laboratorium dan lapangan (field). 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. 3 Variable Area Rotameter, Movable vane, weir, flume. 4 Elektrik Magnetik, Turbin, Elemen. 2.1.2 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. 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 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 digunakan secara 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 Displacement Flowmeter 2.1.3 Differential Pressure Flowmeter 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. Gambar 2.2 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  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 2.3 Orifice Tube Gambar 2.4 Orifice Tube b. Ventury Tube Perubahan di (dalam) area / luas penampang menyebabkan perubahan kecepatan dan tekanan dari aliran (flow). Gambar 2.5 Ventury 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. Gambar 2.6 Flow Nozzel  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. Gambar 2.7 Pitot Tube Pitot tube jarang digunakan pada process stream tetapi umumnya digunakan pada utilities streams dimana ketelitian (accuracy) yang tinggi tidaklah diperlukan.  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 Gambar 2.8 Annubar Tubes Gambar 2.9 Jenis-jenis differential pressure flowmeter 2.1.3 Variable Area Flowmeter Prinsip operasi dari rotameter (variable area meters) 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. Gambar 30 Rotameter Gambar 31 Kelebihan dan kekurangan Rotameter 2.2 Jenis-jenis variable area flowmeter a. Rotameter Gambar 2.2.1 Rotameter b. Movable Area Vane Gambar 2.2.2 Movable Area Vane c. Weir, flume Gambar 2.2.3 Weir, flume 2.3 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). Fungsi Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Gambar 2.3.1 Ilustrasi Skema Manometer Kolom Cairan 2.4 Magnetic Meters Prinsip kerja flowmeter jenis ini didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik (Faraday’s 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 Dimana : e = tegangan listrik induksi B = rapat fluksi medan magnet L = panjang konduktor (diameter dalam pipa) V = kecepatan konduktor (laju aliran) Gambar 2.4.1a Gambar 2.4.1b 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 (0.1 – 20 micromhos). • Zero drifting pada kondisi tidak ada flow atau low flow _ problem ini pada disain baru ditingkatkan dengan memotong (cut-off) low flow. BAB III DATA PENGAMATAN 3.1 Data Pengamatan pada Orrifice meter Tabel 3.1.1 Data Pengamata pada orifice meter untuk bukaan katup ¼ Bukaan Waktu Volume katup (t)/detik air (L) ¼ 3.48 5 ¼ 3.38 4 ¼ 5.57 4 Debit (Q) 1.44 1.18 0.7 1.10 Tekanan (Kg/ P1 P2 P3 0.9 0.8 0.8 0.7 3.80 3.11 1.85 2.92 P4 0.75 0.75 0.1 0.05 0.05 0.06
Fly UP