8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

1/7

Pengukuran Aliran

Pengukuran aliran adalah untuk mengukur kapasitas aliran, massa laju aliran, volume aliran.

Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan pengukuran, harga,

kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukur tersebut.

Dalam pengukuran fluida termasuk penentuan tekanan, kecepatan, debit, gradien kecepatan,

turbulensi dan viskositas. Terdapat banyak cara melaksanakan pengukuran-pengukuran,

misalnya: langsung, tak langsung, gravimetrik, volumetrik, elektronik, elektromagnetik dan

optik. Pengukuran debit secara langsung terdiri dari atas penentuan volume atau berat fluida

yang melalui suatu penampang dalam suatu selang waktu tertentu. etoda tak langsung bagi

 pengukuran debit memerlukan penentuan tinggi tekanan, perbedaan tekanan atau kecepatan

dibeberapa dititik pada suatu penampang dan dengan besaran perhitungan debit. etode

 pengukuran aliran yang paling teliti adalah penentuan gravimerik atau penentuan volumetrik

dengan berat atau volume diukur atau penentuan dengan mempergunakan tangki yang

dikalibrasikan untuk selang waktu yang diukur.

Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur melalui :

!. "ecepatan #velocity$

%. &erat #massanya$

'. (uas bidang yang dilaluinya

). *olumenya

2.2. Alat Ukur Laju Aliran Fluida

+enis alat ukur aliran fluida yang paling banyak digunakan diantaranya alat ukur lainnya

adalah alat ukur fluida jenis laju aliran. al ini dikarenakan oleh konstruksinya yang

sederhana dan pemasangannya yang mudah. lat ukur aliran fluida jenis ini dibagi empat

 jenis yaitu:

*enturi meter 

/o00le

Pitot tubes

1lat orifice

2.2.1. Venturi meter

8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

2/7

*enturi eter ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk

mendapatkan beda tekanan. 2edangkan alat untuk menunjukan besaran aliran fluida yang

diukur atau alat sekundernya adalah manometer pipa 3. *enturi eter memiliki kerugian

karena harganya mahal, memerlukan ruangan yang besar dan rasio diameter throatnya dengan

diameter pipa tidak dapat diubah.

3ntuk sebuah venturi meter tertentu dan sistem manometer tertentu, kecepatan aliran yang

dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran berubah maka diameter throatnya

dapat diperbesar untuk memberikan pembacaan yang akurat atau diperkecil untukmengakomodasi kecepatan aliran maksimum yang baru.

3ntuk *enturi eter ini dapat dibagi ) bagian utama yaitu:

4 &agian 5nlet : &agian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter

 pipa atau cerobong aliran. (ubang tekanan awal ditempatkan pada bagian ini.

4 5nlet 6one: &agian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk menaikkan

tekanan fluida.

4 Throat #leher$: &agian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini berbentuk bulat

datar. al ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah kecepatan dari aliran yang

keluar dari inlet cone.

Pada *enturi meter ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian outlet

cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inlet

cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone yang

 berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. "emudian fluida masuk kebagian

throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat

datar. (alu fluida akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu outlet cone. 7utlet cone

ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada 7utlet cone ini

tekanan kembali normal.

+ika aliran melalui venturi meter itu benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan fluida yang

meninggalkan meter tentulah sama persis dengan fluida yang memasuki meteran dan

keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang

 bersifat permanen dalam tekanan. Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan

sempurna pada outlet cone. 8esekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang

 permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat.

2.2.1.1. Kelebihan dan Kekurangan Venturimeter

"elebihan

8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

3/7

o empunyai penurunan tekanan yang lebih kecil pada kapasitas yang sama.

o Dapat pengukur debit besar.

o +auh dari kemungkinan tersumbat kotoran.

o engukur cairan yang mengandung endapan padatan #solid$.

"ekurangan

o (ebih mahal harganya.

o 2ulit dalam pemasangan karena panjang.

o Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 9 inchi.

2.2.2. Flow Nozzle

1low /o00le sama halnya dengan plat orifice yaitu terpasang diantara dua flensa. 1low

 /o00le biasa digunakan untuk aliran fluida yang kecil. "arena flow no00le mempunyai

lubang lebih besar dan kehilangan tekanan lebih kecil daripada plat orifice sehinga flow

no00le dipakai untuk fluida kecepatan tinggi pada temperatur tinggi dan untuk penyediaan air 

ketel. 1low no00le ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk

mendapatkan beda tekanannya. 2edangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran fluida

yang diukur atau alat sekundernya adalah berupa manometer. Pada flow no00le kecepatan

 bertambah dan tekanan semakin berkurang seperti dalam venturi meter. Dan aliran fluidaakan keluar secara bebas setelah melewati lubang flow no00le sama seperti pada plat orifice.

1low no00le terdiri dari dua bagian utama yang melengkung pada silinder.

2.2.3. Pitot tube

8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

4/7

 /ama pitot tubes datang dari konsensip enry de Pitot pada tahun !'%. Pitot tubes

mengukur besaran aliran fluida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang diberikan oleh

kecepatan fluida itu sendiri dapat dilihat pada 8ambar diatas, pitot tubes membutuhkan dua

lubang pengukuran tekanan untuk menghasilkan suatu beda tekanan. Pada pitot tubes ini biasanya fluida yang digunakan adalah jenis cairan dan gas. Pitot tubes terbuat dari stainless

steel dan kuningan.

2.2.3.1 Kegunaan Pitot !ube

o engukur tekanan fluida pada wind tunnel.

o enghitung profil kecepatan aliran pada pipa.

plikasi Pitot Tube

o engukur kecepatan pada pesawat #airspeed$.

o ltimeter pesawat.

o engukur tekanan fluida pada wind tunnel #terowongan angin$.

2.2.3.2. Kelebihan dan Kekurangan Pitot !ube

"elebihan:

o 2usunan sederhana.

o ;elatif mudah dan murah.

o Tidak perlu adanya kalibrasi.

o Pressure drop aliran kecil.

"ekurangan:

"eakuratanrendah untuk beberapa aplikasi.

8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

5/7

Pipa harus lurus dengan kecepatan aliran untuk mendapatkan hasil yang baik.

2.2.". Flat ori#i$e

7rifice 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. 7rifice merupakan salah satu alat ukur yang

digunakan di lapangan geothermal dan umumnya orifice diletakkan sebelum separator.

2.2.".1. Kelebihan dan Kekurangan %ri#i$e &eter

"elebihan:

o "onstruksinya sederhana

o ;ancangannya mudah

o arganya relatif murah

o udah dikalibrasi

4 udah dirancang

8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

6/7

Prinsip "erja *enturimeter tanpa manometer ini berdasar pada sas &ernoulli yang berbunyi:

Pada pipa mendatar #hori0ontal$, tekanan fluida yang paling besar adalah pada bagian

kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan paling kecil adalah pada bagian kelajuan alirnya

 paling besar.

*enturi meter 1luida yang mengalir dalam pipa mempunyai massa jenis =. "ecepatan fluida

mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan pada pipa sebelah kiri lebih besar.

Perbedaan tekanan fluida di dua tempat tersebut diukur oleh manometer yang diisi dengan

fluida dengan massa jenis => dan manometer menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian

 permukaan fluida di kedua sisi adalah . Dengan menggunakan persamaan kontinuitas dan

Persamaan &ernouli, diperoleh :enghitung kelajuan cairan dalam pipa memakai

venturimeter tanpa manometer Persamaan &ernoulli adalah dan kontinuitas !.v! ? %.v%,

maka 6airan mengalir pada mendatar maka h! ? h% sehingga,

P! @ P% ? A .=.#v%%@ v!%$BBBBB#!$

aka pada tabung fluida diam, maka tekanan hidrostatisnya : P! ? =.g.h

dan P% ? =.g.h&

maka P! @ P% ? =.g#h @h& $ ? =.g.h C@ #%$

"eterangan:

v : kelajuan gas, satuan #m

8/18/2019 Dasar Teori Pengukuran Fluida 3

7/7

Prinsip "erja

nergi kinetik dikonversikan menjadi static pressure head

6ara kerja pitot tube adalah:

o Pipa yang mengukur tekanan statis terletak secara radial pada batang yang dihubungkan ke

manometer #pstat$.

o Tekanan pada ujung pipa di mana fluida masuk merupakan tekanan stagnasi #pE$.

o "edua pengukuran tekanan tersebut dimasukkan dalam persamaan &ernoulli untuk

mengetahui kecepatan alirannya.

o 2ulit untuk mendapat hasil pengukuran tekanan stagnasi secara nyata karena adanya friksi

 pada pipa. asil pengukuran selalu lebih kecil dari kenyataan akibat faktor 6 #friksi empirik$.

2.3.3. %ri#i$e &eter

Prinsip kerja 7rifice eter 

Prinsip kerja dari orifice meter adalah:

4 1luida yang diukur alirannya dialirkan melalui plat orifice.

4 Perbedaan atau selisih tekanan fluida yang melalui orifice antara up stream dan down

stream dicatat.

4 2uhu dan tekanan fluida pada up stream dicatat untuk mengetahui densitasnya.