BAB I

PENDAHULUAN

1.1.         Latar Belakang

Dalam pabrik-pabrik pengolahan diperlengkapi dengan berbagai macam

alat pengoperasian setiap peralatan saling mendukung antar satu peralatan dengan

peralatan yang lainnya. Untuk mencapai hasil yang diinginkan maka diperlukan

peralatan pendukung. Salah satu pendukung yang penting dalam suatu pabrik

adalah peralatan instrument pabrik. Peralatan instrument merupakan bagian dari

kelengkapan keterpasangan peralatan yang dapat digunakan untuk mengetahui

dan memperoleh sesuatu yang dikehendaki dari suatu kegiatan kerja peralatan

mekanik. Salah satu peralatan instrument yang penting adalah alat ukur.

Penggunaan alat ukur dalam pabrik sangat banyak digunakan, ini bertujuan untuk

menjaga hasil yang dibutuhkan, sehingga perlu adanya pemeliharan dari alat-alat

ukur tersebut.

Alat-alat ukur instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan

besaran suatu fluida disebut dengan alat ukur fluida.

1.2 Tujuan

a. Mengetahui pengertian alat ukur venturi dan orifice meter

b. Mengetahui persamaan yang digunakan dalam pengukuran venturi dan

orifice meter

c. Mengertahui jenis-jenis alat ukur venturimeter dan orifice

d. Mengetahui prinsif kerja dari venturimeter dan orificemeter

e. Mengetahui aplikasi dalam pengukuran venturi dan orife meter

  1.3 Rumusan Masalah

a. Pengertian alat ukur venturi dan orice meter ?

b. Bagaimana persamaan dalam pengukuran laju alir dengan venturi dan

orifice?

c. Apa saja jenis-jenis alat ukur venturimeter dan orifice meter?

d. Bagaimana prinsip kerja dari venturi dan orifice?

e. Bagaimana penerapan dari venturi dan orifice ?

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Venturi Meter

2.1.1 pengertian Venturi

Venturimeter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi

merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit

dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk

mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat

diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki

penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian

tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Zat cair dialirkan melalui pipa yang

penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki

penampang yang lebih sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan

kecepatan.

Gambar 1. Venturimeter

Untuk 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 untuk mengakomodasi kecepatan aliran maksimum

yang baru.

2

Untuk Venturi Meter ini dapat dibagi 3 bagian utama yaitu :

a. Bagian Inlet

Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti

diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan

pada bagian ini.

b. Inlet Cone

Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk

menaikkan tekanan fluida.

c. Throat (leher)

Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini

berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau

menambah kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.

Pada Venturi 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. Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat

pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Lalu fluida

akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu outlet cone. Outlet cone ini

berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada Outlet cone

ini tekanan kembali normal.

Jika 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. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang

permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat.

3

Alat ukur venturi dimasukkan ke dalam aliran cairan, yang rapat massanya

ρ. Alat ini terdiri dari pipa seperti di tunjukkan pada gambar di bawah.

Penampang pipa di bagian pinggir yang lebar adalah A1 sedangkan penampang

pipa di bagian penyempit adalah A2. perhatikan titik (1) dan (2) pada gambar. Di

titik (1) kecepatan aliran adalah v1 , luas penampang A1 ,sedangkan Di titik (2)

kecepatan aliran adalah v2 , luas penampang A2.Perbedaan ketinggian (1) dan (2)

adalah sama dengan 0 atau h1=h2. Alat (pipa) dilengkapi pipa U yang diisi

dengan cairan yang rapat massanya ρ’ (misal air raksa).

.

. Gambar 2.venturimeter dengan manometer

Gambar 3. Mengukur kecepetan aliran fluida dalam pipa

4

ALAT UKUR VENTURI

Alat untuk mengukur kecepatan aliran fluida di dalam pipa

V, A1 V2 , A2 ρ

h

ρ’

h = beda tinggi fluida dalam pipa U ρ = massa jenis fluida dalam pipa ( yang

diukur kecepatannya) ρ’ = massa junis fluida dalam pipa U

)Aρ(Aρ)gh2(ρ

2AV

22

21

1

P1 A1 P2 A2v1

v2

Gambar 4. persamaan venturimeter dengan manometer

2.1.2 Jenis-Jenis venturi meter

Venturimeter Tanpa Manometer

Prinsip kerja venturimeter tanpa manometer ini berdasarkan 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”.

Gambar 5. Venturi tanpa manometer

Air dengan massa jenis mengalir memasuki pipa berpenampang besar

dengan kecepatan v1 menuju pipa berpenampang kecil dengan kecepatan v2

dimana v2 v1. Kecepatan fluida mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan

pada pipa sebelah kiri lebih besar. Perbedaan tekanan fluida di dua tempat tersebut

5

Alat untuk mengukur kecepatan aliran zat cair dalam pipa

A av

Manometer

Kecepatan aliran zat cair dalam pipa dirumuskan :

diukur oleh manometer yang diisi dengan fluida dengan massa jenis ρ’ dan

manometer menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian permukaan fluida di kedua

sisi adalah H. Terjadi perbedaan ketinggian air (h) pada kedua pipa vertikal.

Dalam hal ini berlaku h1 = h2 sehingga g h1 = g h2.

Berlaku persamaan Bernoulli sebagai berikut.

p1 + ½ v12 + g h1 = p2 + ½ v2

2 + g h2

p1 + ½ v12 = p2 + ½ v2

2

p1 p2 = ½ v22 ½ v1

2

∆ p = ½ (v22 v1

2)

g h = ½ (v22 v1

2)

g h = ½ (v22 v1

2)

untuk menentukan laju aliran zat cair pada pipa di atas. Kita gunakan persamaan

efek venturi yang telah diturunkan sebelumnya.

Jika, hendak mencari laju aliran zat cair di penampang besar (v1). Kita gantikan

v2 pada persamaan 1 dengan v2 pada persamaan 2.

6

v1P1

v2P2

r

Jika perbedaan massa jenis fluida sangat kecil, maka kita bisa

menggunakan persamaan ini untuk menentukan perbedaan tekanan pada

ketinggian yang berbeda, dengan demikian menjadi.

Venturimeter Dengan Manometer

Gambar 6. Venturi dengan manometer

Venturimeter dengan manometer adalah aplikasi gabungan antara

venturimeter dan tabung pitot. Fungsinya untuk mengukur laju fluida. Air dengan

massa jenis mengalir memasuki pipa berpenampang besar dengan kecepatan

v1.

7

menuju pipa berpenampang kecil dengan kecepatan v2 dimana v2 v1.

Kecepatan fluida mengalir pada pipa sebelah kanan, maka tekanan pada pipa

sebelah kiri lebih besar terjadi perbedaan ketinggian (h) raksa dengan massa jenis

r pada kedua pipa manometer. Dalam hal ini berlaku h1 = h2 sehingga g h1 = g

h2.

Berlaku persamaan Bernoulli sebagai berikut.

p1 + ½ v12 + g h1 = p2 + ½ v2

2 + g h2

p1 + ½ v12 = p2 + ½ v2

2

p1 p2 = ½ v22 ½ v1

2

∆ P = ½ (v22 v1

2)

(r ) g h = ½ (v22 v1

2)

Dengan menggunakan persamaan kontinuitas A1.v1 = A2.v2 untuk

mendapatkan hubungan antara v2 dan v1, maka v1 dapat dihitung.

2.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Venturi

2.1.3.1 Kelebihan

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

nozzle

• Dapat digunakan untuk mengukur cairan yang mengandung endapan padatan

(solids).

2.1.3.2 Kekurangan

• Tidak tersedia pada ukuran pipa dibawah 6 inches.

• Harga relatif mahal

2.1.4 Prinsif Kerja Venturi Meter

Fluida yang mengalir dalam pipa mempunyai massa jenis ρ. Kecepatan

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 ρ’ dan manometer

8

menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian permukaan fluida di kedua sisi adalah

H.

Lubang yang menuju ke kaki kanan manometer, tegak lurus dengan aliran udara.

Karenanya, laju aliran udara yang lewat di lubang ini (bagian tengah) berkurang

dan udara berhenti ketika tiba di titik 2. Dalam hal ini, v2 = 0. Tekanan pada kaki

kanan manometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (P2).

Ketinggian titik 1 dan titik 2 hampir sama (perbedaannya tidak terlalu besar)

sehingga bisa diabaikan. Ingat ya, tabung pitot juga dirancang menggunakan

prinsip efek venturi. Mirip seperti si venturi meter, bedanya si tabung petot ini

dipakai untuk mengukur laju gas alias udara. Karenanya, kita tetap menggunakan

persamaan efek venturi.

2.1.5 Penerapan Hukum Bernoulli

Penerapan Hukum Bernoulli, perhatikanlah Gambar di bawah ini.

Suatu fluida bergerak dari titik A yang ketinggiannya h1 dari permukaan tanah ke

titik B yang ketinggiannya h2dari permukaan tanah. Pada pelajaran sebelumnya,

Anda telah mempelajari Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada suatu benda.

Misalnya, pada benda yang jatuh dari ketinggian tertentu dan pada anak panah

yang lepas dari busurnya. Hukum Kekekalan Energi Mekanik juga berlaku pada

fluida yang bergerak, seperti pada .

Gambar 7.penerapan hokum bernouli

9

Fluida   bergerak dalam pipa yang ketinggian dan luas penampangnya yang

berbeda. Fluida naik dari ketinggian h1 ke h2 dan kecepatannya berubah

dari v1 ke v2.

Di ujung pipa satu, mengalir air dengan volume ΔV, bila kerapatan air adalah ρ

maka massa pada volume tersebut adalah Δm = ΔVρ. Tenaga potensial yang

dimiliki massa adalah U = Δmgh. Fluida tak termampatkan maka pada ujung yang

lainnya keluar air dengan volume yang sama dan massa yang sama. Ujung kedua

memiliki ketinggian yang berbeda dengan ujung pertama. Dengan demikian,

tenaga potensialnya berbeda meskipun massanya sama. Jika massa Δm bergerak

dari ujung 1 ke ujung 2 maka massa mengalami perubahan tenaga potensial

sebesar,

Perubahan tenaga kinetik massa:

Saat fluida di ujung kiri fluida mendapat tekanan P1dari  fluida  di sebelah kirinya,

gaya yang diberikan oleh fluida di sebelah kirinya adalah F1= P1A1. Kerja yang

dilakukan oleh gaya ini adalah:

Pada saat yang sama fluida di bagian kanan memberi tekanan kepada fluida ke

arah kiri. Besarnya gaya karena tekanan ini adalah F2= -P2A2. Kerja yang

dilakukan gaya ini.

10

Kerja total yang dilakukan gaya di sebelah kiri dan sebelah kanan ini adalah:

Masih ingatkah dengan teorema kerja dan energi:

Setelah dimasukan akan diperleh:

kita bagi kedua ruas dengan ΔV kita memperoleh:

kita bisa mengubah persamaan tersebut menjadi:

Secara lengkap, Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi

kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai

yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal. Persamaan matematisnya,

dituliskan sebagai berikut.

p + ½ ρv2 +ρgh =konstan

11

atau

dengan: p = tekanan (N/m2),

v = kecepatan aliran fluida (m/s),

g = percepatan gravitasi (m/s2),

h = ketinggian pipa dari tanah (m), dan

ρ = massa jenis fluida.

2.1.5 Penerapan Persamaan Bernoulli

Hukum Bernoulli diterapkan dalam berbagai peralatan yang digunakan dalam

kehidupan sehari-hari. Berikut uraian mengenai cara kerja beberapa alat yang

menerapkan Hukum Bernoulli.

Alat ukur venturi (venturimeter) dipasang dalam suatu pipa aliran untuk

mengukur laju aliran suatu zat cair. Suatu zat cair dengan massa jenis ρ mengalir

melalui sebuah pipa dengan luas penampang A1 pada daerah (1). Pada daerah (2),

luas penampang mengecil menjadi A2. Suatu tabung manometer (pipa U) berisi zat

cair lain (raksa) dengan massa jenis ρ’ dipasang pada pipa. Perhatikan Gambar 8.

Kecepatan aliran zat cair di dalam pipa dapat diukur dengan persamaan.

12

Gambar 8. Penampang pipa menyempit di 2 sehingga tekanan di bagian pipa

sempit lebih kecil dan fluida bergerak lebih lambat.

2.2.6 Penerapan Alat Ukur Venturi Meter

1) Venturimeter biasa digunakan untuk pengaturan aliran bensin dalam

system pengapian pada kendaraan bemotor.

2) Digunakan untuk mengukur debit dalam pipa.

3) Sekarang juga digunakan untuk menghitung kecepatan darah dalam Arteri.

4) Menghitung laju alir suatu fluida dalam sebuah tabung.

2.2 Orifice Meter

2.2.1 pengertian orifice

Orifice adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran

volum atau massa fluida di dalam saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip

beda tekanan. Alat ini berupa plat tipis dengan gagang yang diapit diantara flens

pipa. Fungsi dari gagang orifice adalah untuk memudahkan dalam proses

pemasangan dan penggantian. Orifice termasuk alat ukur laju aliran dengan

metode rintangan aliran (Obstruction Device). Karena geometrinya sederhana,

biayanya rendah dan mudah dipasang atau diganti.

13

Gambar 9. Pelat orifice

Orifice Plate(Sebuah plat lubang) adalah pelat tipis dengan lubang di

tengah. Hal ini biasanya ditempatkan dalam pipa aliran fluida di mana. Ketika

cairan mencapai pelat orifice, dengan lubang di tengah, cairan dipaksa untuk

berkumpul untuk pergi melalui lubang kecil, titik konvergensi maksimum

sebenarnya terjadi tak lama hilir orifice fisik, pada titik kava disebut contracta.

Seperti tidak demikian, kecepatan dan perubahan tekanan. Di luar

contracta vena, cairan mengembang dan kecepatan dan tekanan perubahan sekali

lagi. Dengan mengukur perbedaan tekanan fluida antara bagian pipa normal dan

di vena contracta, tingkat aliran volumetrik dan massa dapat diperoleh dari

persamaan Bernoulli.

Perubahan kecepatan setelah melalui orifice plate tersebut berkaitan dengan

perubahan tekanan (differential pressure). Perubahan tekanan ini yang kemudian

diukur (di tapping) dan kemudian diasosiakan dengan laju aliran. Dalam

kaitannya dengan Orifice dan pengukuran aliran, umumnya yang diukur adalah

differential pressure.

Dan dalam pemasangan dengan sistem orifice dapat digambarkan sebagai berikut:

Oriface plate terbuat dari plate tipis stainless steel, pada bagian tengahnya

dilubangi dengan ukuran yang telah dihitung besarnya, kemudian dipasang pada

pipa alir untuk memberikan beda tekanan. Orifice dapat dipakai untuk semua

fluida yang bersih dan gas, tetapi tidak umum dipakai untuk fuida yang

mengandung solid/kotoran. Pelat Orifice yang paling sering digunakan untuk

pengukuran kontinyu cairan di dalam pipa. Pelat Orifice juga digunakan dalam

14

beberapa sistem sungai kecil untuk mengukur aliran sungai di mana lokasi aliran

sungai melewati gorong-gorong atau saluran. Dalam lingkungan alam pelat orifice

besar digunakan untuk mengontrol aliran bendungan banjir. dalam struktur sebuah

bendungan, pelat orifice ditempatkan di seberang sungai dan dalam operasi

normal, air mengalir melalui pelat orifice sebagai lubang substansial besar dari

aliran normal cross. Namun ketika banjir, naik laju aliran banjir keluar pelat

orifice yang kemudian hanya dapat melewati aliran yang ditentukan oleh dimensi

fisik lubang tersebut. Arus ini kemudian muncul kembali di belakang bendungan

yang rendah dalam reservoir sementara, yang perlahan dibuang melalui mulut

lubang ketika banjir reda.

2.2.2 Jenis-Jenis Orifice:

1.      Concentric Orifice

Concentric Orifice merupakan jenis orifice yang paling banyak digunakan.

Profil lubang orifice ini mempuyai takik (bevel) dengan kemiringan 45° pada tepi

bagian downstream(lihat gambar di bawah). Hal ini akan mengurangi jarak

tempuh dari aliran tersebut mengalami perbedaan tekanan melintang. Setelah

aliran melewati orifice akan terjadi penurunan tekanan dan kemudian mencoba

kembali ke tekanan semula tetapi terjadi sedikit tekanan yang hilang permanen

(permanent pressure loss) sehingga perbedaan tekanan upstream dan downstream

tidak terlalu besar. Perbandingan diameter orifice dan diameter dalam pipa

dilambangkan dengan “β”. Orifice jenis ini memiliki ketentuan untuk nilai β  yaitu

antara 0.2-0.7 karena akurasinya akan berkurang untuk nilai diluar batas tersebut.

Letak lubang penghalang konsentris dengan penampang pipa. Digunakan untuk

mengukur volume gas, liquid dan steam dalam jumlah yang besar.

15

Gambar 10. Standard concentric orifice

2. Counter Bore Orifice

Counter bore orifice pada prinsipnya sama dengan concentric Orifice.

Perbedaanya terdapat pada profil lubangnya, orifice ini tidak mempuyai takik

(bevel) tapi diameter lubangya lebih besar pada bagian downstream daripada

diameter lubang pada bagian upstream (lihat gambar di bawah).

Gambar 11. Counter bored orifice

3. Eccentric Orifice

Eccentric orifice mempunyai profil lubang yang sama dengan concentric

orifice. Akan tetapi, pada eccentric orifice lubang tidak terletak tepat di tengah.

Diameter takik (bevel) bagian bawah hampir lurus (98%) dengan diameter dalam

16

dari pipa (lihat gambar di bawah). Titik pusat lubang penghalang tidak satu garis

pusat dengan pusat penampang pipa. Pemasangan lubang yang tidak konsentris ini

dimaksud untuk mengurangi masalah jika fluida yang diukur membawa berbagai

benda padat (solid).

Gambar 12. Eccentric orifice

4. Quadrant Bore Orifice

Quadrant bore orifice digunakan untuk mengukur aliran fluida dengan

viscositas tinggi dan direkomendasikan untuk bilangan Reynold di bawah 10000.

Profil dari lubang Quadrant bore orifice dapat dilihat pada gambar di bawah.

Radius “R” merupakan fungsi dari β. Ketebalan orifice sebanding dengan kuadran

radius “R”.

Gambar 13. Quadrant bore orifice

17

5. Segmental Orifice

Segmental orifice didesain untuk fluida dengan kandungan sedimen yang

tinggi. Profil dari lubang segmental orifice dapat dilihat pada gambar di bawah.

Diameter “D” bagian bawah hampir lurus (98%) dengan diameter dalam dari pipa.

“H” merupakan tinggi dari lingkaran lubang. Rasio β merupakan diameter lubang

“D” dibagi dengan diameter dalam dari pipa. Segmental orifice merupakan jenis

orifice yang paling sulit dalam proses manufaktur,diperlukan proses finishing

secara manual. Segmental orifice plates digunakan terutama pada service yang

sama dengan eccentric orifices, sehingga kelebihan dan kekurangan adalah kurang

lebih sama.

Gambar 14. Segmental orifice

6.Restriction Orifice

Tujuan dari instalasi Restriction orifice adalah untuk menghasilkan presure

drop yang besar. Restriction orifice biasanya ditunjukkan dengan “RO” atau

“FO”. Restriction orifice dapat menghasilkan pressure drop sampai 50 % untuk

fluida gas. Profil lubang Restriction orifice berbeda dengan orifice yang lain (lihat

gambar di bawah). Profil lubangnya lurus sehingga tekanan yang hilang secara

pemanen cukup besar akibatnya perbedaan tekanan upstream dan tekanan

downstream cukup mencolok.

18

Gambar 15. Restriction orifice

Ada beberapa tempat untuk mengambil beda tekanan pada sistem orifice Antara

lain :

- Flange Tap

Lokasi pengambilan tekanan berada pada flange, 1 inch upstream dan 1 inch

downstream, diukur dari permukaan upstream orifice.

- Corner Tap

Digunakan pada pipa yang lebih kecil dari 2 inch. Lubang pengambilan tekanan

pada flange dekat dengan permukaan orifice.

- Full flow pipe Tap

Lubang pengambilan tekanan pada upstream berjarak 2.5 D dari permukaan

upstream orifice dan downstream berjarak 8 D dari orifice.

- Radius Tap

Pengambilan tekanan pada upstream berjarak 1 D dan downstream 0.5 D dari

permukaan upstream orifice.

- Vena contracta taps

Upstream berjarak 0.5 sampai dengan 2 D dan downstream tergantung dari d/D

seperti pada.

2.2.3 kelebihan dan kekurangan utama dari Orfice ini adalah dari :

1. kelebihan

o Konstruksi sederhana

o Ukuran pipa dapat dibuat persis sama dengan ukuran pipa sambungan.

o Harga pembuatan alat cukup murah

19

o Output cukup besar

o Mudah dalam pemasangan

o Mudah dalam penggantian

o kerugian

2.kekurangan

o Jika terdapat bagian padat dari aliran fluida, maka padat bagian

tersebut akan terkumpul pada bagian pelat disisi inlet.

o Jangkauan pengukuran sangat rendah

o Dimungkinkan terjadinya aliran Turbulen sehingga menyebabkan

kesalahan pengukuran jadi besar karena tidak mengikuti prinsip aliran

Laminer.

o Tidak memungkinkan bila digunakan untuk mengukur aliran fluida

yang bertekanan rendah

2.4 Prinsip Kerja Orifice

Orifice merupakan alat untuk mengukur laju aliran dengan prinsip beda

tekanan atau disebut juga Bernoulli’s principle yang mengatakan bahwa terdapat

hubungan antara tekanan fluida dan  kecepatan fuida. Jika kecepatan meningkat,

tekanan akan menurun begitu pula sebaliknya.

Ketika aliran fluida mendekati orifice, tekanan naik sedikit dan kemudian

turun mendadak begitu melewati lubang di orifice plate. Tekanan ini terus turun

sampai “vena contracta” tercapai, lalu perlahan lahan naik kembali sampai mendekati

5 sampai 8 diameter, tekanan tertinggi dicapai yang mana masih lebih rendah dari

tekanan sebelum fluida msuk ke orifice. Penurunan tekanan ketika fluida melewati

orifice sebagai akibat dari kenaikan velocity fluida sesudah melalui lubang orifice

plate. Setelah velocity turun, tekanan cenderung naik kembali menuju tekanan

semula. Semua rugi tekanan (pressure loss) tidak dapat kembali karena adanya rugi

rugi friksi dan turbulence di pipa. Tekanan jatuh di orifice akan naik sejalan dengan

20

kenaikan laju aliran (flow rate) fluida. Bila tidak ada aliran, maka tidak ada beda

tekanan. Beda tekanan proportional dengan kwadrat velocity, dengan demikian, bila

semua faktor tetap, maka beda tekanan proportional dengan kuadrat laju aliran.

Gambar 16. Prinsip orifice

2.5 Aplikasi orifice

Orifice Plate yang paling sering digunakan untuk pengukuran kontinyu

cairan di dalam pipa. Mereka juga digunakan dalam beberapa sistem sungai kecil

untuk mengukur aliran di lokasi di mana sungai melewati gorong-gorong atau

saluran. Hanya sebagian kecil sungai sesuai untuk penggunaan teknologi sejak

piring harus tetap sepenuhnya terendam yaitu pendekatan pipa harus penuh, dan

sungai harus secara substansial bebas dari puing-puing.

Dalam lingkungan alam pelat orifice besar digunakan untuk mengontrol aliran

bantuan selanjutnya dalam bendungan banjir. dalam struktur sebuah bendungan

rendah ditempatkan di seberang sungai dan dalam operasi normal air mengalir

melalui pelat orifice leluasa sebagai lubang secara substansial lebih besar dari

bagian aliran normal cross. Namun, dalam banjir, naik laju alir dan banjir keluar

pelat orifice yang dapat kemudian hanya melewati aliran ditentukan oleh dimensi

fisik lubang tersebut. Arus ini kemudian diadakan kembali di belakang bendungan

yang rendah dalam reservoir sementara yang perlahan dibuang melalui mulut

ketika banjir reda

21

BAB I I I

KESIMPULAN

4.1 Kesimpulan

Dari penjelasan tentang venturimeter dan orificemeter, dapat disimpulkan

bahwa :

Pengertian pipa venturi: Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang

memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan

mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk

mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan

dapat diperhitungkan.

Venturi meter memiliki 3 bagian yaitu: Inlet Cone, Bagian Inlet,

Throat (leher)

Jenis-jenis venturimeter: venturimeter tenpa manometer dan

venturimeter dengan manometer.

Persamaan yang digunakan dalam venturi meter yaitu:

Kecepatan aliran zat cair di dalam pipa dapat diukur dengan

persamaan.

Penerapan venturimeter: Venturimeter biasa digunakan untuk

pengaturan aliran bensin dalam system pengapian pada kendaraan

bemotor dan juga Digunakan untuk mengukur debit dalam pipa.

Pengertian orifice: Orifice adalah salah satu alat yang digunakan

untuk mengukur laju aliran volum atau massa fluida di dalam

saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip beda tekanan.

22

Jenis-jenis orifice ada 6 yaitu: Concentric Orifice, Counter Bore

Orifice, Eccentric Orifice, Quadrant Bore Orifice, Segmental

Orifice, Restriction Orifice

Prinsif kerja orifice: Orifice merupakan alat untuk mengukur laju

aliran dengan prinsip beda tekanan atau disebut juga Bernoulli’s

principle yang mengatakan bahwa terdapat hubungan antara

tekanan fluida dan  kecepatan fuida.

Aplikasi orifice: Orifice Plate yang paling sering digunakan untuk

pengukuran kontinyu cairan di dalam pipa.

4.2 Saran

Melalui makalah ini diharapkan agar mahasiswa dapat lebih memahami

alat-alat ukur keceparan fluida yaitu venturimeter dan orificemeter, sebagai salah

satu unit dalam transportasi fluida (cair dan gas) sehingga ketika mahasiswa terjun

kedalam dunia industri, mahasiswa telah memiliki pemahaman secara konsep

teoritis maupun dalam prakteknya mengenai ternsfortasi fluida.

23