PENGUKURAN ALIRAN

Pengukuran aliran adalah pengukuran kapasitas aliran atau laju aliran massa atau laju aliran volume aliran. Pada bab ini akan dibahas alat-alat dan perhitungan pengukuran aliran. Ditinjau dari jenis saluran aliran fluida, yaitu aliran saluran tertutup dan aliran saluran terbuka, maka alat pengukuran aliran secara umum juga akan diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu pengukuran aliran terbuka dan pengukuran aliran tertutup.

Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukur tersebut. Adapun persamaan dasar yang dipergunakan dalam menganalisa pengukuran aliran adalah persamaan kontinuitas, persamaan Bernoulli dan perhitungan head loss aliran.

4.1. PENGUKURAN ALIRAN INTERNAL

Pengukuran aliran internal dapat dilakukan dengan 4 metode yaitu :

1. metode langsung

2. metode pembatasan

nosel, venturi, orifice, elemen aliran laminer,

3. metode linier;

float meter, rotameter, turbin flowmeter, vortex flow meter, electromagnetik flow meter, magnetik flow meter, ultrasonic

4. metode pembagian ( pitot tube, anemometer).

4.1.1. Metode Langsung

Metode langsung pengukuran aliran dapat dilakukan dengan mengukur volume atau massa fluida dalam selang waktu tertentu. Pada selang waktu yang lama dan diukur secara tepat, serta pengukuran volume atau massa diukur secara tepat, maka pengukuran ini tidak memerlukan kalibrasi. Pengukuran laju aliran volume atau massa dengan metode langsung ini cukup teliti. Akan tetapi apabila fluida yang diukur adalah gas, maka efek kompresibilitasnya harus diperhitungkan.

Persamaannya adalah :

m = r V A = r (D"/Dt) (4.1)

dimana :

m : laju massa aliran

(D"/Dt): perubahan volume/perubahan waktu

4.1.2. Metode pembatasan

Metode pembatasan ini mengukur perbedaan tekanan diantara dua penampang aliran yang sebanding dengan laju aliran. Perhitungan laju aliran teoritis dapat dilakukan berdasarkan hukum kontinuitas dan persamaan Bernoulli. Kapasitas aliran sebenarnya dapat ditentukan dengan memperhitungkan faktor koreksi dari masing-masing alat ukur yang ditentukan secara empiris.

Alat ukur metode tak langsung dengan pembatasan ini dianalisa pada penampang 1 yaitu sebelum masuk alat ukur, dan penampang 2 yaitu tepat di daerah alat ukur yang biasanya menimbulkan vena contrakta. Vena kontrakta adalah daerah setelah pengecilan penampang aliran. Pada daerah ini kapasitas aliran minimum dan tekanan aliran pada penampang tersebut seragam. Secara umum kondisi garis arus (stream line) aliran dapat digambarkan seperti gambar 4.1.

Persamaan kontinuitas dari penampang 1 ke penampang 2 adalah

m₁ = m₂ r₁ V₁ A₁ = r₂ V₂ A₂

untuk aliran tak mampu mampat maka r adalah tetap sehingga :

V₁ A₁ = V₂ A₂