Makalah Venturi

MAKALAH ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ‘’Venturi Meter’’

Oleh: 1. Hiday idayah ah Cahya ahyani ni G (K (KE E 1D/1 1D/13) 3) 2.

Jev N Hilga

(KE 1D/14)

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2012

KATA PENGANTAR 

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul Venturi Meter ini. Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas mata kuliah alat ukur dan pengukuran. Kami mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini. Harapa Harapan n kami, kami, makala makalah h ini dapat dapat bermanf bermanfaat aat bagi bagi para para pembaca pembaca untuk untuk lebih lebih memahami tentang Venturi Meter. Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan. Untuk itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca agar kedepannya kami dapat menjadi lebih baik.

Penyusun

ALIRAN Aliran dapat diklasifikas diklasifikasikan ikan (digol ( digolongk ongkan) an) dalam banyak jenis seperti: seperti: turbulen, turbulen, laminar, nyata, ideal, mampu balik, tak mampu balik, seragam, tak seragam, rotasional, tak  rotasional. Aliran fluida melalui instalasi (pipa) terdapat dua jenis aliran yaitu : 1. Alir Aliran an lam laminer  iner  2. Alir Aliran an turb turbul ulen ensi si Cairan dengan rapat massa yang akan lebih mudah mengalir dalam keadaan laminer. Dalam aliran fluida perlu ditentukan besarannya, atau arah vektor kecepatan aliran pada suatu titik ke titik yang lain. Agar memperoleh penjelasan tentang medan fluida, kondisi rata-rata  pada daerah daerah atau volume volume yang kecil kecil dapat dapat ditent ditentukan ukan dengan dengan instrument instrument yang yang sesuai. sesuai.

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 Dalam penguk pengukuran uran fluida fluida termas termasuk uk penent penentuan uan tekana tekanan, n, kecepa kecepatan tan,, debit, debit, gradien gradien kecepat kecepatan, an, turbule turbulensi nsi dan viskosi viskositas tas.. Terdapa Terdapatt banyak banyak cara melaks melaksana anakan kan penguk pengukura urann pengukuran  pengukuran,, misalnya misalnya : langsung, langsung, tak langsung, langsung, gravimetrik gravimetrik,, volumetrik, volumetrik, elektronik, elektronik, elektr elektroma omagne gnetik tik dan optik. optik. Penguk Pengukura uran n debit debit secara secara langsu langsung ng terdiri terdiri dari atas atas penent penentuan uan volume atau berat fluida yang melalui suatu penampang dalam suatu selang waktu tertentu. Metoda tak langsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuan tinggi tekanan, perbedaan tekana tekanan n atau atau kecepa kecepatan tan dibebe dibeberap rapaa dititi dititik k pada pada suatu suatu penam penampan pang g dan dengan dengan besaran besaran  perhitungan  perhitungan debit. Metode pengukuran aliran yang paling paling teliti adalah penentuan gravimerik  gravimerik  atau atau pene penent ntua uan n volu volume metr trik ik deng dengan an berat berat atau atau volu volume me diuk diukur ur atau atau pene penent ntua uan n deng dengan an mempergunakan tangki yang dikalibrasikan untuk selang waktu yang diukur.

Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur melalui : 1.

Kecepatan (velocity (velocity))

2.

Berat (massanya (massanya))

3. Luas Luas bid bidan ang g yang yang dil dilal alui uiny nyaa 4. Volumenya

PENGENALAN ALAT UKUR LAJU ALIRAN FLUIDA Dala Dalam m pabrik pabrik-pa -pabri brik k peng pengol olah ahan an dipe diperl rlen engk gkap apii deng dengan an berb berbag agai ai maca macam m alat alat  pengoperasi  pengoperasian an setiap peralatan saling mendukung mendukung antar satu peralatan dengan peralatan 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 untuk menget mengetahu ahuii dan mempe memperol roleh eh sesuatu sesuatu yang yang dikehe dikehenda ndaki ki dari dari suatu suatu kegiat kegiatan an kerja kerja  peralatan  peralatan mekanik. mekanik. Salah Salah satu peralatan peralatan instrument instrument yang penting penting adalah adalah alat ukur. ukur. Penggunaan 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. Alat ukur aliran fluida dari dua bagian pokok yaitu : 1. Alat Alat Ukur Ukur Prim Primer  er  Yang dimaksud alat ukur primer adalah bagian alat ukur yang berfungsi sebagai alat  perasa ( sensor   sensor ). ). 2. Alat Ukur Sekunder  Sedangkan alat ukur sekunder adalah bagian yang mengubah dan menunjukkan besaran aliran yang dirasakan alat perasa supaya dapat dibaca. Alat ukur yang sering dijumpai dalam pabrik dibagi menurut fungsinya yaitu: a. Alat Pengukur Aliran Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran dari fluida yang mengalir.  b. Alat Pengukuran Pengukuran Tekanan Tekanan

Alat yang digunakan untuk mengukur dan menunjukan besaran tekanan dari suatu fluida. c. Alat Pengukur Tinggi Permukaan Cairan Alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian dari permukaan suatu cairan d. Alat Pengukur Temperatur  Alat yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran temperatur. Tujuan dari pada pengukuran aliran fluida adalah untuk mencegah kerusakan peralatan, untuk  mendapatkan mutu produksi yang diinginkan dan mengontrol jalannya p roses.

JENIS ALAT UKUR ALIRAN FLUIDA Jenis Jenis alat alat ukur ukur aliran aliran fluida fluida yang yang paling paling banyak banyak diguna digunakan kan dianta diantaran ranya ya alat alat ukur  ukur  lainnya adalah alat ukur fluida jenis laju aliran. Hal ini dikarenakan oleh konstruksinya yang sederhana dan pemasangannya yang mudah. Alat ukur aliran fluida jenis ini dibagi empat jenis yaitu : 1. Vent Ventur urii mete meter  r  2. Nozzle 3. Pitot tubes 4. Flat orifi rifice ce

Pada dasarnya prinsip kerja dari keempat alat ukur ini adalah sama yaitu bila aliran fluida yang mengalir melalui alat ukur ini mengalir maka akan terjadi perbedaan tekanan sebelum sesudah alat ini. Beda tekanan menjadi besar bila laju aliran yang diberikan kepada alat ini bertambah.

VENTURI METER 

Venturi Meter ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk  mendapatk mendapatkan an beda tekanan. Sedangkan alat untuk menunjukan menunjukan besaran aliran fluida yang diukur atau alat sekundernya adalah manometer pipa U. Venturi Meter memiliki kerugian karena harganya mahal, memerlukan ruangan yang besar dan rasio diameter throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah. Alat ini dapat dipakai untuk mengukur laju aliran fluida, misalnya menghitung laju aliran air atau minyak yang mengalir melalui pipa. Venturimeter  digunakan sebagai pengukur volume fluida misalkan minyak yang mengalir tiap detik. Venturimeter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya ten gahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar  dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga  besarnya tekanan dapat diperhitung diperhitungkan. kan. Dalam pipa venturi venturi ini luas penampang penampang pipa bagian 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 lebi sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan kecepatan.

Untuk sebuah venturi meter tertentu dan sistem manometer tertentu, kecepatan aliran yang dapat diukur adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran berubah maka diameter throatnya dapa dapatt dipe diperb rbes esar ar untuk untuk memb member erik ikan an pemb pembac acaa aan n yang yang akur akurat at atau atau dipe diperk rkec ecil il untuk  untuk  mengakomodasi kecepatan aliran maksimum yang baru.

Untuk Venturi Meter ini dapat dibagi 4 bagian utama yaitu : a. Bagian Inl 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 Cone Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida. c. Throa roat (le (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. cone . Pada Venturi meter ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian outlet  cone. cone. Pada bagian inlet ini inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inlet cone fluida akan mengalami mengalami penurunan tekanan yang disebabkan disebabkan oleh bagian inlet inlet cone yang  berbentuk  berbentuk kerucut atau semakin semakin mengecil mengecil kebagian kebagian throat. throat. Kemudian Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah 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. cone. Outlet cone ini  berbentuk  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 permanen dalam dalam tekanan 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 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).

.1 .2

Kelebihan dan Kekurangan Venturi

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

Cara Kerja Venturi Meter Fluida yang mengalir dalam pipa mempunyai massa jenis ρ. Kecepatan fluida mengalir   pada pipa pipa sebelah sebelah kanan, maka maka tekanan tekanan pada pipa pipa sebelah sebelah kiri lebih besar. besar. Perbedaan Perbedaan tekanan fluida di dua tempat tersebut diukur oleh manometer yang diisi dengan fluida dengan massa jenis ρ’ dan manometer menunjukkan bahwa perbedaan ketinggian  permukaan  permuk aan fluida fluida di kedua sisi adalah adalah H. 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 tiba di titik titik 2. Dalam Dalam hal ini, ini, v2 = 0. 0. Tekanan pada kaki kaki kanan manomete manometer  r  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.

Penerapan Alat Ukur Venturi Meter Venturimeter biasa digunakan untuk pengaturan aliran bensin dalam system pengapian  pada kendaraan kendaraan bermotor  bermotor .

Penerapan Hukum Bernoulli Penerapan Hukum Bernoulli, p erhatikanlah Gambar 7.27. Suatu fluida bergerak dari titik  A yang ketingg ketinggiann iannya ya h1 dari dari perm permuka ukaan an tanah tanah ke titi titik k B yang yang keti ketingg nggia ianny nnyaa h2dari  permukaan  permukaan tanah. Pada pelajaran sebelumnya, sebelumnya, Anda telah mempelajari mempelajari Hukum Kekekalan Energi Energi Mekanik Mekanik pada pada suatu suatu benda. benda. Misaln Misalnya, ya, pada pada benda benda yang jatuh jatuh dari dari ketingg ketinggian ian tertentu dan pada anak panah yang lepas dari busurnya. Hukum Kekekalan Energi Mekanik   juga berlaku berlaku pada fluida yang yang bergerak, bergerak, seperti seperti pada Gambar 7.27.

Fluida bergerak ak dalam pipa pipa yang yang ketinggian ketinggian dan luas luas penampang penampangnya nya yang Gambar 7.27 Fluida berger  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 termam termampat patkan kan maka pada ujung ujung yang lainnya lainnya keluar keluar air  dengan volume yang sama dan massa yang sama. Ujung kedua memiliki ketinggian yang  berbeda dengan ujung pertama. Dengan demikian, demikian, tenaga potensialnya berbeda meskipun meskipun massanya sama. Jika massa Δm bergerak dari ujung 1 ke ujung 2 maka massa mengalami  perubahan  perubahan tenaga potensi potensial al sebesar, 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.

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 +ρ gh =konstan

atau

dengan: p dengan: p = tekanan (N/m2), v = kecepatan aliran fluida (m/s),

 g =  g = percepatan gravitasi (m/s2), h = ketinggian pipa dari tanah (m), dan ρ = massa jenis fluida.

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 A penampang A1 pada daerah (1). Pada daerah (2), luas penampang mengecil menjadi A menjadi A2. Suatu tabung manometer (pipa U) berisi zat cair lain (raksa) dengan massa  jenis ρ’ dipasang dipasang pada pipa. Perhatikan Perhatikan Gambar 7.28. Kecepatan aliran zat cair di dalam  pipa dapat dapat diukur diukur dengan dengan persamaan. persamaan.

Gambar 7.28 Penampang pipa menyempit di 2 sehingga tekanan di bagian pipa sempit lebih kecil dan fluida bergerak lebih lambat.

Contoh soal venturi meter Pipa venturi meter yang memiliki memiliki luas penampang penampang masing-masing masing-masing 8 × 10 –2 m2 dan 5 × 10 –  3 m2 digunakan untuk mengukur kelajuan air. Jika beda ketinggian air raksa di dalam kedua manometer adalah 0,2 m dan g  dan g = = 10 m/s2, tentukanlah kelajuan air tersebut ( ρ raksa = 13.600 kg/m3). Jawab

Diketahui: A Diketahui: A1 = 8 × 10 –2 m2, A2 = 8 × 10 –3 m2, h = 0,2 m, dan g  dan g = = 10 m/s2.

v = 0,44 m/s

Daftar Pustaka

Arikunto, S. (1999). Mekanik (1999). Mekanika a Fluida. Fluida. Jakarta: Rineka Cipta. Ruseffendi. (1992). Alat-A (1992). Alat-Alat lat Ukur Zat Cair  Cair . Jakarta: Depdikbud Sinaga, M. et al. (1992). Mekani (1992). Mekanika ka Fluida. Fluida. 2. Jakarta: Erlangga Suherman, E. et al (2001). Alat-A (2001). Alat-Alat lat Ukur Mekanik  Mekanik . Bandung: Jica UPI Wijaya, C. dan Rusyan, T. (1997). Venturi Meter . Bandung: Remaja Rosdakarya. https://fluidadinamis.blogspot.com/2011_04_26_archive.html https://dc364.4shared.com/doc/I_J5-ts3/preview.html https://budisma.web.id/materi/sma/fisika...xi/penerapan-hukum-bernoulli/ https://html.scribd.com/doc/89575009/ Alat -Ukur -Debit-Saluran-Tertutup-Baru -Debit-Saluran-Tertutup-Baru https://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18295/.../Chapter%20II.pdf  https://nusantarastore.com/.../ prinsip -kerja -venturimeter -dengan-manometer 

www.pdfsearchenginepro.com/pdf/dasar- alat-pengukuran.html ukur  https:// issuu.com/hmtk-ttftiuii/docs/alat _   _ ukur  www.slideshare.net/NurLatifah1/ venturimeter -dan-tabung-pitot -dan-tabung-pitot