Pengukuran Aliran Steam Menggunakan Head Flowmeter Dengan Differensial Pressure Transmitter

(1)

PENGUKURAN ALIRAN STEAM MENGGUNAKAN

HEAD FLOWMETER DENGAN DIFFERENSIAL

PRESSURE TRANSMITTER

O L E H

NAMA : AGUS PRABUDI NIM : 005203003

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN


(2)

LEMBAR PENGESAHAN

PENGUKURAN ALIRAN STEAM MENGGUNAKAN HEAD FLOWMETER DENGAN DIFFERENSIAL

PRESSURE TRANSMITTER Disusun Oleh :

NAMA : AGUS PRABUDI

NIM : 0052030003

Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing

(Ir. Mustafrind Lubis) NIP : 130 353 117

Diketahui Oleh : Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik

Fakultas Teknik USU

(Ir. Nasrul Abdi, MT) NIP : 131 459 554

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN


(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat dan rahmat_Nya Penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini. Karya Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan kuliah pada Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Pada Karya Akhir ini Penulis membahas masalah Head Flowmeter yang berjudul “PENGUKURAN ALIRAN STEAM MENGGUNAKAN HEAD FLOWMETER DENGAN DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER”.

Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini sehingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan juga masukan dalam penulisan Karya Akhir. Pada kesempatan ini Penulis sampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ayahanda dan Ibunda yang telah memberikan semangat dan dukungan baik

moril maupun materil.

2. Bapak Dr. Ir. Armansyah Ginting, M. Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT, selaku Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. T. Ahri Bahriun M. Sc, selaku Koordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.


(4)

6. Bapak Ir. Mustafrind Lubis, selaku Dosen Pembimbing Penulis dalam menyusun Karya Akhir ini.

7. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Universitas Sumatera Utara dan Pendidikan Teknologi Kimia (PTKI).

8. Seluruh keluarga dan kerabat yang telah memberikan masukan dan saran pada Penulis selama ini.

9. Teman-temanku Mahasiswa/i khususnya angkatan “00” TIP D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih belum sempurna dan masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan ruang lingkup pengamatan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang konstruktif dan edukatif guna penyempurnaan Karya Akhir ini. Akhirnya Penulis berharap semoga Karya Akhir ini dapat memenuhi tujuannya dan bermanfaat bagi pembaca.

Semoga Karya Akhir ini berguna bagi Mahasiswa khususnya dan para Pembaca pada umumnya.

Medan, Maret 2008 Penulis,

Agus Prabudi


(5)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vii

ABSTRAK ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1. Latar Belakang ... 1

I.2. Tujuan Pembahasan ... 2

I.3. Batasan Masalah ... 2

I.4. Metode Pembahasan ... 3

I.5. Sistematika Pembahasan ... 3

BAB II PENGUKURAN ALIRAN ... 5

II.1. Pengertian Pengukuran ... 5

II.2. Dasar Pengukuran Aliran ... 6

II.3. Jenis Dan Karakteristik Aliran ... 12

II.4. Uap Air ... 14

II.5. Dasar Pengukuran Flowmeter ... 17


(6)

BAB III HEAD FLOWMETER DAN DIFFERENSIAL

PRESSURE TRANSMITTER ... 23

III.1. Head Flowmeter ... 23

III.1.1. Persamaan Umum Aliran ... 24

III.1.2. Piranti Penghalang ... 27

III.2. Prinsip Kerja Head Flowmeter ... 36

III.3. Differensial Pressure Transmitter ... 38

III.3.1. Pengukuran Tekanan ... 38

III.3.2. Pressure Transmitter ... 39

III.4. Pemilihan Sensor ... 42

BAB IV PENGUKURAN ALIRAN STEAM MENGGUNAKAN HEAD FLOWMETER DENGAN DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER ... 44

IV.1. Prinsip Operasi dan Diagram Pengukuran dengan Head Flowmeter ... 45

IV.2. Skala Pembacaan ... 51

BAB V PENUTUP ... 53

V.1. Kesimpulan ... 53

V.2. Saran ... 53


(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema Meter Piring Angguk ... 8

Gambar 2.2. Turbin Meter ... 9

Gambar 2.3. Aliran Fluida Pengantar Melalui Medan Magnet ... 9

Gambar 2.4. Magnetik Flowmeter ... 10

Gambar 2.5. Skema Rotameter ... 11

Gambar 2.6. Jenis Aliran Fluida ... 13

Gambar 2.7. Diagram Mollier ... 16

Gambar 2.8. Grafik Ketelitian (%) Vs Range Flow (%) untuk masing-masing model Flowmeter ... 18

Gambar 3.1. Head Flowmeter Dengan Plat Orifice ... 25

Gambar 3.2. Hubungan antara Koefisien Aliran (α) Bilangan Reynold (RED) ... 27

Gambar 3.3. Jenis-Jenis Plat Orifice ... 28

Gambar 3.4. Skema Pemasangan Plat Orifice ... 30

Gambar 3.5. Pemasangan Orifice Head Flowmeter untuk berbagai Fluida ... 31

Gambar 3.6. Vena Contracta Tap ... 32

Gambar 3.7. Flange Tap ... 33

Gambar 3.8. Pipe Tap ... 34

Gambar 3.9. Corner Tap ... 34

Gambar 3.10. Flow Nozzle ... 35

Gambar 3.11. Tabung Venturi ... 36


(8)

Gambar 3.13. Pneumatic Differensial Pressure Transmitter ... 40

Gambar 3.14. Struktur Electric Pressure Transmitter ... 41

Gambar 3.15. Bentuk-bentuk Diafragma ... 42

Gambar 3.16. Konfigurasi Diafragma ... 43

Gambar 4.1. Blok Diagram Sistem Pengukuran ... 46

Gambar 4.2. Diagram Pengukuran dan Pengaturan Aliran Fluida menggunakan Head Flowmeter ... 48


(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Konversi satuan tekanan yang digunakan pada masa sekarang ... 38 Tabel 2. Range Pengukuran Head Flowmeter ... 52


(10)

ABSTRAK

Pengukuran aliran steam sangatlah penting untuk mengetahui jumlah steam yang mengalir selama proses berlangsung serta pengukuran aliran steam ini juga berguna untuk mengatur jalannya proses sehingga dapat meningkatkan hasil produksi agar tetap stabil.

Head Flowmeter dengan Differensial Pressure Transmitter (D/P Transmitter) adalah salah satu peralatan pengukur aliran fluida maupun steam yang dipergunakan untuk mengukur besarnya jumlah fluida yang mengalir dalam pipa dan D/P Transmitter berfungsi sebagai alat untuk penghasil keluaran dari pengukuran dan perantara penghubung antara Head Flowmeter yang ada dilapangan dengan ruang DCS (Distribution Control System).

Head Flowmeter dengan D/P Transmitter ini berfungsi untuk mengirimkan data yang di ukur dilapangan ke unit penerima pada ruang kendali (ruang DCS). Transmitter ini menggunakan sistem dua kabel transmisi, dimana kabel tersebut berfungsi sebagai pengiriman sinyal dan sebagai sumber tenaga. D/P Transmitter ini mengukur sinyal proses (input) yang dikirim dari lapangan kemudian di ubah menjadi sinyal instrumen dengan range 4 mA s/d 20 mA dengan indikasi sebanding dengan 0 % s/d 100 %.


(11)

ABSTRAK

Pengukuran aliran steam sangatlah penting untuk mengetahui jumlah steam yang mengalir selama proses berlangsung serta pengukuran aliran steam ini juga berguna untuk mengatur jalannya proses sehingga dapat meningkatkan hasil produksi agar tetap stabil.

Head Flowmeter dengan Differensial Pressure Transmitter (D/P Transmitter) adalah salah satu peralatan pengukur aliran fluida maupun steam yang dipergunakan untuk mengukur besarnya jumlah fluida yang mengalir dalam pipa dan D/P Transmitter berfungsi sebagai alat untuk penghasil keluaran dari pengukuran dan perantara penghubung antara Head Flowmeter yang ada dilapangan dengan ruang DCS (Distribution Control System).

Head Flowmeter dengan D/P Transmitter ini berfungsi untuk mengirimkan data yang di ukur dilapangan ke unit penerima pada ruang kendali (ruang DCS). Transmitter ini menggunakan sistem dua kabel transmisi, dimana kabel tersebut berfungsi sebagai pengiriman sinyal dan sebagai sumber tenaga. D/P Transmitter ini mengukur sinyal proses (input) yang dikirim dari lapangan kemudian di ubah menjadi sinyal instrumen dengan range 4 mA s/d 20 mA dengan indikasi sebanding dengan 0 % s/d 100 %.


(12)

BAB I PENDAHULUAN

I.1. LATAR BELAKANG

Instrumen merupakan alat yang sangat penting dalam sistem pengukuran, salah satu penggunaannya untuk pengukuran aliran uap, instrumen harus ada dan dapat berfungsi dengan baik. Instrumen merupakan salah satu faktor yang menentukan hasil produksi, dimana instrumen berfungsi untuk mengukur, mengontrol, mendeteksi, menutup, membuka, baik secara manual maupun secara otomatis.

Dalam proses industri, pengendalian dilakukan dengan mengukur satu atau lebih besaran (variabel). Hasil pengukuran digunakan sebagai perbandingan apakah variabel yang diukur sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya variabel yang diukur adalah : Aliran (flow), Tekanan (pressure), Tinggi Permukaan (level), Suhu (temperature).

Setiap industri senantiasa memiliki peralatan instrumen. Peralatan instrumen bermacam-macam bentuk dan fungsinya, salah satunya adalah pengukuran beda tekanan yang dikenal dengan Head Flowmeter. Alat ini digunakan untuk menentukan volume uap yang mengalir dalam proses. Head Flowmeter yang dihubungkan dengan Differensial Pressure Transmitter berfungsi untuk mengetahui jumlah fluida yang mengalir, hasil keluaran pengukurannya diubah ke dalam bentuk sinyal instrumen dan kemudian sinyalnya dikirim ke ruang kontrol. Oleh karena itu, penyusun merasa tertarik untuk membahas tentang Pengukuran Aliran Steam Menggunakan Head Flowmeter Dengan Differensial Pressure Transmitter sebagai judul Karya Akhir.


(13)

I.2. TUJUAN PEMBAHASAN

Sebagai salah satu pabrik penghasil pulp dalam skala besar dengan proses produksi yang rumit, maka diperlukan sistem pengukuran untuk mengetahui besar fluida yang dihasilkan. Agar tetap stabil dibutuhkan alat ukur yang memiliki keakuratan yang baik, untuk memudahkan mengetahui besar fluida yang dibutuhkan. Dalam hal mengukur aliran dan pengubahan sinyal instrumen maka dibutuhkan Head Flowmeter dengan Differensial Pressure Transmitter.

Adapun yang menjadi tujuan penulisan dalam pembahasan Karya Akhir ini adalah :

1. Untuk mengetahui dan memahami prinsip kerja dari Head Flowmeter dengan Differensial Pressure Transmitter.

2. Untuk mengetahui sistem pengukuran aliran uap dan besar pengaturan uap dengan menggunakan Head Flowmeter dengan Differensial Pressure Transmitter.

I.3. BATASAN MASALAH

Setiap industri senantiasa memiliki peralatan instrumen. Peralatan instrumen bermacam-macam bentuk dan fungsinya, salah satunya adalah pengukuran beda tekanan yang dikenal dengan Head Flowmeter. Alat ini digunakan untuk menentukan beda tekanan uap yang mengalir dalam proses.

Melihatnya banyaknya permasalahan, maka penyusun membatasi masalah penulisan Karya Akhir ini :

1. Untuk mengetahui perbedaan tekanan uap pada Head Flowmeter maka digunakan plat orifice sebagai penghasil beda tekanan.


(14)

2. Untuk mengkonversikan hasil pengukuran beda tekanan fluida menjadi sinyal instrumen maka digunakan Differensial Pressure Transmitter.

I.4. METODE PEMBAHASAN

Metode pembahasan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antara lain :

1. Pengamatan langsung di Mini Plant PTKI Medan serta melakukan diskusi dengan Pembimbing Operator lapangan.

2. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing Fakultas. 3. Dengan cara studi kepustakaan.

I.5. SISTEMATIKA PEMBAHASAN

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini, maka penyusun membuat suatu sistematika pembahasan. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan pembahasan, batasan Masalah, metode pembahasan dan sistematika pembahasan.

BAB II : PENGUKURAN ALIRAN

Bab ini akan dijelaskan pengertian pengukuran, dasar pengukuran aliran, jenis dan karakteristik aliran, uap air, dasar pengukuran flowmeter dan pengukuran aliran steam.

BAB III : HEAD FLOWMETER DAN DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER


(15)

4

Flowmeter, Differensial Pressure Transmitter dan pemilihan sensor.

BAB IV : PENGUKURAN ALIRAN STEAM MENGGUNAKAN HEAD FLOWMETER DENGAN DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER

Bab ini dijelaskan prinsip kerja dan diagram pengukuran Head Flowmeter dan skala pembacaan.

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.


(16)

BAB II

PENGUKURAN ALIRAN

II.1. PENGERTIAN PENGUKURAN

Pengukuran adalah proses menetapkan standar untuk setiap besaran yang tidak terdefinisi. Standar tersebut dapat berupa barang yang nyata, dengan syarat sifat barang itu tidak berubah – ubah dalam waktu yang lama, misalnya standar untuk massa adalah silinder yang terbuat dari platinum – irridium dan di beri nama satu kilogram. Yang perlu diperhatikan dalam melakukan aktifitas pengukuran adalah :

1. Standar yang dipakai harus memiliki ketelitian yang sesuai dengan standar yang dapat di terima oleh umum.

2. Cara pengukuran dan alat yang digunakan harus sesuai persyaratan. Umumnya, dalam melakukan pengukuran di butuhkan alat ukur untuk menentukan besaran. Alat ukur membantu meningkatkan keterampilan manusia dan dalam banyak hal memungkinkan seseorang untuk menentukan nilai besaran yang tidak diketahui. Tanpa bantuan tersebut manusia tidak dapat menentukannya, dengan demikian sebuah alat ukur dapat di defenisikan sebagai alat yang digunakan untuk menentukan kuantitas dari suatu besaran (variabel).

Dalam pengukuran, digunakan sejumlah istilah sebagai berikut :

- Ketelitian ( Accuracy ) : Harga suatu pembacaan alat ukur yang mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.


(17)

yang serupa dengan memberikan harga tertentu bagi sebuah variabel.

- Kesalahan ( Eror ) : Penyimpangan variabel yang di ukur dari harga

sebenarnya.

-Sensitivitas (Sensitivity) : Perbandingan antara sinyal keluaran terhadap perubahan masukan atau variabel yang di ukur. - Resolusi (Resolution) : Perubahan nilai terkecil dalam nilai yang diukur

dimana alat ukur akan memberi respon.

II.2. DASAR PENGUKURAN ALIRAN II.2.1. Tujuan Pengukuran Aliran

Pada prinsipnya besaran aliran fluida diukur melalui kecepatannya, berat (massa), volume, serta luas bidang yang dilaluinya. Pengukuran aliran fluida perlu dilakukan untuk :

- Mencegah Kerusakan Peralatan.

- Mendapatkan Mutu produksi yang diinginkan. - Pengontrolan Jalannya proses.

II.2.2. Metode Pengukuran Aliran Fluida

Metoda – metoda aliran fluida perlu dilakukan untuk mendapatkan data analisa. Pada berbagai proses operasi industri/pembangkit tenaga, misalnya ketelitian pengukuran aliran fluida berhubungan langsung dengan efisiensi. Karena itu, kesalahan kecil saja dapat mengakibatkan kerugian yng besar dalam kurun waktu yang lama. Dalam pengukuran aliran fluida ada banyak cara, mulai


(18)

dari elemen perasa (sensor) sehingga penunjukannya dalam berbagai tampilan. Elemen dasar dan sistem yang di gunakan untuk pengukuran aliran banyak sekali ragamnya. Dari ragam tersebut yang dapat digunakan biasanya tergantung pada proses, kemampuan, dan segi harga. Secara garis besar ada 3 metoda Pengukuran Aliran Fluida yaitu : Metoda Positive Displacement Meter, Metoda Khusus, dan Metoda Perbedaan Tekanan.

1. Metoda Positive Displacement Meter

Positive Displacement Meter adalah jenis volumetrik yang secara berkelanjutan akan membagi aliran uap menjadi beberapa discreat segmen. Alat ini menjebak fluida (Isolated Volume) yang telah diketahui harganya, kedalam suatu elemen pengukur dan meneruskan volume tersebut dari masukan ke keluaran. Dengan menghitung tiap jebakan fluida akan didapatkan jumlah volume yang telah ditransfer (totalizer). Displacement Meter merupakan alat ukur yang mengukur volume dan bukan mengukur kecepatan aliran fluida. Positive Displacement Meter banyak digunakan untuk pengukuran aliran air, gas alam, dan minyak. Positive Displacement Meter tidak memerlukan catu daya, adapun yang menjadi energi penggeraknya adalah aliran fluida itu sendiri, biasanya penunjukan menjadi satu dengan meter bodinya. Meter jenis ini dirancang dengan menggunakan moving part dengan demikian meter ini cenderung mudah rusak / aus, sehingga diperlukan perawatan yang teratur. Contoh yang sederhana dari penggunaan Positive Displacement Meter ini adalah meter air rumah tangga seperti yang terlihat pada gambar 2.1, meter ini bekerja dengan prinsip piring angguk (nutating disk).


(19)

Gambar 2.1. Skema meter piring angguk

Air masuk pada bagian kiri meter dan menekan piring yang terpasang secara eksentrik agar zat cair dapat mengalir melalui meter itu. Piring tersebut akan mengangguk – angguk di seputar sumbu vertikal karena bagian atas dan bawah piring selalu melekat dengan ruang piring terpasang. Ruang masuk dan keluar piring itu terpisah oleh dinding sekat. Volume zat cair yang mengalir melalui meter itu terlihat dari jumlah anggukan piring. Penunjukan aliran volumetrik diberikan melalui suatu susunan roda gigi dan pencatat yang dihubungkan dengan piring angguk. Meter piring angguk dapat digunakan untuk pengukuran aliran dengan ketelitian 1%.

2. Metoda Khusus

Piranti pengukuran aliran yang dimaksud dengan metoda khusus ini adalah Turbin Flowmeter, Magnetik Flowmeter, Variable Area Meter (Rotameter).

a. Turbin Flowmeter

Turbin Flowmeter merupakan alat ukur yang cukup popular, seperti yang terlihat pada gambar 2.2. Fluida yang mengalir melalui meter ini menyebabkan roda turbin akan berputar, dalam badan roda turbin itu terdapat magnet permanen


(20)

yang berputar dengan roda turbin. Sebuah pemungut reluktans (reluctance pickup) yang terpasang pada bagian atas meter mendeteksi setiap putaran roda turbin. Oleh karena itu aliran volumetrik sebanding dengan jumlah putaran roda, maka keluaran pulsa total akan memberikan petunjuk tentang total aliran.

Gambar 2.2. Turbin Meter b. Magnetik Flowmeter

Perhatikan suatu aliran Fluida yang bersifat menghantar melalui medan magnet seperti yang terlihat pada gambar 2.3.


(21)

Oleh karena itu fluida dianggap sebagai konduktor yang bergerak di dalam medan magnet, sehingga akan terjadi tegangan induksi sesuai dengan :

E = B L v x 10-8 ………. ( V ) Dimana : B : Densitas fluk magnet (gauss)

L : Panjang Konduktor (cm) v : Kecepatan Konduktor (cm/s) E : Tengangan Induksi (Volt)

Panjang konduktor sebanding dengan diameter tabung, dan kecepatannya sebanding dengan kecepatan aliran. Tegangan induksi di deteksi dengan dua buah elektroda, dan dapat dianggap sebagai petunjuk langsung mengenai kecepatan aliran. Konstruksi magnetik flowmeter seperti yang terlihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Magnetik Flowmeter

Ada dua jenis magnetik flowmeter yang dipergunakan secara komersial, jenis pertama menggunakan pelapis baja yang bersifat tidak menghantar dan di gunakan untuk fluida berkonduktivitas rendah, seperti air. Magnetik flowmeter


(22)

jenis kedua adalah digunakan untuk fluida berkonduktivitas tinggi, terutama logam cair. Keluaran meter jenis ini cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk memberikan bacaan langsung.

c. Variable Area Meter (Rotameter )

Rotameter merupakan alat ukur aliran yang paling sering digunakan, rotameter merupakan bentuk khusus dari beda tekanan, bedanya adalah apabila beda tekanan yang dihasilkan plat orifice dengan mempertahankan adanya piranti penghalang aliran dan menjadikannya untuk menghasilkan beda tekanan, sedangkan rota meter mengubah harga dari piranti rintangan aliran untuk mempertahankan harga beda tekanan terhadap tambahan kenaikan harga aliran seperti terlihat pada gambar 2.5.


(23)

3. Metoda Pebedaan tekanan

Ada beberapa jenis meter aliran yang termasuk dalam kategori pengukuran perbedaan tekanan, alat ukur yang demikian sering disebut Head Flowmeter (head meter), alat ini digunakan sebagai petunjuk tentang laju aliran untuk pengukuran pada sisi sebelum dan sesudah piranti penghalang.

Untuk mengukur aliran fluida dalam pipa dengan head flowmeter, maka pada fluida itu di pasang suatu piranti penghalang dengan diameter lubang yang lebih kecil dari diameter pipa sehingga baik tekanan maupun kecepatannya berubah, dengan mengukur beda tekanan antara sebelum dan sesudah piranti penghalang tersebut dapat di tentukan besarnya aliran. Untuk mengukur perbedaan tekanan dapat di pakai pengukur – pengukur beda tekanan. Beberapa flowmeter di bawah ini merupakan pengukuran aliran jenis head flowmeter yaitu :

1. Plat Orifice. 2. Flow Nozzle. 3. Tabung Venturi.

II.3. JENIS DAN KARAKTERISTIK ALIRAN

Hal yang berhubungan dengan jenis dan karesteristik aliran fluida yang di maksud di sini adalah profil dalam wadah tertutup (pipa umumnya). Profil aliran dari fluida yang melalui pipa akan dipengaruhi oleh gaya momentum fluida yang membuat fluida bergerak di dalam pipa, gaya gesek yang menahan aliran pada dinding pipa dan fluidanya sendiri dan juga dipengaruhi oleh belokan pipa, katub, dan sebagainya. Jenis aliran fluida terbagi atas 3 bagian yaitu :


(24)

1. Aliran Laminer. 2. Aliran Turbulen. 3. Aliran Transisi.

Seperti yang terlihat pada gambar 2.6 di bawah ini akan di perlihatkan profil aliran fluida.

Gambar 2.6. Jenis Aliran Fluida

Laminer berasal dari bahasa latin “Thin Plate“ yang berarti aliran yang sangat halus. Pada aliran laminer, gesekan relatif besar mempengaruhi kecepatannya. Secara teori, aliran ini berbentuk parabola dengan bagian tengah mempunyai kecepatan yang besar karena bagian yang paling pinggir mempunyai kecepatan yang paling rendah akibat adanya gesekan.

Aliran turbulen merupakan kebalikan dari aliran laminer. Aliran turbulen ini kasar dan tidak menentu, ini yang membuat arus menjadi lambat, bergelombang pada semua arah dan sering terbentuk pusaran yang kecil. Pada aliran turbulen gaya momentum aliran lebih besar dibandingkan dengan gaya gesekan dan pengaruh dinding pipa kecil. Karenanya aliran turbulen memberikan kecepatan yang lebih seragam di bandingkan aliran laminer, walaupun pada lapisan fluida dekat dinding pipa tetap laminer, pada beberapa tempat aliran turbulen dibutuhkan untuk pencampuran zat. Sedangkan gabungan antara laminer dengan aliran turbulen disebut dengan aliran transisi.


(25)

Secara empiris bahwa ada 4 faktor yang menentukan apakah aliran fluida tersebut bersifat laminer atau turbulen, ke empat faktor tersebut dikenal sebagai bilangan Reynold (RD).

ReD = vD µ Dimana : ReD : Bilangan Reynold

D : Diameter Pipa (m)

v : Kecepatan rata – rata Aliran (m/ s) µ : Kekentalan Fluida (Poise)

Besarnya bilangan Reynold yang terjadi pada suatu aliran dalam pipa dapat menunjukkan apakah jenis aliran itu turbulen atau aliran laminer. Biasanya angka ReD < 2000 maka aliran itu jenis aliran laminer, dan bila angka ReD > 2000 maka aliran itu jenis turbulen. Antara ke dua nilai tersebut aliran tidak stabil dan dapat berubah dari turbulen menjadi laminer dan sebaliknya. Dalam pengukuran aliran dengan menggunakan metode head flowmeter aliran yang diharapkan dalam keadaan turbulen.

II.4. UAP AIR

Uap air adalah sejenis fluida yang merupakan fase gas dari air, bila mengalami pemanasan sampai temperatur didih di bawah tekanan tertentu. Uap air tidak berwarna, bahkan tidak terlihat bila dalam keadaan murni kering. Uap air tidak mengikuti hukum – hukum gas sempurna, sampai uap air tersebut benar – benar kering (kadar uap 100 %). Bila uap kering di panaskan lebuh lanjut maka di anggap sebagai gas sempurna. Uap air terbentuk dalam 3 jenis, yaitu : Uap


(26)

saturasi basah (kadar Air < 1), Uap saturasi kering (kadar Uap = 1) yang di gunakan pada head flowmeter karena uap ini tidak mengandung air lagi, dan uap panas (kadar uap = 1).

II.4.1. Diagram Enthalpi – Entrhopi (Diagram H-S)

Diagram H-S diciptakan oleh Mollier yang terlihat pada gambar 2.7. Pada diagram Mollier ini garis ordinat menunjukkan skala enthalpi sedangkan garis absis menunjukkan skala entrophi.


(27)

(28)

II.5. DASAR PENGUKURAN FLOWMETER

Pengukuran aliran sangat penting dalam proses produksi. Alat untuk mengukur aliran tersebut disebut dengan flowmeter. Alat ini berfungsi untuk menentukan berapa jumlah fluida yang dibutuhkan dalam proses continiu dan bagaimana suatu fluida di distribusikan, metode pengukuran aliran dari fluida yang berbeda jenisnya dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian besar yaitu : 1. Metode pengukuran langsung dari volume cairan dengan suatu tangki yang

diketahui kapasitasnya.

2. Metode pengukuran tidak langsung oleh aksi pengukuran yang diakibatkan oleh aliran energi, misalnya perputaran turbin atau membuat selisih tekanan.

Contoh dari pengukuran metode langsung adalah flowmeter volumetrik. Flowmeter tersebut memberi ketelitian yang lebih tinggi, karena pengukuran tidak dipengaruhi oleh densitas, viskositas dan sifat – sifat fisik lainnya dari fluida yang di ukur. Namun flowmeter jenis tersebut jarang digunakan di dalam Industri, karena sangat sulit untuk di operasikan.

Contoh pengukuran metode tidak langsung adalah head flowmeter, yang mana menggunakan teorema Bernoulli, yaitu ada hubungan antara kecepatan aliran dengan tekanan static ( static pressure ), flowmeter model kawat panas (hot wire), bila sebuah kawat panas di tempatkan di dalam aliran maka akan di dinginkan oleh fluida tersebut, flowmeter magnetik menggunakan Hukum Induksi Faraday dan lain – lain.


(29)

Gambar 2.8. Grafik ketelitian (%) Vs Range Flow (%) untuk masing – masing model Flowmeter

Yang dimaksud dengan 0% - 100 % pada persen flow range di atas merupakan batas pengukuran tekanan di dalam pengukuran aliran. Misalnya tekanan yang di ukur adalah 0 – 3000 mmH2O maka dapat diketahui tekanan untuk 0% = 0, 10% = 300, 25 % = 750, 50 % = 1500, 75 % = 2250, dan 100% = 3000 mmH2O.

Dilihat dari segi ketelitian, maka metode pengukuran langsung lebih teliti di bandingkan dengan metode tidak langsung. Namun flowmeter tidak langsung mempunyai suatu keuntungan besar, karena aliran yang di ukur di ubah menjadi sinyal listrik, sehingga flowmeter tidak langsung sesuai untuk memonitoring dan pengendali proses dalam industri. Pembagian model – model flowmeter yang di berikan di atas memiliki ketelitian dan keuntungan tersendiri. Namun flowmeter yang paling banyak di gunakan dalam proses industri adalah head flowmeter,


(30)

karena flowmeter ini memiliki keuntungan yang lebih besar di bandingkan dengan yang lain.

Dalam mengukur aliran dengan head flowmeter di dalam pipa di pasang suatu piranti penghalang, piranti penghalang ini dapat berupa tabung venturi, plat orifice, atau flow nozzle. Plat orifice mudah di produksi dan di pasang, di samping harganya juga lebih murah, sedangkan tabung venturi atau aliran nozzle pemasangannya lebih susah dan harganya mahal dan konstruksinya lebih rumit.

Head Flowmeter ini terdiri dari piranti penghalang, dan dapat di hubungkan dengan meter differensial pressure, transmitter differensial pressure dan penerima. Flowmeter ini digunakan untuk aliran yang stabil. Aliran rata- rata dari suatu fluida di dalam pipa berhubungan dengan perbedaan tekanan antara piranti penghalang di dalam pipa. Fluida yang di alirkan melalui suatu luasan yang diperkecil akan menyebabkan tekanan pada sisi sebelum plat orifice (upstream) lebih besar dari pada tekanan di bagian sisi setelah plat orifice (downstream).

II.6. PENGUKURAN ALIRAN STEAM

Dalam proses industri pengukuran aliran steam mempunyai peranan yang sangat penting. Pengukuran aliran dapat dilakukan antara lain :

1. Untuk mengetahui banyaknya steam yang di perlukan pada saat proses berlangsung.


(31)

Faktor – faktor yang mempengaruhi dan perlu diperhitungkan dalam memilih pengukuran aliran antara lain :

1. Alat ukur yang di pakai hanya baik bila di pakai untuk zat cair saja. 2. Alat ukur yang hanya bisa di pakai untuk uap dan gas.

3. Alat ukur yang bisa di pakai untuk ketiga – tiganya.

KETEL UAP

Ketel uap adalah suatu bahan yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap (steam) dengan sejumlah panas yang diberikan kepada ketel yang didapat dari hasil pembakaran bahan bakar, panas tersebut akan dialirkan melalui bidang-bidang pemanas.

Fluida kerja yang digunakan adalah air, sehingga air yang ada pada pipa-pipa tersebut akan mendapatkan panas karena air yang ada pada ketel uap tersebut akan mengalami perubahan fasa, yaitu dari fasa cair menjadi fasa uap dan uap tersebut akan diproses lagi menjadi uap kering agar sesuai yang diinginkan dan dapat digunakan untuk turbin.

Pada umumnya ketel uap terdiri atas beberapa komponen – komponen utama yaitu :

- Dapur (Furnace) yaitu sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi panas.

- Alat penguap (Evaporator) yaitu yang mengubah energi pembakaran (Energi panas) menjadi energi potensial.


(32)

Kedua komponen tersebut diatas telah dapat memungkinkan sebuah ketel uap untuk dapat berfungsi, sedangkan komponen – komponen yang dipakai untuk meningkatkan efisiensi ketel uap adalah sebagai berikut :

1. Alat Pemanas Udara (Air Heater) 2. Alat Pemanas Mula (Dearator) 3. Alat Pemanas Lanjut (Super Heater)

4. Alat Pemanas Air Pengisi Ketel (Economizer) 5. Alat Pengaman (Apendasi)

6. Cerobong Asap (Chimney)

Ketel uap yang berbahan bakar berupa minyak tanah sangat penting dikontrol/dikendalikan, dikarenakan besar tekanan bahan bakar dan tekanan pembakaran bahan bakar dapat termanfaatkan. Pemanfaatan bahan bakar yang digunakan dapat semaksimal mungkin dan bahan bakar yang terbuang akibat pembakaran awal dapat dikurangi. Sumber panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar ini terjadi karena terdapat tiga faktor penting, yaitu : 1. Adanya supply oksigen

2. Bahan yang mudah terbakar 3. Energi panas atau pengapian

Perpindahan panas dalam dapur ketel tergantung pada : 1. Massa bahan bakar

2. Massa gas asap yang mengalir 3. Temperatur


(33)

22

Pengontrolan pembakaran bahan bakar ini adalah jumlah udara yang dibutuhkan bahan bakar untuk proses pembakaran, jumlah kelebihan udara bahan bakar dan kehilangan panas yang disebabkan oleh pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar.

Untuk menghasilkan uap yang sesuai dengan kapasitas yang dihasilkan diperlukan pengontrolan tekanan pembakaran bahan bakar sehingga terpakai semaksimal mungkin. Untuk mengontrol tekanan pembakaran ini sangatlah penting yaitu pada pengontrolan bahan bakar, pengontrolan tekanan udara (oksigen) dan pengontrolan energi panas atau pengapian.

Berdasarkan uraian diatas maka perlu dilakukan pengontrolan operasi agar berlangsung pada kondisi yang diinginkan sehingga uap yang dihasilkan akan sesuai dengan yang dibutuhkan.


(34)

BAB III

HEAD FLOWMETER DAN DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER

III.1. HEAD FLOWMETER

Alat ukur aliran fluida yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran suatu fluida disebut dengan alat ukur aliran fluida. Alat ukur aliran fluida terdiri dari 2 bagian pokok, yaitu:

1. Alat ukur primer. 2. Alat ukur sekunder.

Yang dimaksud dengan alat ukur primer adalah bagian dari alat ukur yang berfungsi sebagai alat ukur perasa (sensor), sedangkan alat ukur sekunder adalah bagian yang mengubah dan menunjukkan besaran aliran yang dirasakan oleh alat perasa agar dapat dibaca.

Head Flowmeter juga disebut dengan flowmeter beda tekanan, karena alat ini dipasang di dalam saluran pipa. Piranti penghalang yang dipasang di dalam pipa menyebabkan timbulnya perbedaan tekanan antara sebelum dan sesudah melewati

plat orifice. Jumlah fluida yang mengalir dalam pipa tidak akan berubah meskipun ada perbedaan tekanan di dalam pipa, dengan adanya perbedaan tekanan kita dapat

menentukan jumlah fluida yang mengalir di dalam pipa. Head Flowmeter mempunyai

konstruksi yang sederhana dan Head flowmeter digunakan untuk mengukur jumlah

cairan, gas, dan uap air (steam). Jadi flowmeter ini umumnya banyak digunakan di dalam proses – proses industri.


(35)

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi Head Flowmeter : - Kerapatan (Densitas) cairan.

- Temperatur.

- Tekanan (gas).

- Kekentalan (Viscositas). - Aliran yang tidak konstan.

- Kesalahan Pemasangan Pipa.

- Ketelitian Pembuatan Oriffice.

- Adanya Gas yang Terjebak pada cairan.

III.1.1. Persamaan Umum Aliran

Pengukur aliran fluida dengan metode beda tekanan adalah metode dengan mengukur perbedaan tekanan yang terjadi pada titik-titik tertentu dalam saluran dimana fluida tersebut mengalir. Perbedaan tekanan tersebut selanjutnya dijadikan sebagai dasar untuk mengetahui laju alirannya.

Pada gambar 3.1 menunjukkan pemasangan plat orifice pada pipa yang

horizontal. Plat orifice ini memiliki diameter lubang yang sepusat dengan diameter pipa, di dalam pipa plat orifice akan tegak lurus terhadap laju aliran. Jika aliran fluida ideal (incompresible) maka aliran tidak akan dipengaruhi oleh kekentalan fluida, pada

keadaan steady state maka fluida akan mengalir secara penuh di dalam pipa,

kemudian fluida yang ada pada sisi sebelum plat orifice akan melewati plat orifice


(36)

melewati plat orifice ini disebut dengan posisi vena contracta (bag 2 gambar 3.1) sehingga dapat ditentukan :

P1 2

2 2 1 2 1 2 1 2 1 P

P  

 

 (1)

2 2 1

1A  A

  (2)

Dimana P1 : Tekanan Masukan (N/m2)

p2 : Tekanan Keluaran (N/m2) v1 : Kecepatan Masukan (N/s) v2 : Kecepatan Keluaran (N/s)

ρ : Densitas aliran (Kg/m3) A : Luas Penampang (m2)

Gambar 3.1. Head Flowmeter dengan plat orifice

Pada titik P1 dan P2 yang berdasarkan pada bagian 1 dan bagian 2 gambar 3.1


(37)

Pada persamaan 1 dan persamaan 2 ini berhubungan erat dengan debit aliran Q (m3/s) dan beda tekanan (P1 – P2) sehingga didapat :

1 2

2 1 2 2 2 2 2 / 1 1 p p p A A A V A Q   

 (3)

Dimana : ρ : Densitas Fluida (Kg/m3

: d/D (Konstanta)

d : Diameter Orifice (m)

D : Diameter Pipa (m)

A1 : Luas Penampang Pipa (m2) P : Tekanan (N/m2)

Gambar 3.2 menunjukkan hubungan antara koefisien aliran (α) dengan

bilangan Reynold (ReD) untuk menentukan jenis plat orifice yang akan digunakan.

Berdasarkan pada perbandingan diameter masing-masing plat tersebut (β2 = (d/D)2), maka harga dari plat penghalang berdasarkan pada bilangan Reynold dan konstanta koefisien alirannya. Biasanya, alat ukur aliran beda tekanan ini bekerja berdasarkan harga bilangan Reynold dan harga koefisien aliran yang sesuai.


(38)

Gambar 3.2 Hubungan antara Koefisien Aliran ()dengan Bilangan Reynold (ReD)

3.1.2. Piranti Penghalang (Mekanisme Restriksi)

Untuk menentukan aliran dengan menggunakan Head Flowmeter diperlukan

suatu mekanisme restriksi yang dipasang di dalam pipa yang akan dialiri fluida. Piranti penghalang ini berfungsi untuk menambah kecepatan aliran agar timbul perbedaan tekanan antara kedua sisi piranti penghalang. Ada 3 macam piranti penghalang yang digunakan dalam proses industri, diantaranya yaitu :

1. Plat orifice. 2. Flow nozzle. 3. Tabung venturi.


(39)

1. Plat orifice.

Orifice adalah suatu plat berlubang yang disisipkan pada laluan aliran fluida yang di ukur. Orifice merupakan alat primer yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan antara aliran pada sebelum dan sesudah plat orifice. Plat orifice merupakan pengukur aliran yang paling murah harganya, paling mudah pemasangannya, tetapi

juga paling kecil ketelitiannya diantara pengukur-pengukur aliran jenis Head

flowmeter. Plat orifice merupakan alat yang berlubang dengan pinggrian tajam, plat ini terbuat dari bahan-bahan yang kuat. Selain terbuat dari logam, ada juga plat orifice yang terbuat dari plastik agar tidak terpengaruh oleh fluida yang mengalir (erosi atau korosi).

Plat orifice dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu orifice konsentris, orifice

eksentris, dan orifice segmental. Pemakaian masing-masing jenis plat orifice

tergantung pada jenis fluida yang di ukur alirannya. Konstruksi dari plat orifice ini ditunjukkan seperti yang terlihat pada gambar 3.3.


(40)

Konstruksi dari plat orifice konsentris ini mempunyai lubang yang terletak pada pusat dari orifice. Orifice konsentris ini digunakan untuk fluida yang tidak mengandung sedimen misalnya uap atau air. Apabila dalam fluida terdapat sedimen, maka akan mudah tertahan pada sisi sebelum plat orifice, sehingga pengukuran aliran akan mengalami penyimpangan.

Pada bagian atas atau bawah dari orifice ini dibuat satu lubang saluran (drain hole) apabila fluida yang akan diukur adalah uap, maka lubang saluran dibuat sebelah

bawah pada plat orifice, sedangkan untuk cairan lubang saluran ada bagian atas

orifice, untuk uap orifice ini hanya dapat digunakan sampai batas kelembaban (moisture) 5%.

Pada plat orifice eksentrik ini mempunyai lubang ada bagian bawah atau atas

dari pusat plat orifice. Pada umumnya digunakan untuk fluida yang mengandung

sedimen atau gas-gas yang bercampur dengan cairan atau cairan yang bercampur

dengan gas. Untuk cairan yang mengandung sedimen atau gas, lubang orifice ini

diatur letaknya sebelah bawah sewaktu pemasangan, sedangkan untuk gas yang

bercampur dengan cairan lubang orifice di atur agar letaknya di sebelah atas.

Sedangkan konstruksi dari plat orifice segmental ini digunakan untuk fluida yang bersifat kental (slurry).

Pada gambar 3.4 dibawah ini adalah contoh pemasangan plat orifice. Pada

titik A fluida memiliki tekanan maksimum dan pada titik B fluida memiliki tekanan

minimum. Karena ada kerugian tekanan sewaktu melewati orifice, maka tekanan

pada titik C tidak sama dengan tekanan di titik A. Bila jarak semakin jauh dari


(41)

Namun karena kehilangan energi yang disebabkan oleh arus pasar fluida, tekanan seperti semula sulit untuk dikembalikan secara sempurna. Tekanan yang hilang ini dikenal sebagai kerugian tekanan atau drop tekanan.

Gambar 3.4 Skema Pemasangan Plat orifice

Untuk pengukuran aliran yang akurat, maka sangat penting ditentukan secara pasti jarak plat orifice pada sisi sebelum dan setelah plat orifice. Disamping itu kita

harus memperlihatkan bagaimana letak pipa yang dipasang. Pemasangan orifice

untuk Head flowmeter baik penggunaan untuk mengukur beda tekanan uap, gas,


(42)

Gambar 3.5 Pemasangan Orifice Head Flowmeter untuk berbagai fluida

Setelah diketahui posisi pemasangan orifice, maka kita tentukan posisi Tap yang akan dipasang. Perbedaan tekanan yang timbul diantara sisi sebelum dan sesudah plat orifice diteruskan melalui pipa lead ke alat pendeteksi (diafragma). Untuk pemasangan plat orifice pada pipa saluran, dikenal 4 macam cara pemasangan yaitu :

a. Vena Contracta Tap. b. Flange Tap.

c. Pipe Tap. d. Corner Tap.


(43)

a. Vena Contracta Tap

Metode pemasangan Vena Contracta Tap ini ditunjukkan seperti yang terlihat

pada gambar 3.6. Tap pada sisi sebelum plat orifice dipasang pada jarak 1 kali

diameter (1D) dan tap pada sisi setelah plat orifice pada posisi kontraksi aliran yang paling besar (jarak 0,2 s/d 0,8 mm). Posisi dari kontraksi aliran ini tergantung pada

rasio orifice.

Penggunaan Vena Contracta terbatas untuk pipa yang berukuran 6 inchi.

Keuntungan dari sistem ini adalah orifice dapat sebagai tempat flange yang dipasang, dan selisih tekanan maksimum yang dihasilkan antara sisi sebelum dan setelah plat orifice dapat digunakan. Kerugian dari sistem ini adalah bila kita ingin menukar spesifikasinya, maka posisi tap pada bagian setelah plat orifice harus di ubah dan bila pipa berdiameter kecil posisi tap adalah pada flange dan metode tapping tidak dapat

diterapkan. Sehingga model Vena Contracta Tap lebih cocok digunakan untuk pipa

berdiameter besar.


(44)

b. Flange Tap

Gambar 3.7 menunjukkan sistem Flange Tap. Kedua tap pada sisi sebelum

dan sesudah plat orifice diletakkan pada jarak yang sama dalam orifice, yaitu 25 mm. Karena lubang di dalam lubang flange, maka metode ini lebih akurat digunakan untuk pipa yang berukuran kecil. Keuntungan lain adalah bila posisi tap tidak perlu di ubah bila spesifikasinya ditukar.

Gambar 3.7 Flange Tap

c. Pipe Tap

Gambar 3.8 menunjukkan suatu sistem pipe tap. Tab sebelum plat orifice

dipasang pada jarak 25 diameter (2,5D) internal pipa dari plat orifice dan tap di sisi setelah plat orifice diletakkan pada jarak 8 kali diameter (8D) internal pipa dari plat orifice. Dalam hal ini selisih tekanan yang di ukur kecil sekali karena hanya menyatakan rugi tekanan oleh orifice, umumnya tap pipa ini jarang digunakan.

Agar pengukuran aliran dengan menggunakan plat orifice dapat dilakukan

dengan ketelitian yang tinggi maka di dekat tiap-tiap tekanan tidak boleh ada gangguan-gangguan. Gangguan-gangguan ini dapat terjadi bila tap ini di dekatkan dengan fitting, seperti sambungan pipa, belokan, katub, regulator pompa.


(45)

Gambar 3.8 P ipe Tap

d. Corner Tap

Corner Tap serupa dengan Flange Tap. Titik pengambilan beda tekanan pada

corner tap adalah pada sudut-sudut antara plat orifice dengan dinding pipa aliran.

Corner Tap hanya digunakan untuk pipa yang memiliki diamater di bawah ukuran 2 inchi.

Gambar 3.9 Corner Tap

2. Flow Nozzle

Flow Nozzle mempunyai bentuk yang lebih sederhana dibandingkan dengan

tabung venturi. Harga koefisien aliran (α) dari nozzle ini adalah mendekati 1. Flow nozzle ini memiliki konstruksi yang kuat dan daya tahan yang baik, flow nozzle


(46)

penggunaannya baik pada keadaan temperatur yang tinggi dan jenis aliran yang cepat.

Flow nozzle mempunyai ketelitian yang lebih rendah dibandingkan dengan tabung venturi, tetapi harganya juga lebih murah. Berlainan dengan tabung venturi yang

pemasangannya menganggu membangun pipa saluran, pemasangan flow nozzle dapat

dilaksanakan tanpa menganggu sambungan pipa. Konstruksi flow nozzle seperti

terlihat pada gambar 3.10.

Gambar 3.10 Flow Nozzle

3. Tabung Venturi

Tabung venturi memiliki bentuk seperti yang terlihat pada gambar 3.11. Pada sekeliling pipa sering dibuat lubang-lubang sebagai jalan keluarnya dijadikan satu

dan dihubungkan dengan pengukur tekanan (cincin pizometer). Dengan demikian

tekanan yang akan diukur merupakan tekanan rata-rata sehingga pengukuran menjadi lebih teliti.


(47)

Gambar 3.11 Tabung Venturi

III.2. PRINSIP KERJA HEAD FLOW METER

Head Flowmeter bekerja berdasarkan pengukuran perbedaan tekanan antara kedua sisi penghalang dalam pipa akibat adanya aliran, plat penghalang tersebut antara lain plat orifice, tabung venturi, flow nozzle. Perbedaan selisih tekanan antara sisi sebelum dan sisi sesudah piranti penghalang yang menyatakan besarnya aliran dalam saluran pipa. Jadi cara kerja sistem alat ukur ini yaitu mengukur perbedaan tekanan antara sebelum dan sesudah plat orifice, yang ditimbulkan karena adanya fluida yang melalui plat orifice, yang ditimbulkan karena adanya fluida yang melalui

plat orifice (yang merupakan sensor pengukuran) dan merupakan fungsi laju aliran yang terukur, seperti yang terlihat pada gambar 3.12.


(48)

Gambar 3.12 Head Flowmeter dengan D/P Transmitter

Dasar untuk menghitung aliran fluida ideal (incompressible) dapat digunakan dengan pemakaian Hukum Bernoulli, dimana :

P1 12 1 22 2

2 1 2 1 p pv p

pv   

Mengingat bahwa cairan tersebut diasumsikan incompressible, laju aliran

volume Q dianggap konstan. Jadi disini berlaku persamaan kontinuitas dimana banyaknya fluida yang masuk akan sama dengan jumlah fluida yang keluar, yaitu A1v1 = A2v2 dengan menganggap bahwa kecepatan fluida pada seluruh penampung

sama maka akan berlaku persamaan Bernoulli. Dari kedua persamaan diatas akan didapat :

1 2

2 2 2 2 1 2 p p p A A A Q       

Dimana : Q : Laju Aliran (m3/s) Bila luas penampang A2 << A1 maka :


(49)

p p p A

Q2 2 1 2

Jadi terlihat dengan mengukur beda tekanan dapat ditentukan besarnya laju aliran.

III.3. DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER 3.3.1. Pengukuran Tekanan

Dalam proses industri, tekanan merupakan salah satu objek pengukuran. Tetapi selain itu, suhu, laju aliran, tinggi permukaan cairan dan variabel pengukuran lainnnya diperlukan dalam proses pengukuran tekanan. Hal ini dapat dikatakan bahwa tekanan merupakan variabel yang paling mendasar dalam pengukuran.

Standar Internasional (SI) digunakan menjadi standar umum pengukuran,

contoh dari standar SI itu diantaranya adalah pascal (Pa), dan Bar, dimana standar ini dapat di ubah ke dalam bentuk satuan yang lain. Tabel 3.13 akan menunjukkan tabel konversi satuan tekanan yang digunakan pada masa sekarang.

Tabel 1. Konversi satuan tekanan yang digunakan pada masa sekarang

Pa Bar Kgf/cm2 atm mmH2O mmHg

1 1 x 105 1,01972 x 10-5 9,86923 x 10-6 1,01972 x 10-1 7,50062 x 10-3

1 x 105 1 1,01972 9,86923 x 10-1 1,01972 x 104 7,50062 x 102

9,80665 x 104 9,80665 x 10-1 1 9,67841 x 10-1 1,0000 x 104 7,35559 x 102

1,01325 x 105 1,01325 1,03323 1 1,03323 10-4 7,60000 x 102

9,80665 9,80665 x 10-5 1,0000 x 10-4 9,67841 x 10-5 1 7,35559 x 10-2


(50)

3.3.2. Transmitter Tekanan

Pressure Transmitter merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi ada

tidaknya tekanan. Tekanan pada umumnya ada tiga jenis yaitu tekanan absolut,

tekanan vacum, dan pressure gauge. Tekanan absolut adalah tekanan gas yang

sebenarnya, tekanan gauge adalah jumlah besar tekanan dari suatu gas dibandingkan

dengan tekanan atmosfir, dan tekanan vacum sama dengan tekanan gauge hanya

tekanan ini lebih besar dari tekanan atmosfir.

Transmitter tekanan adalah alat yang mengubah besar nilai tekanan yang dihasilkan oleh suatu fluida yang menjadi objek pengukuran ke dalam bentuk sinyal instrumen yang telah di standarisasikan. Transmitter tekanan dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu Pneumatic Transmitter dan Electric Transmitter.

1. Transmitter Tekanan Pneumatik

Ada 3 jenis tekanan pada Transmitter Pneumatik yaitu tekanan mutlak, tekanan vacum, tekanan gauge. Berdasarkan ketiga jenis tekanan diatas maka dapat diuraikan prinsip operasi dan Transmitter tekanan Pneumatik, tipe yang banyak

digunakan pada sistem transmitter pneumatic ini adalah Differensial Pressure


(51)

Gambar 3.13 Pneumatic Differensial Pressure Transmitter

Prinsi operasi dari transmitter ini seperti yang terlihat pada gambar 3.13. Fluida bertekanan tinggi (HP) akan mengalir lebih besar pada sisi kiri diafragma kapsul dan fluida bertekanan rendah (LP) pada sisi kanan diafragma kapsul, sehingga daya dorong dari diafragma sebelah kiri terhadap diafragma sebelah kanan akan

bertambah. Perubahan gaya dari diafragma kemudian disalurkan melalui flexure

untuk menggerakkan batang force bar yang arah putarnya berlawanan arah jarum

jam. Dengan diafragma seal yang bertindak sebagai titik tumpu maka rongga antara

nozzle dan flapper menjadi lebih kecil., celah nozzle harus diatasi agar tekanan yang dihasilkan nozzle meningkat dan akan mendapat penguatan dai pneumatik amplifier.


(52)

Hasil penguatan ini digunakan feedback bellow untuk menggerakkan range bar.

Dengan membuat perubahan kedudukan pada flapper akan mengurangi tekanan pada

nozzle sehingga menghasilkan perubahan sinyal output yang sebanding dengan perbedaan tekanan pada kedua sisi plat orifice.

2. Electric Pressure Transmitter

Prinsip operasi dari trsnamitter ini seperti yang terlihat pada gambar 3.14. Apabila tekanan diberikan, maka tekanan tersebut akan dirasa oleh diafragma yang berada di dalam kapsul diafragma. Dua elektroda ditempatkan secara simetris ada sisi kiri dan kanan penyekat dan diafragma akan merasakan suatu kepastiansi elektrik yang dibentuk elektroda. Jika terjadi perbedaan tekanan ada sisi upstream dan pada

sisi down stream, maka diafragma akan merasakan perubahan dan perubahan yang

dihasilkan diubah kedalam bentuk sinyal instrumen dengan range antara 4 mA

sampai dengan 20 mA. Titik zero dan titik span dari transmitter tersebut telah ditentukan sesuai dengan kebutuhan dari masing-masing industri.


(53)

III.4. PEMILIHAN SENSOR

Untuk mendeteksi tekanan fluida digunakan suatu sensor tekanan, sensor yang dipilih harus dapat berfungsi untuk mendeteksi perbedaan tekanan aliran fluida yang ditimbulkan oleh perbedaan kecepatan aliran, karena adanya plat orifice. Sensor yang digunakan tersebut dikenal dengan nama meter differensial pressure yang terdiri dari diafragma.

Bahan yang biasa dipakai untuk pembuatan diafragma adalah phospor,

berylium copper, stainless steel, seperti yang terlihat pada gambar 3.15a. Diafragma ini dipakai untuk mengukur tekanan differensial. Tetapi deflesi yang terjadi akibat perbedaan tekanan ini kecil sehingga sensitivitasnya pun kecil.

Untuk memperbesar sensitivitasnya dipakai diafragmma ganda (twin

diphragm) yang biasa disebut dengan kapsul. Gambar diafragma ganda dapat dilihat pada gambar 3.15 b.


(54)

43

Gambar 3.15.b. Diafragma Ganda untuk Tekanan Differensial

Diafragma terdiri dari sensing (elektroda yang bebas bergerak) dan elektroda tetap. Selisih tekanan yang terjadi antara sisi sebelum dan setelah plat orifice

diteruskan melalui sebuah diafragma yang berisi fluida. Akibat tekanan yang diberikan terhadap kedua sisi diafragma berbeda maka sensing diafragma bergerak.

Gerakan ini menuju pada tekanan yang diberikan tersebut, seperti yang

terlihat ada gamnbar 3.16. Bila kita anggap bahwa x adalah pergeseran sensing

diafragma dari pusatnya, maka :


(55)

Pada gambar 4.2, beda tekanan yang dihasilkan Head Flowmeter merupakan input dari transmitter. Dimana beda tekanan tersebut akan di kondisikan untuk pengoperasian indikator dan pengendali.

Fungsi konvertor E/P (Elektrik/Pneumatik) adalah mengubah harga pengaturan pengukuran dari set point yang berupa sinyal elektrik menjadi sinyal pneumatik untuk mengoperasikan katub kontrol. Pada koverter E/P tekanan udara operasi yang bekerja pada katub kontrol adalah konstan. Karena itu, bila tekanan fluida yang bekerja pada katub kontrol itu besar, maka tekanan ini akan mendorong plug dari katub ke atas. Ada dua macam koverter aliran, yang pertama adalah konverter yang memiliki sinyal elektrik (4 mA s/d 20 mA) dan konverter yang menggunakan sinyal pneumatik (0,2 s/d 1,0 kg/cm2). Jadi katub kontrol itu kadang tidak tidak menutup sampai posisi yang ditentukan oleh kontroller.

Dari gambar di atas dapat juga ditunjukkan sistem pengaturannya dengan menggunakan diagram kotak loop tertutup negatif (Control Feedback Negative) pada gambar 4.3 sebagai berikut.


(56)

Penjelasan dari gambar di atas adalah :

- Set Point (SP) adalah besar proses variabel yang dikehendaki. Sebuah controller akan selalu berusaha menyamakan controlled variabel dengan set point.

- Measured Variabel adalah sinyal yang dikeluarkan dari transmitter. Besaran ini merupakan cerminan besarnya sinyal sistem pengukuran. - Controlled Variabel adalah besaran atau variabel yang dikendalikan.

Besaran ini pada diagram kotak disebut output proses atau proses variabel. - Error adalah selisih antara set point dikurangi measured variabel. Error

bisa negatif dan bisa juga positif. Bila set point lebih besar dari measured variabel, error akan bernilai positif. Sebaliknya, bila set point lebih kecil dari measured variebel, error akan bernilai negatif.

- D/P Transmitteradalah alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing element (Head Flowmeter) dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti oleh controlled.

- Controller adalah suatu alat yang membandingkan set point dengan harga yang di ukur (measured variabel) dan memberikan sinyal untuk pengkoreksian kesalahan jika terjadi penyimpangan harga pengukuran. - Control Unit adalah bagian dari controller yang menghitung besarnya

koreksi yang diperlukan.

- Converter I/P adalah suatu alat yang berguna untuk mengalihkan sinyal listrik menjadi sinyal pneumatik.

- Head Flowmeter atau sensing element adalah bagian paling utama dari sistem pengukuran. Bagian ini juga biasa disebut sensir.


(57)

- Control Valve adalah bagian akhir dari alat ukur sistem pengendali. Bagian ini berfungsi untuk mengubah measured variabel dengan cara memanipulasi besarnya, berdasarkan perintah controller.

IV.2. SKALA PEMBACAAN

Setiap sistem pengukuran mempunyai batasan-batasan yang spesifik untuk daerah sistem beroperasi. Demikian juga dengan satuan pembacaan yang tergantung pada jenis proses variabel yang di ukur, misalnya 0C, psi, kg/cm2, m3/h dan sebagainya. Skala baca tidak harus dimulai dari nol dan lebar skala pengukuran. Contohnya, thermometer suhu badan manusia skala bacanya sudah cukup jika dimulai dari 350C sampai 450C, karena suhu badan manusia tidak mungkin berada diluar dari skala tersebut, dengan skala baca yang sempit itu, ketelitian sampai 0,1 akan dengan mudah di dapat.

Selain ketelitian baca, lebar sempitnya skala baca juga akan mempengaruhi gain sistem pengukuran. Perlu diketahui jika skala baca semakin sempit, gain sistem pengukuran akan semakin besar. Jadi, gain sistem pengukuran berbanding terbalik dengan lebar skala baca. Dalam ilmu instrumentasi, ada beberapa istilah yang lazim dipakai untuk menyatakan skala baca. Salah satu diantaranya adalah zero. Istilah zero dipakai untuk menyatakan titik baca yang paling rendah di suatu skala baca., istilah yang lain adalah span. Istilah ini dipakai untuk menyatakan jarak anatara titik baca muinimum dan titik baca maksimum. Selain istilah span dikenal juga istilah lain yang pengertiannya mirip dengan istilah span, yaitu range. Range dipakai untuk menyatakan batas-batas daerah kerja. Misalnya Head Flowmeter yang berukuran 10 cm memiliki debit aliran 0-91.8m 3/jam dan beda tekanan 10 Pascal pada kedua sisi. Sehingga range dari


(58)

52

beda tekanan tersebut antara 0-10 Pa dan range debit alirannya 0-91 m3/jam. Dan yang menjadi titik zeronya pada beda tekanan adalah 0 Pa dan pada debit aliran 0 m3/jam, namun pada Head Flowmeter ini yang perlu diperhatikan dalam pengukuran adalah besar beda tekanan yang dihasilkan. Skala pengukuran ini dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini.

Tabel 2. Range Pengukuran Head Flowmeter

CV (%) ∆P . Menit Q m3/Secon Output Transmitter

100 44 1,388 x 10-4 20

80 43 1,333 x 10-4 16

60 39 1,180 x 10-4 12

40 35 1,111 x 10-4 8

25 26 0,611 x 10-4 6


(59)

BAB IV

PENGUKURAN ALIRAN STEAM MENGGUNAKAN HEAD FLOW METER DENGAN DIFFERENSIAL PRESSURE TRANSMITTER

Sistem pengukuran adalah bagian yang paling utama dari sistem pengendali. Bagian pengukuran merupakan salah satu bagian yang menentukan hasil akhir dari suatu sistem. Bagaimana tidak, jika hasil pengukuran tidak sesuai dengan besarnya proses variabel, bagaimana kita akan dapat memastikan bahwa proses variabel mencapai titik seperti yang kita kehendaki.

Ada dua macam output sinyal sistem pengukuran, yaitu sinyal elektrik (mA atau V) dan sinyal pneumatik. Untuk menterjemahkan sinyal sistem pengukuran dari Head Flowmeter dapat dibaca oleh recorder atau indikator dibutuhkan sebuah unit yang disebut dengan transmitter, transmitter yang digunakan pada pengukuran aliran ini adalah differensial pressure transmitter.

Sebagai standarisasi, sinyal yang keluar dari transmiter baik elektrik maupun pneumatik dibuat hanya bekerja pada standart skala tertentu. Untuk sinyal pneumatik, skala kerjanya 3 s/d 15 psi atau 0,2 s/d 1 kg/cm2 dan untuk sinyal elektrik skala kerjanya ada dalam dua bentuk, yaitu sinyal arus (4 s/d 20 mA) dan sinyal tegangan (0 s/d 5 VDC). Skala-skala lain tergantung pada kerja unit instrumen. Transmisi elektrik menggunakan kawat tembaga 1,5 s/d 2,5 mm, sedangkan transmisi sinyal pneumatik hampir selalu menggunakan pipa kecil (pipa Kapiler) yang berdiameter 0,25 inchi.


(60)

IV.1. PRINSIP KERJA DAN DIAGRAM PENGUKURAN DENGAN HEAD FLOWMETER

Dalam suatu proses terdiri dari bermacam-macam peralatan. Untuk menjalankan proses yang rumit dan aman dan juga untuk mendapatkan produk dengan kualitas yang diinginkan ditentukan oleh beraneka ragam peralatan alat ukur yang dipasang untuk mengukur dan mengendalikan.

Kebanyakan sistem pengukuran dengan menggunakan Head Flowmeter mempunyai kerangka kerja yang pengaturan umumnya terdiri atas tiga tahap, yaitu :

1. Tahap I (Penginderaan)

Yaitu mengindera proses variabel (Aliran uap kering yang memiliki temperatur 1350C s/d 1380C). Dimana fluida ini mengalir dalam pipa aliran dan melewati plat orifice konsentris untuk menghasilkan beda tekanan antara sisi aliran sebelum melewati plat orifice dan sesudah melewati plat orifice tersebut.

2. Tahap II (Penyiapan Sinyal)

Yaitu pengubahan sinyal dari diafragma (D/P Transmitter) menjadi sinyal yang dapat dan mudah untuk pengoperasian piranti keluaran.

3. Tahap III (Indikator)

Yaitu penunjukan dan pembacaan hasil pengukuran.

Sistem pengukuran menggunakan Head Flowmeter secara blok diagram dapat digambarkan seperti yang terlihat pada gambar 4.1.


(61)

Sensing Elemen Head Flowmeter Penyiapan sinyal D/P Transmitter Indikator Jarum Penunjuk 0……4-20 mA Fluida Pengendali Controller

Gambar 4.1. Blok Diagram Sistem Pengukuran

Masing-masing tingkat tersebut terdiri dari komponen atau kelompok tersendiri yang bekerja sesuai dengan langkah-langkah yang sudah ditentukan untuk pengukuran.

- Funsi tahap I adalah untuk mendeteksi fluida yang mengalir, pada saat fluida mengalir pada pipa Head Flowmeter yang didalamnya terpasang suatu plat orifice konsentris yang berfungsi untuk menghasilkan beda tekanan antara sisa sebelum dan setelah plat orifice, sehingga tekanan yang dihasilkan dapat dibaca oleh D/P transmitter.

- Fungsi tahap II ini adalah untuk mengetahui harga tekanan yang dihasilkan oleh fluida yang mendapatkan tekanan pada sisi sebelum dan setelah plat orifice pada diafragma yang ada di dalam D/P transmitter dan kemudian tekanan yang diterima oleh flapper dan nozzle di ubah menjadi sinyal output agar dapat ditransmisikan pada pengontrol.

- Fungsi Tahap III adalah memberikan informasi yang dicari dalam bentuk yang konfrehensi terhadap indra manusia. Keluaran yang dihasilkan dapat dalam bentuk digital atau dalam bentuk analog.


(62)

Pengukuran aliran fluida sangat penting dalam suatu proses untuk mendapatkan data analisa. Pada gambar 4.2 memperlihatkan contoh Diagram sistem pengukuran. Sistem ini terdiri atas Head Flowmeter, D/P Transmitter, pengendali, konverter, dan katub kontrol.

Pada dasarnya Head flowmeter adalah suatu plat orifice konsentris yang dipasang di dalam pipa aliran. Bilamana uap kering melewati pipa akan terjadi perbedaan tekanan pada kedua sisi plat orifice. Kemudian tekanan dari kedua sisi tersebut dihubungkan ke D/P Transmitter melalui suatu pipa kecil. Fluida yang mengalir pada pipa tersebut akan memberikan tekanan pada diafragma, sehingga terjadi perubahan gaya pada diafragma. Perubahan gaya itu akan disalurkan melewati Flexure untuk menggerakkan batang force bar sehingga membuat perubahan kedudukan dari pasangan flapper dan nozzle menghasilkan perubahan sinyal output yang sebanding dengan perbedaan tekanan pada kesua sisi plat orifice.

Sinyal output yang dihasilkan oleh D/P transmitter adalah bentuk sinyal instrumen sebesar 4 mA s/d 20 mA untuk selanjutnya ditransmisikan ke perlaatan penerima elektronik instrumen pembaca atau kontroller. Sistem pengukuran menggunakan transmitter ini ditunjukkan pada gambar 4.2.


(63)

Pada gambar 4.2, beda tekanan yang dihasilkan Head Flowmeter merupakan input dari transmitter. Dimana beda tekanan tersebut akan di kondisikan untuk pengoperasian indikator dan pengendali.

Fungsi konvertor E/P (Elektrik/Pneumatik) adalah mengubah harga pengaturan pengukuran dari set point yang berupa sinyal elektrik menjadi sinyal pneumatik untuk mengoperasikan katub kontrol. Pada koverter E/P tekanan udara operasi yang bekerja pada katub kontrol adalah konstan. Karena itu, bila tekanan fluida yang bekerja pada katub kontrol itu besar, maka tekanan ini akan mendorong plug dari katub ke atas. Ada dua macam koverter aliran, yang pertama adalah konverter yang memiliki sinyal elektrik (4 mA s/d 20 mA) dan konverter yang menggunakan sinyal pneumatik (0,2 s/d 1,0 kg/cm2). Jadi katub kontrol itu kadang tidak tidak menutup sampai posisi yang ditentukan oleh kontroller.

Dari gambar di atas dapat juga ditunjukkan sistem pengaturannya dengan menggunakan diagram kotak loop tertutup negatif (Control Feedback Negative) pada gambar 4.3 sebagai berikut.


(64)

Penjelasan dari gambar di atas adalah :

- Set Point (SP) adalah besar proses variabel yang dikehendaki. Sebuah controller akan selalu berusaha menyamakan controlled variabel dengan set point.

- Measured Variabel adalah sinyal yang dikeluarkan dari transmitter. Besaran ini merupakan cerminan besarnya sinyal sistem pengukuran. - Controlled Variabel adalah besaran atau variabel yang dikendalikan.

Besaran ini pada diagram kotak disebut output proses atau proses variabel. - Error adalah selisih antara set point dikurangi measured variabel. Error

bisa negatif dan bisa juga positif. Bila set point lebih besar dari measured variabel, error akan bernilai positif. Sebaliknya, bila set point lebih kecil dari measured variebel, error akan bernilai negatif.

- D/P Transmitteradalah alat yang berfungsi untuk membaca sinyal sensing element (Head Flowmeter) dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dimengerti oleh controlled.

- Controller adalah suatu alat yang membandingkan set point dengan harga yang di ukur (measured variabel) dan memberikan sinyal untuk pengkoreksian kesalahan jika terjadi penyimpangan harga pengukuran. - Control Unit adalah bagian dari controller yang menghitung besarnya

koreksi yang diperlukan.

- Converter I/P adalah suatu alat yang berguna untuk mengalihkan sinyal listrik menjadi sinyal pneumatik.

- Head Flowmeter atau sensing element adalah bagian paling utama dari sistem pengukuran. Bagian ini juga biasa disebut sensir.


(65)

- Control Valve adalah bagian akhir dari alat ukur sistem pengendali. Bagian ini berfungsi untuk mengubah measured variabel dengan cara memanipulasi besarnya, berdasarkan perintah controller.

IV.2. SKALA PEMBACAAN

Setiap sistem pengukuran mempunyai batasan-batasan yang spesifik untuk daerah sistem beroperasi. Demikian juga dengan satuan pembacaan yang tergantung pada jenis proses variabel yang di ukur, misalnya 0C, psi, kg/cm2, m3/h dan sebagainya. Skala baca tidak harus dimulai dari nol dan lebar skala pengukuran. Contohnya, thermometer suhu badan manusia skala bacanya sudah cukup jika dimulai dari 350C sampai 450C, karena suhu badan manusia tidak mungkin berada diluar dari skala tersebut, dengan skala baca yang sempit itu, ketelitian sampai 0,1 akan dengan mudah di dapat.

Selain ketelitian baca, lebar sempitnya skala baca juga akan mempengaruhi gain sistem pengukuran. Perlu diketahui jika skala baca semakin sempit, gain sistem pengukuran akan semakin besar. Jadi, gain sistem pengukuran berbanding terbalik dengan lebar skala baca. Dalam ilmu instrumentasi, ada beberapa istilah yang lazim dipakai untuk menyatakan skala baca. Salah satu diantaranya adalah zero. Istilah zero dipakai untuk menyatakan titik baca yang paling rendah di suatu skala baca., istilah yang lain adalah span. Istilah ini dipakai untuk menyatakan jarak anatara titik baca muinimum dan titik baca maksimum. Selain istilah span dikenal juga istilah lain yang pengertiannya mirip dengan istilah span, yaitu range. Range dipakai untuk menyatakan batas-batas daerah kerja. Misalnya Head Flowmeter yang berukuran 10 cm memiliki debit aliran 0-91.8m 3/jam dan beda tekanan 10 Pascal pada kedua sisi. Sehingga range dari


(66)

beda tekanan tersebut antara 0-10 Pa dan range debit alirannya 0-91 m3/jam. Dan yang menjadi titik zeronya pada beda tekanan adalah 0 Pa dan pada debit aliran 0 m3/jam, namun pada Head Flowmeter ini yang perlu diperhatikan dalam pengukuran adalah besar beda tekanan yang dihasilkan. Skala pengukuran ini dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini.

Tabel 2. Range Pengukuran Head Flowmeter

CV (%) ∆P . Menit Q m3/Secon Output Transmitter

100 44 1,388 x 10-4 20

80 43 1,333 x 10-4 16

60 39 1,180 x 10-4 12

40 35 1,111 x 10-4 8

25 26 0,611 x 10-4 6


(67)

BAB V PENUTUP

V.1. KESIMPULAN

1. Head Flowmeter bekerja berdasarkan pengukuran perbedaan tekanan antara kedua sisi plat orifice dalam saluran akibat adanya aliran.

2. Differensial Pressure Transmitter adalah alat yang mengubah besar nilai tekanan yang dihasilkan oleh fluida ke dalam suatu bentuk sinyal instrumen yang telah distandarisasikan.

3. Dalam sistem pengukuran menggunakan Head Flowmeter ini, kita hanya mengukur beda tekanan antara sisi sebelum dan setelah plat orifice, hasil pengukuran tersebut dijadikan range pengukuran oleh D/P Transmitter yang kemudian di ubah ke dalam bentuk sinyal instrumen (4 mA s/d 20 mA) yang kemudian dikirim ke kontroller.

V.2. SARAN

1. Dalam melakukan pengukuran aliran uap dengan Head Flowmeter hendaknya harus diperhatikan keadaan uap yang akan di ukur. Uap yang di ukur sebaiknya uap kering yang tidak mengandung air lagi, sehingga tidak menyebabkan korosi pada pipa dan tidak membuat plat orifice dalam pipa menjadi sumbat agar tidak menganggu ketelitian dari pengukuran.

2. Untuk mendapatkan SDM yang baik dalam bidang instrumentasi, kita harus mampu mensejajarkan ilmu yang kita terima di bangku perkuliahan dengan lapangan industri, sehingga kita mendapatkan tenaga-tenaga di bidang instrumen yang handal baik secara global maupun secara spesifik.


(68)

(69)

BAB V PENUTUP

V.1. KESIMPULAN

1. Head Flowmeter bekerja berdasarkan pengukuran perbedaan tekanan antara kedua sisi plat orifice dalam saluran akibat adanya aliran.

2. Differensial Pressure Transmitter adalah alat yang mengubah besar nilai tekanan yang dihasilkan oleh fluida ke dalam suatu bentuk sinyal instrumen yang telah distandarisasikan.

3. Dalam sistem pengukuran menggunakan Head Flowmeter ini, kita hanya mengukur beda tekanan antara sisi sebelum dan setelah plat orifice, hasil pengukuran tersebut dijadikan range pengukuran oleh D/P Transmitter yang kemudian di ubah ke dalam bentuk sinyal instrumen (4 mA s/d 20 mA) yang kemudian dikirim ke kontroller.

V.2. SARAN

1. Dalam melakukan pengukuran aliran uap dengan Head Flowmeter hendaknya harus diperhatikan keadaan uap yang akan di ukur. Uap yang di ukur sebaiknya uap kering yang tidak mengandung air lagi, sehingga tidak menyebabkan korosi pada pipa dan tidak membuat plat orifice dalam pipa menjadi sumbat agar tidak menganggu ketelitian dari pengukuran.

2. Untuk mendapatkan SDM yang baik dalam bidang instrumentasi, kita harus mampu mensejajarkan ilmu yang kita terima di bangku perkuliahan dengan lapangan industri, sehingga kita mendapatkan tenaga-tenaga di bidang instrumen yang handal baik secara global maupun secara spesifik.


(70)

DAFTAR PUSTAKA

1. Iskandar Hadisoebroto,Instrumentasi Proses Industri.

2. J.P. Holman, Terjemahan Ir.E. Jasifi, M.Sc, “Metode Pengukuran Teknik”, Erlangga, Jakarta, 1984.

3. Thomas G. Beckwith, N. Lewia Buck, Roy D. Marangoni, Terjemahan Ir. Kusnul Hado, ” Pengukuran Mekanis”, Erlangga, Jakarta, 1987.

4. Sutrisno, “Fisika Dasar Mekanika”, Penerbit ITB, Bandung, 1996.

5. Sears and Zemansky, “Fisika untuk Universitas 1”, BINACIPTA, Jakarta, 1985.

6. William.D.Cooper, Terjemahan Pakpahan, “Teknik Instrumentasi dan Elektronika”, Erlangga, Jakarta, 1996.


(71)

DAFTAR PUSTAKA

1. Iskandar Hadisoebroto,Instrumentasi Proses Industri.

2. J.P. Holman, Terjemahan Ir.E. Jasifi, M.Sc, “Metode Pengukuran Teknik”, Erlangga, Jakarta, 1984.

3. Thomas G. Beckwith, N. Lewia Buck, Roy D. Marangoni, Terjemahan Ir. Kusnul Hado, ” Pengukuran Mekanis”, Erlangga, Jakarta, 1987.

4. Sutrisno, “Fisika Dasar Mekanika”, Penerbit ITB, Bandung, 1996.

5. Sears and Zemansky, “Fisika untuk Universitas 1”, BINACIPTA, Jakarta, 1985.

6. William.D.Cooper, Terjemahan Pakpahan, “Teknik Instrumentasi dan Elektronika”, Erlangga, Jakarta, 1996.


(1)

beda tekanan tersebut antara 0-10 Pa dan range debit alirannya 0-91 m3/jam. Dan yang menjadi titik zeronya pada beda tekanan adalah 0 Pa dan pada debit aliran 0 m3/jam, namun pada Head Flowmeter ini yang perlu diperhatikan dalam pengukuran adalah besar beda tekanan yang dihasilkan. Skala pengukuran ini dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini.

Tabel 2. Range Pengukuran Head Flowmeter

CV (%) ∆P . Menit Q m3/Secon Output Transmitter

100 44 1,388 x 10-4 20

80 43 1,333 x 10-4 16

60 39 1,180 x 10-4 12

40 35 1,111 x 10-4 8

25 26 0,611 x 10-4 6

15 22 0,5 x 10-4 4


(2)

BAB V PENUTUP

V.1. KESIMPULAN

1. Head Flowmeter bekerja berdasarkan pengukuran perbedaan tekanan antara kedua sisi plat orifice dalam saluran akibat adanya aliran.

2. Differensial Pressure Transmitter adalah alat yang mengubah besar nilai tekanan yang dihasilkan oleh fluida ke dalam suatu bentuk sinyal instrumen yang telah distandarisasikan.

3. Dalam sistem pengukuran menggunakan Head Flowmeter ini, kita hanya mengukur beda tekanan antara sisi sebelum dan setelah plat orifice, hasil pengukuran tersebut dijadikan range pengukuran oleh D/P Transmitter yang kemudian di ubah ke dalam bentuk sinyal instrumen (4 mA s/d 20 mA) yang kemudian dikirim ke kontroller.

V.2. SARAN

1. Dalam melakukan pengukuran aliran uap dengan Head Flowmeter hendaknya harus diperhatikan keadaan uap yang akan di ukur. Uap yang di ukur sebaiknya uap kering yang tidak mengandung air lagi, sehingga tidak menyebabkan korosi pada pipa dan tidak membuat plat orifice dalam pipa menjadi sumbat agar tidak menganggu ketelitian dari pengukuran.

2. Untuk mendapatkan SDM yang baik dalam bidang instrumentasi, kita harus mampu mensejajarkan ilmu yang kita terima di bangku perkuliahan dengan lapangan industri, sehingga kita mendapatkan tenaga-tenaga di bidang instrumen yang handal baik secara global maupun secara spesifik.


(3)

(4)

BAB V PENUTUP

V.1. KESIMPULAN

1. Head Flowmeter bekerja berdasarkan pengukuran perbedaan tekanan antara kedua sisi plat orifice dalam saluran akibat adanya aliran.

2. Differensial Pressure Transmitter adalah alat yang mengubah besar nilai tekanan yang dihasilkan oleh fluida ke dalam suatu bentuk sinyal instrumen yang telah distandarisasikan.

3. Dalam sistem pengukuran menggunakan Head Flowmeter ini, kita hanya mengukur beda tekanan antara sisi sebelum dan setelah plat orifice, hasil pengukuran tersebut dijadikan range pengukuran oleh D/P Transmitter yang kemudian di ubah ke dalam bentuk sinyal instrumen (4 mA s/d 20 mA) yang kemudian dikirim ke kontroller.

V.2. SARAN

1. Dalam melakukan pengukuran aliran uap dengan Head Flowmeter hendaknya harus diperhatikan keadaan uap yang akan di ukur. Uap yang di ukur sebaiknya uap kering yang tidak mengandung air lagi, sehingga tidak menyebabkan korosi pada pipa dan tidak membuat plat orifice dalam pipa menjadi sumbat agar tidak menganggu ketelitian dari pengukuran.

2. Untuk mendapatkan SDM yang baik dalam bidang instrumentasi, kita harus mampu mensejajarkan ilmu yang kita terima di bangku perkuliahan dengan lapangan industri, sehingga kita mendapatkan tenaga-tenaga di bidang instrumen yang handal baik secara global maupun secara spesifik.


(5)

DAFTAR PUSTAKA

1. Iskandar Hadisoebroto,Instrumentasi Proses Industri.

2. J.P. Holman, Terjemahan Ir.E. Jasifi, M.Sc, “Metode Pengukuran Teknik”, Erlangga, Jakarta, 1984.

3. Thomas G. Beckwith, N. Lewia Buck, Roy D. Marangoni, Terjemahan Ir. Kusnul Hado, ” Pengukuran Mekanis”, Erlangga, Jakarta, 1987.

4. Sutrisno, “Fisika Dasar Mekanika”, Penerbit ITB, Bandung, 1996.

5. Sears and Zemansky, “Fisika untuk Universitas 1”, BINACIPTA, Jakarta, 1985.

6. William.D.Cooper, Terjemahan Pakpahan, “Teknik Instrumentasi dan

Elektronika”, Erlangga, Jakarta, 1996.


(6)

DAFTAR PUSTAKA

1. Iskandar Hadisoebroto,Instrumentasi Proses Industri.

2. J.P. Holman, Terjemahan Ir.E. Jasifi, M.Sc, “Metode Pengukuran Teknik”, Erlangga, Jakarta, 1984.

3. Thomas G. Beckwith, N. Lewia Buck, Roy D. Marangoni, Terjemahan Ir. Kusnul Hado, ” Pengukuran Mekanis”, Erlangga, Jakarta, 1987.

4. Sutrisno, “Fisika Dasar Mekanika”, Penerbit ITB, Bandung, 1996.

5. Sears and Zemansky, “Fisika untuk Universitas 1”, BINACIPTA, Jakarta, 1985.

6. William.D.Cooper, Terjemahan Pakpahan, “Teknik Instrumentasi dan

Elektronika”, Erlangga, Jakarta, 1996.