40
2013]. Pernyataan tersebut dapat dituliskan ke dalam persamaan 2.19 serta ditunjukkan pada Gambar 2.27 dan Gambar 2.28.
d y d u
2.19
dengan µ mu adalah viskositas dinamik yang dinyatakan dalam satuan Newton detik per meter kuadrat N.sm
2
dan τ tau adalah tegangan geser yang
dinyatakan dalam satuan Newton per meter persegi Nm
2
. Seperti yang ditunjukkan pada persamaan 2.19, Gambar 2.27, dan
Gambar 2.28 dapat diketahui bahwa pelat bagian bawah diam dan pelat bagian atas bergerak. Partikel fluida yang bersinggungan dengan plat yang bergerak
mempunyai kecepatan yang sama dengan plat tersebut. Tegangan geser τ antara
dua lapis zat cair adalah sebanding dengan gradien kecepatan dalam arah tegak lurus dengan gerak dudy.
2.13. Pengukuran Debit Aliran
2.13.1. Teori Hambatan Bernoulli Bernoulli Obstraction Theory
Gambar 2.29 Perubahan tekanan dan kecepatan pada Bernoulli Obstruction Meter [White, 2011].
41
Suatu aliran melewati pipa yang mempunyai penampang dengan diameter mayor D akan mengalami desakan akibat terjadinya penyempitan
penampang dengan ukuran diameter minor d sehingga menghasilkan rasio geometri
β di antara kedua penampang tersebut.
D d
2.20
Penampang aliran akan menyempit ketika melewati vena contracta yang mempunyai nilai diameter D
2
d. Dengan menggunakan persamaan Bernoulli dan kontunyuitas, maka dapat diketahui besarnya debit aliran Q yang dituliskan
dalam persamaan 2.21 [White, 2011].
2 1
4 2
1
1 2
p p
A C
V A
Q
t d
t t
2.21
dengan t merupakan notasi dari throat pada hambatan aliran,
d
C
merupakan discharge coefficient yang tidak mempunyai satuan, dimana
d
C
didapatkan dari fungsi dari nilai
β dan Re
D
. Nilai
d
C
akan dipengaruhi oleh jenis alat pada Bernoulli Obstruction Meter yang digunakan.
Re ,
D d
f C
2.22 di mana,
D
V
D 1
Re
2.13.2. Orifice Plate
Orifice plate merupakan alat pada Bernoulli Obstruction Meter yang digunakan pada penelitian ini. Orifice plate yang digunakan merupakan jenis Thin
Plate Orifice yang mempunyai hubungan antara nilai Re
D
dan C
d
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.30 [White, 2011].
42
Gambar 2.30 Grafik hubungan antara Re
d
dan C
d
untuk Thin Plate Orifice [White, 2011].
Thin Plate Orifice dapat dibuat dengan nilai β antara 0,2 sampai 0,8,
dengan aturan bahwa ukuran d 12.5 mm. Untuk mengukur besarnya tekanan pada p
1
dan p
2
, biasanya digunakan 3 tiga tipe sambungan, yaitu: a.
Sambungan menyudut, dimana orifice plate menyambung langsung dengan dinding pipa.
b. Sambungan D : ½ D, dimana orifice plate menyambung dengan jarak D
pada pipa hulu, dan ½ D pada pipa hilir. c.
Sambungan flens. Besarnya nilai C
d
selain dapat diketahui melalui grafik pada Gambar 2.30 juga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.23.
2 3
1 4
4 75
, 5
, 2
0337 ,
1 09
, Re
71 ,
91 F
F f
C
D d
2.23
di mana,
8 1
, 2
184 ,
0312 ,
5959 ,
f
2.24 sedangkan besarnya nilai F
1
dan F
2
untuk setiap tipe pada ketiga jenis sambungan orifice plate yaitu:
43
a. Untuk sambungan menyudut
F
1
= 0 F
2
= 0 b.
Untuk sambungan D : ½ D F
1
= 0.4333 F
2
= 0.47 c.
Untuk sambungan flens
1 in
D 3
, 2
D
1
2
in D
F
1
F
4333 ,
3 ,
2 ,
2
D
44
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian
