LAPORAN PRAKTIKUM X Dan FLOWMETER.pdf

LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM SISTEM INSTRUMENTASI – P1

PERCOBAAN FLOWMETER
DISUSUN OLEH :
DIONISIUS ANDY KRISTANTO

NRP 2412 100 106

ASISTEN
MURDIONO

NRP 2409 100 097

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2014

i

DAFTAR PUSTAKA

Sobarna,Agus.2010.Instrumentasi-Sensor Aliran
Fluida.Bandung

32

LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM SISTEM INSTRUMENTASI – P1

PERCOBAAN FLOWMETER
DISUSUN OLEH :
DIONISIUS ANDY KRISTANTO

NRP 2412 100 106

ASISTEN
MURDIONO

NRP 2409 100 097

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2014

ii

BAB V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat
disimpulkan :
1. Semakin kecil ketinggian gelas ukur, maka semakin
kecil debit air yang dihasilkan.

2. Tekanan keluaran dari venturi meter lebih besar
dibanding tekanan input.
3. Tekanan keluaran dari Orifice plate lebih Kecil
dibanding tekanan input.
4. Semakin besar debit air (Q) maka semakin besar juga
volume airnya (V)
5.2 Saran
Pada praktikum berikutnya disarankan agar
sebaiknya petunjuk – petunjuk yang tertera pada modul
lebih jelas, sehingga dalam waktu pelaksanaan praktikum
tidak terjadi kebingungan.

31

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL LAPORAN : PERCOBAAN FLOWMETER
IDENTITAS PENYUSUN LAPORAN
NAMA
: DIONISIUS ANDY K

NRP
: 2412100106
IDENTITAS ASISTEN PRAKTIKUM
NAMA
: MURDIONO
NRP
: 2409100097

Asisten Praktikum

Surabaya, 8 April 2014
Penulis

Murdiono
NRP. 24 09 100 097

Dionisius Andy Kristanto
NRP. 24 12 100 106

Mengetahui,

Koordinator Praktikum Sistem Instrumentasi

Rhadityo Shakti Budiman
NRP. 24 10 100 038

iii

30

Halaman Ini Sengaja Dikosongkan

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM INSTRUMENTASI
PERCOBAAN FLOWMETER
Nama Penulis
NRP
Jurusan
Nama Asisten

: Dionisius Andy Kristanto
: 2412100106

: Teknik Fisika
: Murdiono

Abstrak
Pada Dunia industri sensor-sensor aliran atau
flowmeter sangat berperan penting bagi kelancaran sebuah
plant, Flowmeter adalah alat untuk mengukur jumlah atau
laju aliran dari suatu fluida yang mengalir dalam sebuah pipa.
Jenis jenis dari sensor aliran atau flowmeter sendiri ada
beragam antara lain, pipa pitot, orifice plate, pipa venturi dan
flow Nozzle yang merupakan sensor aliran berdasarkan
tekanan. Pemilihan sensor aliran tersebut sangat bergantung
pada karakteristik dari fluida yang mengalir di dalam pipa,
karena setiap fluida memiliki karakteristik tersendiri untuk
sensor aliran yang berbeda. Dalam praktikum laporan
paktikum ini akan dibahas tentang perbandingan beberapa
flowmeter yang dirangkai Dalam Plant Hydrolic Bench,
hingga memperoleh kesimpulan bahwa beberapa jenis
flowmeter tersebut memiliki karakteristik yang berbeda
sehingga perlu dilakukan pemilihan flowmeter untuk jenis

fluida yang berbeda.
Kata Kunci : Flowmeter, Sensor Aliran, Orifice Plate,
Hydrolic Bench

iv

29

aliran. Ketika fluida melewati bagian pipa yang
penampangnya kecil, maka laju fluida bertambah. Hal ini
sesuai dengan hukum Bernoulli, jika kelajuan fluida
bertambah, maka tekanan fluida tersebut menjadi kecil. Jadi
tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil tetapi
laju aliran fluida lebih besar. Berbeda dengan orifice meter
karena pada orifice meter data pada tekanan inlet lebih besar
daripada tekanan outlet. Hal ini bisa dikarenakan pada saat
pengkuran, system tersebut belum mencapai nilai steady.
Fluida yang mengalir melalui pipa ketika sampai pada
orifice akan dipaksa untuk melewati lubang pada orifice.
Hal itu menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan dan

tekanan. Jika terjadi aliran dari inlet ke outlet, maka tekanan
inlet akan lebih besar dari tekanan outlet. Sesuai dengan
data yang didapatkan pada Tabel 4.3 dimana tekanan pada
inlet lebih besar daripada tekanan pada outletnya. Karena
mengalir dari inlet ke outlet.
Selain itu pada percobaan ini juga dilakukan
penurunan rumus terhadap venturimeter dan orifice meter
untuk mendapatkan persamaan Q actual nya, untuk
kemudian rumus tersebut dibuktikan kebenaranya dengan
menggunakan data-data yang diperoleh dari percobaan, serta
data-data pada datasheet hydraulic bench. dari perthitungan
yang telah dilakuakan, dapat dilihat bahwa Q actual hasil
perhitungan dengan menggunakan rumus tidak jauh berbada
dengan nilai Q yang ditentukan oleh praktikan, dengan
penyimpangan tidak lebih dari 10 %.

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM INSTRUMENTASI
PERCOBAAN FLOWMETER
Author’s Name
NPR

Departement
Assistance’s Name

: Dionisius Andy K
: 2412100106
: Engineering Physics
: Murdiono

Abstract
In the industrialized world flow sensors or flowmeter
is an important role for the smooth running of a plant,
Flowmeter is an instrument for measuring the amount or flow
rate of a fluid flowing in a pipe. Type or types of flow sensors
flowmeter itself there are diverse among others, the pitot pipe,
orifice plate, venturi pipe and nozzle flow is a flow sensor
based on pressure. Selection of the flow sensor is highly
dependent on the characteristics of the fluid flowing in the
pipeline, because each fluid has its own characteristics for
different flow sensors. In this paktikum lab report will be
discussed on a comparison of some flowmeter is assembled in

Plant Hydrolic Bench, to the conclusion that some of these
flowmeter types have different characteristics that need to be
done flowmeter selection for different types of fluid.

Keywords: Flowmeter, Flow Sensors, Orifice Plate, Hydrolic
Bench

v

28

Tabel 4.7 Q Aktual Orifice
Q
(L/M)
15

P(inlet)
Orifice [Pa]
1127

P(outlet)
Orifice [Pa]
1813

Qaktual
(L/M)
15.48

10

1764

2107

10.92

5

2058

2156

5.844

Dari tabel diatas terlihat bahwa perhitungan Q
actual dari venture meter tidak berbeda jauh dengan Q yang
ditentukan pratikan dengan penyimpangan tidak lebih dari
10 %
4.2 Pembahasan
Pada percobaan ini, praktikan mempelajari
bagaimana mengukur flow, debit air, menggunakan orifice,
venturimeter, dari hasil percobaan diketahui semakin tinggi
ketinggian air didalam gelas ukur, maka debit air semakin
mengecil, ini dapat dianalisis bahwa tekanan diluar lebih
besar dibanding tekanan input. Flow sendiri dapat berhasil
diukur dengan cara mendapatkan tinggi dari gelas ukur yang
terdapat pada flowmeter rig di hydraulic bench.
Pada venturi meter, tekanan inlet dan outlet
mengalami penurunan seperti yang terlihat pada Tabel 4.3.
Hal ini dikarenakan kecepatan fluida yang mengalir pada
venturi meter akan bertambah disepanjang bagian pertama
venture meter, sedangkan tekanannya semakin berkurang.
Selanjutnya kecepatan fluida akan berkurang juga ketika
fluida memasuki bagian ketiga venturi meter. Penurunan
tekanan aliran ini yang dimanfaatkan untuk mengukur debit

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat dan karunia-Nya sehingga Laporan Resmi Praktikum
Sistem instrumentasi ini dapat terselesaikan tepat pada
waktunya.
Dalam kesempatan kali ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada:
1.

Bapak Dr Totok S, selaku dosen pengajar mata kuliah
Sistem instrumentasi.

2.

Saudara

asisten

yang

telah

membimbing

dalam

pelaksanaan praktikum Sistem instrumentasi.
3.

Rekan-rekan

yang

telah

membantu

terlaksananya

kegiatan praktikum Sistem instrumentasi.
Penyusun menyadari bahwa banyak kekurangan
dalam pembuatan laporan ini baik dari segi materi maupun
penyajian. Untuk itu penyusun mengharapkan kritik dan saran
yang bersifat membangun.
Akhir kata penyusun berharap semoga laporan ini
bermanfaat bagi penyusun sendiri khususnya dan pembaca
pada umumnya.
Surabaya, 8 April 2014

Penulis
vi

27

Untuk efek tersebut, suatu discharge coefficient (Cd)
diperkenalkan ke dalam persamaan tersebut di atas untuk
secara garis besar mengurangi flowrate (Q).

A1
A2
Cd
Δp
Ρ

= Luas Pada upstream (cm2)
= Luas Orifice (cm2)
= Koefisien Pelepasan
= Perbedaan tekanan inlet dan outlet (Pa)
= Massa Jenis Fluida (Kg/m2)

Dengan menetapkan koefisien pelepasan sebesar 0.7,
maka dapat dihitung Q actual dari venturimeter, yaitu
dengan menggunakan data-data yang ada pada tabel 4.2, dan
tebel 4.3, yang hasilnya adalah seperti pada tabel dibawah
ini.

DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................ iiii
Abstrak.......................................................................... iv
Abstract ........................................................................... v
KATA PENGANTAR ................................................. vii
DAFTAR ISI................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR .................................................. ixx
DAFTAR TABEL ......................................................... x
BAB I PENDAHULUAN........... Error! Bookmark not
defined.
1.1 Latar Belakang .. Error! Bookmark not defined.
1.2 Permasalahan .... Error! Bookmark not defined.
1.3 Tujuan .................................................................. 2
1.4 Sistematika LaporanError!
defined.

Bookmark

not

BAB II DASAR TEORI............. Error! Bookmark not
defined.
2.1
Flowmeter ..... Error! Bookmark not defined.
2.2
Pengukuran Aliran FluidaError! Bookmark
not defined.
2.2.1 Pengukuran Kuantitas .. Error! Bookmark not
defined.
2.2.2 Pengukuran Laju Aliran......Error! Bookmark
not defined.
vii

26

Dimana lokasi 1 adalah hulu (upstream) dari orifice, dan
lokasi 2 adalah hilir (downstream) dari orifice. Dari
persamaan Persamaan Bernoulli dan Persamaan
Kontinuitas
dapat
diturunkan
persamaan
yang

menghubungkan antara debit aliran (Q) dengan beda
tekanan statis antara upstream dan downstream (p1- p2).

Total head pada kedua tempat tersebut sama. Untuk fluida
yang tidak termampatkan, hubungan antara laju aliran (Q)
yang diukur dengan beda tekanan (p1 - p2) adalah :

Pemecahan untuk flowrate volumetric (Q), adalah :
Persamaan di atas hanya dapat diaplikasikan untuk aliran
yang sempurna (laminar, inviscid atau non viscous). Untuk
aliran yang real (seperti air atau udara), karakteristik
viscosity dan turbulence berpengaruh dan mengakibatkan
konversi energi kinetik ke dalam panas.

2.2.3 Pengukuran Metode Diferensial Tekanan
............................... Error! Bookmark not defined.
2.3
Sensor Aliran Berdasarkan Tekanan .. Error!
Bookmark not defined.
2.3.1 Orifice Plate ................................................... 8
2.3.2
Pipa Venturi ........... Error! Bookmark not
defined.
2.3.3
Flow Nozzle ........... Error! Bookmark not
defined.
2.3.4

Pipa Pitot . Error! Bookmark not defined.

2.3.5

Rotameter ................................................ 13

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN .......... Error!
Bookmark not defined.
3.1
Peralatan dan BahanError! Bookmark not
defined.
3.2
Prosedur PercobaanError! Bookmark not
defined.
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
....................................... Error! Bookmark not defined.
4.1
Analisa Data .. Error! Bookmark not defined.
4.2

Pembahasan .................................................. 28

BAB V PENUTUP....................................................... 31
5.1 Kesimpulan ........................................................ 31
viii

25

Penurunan rumus untuk mencari Q actual dari Orifice plate
adalah sebagai berikut.

Gambar 4.6 Orifice Plate Pada Flowmeter
Untuk mengkalkulasi flowrate dari suatu aliran fluida yang
melintas suatu orifice plate, maka sepanjang kecepatan
aliran fluida adalah di bawah kecepatan subsonic (V < mach
0.3), maka persamaan Incompressible Bernoulli’s di atas
dapat digunakan, sehingga :

5.2

Saran.............................................................. 31

DAFTAR PUSTAKA .................................................. 31

ix

24

C
Δp
Ρ

= Koefisien Pelepasan
= Perbedaan tekanan inlet dan outlet (Pa)
= Massa Jenis Fluida (Kg/m2)

Dengan menetapkan koefisien pelepasan sebesar
0.98, maka dapat dihitung Q actual dari venturimeter, yaitu
dengan menggunakan data-data yang ada pada tabel 4.2, dan
tebel 4.3, yang hasilnya adalah seperti pada tabel dibawah
ini.
Tabel 4.6 Q Aktual Venturimeter
Q
(L/M)
15

P(inlet)
Venturi [Pa]
2842

P(outlet)
Venturi [Pa]
1911

Qaktual
(L/M)
14.52

10

2940

2499

10.02

5

2793

2695

4.722

Dari tabel diatas terlihat bahwa perhitungan Q actual
dari venture meter tidak berbeda jauh dengan Q yang
ditentukan pratikan.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Vortex shedding flowmeter, (a) flowmeter
geometry, (b) response, (c) readout block diagram.Error! Bookmark no
Gambar 2.2 Hukum KontinuitasError! Bookmark not defined.
Gambar 2.3 Orifice Plate .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.4 Pipa Venturi .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.5 Flow Nozzle

Error! Bookm

Gambar 2.6 Pipa Pitot

Error! Bookm

Gambar 2.7 Rotameter

14

Gambar 4.1 Grafik Debit-Inlet pada Orifice Plate dan
Venturimeter………………………………………….. ...18
Gambar 4.2 Grafik Debit-Outlet pada Orifice Plate dan
Venturimeter………………………………………….......18
Gambar 4.3 Grafik Tekanan pada Venturimeter …………20
Gambar 4.4 Grafik Tekanan pada Orifice Plate……….....21
Gambar 4.5 Persamaan Venturimeter ……………...….....23
Gambar 4.5 Orifice Plate Pada Flowmeter .……...…........25

x

23

Gambar 4.5 Persamaan Venturimeter

Dikarenakan pada venturi terjadi pelepasan energi
(dalam jumlah kecil) berupa panas akibat viskositas
boundary layer aliran aktual, maka persamaan aliran ideal di
atas dikalikan koefisien pelepasan (C) yang nilainya
tergantung pada bilangan Reynold (berdasarkan geometri
alir venturi).

Aa
Ab

= Luas Pada upstream (cm2)
= Luas Pada Throat (cm2)

DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Hasil PercobaanError! Bookmark not defined.
Tabel 4.2 Datasheet Flowmeter f1-21Error! Bookmark not defined.
Tabel 4.3 Tekanan pada Setiap DebitError! Bookmark not defined.
Tabel 4.4 Data Luas Penampang dan Diameter dari
Venturi meter dan Orifice Plate .......................................... 21
Tabel 4.5 Kecepatan Aliran pada Setiap Debit ................... 22
Tabel 4.6 Laju Aliran Fluida dan Kecepatan Fluida
Setiap Debit ......................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4.6 Q Aktual Venturimeter ....................................... 24
Tabel 4.7 Q Aktual Orifice ................................................. 28

xi

22

Luas Penampang V (out)
0.000177
2
[m ]
Diameter Orifice (in) [mm] 41.4
Luas Penampang O (in)
0.001347
2
[m ]
Diameter Orifice (out)
20
[mm]
Luas Penampang O (out)
0.000314
2
[m ]
Dengan demikian Maka didapatkan hubungan antara Debit
dan kecepatan liran seperti pada tebel berikut
Tabel 4.5 Kecepatan Aliran pada Setiap Debit
Q
(L/M)
15

V(inlet)
Venturi
[m/s]
0.618634

V(outlet)
Venturi
[m/s]
4.70791

V(inlet)
Orifice
[m/s]
0.618634

V(outlet)
Orifice
[m/s]
2.653822

10

0.123756

0.941808

0.123756

0.530892

5

0.061863

0.470791

0.061863

0.265382

Setelah itu dicari Q aktual dari venture meter dan
orifice sebagai perbandingan terhadap Q yang sudah
ditentukan oleh praktikan, dan sebagai pembuktian bahwa
data serta rumus hasil penurunan dari persamaan bernauli
untuk aliran fluida pada venturimeter serta orifice meter
adalah benar. Penurunan dari rumus untuk mencari Q actual
dari Venturimeter adalah sebagai berikut.

21

Gambar 4.4 Tekanan pada Orifice Plate
Hubungan antara debit air dan kecepatan, dapat kita
hitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas yaitu;
dimana :
Q = Debit air (liter/s)
A = Luas Penampang (m2)
V = Kecepatan (m/s)
Untuk luas penampang didapatkan dari nilai diameter inlet
baik venture meter maupun orifice. Seperti yang tertera pada
tabel berikut.
Tabel 4.4 Data Luas Penampang dan Diameter dari Venturi
meter dan Orifice Plate
Diameter Venturi (in) [mm] 41.4
Luas Penampang V (in)
0.001347
2
[m ]
Diameter Venturi (out)
15
[mm]

20

Tabel 4.3 Tekanan pada Setiap Debit
Q
(L/M)
15

P(inlet)
Venturi
[Pa]
2842

P(outlet)
Venturi
[Pa]
1911

P(inlet)
Orifice
[Pa]
1127

P(outlet)
Orifice
[Pa]
1813

10

2940

2499

1764

2107

5

2793

2695

2058

2156

Data tekanan pada setiap debit pada tabel diatas dilihat
hubungan nya dalam bentuk grafik seperti grafik dibawah
ini, yaitu grafik Debit terhadap Tekanan venturimeter .

Gambar 4.3 Tekanan pada Venturimeter

19

Karakteristik dari venturi maupun orifice meter yang
digunakan pada ercobaan ini dapat dilihat pada tavel 4.2
dibawah yaitu tabel datasheet Flowmeter f1-21
Tabel 4.2 Datasheet Flowmeter f1-21
Manometer range
0 to 400mm
Number of manometer 8
tubes
Orifice plate diameter
20mm
Variable area meter
2 to 20 litres/min
Venturi dimensions
1. Throat diameter
15mm
2. Upstream pipe
31.75mm
diameter
3. Upstream taper
21º inclusive
4. Downstream taper
14º inclusive
Sedangkan untuk diameter pipa inlet dan outlet baik
pada venturi meter maupun orifce plate adalah sebesar 41.4
mm yang didapatkan dari keliling pipa tersebut.
Perhitungan dari Tekanan dari setiap debit dapat
dilakukan berdasarkan data-data dari Tabel 4.1, dengan
menggu nakan persamaan dibawah.
dimana :
= massa jenis air (Kg/m3)
g = percepatan grafitasi (m/s2)
h = tinggi, dapat dilihat dari manometer (m)
sehingga untuk hasil tekanan pada setiap debit seperti pada
table dibawah ini :

18

Gambar 4.1 Grafik Debit-Inlet pada Orifice Plate dan
Venturimeter
Sedangakan untuk perbadingan outlet pada orifice pate dan
venturimeter terlihat pada gambar dibawah.

Gambar 4.2 Grafik Debit-Outlet pada Orifice Plate dan
Venturimeter

BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, didapatkan
data nilai inlet-outlet pada venturimeter dan orifice dengan
beberapa debit dari Plant Hydrolic Bench seperti pada table
berikut :
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan
Q
(L/M)
15

Inlet
Venturi
(mm)
290

Outlet
Venturi
(mm)
195

Inlet
Orifice
(mm)
115

Outlet
Orifice
(mm)
185

10

300

255

180

215

5

285

275

210

220

Dari data tersebut, dapat diplot menjadi sebuah grafik
dimana terdapat inlet dan outlet dari orifice plate maupun
dari venturimeter. Untuk perbandingan debit dan inlet antara
orifice plate dan venturimeter dapat terlihat pada grafik
dibawah ini.

17

16

Halaman Ini sengaja Dikosongkan

BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam melaksanakan
percobaan ini adalah sebagai berikut:
1. Plant Hydrolic Bench
2. Penggaris
3.2 Prosedur Percobaan
Prosedur yang dilakukan dalam percobaan ini adalah
sebagai berikut :
1. Alat atau Plant Hydrolic Bench disiapkan
terlebih dahulu
2. Plant Hydrolic Bench tersebut dinyalakan
3. Debit pada Plant Hydrolic Bench diatur dengan
enam variable yang berbeda yaitu 15,13,11,9,7,
dan 5.
4. Nilai flow indikator yang ditunjuk pada hydrolic
bench setiap variabel dengan debit yang berbeda
dicatat
5. Nilai venturi meter dibandingkan dengan nilai
orifice melalui modelisasi grafik
6. Hasil perhitungan dengan penurunan rumus
dibandingkan dengan realisasi yang ada pada
hydrolic bench

15

15

Halaman Ini Sengaja Dikosongkan

14

Wf = berat jenis pelampung
Wff = berat jenis fluida yang mengalir

Gambar 2.7 Rotameter
Pelampung dapat dibuat dari berbagai bahan untuk
mendapatkan beda kerapatan yang diperlukan (Wf-Wff)
untuk mengukur cairan atau gas tertentu. Tabung sering
dibuat dari gelas berkekuatan tinggi sehingga dapat
dilakukan pengamatan langsung terhadap kedudukan
pelampung.[2]

13

Aplikasi pipa pitot :
 Mengukur kecepatan pada pesawat (airspeed)
 Altimeter pesawat
 Mengukur tekanan fluida pada wind tunnel
(terowongan angin)
2.3.5 Rotameter
Rotameter terdiridari tabung vertikal dengan
lubang gerak di mana kedudukan pelampung
dianggap vertical sesuai dengan laju aliran melalui
tabung. Untuk laju aliran yang diketahui, pelampung
tetap stasioner karena gaya vertical dari tekanan
diferensial, gravitasi, kekentalan, dan gaya-apung
akan berimbang. Jadi kemampuan menyeimbangkan
diri dari pelampung yang digantung dengan kawat
dan tergantung pada luas dapat ditentukan. Gaya
kebawah (gravitasi dikurangi gaya apung) adalah
konstan dan demikian pula gaya keatas (penurunan
tekanan dikalikan luas pelampung) juga harus
konstan. Dengan mengasumsikan aliran non
kompresif, hasilnya adalah sebagai berikut:

di mana :
Q = laju aliran volume
C = koefisien pengosongan
At = luas tabung
Af = luas pelampung
Vf = volume pelampung

12

Konstruksi pipa ini adalah berupa pipa biasa
sedang di bagian tengah pipa diselipkan pipa kecil
yang dibengkokkan ke arah inlet. Jenis pipa ini
jarang dipergunakan di industri karena dengan
adanya pipa kecil di bagian tengah akan
menyebabkan benturan yang sangat kuat terhadap
aliran fluida. Alat ini hanya dipergunakan untuk
mengukur aliran fluida yang sangat lambat.
Cara kerja pitot tube :
1) Pipa yang mengukur tekanan statis terletak
secara radial pada batang yang dihubungkan
ke manometer (pstat)
2) Tekanan pada ujung pipa di mana fluida
masuk merupakan tekanan stagnasi(p0)
3) Kedua
pengukuran
tekanan
tersebut
dimasukkan dalam persamaan Bernoulli
untuk mengetahui kecepatan alirannya
4) Sulit untuk mendapat hasil pengukuran
tekanan stagnasi secara nyata karena adanya
friksi pada pipa. Hasil pengukuran selalu
lebih kecil dari kenyataan akibat faktor C
(friksi empirik)
P1

P2

P1 > P 2
Aliran
fluida

Gambar 2.6 Pipa Pitot

11

5. Beda tekanan yang diperoleh lebih besar
daripada pipa venturi
6. Hasil beda tekanan cukup baik karena aliran
masih laminer

P1

P2

P1 > P2
Aliran
fluida

Gambar 2.5 Flow Nozzle
2.3.4 Pipa Pitot
Pitot tube ialah pipa terbuka kecil dimana
permukaannya bersentuhan langsung dengan aliran.
Terdiri dari 2 pipa, yaitu :
1) Static tube (untuk mengukur tekanan statis)
Pipa ini membuka secara tegak lurus sampai ke
aliran sehingga dapat diketahui tekanan statisnya.
2) Impact/stagnation tube (untuk mengukur tekanan
stagnasi = velocity head)
Impact pressure selalu lebih besar daripada static
pressure dan perbedaan antara kedua tekanan ini
sebanding dengan kecepatan.[2]

10

3. Pengukuran tekana lebih baik dibandingkan
orifice plate.
4. Tahan terhadapa gesakan fluida.
Kerugiannya adalah:
1. Ukuiran menjadi lebih besar
2. Lebih mahal dari orifice plate
3. Beda tekanan yang ditimbulkan menjadi lebih
kecil dari orifice plate.

Gambar 2.4 Pipa Venturi
2.3.3 Flow Nozzle
Tipe Flow Nozzle menggunakan sebuah corong
yang diletakkan diantara sambungan pipa sensor tekanan
P1 dibagian inlet dan P2 dibagian outlet. Tekanan P2
lebih kecil dibandingkan P1. Sensor jenis ini memiliki
keunggulan diabanding venture dan orifice plate yaitu:
1. Masih dapat melewatkan padatan
2. Kapasitas aliran cukup besar
3. Mudah dalam pemasangan
4. Tahan terhadap gesekan fluida

9

Jumlah fluida yang mengalir per satuan waktu
(m3/dt) adalah :

di mana : Q = jumlah fluida yang mengalir ( m3/dt)
K = konstanta pipa
A2 = luas penampang pipa sempit
P = tekanan fluida pada pipa 1 dan 2
ρ = masa jenis fluida
g = gravitasi bumi
Rumus ini juga berlaku untuk pipa venturi.

Gambar 2.3 Orifice Plate
2.3.2
Pipa Venturi
Pada pipa venture, pemercepat aliran fluida
dilakukan dengan cara membentuk corong sehingga
aliran masih dapat dijaga agar tetap laminar. Sensor
tekana pertama (P1) diletakkan pada sudut tekanan
pertama dan sensor tekanan kedua diletakkan pada
bagian yang plaing menjorok ke tengah. Pipa venturi
biasa dipergunakan untuk mengukur aliran cairan.
Keuntungan dari pipa venturi adalah:
1. Partikel padatan masih melewati alat ukur
2. Kapasitas aliran cukup besar

8

dimana: A = Penampang
D = Debit Aliran
Karena debit fluida berhubungan langsung dengan
kecepatan fluida, maka jelas kecepatan fluida dapat diubah
dengan cara mengubah diameter pipa.
2.3.1 Orifice Plate
Alat ukur terdiri dari pipa dimana dibagian
dalamnya diberi pelat berlubang lebih kecil dari ukuran
diameter pipa. Sensor tekanan diletakan disisi pelat
bagian inlet (P1) dan satu lagi dibagian sisi pelat bagian
outlet (P2). Jika terjadi aliran dari inlet ke outlet, maka
tekanan P1 akan lebih besar dari tekanan outlet P2.
Keuntungan utama dari Orfice ini adalah dari :
1. Konstruksi sederhana
2. Ukuran pipa dapat dibuat persis sama dengan
ukuran pipa sambungan.
3. Harga pembuatan alat cukup murah
4. Output cukup besar
Kerugian menggunakan cara ini adalah :
1. Jika terdapat bagian padat dari aliran fluida,
maka padat bagian tersebut akan terkumpul
pada bagian pelat disisi inlet.
2. Jangkauan pengukuran sangat rendah
3. Dimungkinkan terjadinya aliran Turbulen
sehingga
menyebabkan
kesalahan
pengukuran jadi besar karena tidak mengikuti
prinsip aliran Laminer.
4. Tidak memungkinkan bila digunakan untuk
mengukur aliran fluida yang bertekanan
rendah.

7

g = gravitasi bumi
h = tinggi fluida (elevasi)
Jika h1 dan h2 dibuat sama tingginya maka :
,
Rumus diatas hanya berlaku untuk aliran Laminer, yaitu
aliran yang memenuhi prinsip kontinuitas
v2

P1

P2

v1
h2

h1

Gambar 2.2 Hukum Kontinuitas
Pipa pitot, orifice plate, pipa venturi dan flow Nozzle
menggunakan hukum Bernoulli diatas. Prinsip dasarnya
adalah membentuk sedikit perubahan kecepatan dari aliran
fluida sehingga diperoleh perubahan tekanan yang dapat
diamati. Pengubahan kecepatan aliran fluida dapat
dilakukan dengan mengubah diameter pipa, hubungan ini
diperoleh dari Hukum kontiunitas aliran fluida.

6

Kecepatan kira-kira di mana perubahan ini terjadi
dinamakan kecepatan kritis dan aliran pada tingkat
kelajuan yang lebih tinggi dinamakan turbulen dan pada
tingkat kelajuan lebih rendah dinamakan laminer.
Kecepatan kritis dinamakan juga angka Reynold,
dituliskan tanpa dimensi:
di mana :
D = dimensi penampang arus fluida, biasanya diameter
ρ = kerapatan fluida
V = kecepatan fluida
μ = kecepatan absolut fluida
Batas kecepatan kritis untuk pipa biasanya
berada diantara 2000 dan 2300.
Pengukuran aliran metoda ini dapat dilakukan
dengan banyak cara misalnya: menggunakan pipa
venturi, pipa pitot, orifice plat (lubang sempit), turbine
flow meter, rotameter, cara thermal, menggunakan
bahan radio aktif, elektromagnetik, ultar sonic dan
flowmeter gyro. Cara lain dapat dikembangkan sendiri
sesuai dengan kebutuhan proses. Yang dibahas dalam
buku ini adalah sensor laju aliran berdasarkan
perbedaan tekanan.
2.3 Sensor Aliran Berdasarkan Tekanan
Metoda ini berdasarkan Hukum Bernoulli
menyatakan hubungan :

dimana: P = tekanan fluida
ρ = masa jenis fluida
v = kecepatan fulida

yang

5

7) pengukur aliran ultrasonic
8) pengukur aliran kisaran (vorteks)

Gambar 2.1 Vortex shedding flowmeter, (a) flowmeter
geometry, (b) response, (c) readout block diagram.
2.2.3 Pengukuran Metode Diferensial Tekanan
Jenis pengukur aliran yang paling luas digunakan
adalah pengukuran tekanan diferensial. Pada prinsipnya
beda luas penampang melintang dari aliran dikurangi
dengan yang mengakibatkan naiknya kecepatan,
sehingga menaikan pula energi gerakan atau energi
kinetis. Karena energi tidak bisa diciptakan atau
dihilangkan ( Hukum perpindahan energi ), maka
kenaikan energi kinetis ini diperoleh dari energi tekanan
yang berubah.
Lebih jelasnya, apabila fluida bergerak melewati
penghantar (pipa) yang seragam dengan kecepatan
rendah, maka gerakan partikel masing-masing
umumnya sejajar disepanjang garis dinding pipa. Kalau
laju aliran meningkat, titik puncak dicapai apabila
gerakan partikel menjadi lebih acak dan kompleks.

4

kapasitasnya. Pengukuran kuantitas diklasifikasikan
menurut:
a. Pengukur gravimetri atau pengukuran berat
b. Pengukur volumetri untuk cairan
c. Pengukur volumetri untuk gas
2.2.2 Pengukuran Laju Aliran
Laju aliran Q merupakan fungsi luas pipa A dan
kecepatan V dari cairan yang mengalir lewat pipa,
yakni :
Q = A.V
tetapi dalam praktek, kecepatan tidak merata, lebih
besar di pusat. Jadi kecepatan terukur rata-rata dari
cairan atau gas dapat berbeda dari kecepatan rata-rata
sebenarnya. Gejala ini dapat dikoreksi sebagai berikut :
Q = K.A.V
dimana K adalah konstanta untuk pipa tertentu dan
menggambarkan hubungan antara kecepatan rata-rata
sebenarnya dan kecepatan terukur. Nilai konstanta ini
bisa didapatkan melalui eksperimen.
Pengukuran laju aliran digunakan untuk
mengukur kecepatan cairan atau gas yang mengalir
melalui pipa. Pengukuran ini dikelompokkan lagi
menurut jenis bahan yang diukur, cairan atau gas, dan
menurut sifat-sifat elemen primer sebagai berikut:
1. Pengukuran laju aliran untuk cairan:
1) jenis baling-baling defleksi
2) jenis baling-baling rotasi
3) jenis baling-baling heliks
4) jenis turbin
5) pengukur kombinasi
6) pengukur aliran magnetis

BAB II
DASAR TEORI

2.1 Flowmeter
Flowmeter adalah alat untuk mengukur jumlah atau laju
aliran dari suatu fluida yang mengalir dalam pipa atau
sambungan terbuka. alat ini terdiri dari primary device,
yang disebut sebagai alat utama dan secondary
device
(alat bantu sekunder). Flowmeter umumnya terdiri dari dua
bagian, yaitu alat utama dan alat bantu sekunder. Alat utama
menghasilkan suatu signal yang merespons terhadap aliran
karena laju aliran tersebut telah terganggu. Alat utamanya
merupakan sebuah orifis yang mengganggu laju aliran, yaitu
menyebabkan terjadinya penurunan tekanan. Alat bantu
sekunder menerima sinyal dari alat utama lalu
menampilkan, merekam, dan/atau mentrasmisikannya
sebagai hasil pengukuran dari laju aliran (koestoer, 2004).
2.2 Pengukuran Aliran Fluida
Pengukuran aliran mulai dikenal sejak tahun 1732 ketika
Henry Pitot mengatur jumlah fluida yang mengalir. Dalam
pengukuran fluida perlu ditentukan besaran dan vektor
kecepatan aliran pada suatu titik dalam fluida dan
bagaimana fluida tersebut berubah dari titik ke titik.
2.2.1 Pengukuran Kuantitas
Pengukuran ini memberikan petunjuk yang
sebanding dengan kuantitas total yang telah mengalir
dalam waktu tertentu. Fluida mengalir melewati elemen
primer secara berturutan dalam kuantitas yang kurang
lebih terisolasi dengan secara bergantian mengisi dan
mengosongkan bejana pengukur yang diketahui
3

2

1.3 Tujuan
Tujuan dari dilaksanakannya Praktikum P1 Percobaan
Flowmeter ini adalah sebagai berikut :
a. mengenal flowmeter,
b. mengetahui pengukuran fluida yang masuk dan keluar
dalam suatu proses,
c. membedakan antara venturimeter dan orifice plate
1.4 Sistematika Laporan
Laporan resmi Sistem instrument tentang flowmeter,
ini terdiri dari 5 bab, yaitu pertama bab 1, adalah
pendahuluan, yang berisi latarbelakang, rumusan masalah,
tujuan praktikum serta sistematika laporan. Bab 2 yaitu
dasar teori yang berisi tentang teori dasar yang menunjang
praktikum ini.Bab 3 yaitu metodologi dimana berisi tentang,
alat alat yang dugunkan dalam praktikum serta langkah
langkah dalam praktikum.Bab 4 yaitu analisa data dan
pembahasan, dimana berisi tentang analisa data-data yang
didapatkan dalam percobaan serta pembahasan terhadap
analisa data tersebut.Bab 5 yaitu penutup berisi tantang
kesimpulan dan saran.Sedangkan yang terakhir yaitu
lampiran yang berisi tugas khusus yang diberikan.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri pengukuran aliran fluida sangat
berperan penting. Terlebih pada industry proses seperti
industry minyak dan industri kimia. Pada industri proses
seperti ini, memerlukan penentuan kuantitas dari suatu
fluida yang mengalir didalam pipa. Alat ukur fluida yang
banyak digunakan biasanya didasarkan pada perbedaan
tekanan yang dihasilkan pada aliran sebelum dan sesudah
melewati sensor aliran tersebut. Venturi meter dan orifice
meter adalah contoh alat ukur debit aliran fluida yang
pengamatannya
berdasarkan pada perubahan tekanan
fluida. Pemilihan sensor aliran tersebut sangat bergantung
pada karakteristik dari fluida yang mengalir di dalam pipa,
karena setiap fluida memiliki karakteristik tersendiri untuk
sensor aliran yang berbeda. Oleh karena itu dalam
praktikum ini akan dibahas mengenai laju aliran fluida yang
didasarkan pada perubahan tinggi tekanan aliran, setra
karakteristik dari tiap-tiap sensor aliran fluida.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang diangkat dalam praktikum P1
Percobaan Flowmeter ini adalah sebagai berikut :
a. Apa yang dimaksud dengan flowmeter?
b. Bagaimana pengukuran Fluida yang masuk dan keluar
dari suatu alat proses?
c. Apa perbedaan antara venturimeter dan orifice plate?

1