Blog
Kupas Tuntas Venturimeter
Venturimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan rata-rata dari fluida yang mengalir atau laju aliran dari fluida yang mengalir.
Venturimeter dipasang pada pipa dengan menggunakan flanges (sambungan pipa), sehingga fluida yang mengalir melalui pipa juga mengalir melalui venturimeter.
Cara Kerja Venturimeter
Venturimeter adalah perangkat yang bergerak dan secara umum terdiri dari tiga bagian
Bagian Konvergen (Converging Part):
Cairan memasuki bagian ini—karena bentuk bagiannya, ia mulai menyatu. Menurut persamaan kontinuitas, jika luas penampang berkurang maka kecepatan fluida meningkat. Menurut persamaan Bernoulli, jika kecepatan fluida meningkat maka tekanan harus berkurang.
Tenggorokan (The Throat):
Fluida kemudian memasuki bagian ini dengan diameter yang konstan. Bagian ini disebut tenggorokan. Karena diameternya konstan, kecepatan aliran fluida tidak berubah dan juga tekanan di tenggorokan tidak berubah.
Oleh karena itu, tenggorokan merupakan tempat yang tepat untuk melakukan penekanan. Tapping tekanan pada posisi ke hulu diterapkan sebelum fluida mencapai bagian konvergen. Perbedaan tekanan antara kedua posisi ini diukur dengan menggunakan manometer atau pengukur tekanan.
Bagian Divergen (Diverging Part):
Setelah cairan melewati tenggorokan, ia melewati bagian yang menyimpang. Tujuan dari bagian divergen adalah untuk memulihkan tekanan yang diturunkan untuk mengukur laju aliran. Sudut bagian divergen lebih pendek dari bagian konvergen, hal ini membuat panjang bagian divergen relatif lebih panjang dari bagian konvergen. Hal ini dilakukan dengan sengaja agar fluida tidak terpisah pada batasnya, pemisahan aliran menyebabkan kerugian tekanan.
Prinsip Dasar Venturimeter
Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa; untuk fluida yang mengalir, peningkatan kecepatan fluida terjadi dengan penurunan tekanan atau penurunan energi potensial fluida.
Bentuk Ilustrasi Venturimeter
Artinya, jika kita mengetahui sejauh mana level penurunan tekanan, maka kita akan dapat menemukan ukuran peningkatan kecepatan fluida karena terkait dengan persamaan Bernoulli. Pernyataan dari persamaan Bernoulli dirumuskan sebagai berikut:
P₁ + ρgh₁ + 1/2 ρv²₁ = P₂ + ρgh₂ + 1/2 ρv²₂
Dimana:
- subskrip 1 dan 2 menunjukkan lokasi titik atau bagian yang dipilih dalam bidang aliran
- P = tekanan
- ρ = densitas fluida
- g = percepatan gravitasi
- h = ketinggian titik terhadap garis referensi
- v = kecepatan aliran fluida
Dalam skema venturimeter, biarkan garis tengah menjadi garis referensi kemudian h untuk bagian 1 dan 2 menjadi nol. Persamaan Bernoulli untuk kasus ini ditulis sebagai berikut:
P₁ + 1/2 ρv²₁ = P₂ + 1/2 ρv²₂
Dengan persamaan kontinuitas sebagai berikut:
A₁v₁ = A₂v₂
/ 4d²₁ v₁ = / 4d²₂ v₂
d²₁ v₁ = d²₂ v₂
v₁ = (d₂ / d₁) ²v₂
Mengganti ekspresi kecepatan ini ke dalam persamaan Bernoulli untuk sistem dan mengaturnya kembali, maka akan mendapatkan:
v₂ = √ (2(P₁ − P₂) / ρ(1 − (d₂ / d₁)⁴)))
Persamaan ini akan memberikan kecepatan rata-rata dari fluida yang mengalir. Jika kita mengalikan kecepatan ini dengan luas penampang, maka kita akan mendapatkan laju aliran volumetrik. Jika kita mengalikan laju aliran volumetrik dengan densitas, maka kita akan mendapatkan laju aliran dengan massa dari fluida yang mengalir.
Untuk mempelajari tentang pengukuran berbagai laju aliran (flow measurement), dapat menggunakan alat di bawah ini (klik gambar untuk informasi selengkapnya).
