PENGUKURAN FLOW

Pengukuran laju aliran fluida adalah salah satu yang terpenting dalam proses Flow control. Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui berapa kapasitas fluida yang dialirkan untuk mendapatkan harga pengukurannya (measurement variable). Aliran pada umumnya diukur berdasarkan besarnya kecepatan fluida yang melewati luas penampang tertentu, atau
QV = A x V .…………………………………………………………( 2.1 )
dimana : QV : laju aliran (m3 / det)
A : luas penampang dari pipa (m2)
V : kecepatan fluida (m / det)
Empat faktor penting dalam pengukuran aliran fluida dalam pipa adalah :
• Kecepatan fluida
• Friksi/gesekan fluida dengan pipa
• Viskositas/kekentalan fluida
• Densitas/kerapatan fluida


Banyak alat-alat yang dapat digunakan untuk mengukur aliran fluida. Flowmeter dapat dibagi dalam 4 grup umum, yaitu positive displacement meters, head meters, velocity meters dan mass meters. Yang termasuk dari displacement meter antara lain : piston, oval gear, dan nutatic disk. Head meter adalah tipe yang sering digunakan. Pengukuran flow fluida secara tidak langsung, yaitu dengan mengukur differential pressure. Yang termasuk dalam head meter antara lain orifice plate, venturi tubes, flow nozzle, pitot tubes, target meter, elbow tap meter dan rotatometer. Adapun keuntungan dalam penggunaan oriface plate disisi harganya murah, dapat digunakan dalam berbagai material serta bisa dipakai pada range yang luas dari ukuran pipa, akurasinya bagus bila plat dipasang tepat. Sedangkan kelemahan dari sensor oriface yaitu permanen pressure loss yang relatif tinggi dan akurasi tergantung dari pemasangannya. Apabila kita menggunakan flow nozzle keuntungannya permanen pressure loss yang lebih rendah dibandingkan oriface plate yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2, bagus untuk fluida yang mengandung padatan, dapat digunakan pada banyak material. Sedangkan kelemahan dari penggunaan flow nozzle antara lain harganya lebih mahal dari oriface plate dan terbatas pada ukuran pipa tertentu, flow nozzle ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Yang termasuk dalam velocity meters antara lain turbine meters, electromagnetic flow meters, vortex meters dan ultrasonc meters. Sedangkan yang termasuk dalam mass meters antara lain : thermal meters dan coriolis meters.


Oriface plate terbuat dari plate tipis stainless steel, pada bagian tengahnya dilubangi dengan ukuran yang telah dihitung besarnya, kemudian dipasang pada pipa alir untuk memberikan beda tekanan. Orifice dapat dipakai untuk semua fluida yang bersih dan gas, tetapi tidak umum dipakai untuk fuida yang mengandung solid/kotoran. Keuntungan dari alat ini adalah mudah diganti, harganya murah, mudah perawatannya tetapi alat ini mempunyai pressure loss yang tingggi. Jenisnya ada tiga macam , seperti terlihat pada Gambar 2.4.
Ada beberapa tempat untuk mengambil beda tekanan pada sistem orifice antara lain :
• Flange Tap
Lokasi pengambilan tekanan berada pada flange, 1 inch upstream dan 1 inch downstream, diukur dari permukaan upstream orifice.
• Corner Tap
Digunakan pada pipa yang lebih kecil dari 2 inch. Lubang pengambilan tekanan pada flange dekat dengan permukaan orifice.
• Full flow pipe Tap
Lubang pengambilan tekanan pada upstream berjarak 2.5 D dari permukaan upstream orifice dan downstream berjarak 8 D dari orifice.
• Radius Tap
Pengambilan tekanan pada upstream berjarak 1 D dan downstream 0.5 D dari permukaan upstream orifice.
• Vena contracta taps
Upstream berjarak 0.5 sampai dengan 2 D dan downstream tergantung dari d/D seperti pada Tabel 2.1 dibawah ini.

Tabel 2.1 Lokasi dari lubang downstream [5]
Orifice to Pipe
Diameter Ratio,
d/D Location of downstream
Pressure Tap ( N )
( Pipe-Diameter)
Minimum Mean Maximum
0.2 0.37 0.85 1.30
0.3 0.44 0.80 1.15
0.4 0.47 0.73 1.00
0.5 0.47 0.65 0.84
0.6 0.42 0.57 0.70
0.7 0.35 0.45 0.55
0.8 0.25 0.33 0.41


Flow Coefficient (CV)
Flow Coefficient (CV) merupakan koefisien yang mengekspresikan kapasitas flow. Untuk mengetahui harga CV dari control valve dimana kecepatan aliran dalam valve dari 60 0 F (15.6 0 F) air murni sebanyak 1 US gal/min dengan differential pressure 1 psi. Untuk memperoleh perhitungan CV dari beberapa medium diantaranya :
a. Perhitungan CV untuk liquid
Cv = Q ….…………………………………… (2.4)
b. Perhitungan CV untuk gas :
CV = ……………………………………...(2.5)
c. Perhitungan CV untuk Stem :
CV = ………………………………………..(2.6)
dimana :
Q atau W = flow rate (m3 /h)
G = specific gravity
P1 dan P2 = inlet dan outlet pressure (psi)
Tf = flowing temperature (0 F + 460)
v = downstream specific volume in cubic ft/lb