LAPORAN TETAP PRAKTIKUM

INSTRUMEN DAN TEKNIK PENGUKURAN

Oleh :

KELOMPOK 3 (2.KI.A)

Instruktur : Yuniar,S.T.,M.T.

JURUSAN/PRODI:

TEKNIK KIMIA/ D4 TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

LABORATORIUM TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2016

LABORATORIUM TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

LAPORAN TETAP PRAKTIKUM

INSTRUMEN DAN TEKNIK PENGUKURAN

Kelompok : 3

Kelas : 2.KI.A

Nama/NIM : Eka Pratiwi Gusmaryanti / 061540421599

Jerra Novia Anggela/ 061540421603

Vonni Fani Dilla / 061540421616

Darnia Anita / 061540421596

Novian Arradex Cumbara / 061540421607

Utari Oktavia / 061540421613

Jurusan/Prodi : Teknik Kimia / Teknologi Kimia Industri DIV

Nama Percobaan : FLOW I & FLOW II

Tanggal Percobaan : 01-04-2016 & 08-04-2016

Tanggal Penyerahan : 21-04-2016

Instruktur : Yuniar,S.T.,M.T.

KARAKTERISTIK TABUNG VENTURI (FLOW I)

1. TUJUAN PERCOBAAN

- Mendemonstrasikan aplikasi tabung venturi dalam pengukuran laju alir dan

kecepatan alir dalam pipa.

- Mengukur beda tekan secara praktek.

- Membandingkan beda tekan secara praktek dan teori.

2. ALAT YANG DIGUNAKAN

Seperangkat alat flowmeter

3. DASAR TEORI

Venturi Meter ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi

untuk mendapatkan beda tekanan. Sedangkan alat untuk menunjukan besaran aliran

fluida yang diukur atau alat sekundernya adalah manometer pipa U. Venturi Meter

memiliki kerugian karena harganya mahal, memerlukan ruangan yang besar dan rasio

diameter throatnya dengan diameter pipa tidak dapat diubah. Untuk sebuah venturi

meter tertentu dan sistem manometer tertentu, kecepatan aliran yang dapat diukur

adalah tetap sehingga jika kecepatan aliran berubah maka diameter throatnya dapat

diperbesar untuk memberikan pembacaan yang akurat atau diperkecil untuk

mengakomodasi kecepatan aliran maksimum yang baru. Untuk Venturi Meter ini dapat

dibagi 4 bagian utama yaitu :

a. Bagian Inlet Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti

diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan pada

bagian ini.

b. Inlet Cone Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk

menaikkan tekanan fluida.

c. Throat (leher) Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini

berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau

menambah kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.

Pada Venturi meter ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian

outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada

bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh

bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat.

Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan

akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Lalu fluida akan melewati bagian akhir

dari venturi meter yaitu outlet cone. Outlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian

kecil berada pada throat, dan pada Outlet cone ini tekanan kembali normal. Jika aliran

melalui venturi meter itu benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan fluida yang

meninggalkan meter tentulah sama persis dengan fluida yang memasuki meteran dan

keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan

yang bersifat permanen dalam tekanan. Penurunan tekanan pada inlet cone akan

dipulihkan dengan sempurna pada

outlet cone. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang

permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat.

Q = Cd A0 [1−( A 0A 1 )

2

]12 √2g(h1-h2)

Keterangan :

Cd didefenisikan sebagai koefiisien pengeluaran = 0,98

Q = laju alir (dm3/s)

A0 = Luas leher venturi, diameter = 13,9mm

A1 = Luas pipa, diameter=26,7mm

(h1-h2) = beda tekan (mbar)

Hukum Bernouli diterapkan pada zat cair yang mengalir dengan kecepatan berbeda

dalam suatu pipa.

P + ρ g y + ½ ρ v² = C,

Keterangan :

P = tekanan,

ρ.g.y = energi potensial,

½ ρ v² = energi kinetik .

Cepat aliran / debit air (Q) adalah volume fluida yang dipindahkan tiap satuan waktu

Q = A.V

Keterangan :

V = kecepatan fluida (m/s)

A = luas penampang yang dilalui fluida

Venturimeter Tanpa Manometer

Gambar diatas menunjukkan sebuah venturimeter yang digunakan untuk mengukur

kelajuan aliran dalam sebuah pipa. Untuk menentukan kelakuan aliran v1 dinyatakan

dalam besaran-besaran luas penampang A1 dan A2 serta perbedaan ketinggian zat cair

dalam kedua tabung vertikal h. Zat cair yang akan diukur kelajuannya mengalir pada

titik-titik yang tidak memiliki perbedaan ketinggian (h1 = h2) sehingga berlaku

persamaan berikut.

p1 – p2 = ρ(v22 – v1

2)

Berdasarkan persamaan kontinuitas diperoleh persamaan sebagai berikut.

A1V1 = A2v2 ⇒ v1 =     atau    v2 =

Jika persamaan ini kita masukan ke persamaaan p1 – p2 = ρ(v22 – v1

2) maka diperoleh

persamaan seperti berikut.

Pada gambar diatas terlihat perbedaan ketinggian vertikal cairan tabung pertama dan

kedua adalah h. Oleh karena itu selisih tekanan sama dengan tekanan hidrostatis cairan

setinggi h.

p1 – p2 = ρgh

Dengan menggabungkan kedua persamaan yang melibatkan perbedaan tekanan tersebut

diperoleh kelajuan aliran fluida v1.

Venturimeter Dengan Manometer

Pada prinsipnya venturimeter dengan manometer hampir sama dengan venturimeter

tanpa manometer. Hanya saja dalam venturimeter ini ada tabung U yang berisi raksa.

Perhatikan gambar berikut.

Venturimeter dengan sistem manometer

Berdasarkan penurunan rumus yang sama pada venturimeter tanpa manometer,

diperoleh kelajuan aliran fluida v1 adalah sebagai berikut.

Keterangan:

ρr : massa jenis raksa

ρu : massa jenis udara

4. PROSEDUR PERCOBAAN

- Menutup katup pembuang yang terletak di bagian bawah tangki.

- Mengisi 34 air dalam tangki.

- Menghubungkan steker listrik ke stop kontak.

- Memutar pasokan listrik saklar utama dalam posisi horizontal

- Lampu indikator akan menyala

- Menghubungkan konektor ke pipa yang digunakan konektor (+) pada up

stream dan konektor (-) dan down stream

- Menghilangkan udara yang ada dalam selang dengan cara membuka dua katup

buangan dan kemudian ditutup

- Untuk mendapatkan beda tekan yang sama dengan nol dilakukan :

1. Menutup valve yang ada di atas tangki

2. Untuk mendapatkan beda tekan nol laju alir dibuat nol, indikator

menunjukkan misalnya x mbar, hal ini sama dengan 0 atm

3. Harga x mbar digunakan untuk faktor pengurangan setiap pengukuran

- Membuka valve dan menentukan laju alir yang digunakan

Bila menggunakan manometer, pada manometer atau pipa terdapat udara dilakukan

prosedur :

1. Membuka katup 24, menunggu air sampai penuh

2. Menutup katup 24 bila air telah penuh

3. Mematikan pompa

4. Secara perlahan-lahan dibuka katup 25 bila air dalam manometer telah rata

katup 25 ditutup

5. Menghidupkan pompa

6. Menentukan laju alir

Cara mematikan alat :

1. Mematikan pompa

2. Mengosongkan pipa dengan cara membuka valve

3. Mematikan supply power

4. Dalam penggunaan yang cukup lama tangki harus dilakukan pengurasan

5. DATA PENGAMATAN

Digital

Laju alir (l/h) 500 1000 1500

Beda Tekan

(mbar)12 28 50

Manometer

Laju alir (l/h) 500 1000 1500

Beda Tekan Awal

(mmH2O)10 10 10

Beda Tekan h1

(mmH2O)11,5 10 6,5

Beda Tekan h2

(mmH2O)20,5 36 56,5

6. PERHITUNGAN

A0 = 14

π d2

= 14 (3,14) (13,9mm)2

= 151,67 mm2

A1 = 14

π d2

= 14 (3,14) (26,7mm)2

= 559,61 mm2

Pada Manometer :

Laju Alir 500 l/h : h1-h2 = 9 mmH2O = 0.882599mbar

Laju Alir 1000 l/h : h1-h2 = 26 mmH2O = 2.549729mbar

Laju Alir 1500 l/h : h1-h2 = 50 mmH2O = 4.903325mbar

Laju Alir 500 l/h

Q = Cd A0 [1−( A 0A 1 )

2

]12 √2g(h1-h2)

Q = 0,98 . 151,67 mm2[1−( 151,67 mm 2559,61mm2 )

2

]12 √2.9800mm/s2(9mmH2O)

Q = 0,98 . 151,67 mm2. 0,962 . 420mm/s

Q = 60.055,131mm3/s = 216,198 l/h

Laju Alir 1000 l/h

Q = Cd A0 [1−( A 0A 1 )

2

]12 √2g(h1-h2)

Q = 0,98 . 151,67 mm2[1−( 151,67 mm 2559,61mm2 )

2

]12 √2.9800mm/s2(26mmH2O)

Q = 0,98 . 151,67 mm2. 0,962 . 713,862mm/s

Q = 102.073,991 mm3/s = 367,466 l/h

Laju Alir 1500 l/h

Q = Cd A0 [1−( A 0A 1 )

2

]12 √2g(h1-h2)

Q = 0,98 . 151,67 mm2[1−( 151,67 mm 2559,61mm2 )

2

]12 √2.9800mm/s2(50mmH2O)

Q = 0,98 . 151,67 mm2. 0,962 . 989,95mm/s

Q = 141.551,375 mm3/s = 509,584 l/h

7. ANALISA PERCOBAAN

Setelah melakukan praktikum untuk menentukan laju alir menggunakan tabung

venturi yang dihubungkan dengan manometer. Pada alat flowmeter terdapat pembacaan

data secara digital dan manual, pada pembacaan secara digital terdapat detektor yang

mendeteksi aliran dan transduser yang terdapat pada detektor akan mengubah sinyal

tersebut menjadi aliran listrik dan menunjukkan angka secara langsung.

Pada pembacaan manual dilakukan dengan menghubungkan selang ke manometer

sehingga terjadi beda tekan antara aliran masuk dan keluar. Besarnya aliran masuk dan

keluar ditunjukkan melalui skala pada manometer yang berskala milimeter. Beda tekan

yang terjadi dapat diketahui dan digunakan untuk menentukan besarnya laju aliran air

tersebut. Beda tekan pada manometer bersatuan mmH2O karena fluida dalam

manometer yaitu air apabila fluida dalam manometer maka bersatuan mmHg.

Hasil dari pengukuran aliran secara manual berbeda dengan lajua alir yang tertera

pada alat karena pada saat fluida mengalir di sepanjang flowmeter banyak terdapat

hambatan yang dapat mengurangi laju alir fluida, seperti belokan, elbow dan lainnya.

Pada Venturi meter ini fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian

outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada

bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh

bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat.

Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan

akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar.

Tekanan pada inlet come lebih kecil daripada bagian outlet (aliran keluar), ini

disebabkan karena luas penampang lebih besar sehingga menyebabkan tekanan kecil,

karena tekanan berbanding terbalik dengan luas penampang. namun tekanan berbanding

lurus dengan kecepatan aliran, sehingga semakin besar laju alir maka tekanan akan

semakin besar.

8. KESIMPULAN

Dari data dan perhitungan yang dihasilkan, dapat disimpulkan bahwa :

- Tabung venturi dapat digunakan untuk menentukan laju alir dengan di

hubungkan dengan manometer

- Kecepatan aliran berbanding lurus dengan debit air, jadi semakin besar

kecepatan aliran maka semakin besar pula debit airnya.

- Debit air yang didapat pada masing-masing laju alir 500, 1000, dan 1500 (l/h)

yaitu 216,198 l/h ; 367,466 l/h ; 509,584 l/h.

9. TUGAS

% kesalahan pada laju alir berikut :

(500 l/h)500−216,198

500x 100 %=56,76 %

(1000 l/h)1000−367,466

1000x 100 %=63,25 %

(1500 l/h)1500−509,584

1500x100 %=66 %

10. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet.2016.”Penuntun Praktikum Instrumen dan Teknik

Pengukuran”.Politeknik Negeri Sriwijaya:Palembang.

http://baimrieski.blogspot.co.id/2011/03/venturi-meter-dan-tabung-pitot.html

(20 April 2016)

http://paarif.com/tabung-venturi/ (20 April 2016)

11. GAMBAR ALAT