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