ORIFICEMETER

Pengukuran aliran adalah pengukuran kapasitas aliran atau laju aliran massa atau laju aliran volume aliran. Pada makalah akan dibahas alat-alat dan perhitungan pengukuran aliran dalam orifice meter. Adapun persamaan dasar yang dipergunakan dalam menganalisa pengukuran  aliran adalah persamaan kontinuitas, persamaan Bernoulli dan perhitungan head loss aliran.

Beberapa alat untuk mengukur kapasitas aliran dengan metode pembatasan adalah

1.      Orifice: plat tipis yang diflens antara dua buah flens pipa. Bentuknya sederhana, sehingga harganya murah dan mudah untuk dipasang. Kekurangan orifice adalah kerugian headnya tinggi dan kapasitas pengukuran rendah

2.      Nosel : pemakaian nosel sebagai alat ukur kapasitas dapat dipasang pada instalasi pipa, maupun pada plenum.

3.        Venturi : dibuat langsung dengan pengecoran dan dihaluskan untuk memperoleh ketentuan sesuai standar. Harganya mahal karena berat dan kapasitas pengukurannya juga tinggi, serta kerugian headnya rendah. Gambar dan karakteristik masing-masing alat tersebut ditampilkan.

4.    Elemen Aliran Laminer ( LFE )

       Alat ini  mempunyai bagian pengukuran yang dibagi dalam beberapa laluan yang diameternya  cukup kecil untuk menjamin alirannya laminer berkembang penuh (fully developed).

       Alat ini juga akan dipengaruhi oleh suhu karena tergantung kepada viskositas. Harganya hampir sama dengan venturi, namun LFE  lebih kecil dan lebih ringan.

             I.      Orifice Meter

Meteran laju adalah alat yang menentukan jumlah (berat atau volume) per waktu yang melalui suatu penampang tertentu. Meteran laju mencakup antara lain orifice, nose, meteran venture, rootometer dan bendung.

Orifice meter adalah satu set alat yang diletakan di suatu pipa untuk menghambat aliran fluida dan menimbulkan pressure drop. Pengukuran laju aliran (flow rate) didapat dari perbedaan tekanan karena adanya pressure drop tersebut. Metode pengukuran ini disebut inferential atau rate meter. Jadi tidak langsung mengukur quantity fluida.

                                           

Gambar 1. Pelat orifice

Gambar 2. Prinsip orifice

Jenis orifice meter yang banyak dipakai dan sudah ada standardnya, adalah concentric, square edge, flange tap orifice meter. Selain orifice plate, Flow nozzle dan venturi tube juga masuk kedalam jenis flow meter ini. Agar dapat dipakai untuk pengukuran, alat ini perlu di kalibrasi secara empiris. Yaitu dengan mengalirkan sejumlah volume tertentu fluida dan mencatat pembacaannya untuk mendapatkan quantity standard bagi pengukuran fluida lainnya. Dengan mengikuti konstruksi mekanis yang standard, tidak diperlukan kalibrasi kembali. Sebuah orifice plate yang terpasang di line, ditunjukan gambar dibawah ini. Area jet yang mengecil sesaat fluida melalui lubang orifice (orifice bore) disebut “vena contracta”

Sistematika kerja meter orifis adalah mengukur aliran gas di dalam pipa yang dipersempit lubang alirannya dengan orifice (lubang kecil), akan terjadi gesekan  dan terjadi perbedaan tekanan antara sebelum orifice (upstream) dan setelah orifice (downstream). Untuk menentukan beda tekanan tersebut digunakan alat ukur beda tekanan dengan alat bellow atau merqury float.

II.1. Cara Kerja Orifis Meter

 

                                                 gambar orifice meter

Ketika aliran fluida mendekati orifice, tekanan naik sedikit dan kemudian turun mendadak begitu melewati lubang di orifice plate. Tekanan ini terus turun sampai “vena contracta” tercapai, lalu perlahan lahan naik kembali sampai mendekati 5 sampai 8 diameter, tekanan tertinggi dicapai yang mana masih lebih rendah dari tekanan sebelum fluida msuk ke orifice. Penurunan tekanan ketika fluida melewati orifice sebagai akibat dari kenaikan velocity fluida sesudah melalui lubang orifice plate. Setelah velocity turun, tekanan cenderung naik kembali menuju tekanan semula. Semua rugi tekanan (pressure loss) tidak dapat kembali karena adanya rugi rugi friksi dan turbulence di pipa. Tekanan jatuh di orifice akan naik sejalan dengan kenaikan laju aliran (flow rate) fluida. Bila tidak ada aliran, maka tidak ada beda tekanan. Beda tekanan proportional dengan kwadrat velocity, dengan demikian, bila semua faktor tetap, maka beda tekanan proportional dengan kwadrat laju aliran.

III. APLIKASI ORIFICE METER

·         Digunakan untuk mengukur laju aliran dalam reservoir

·         Untuk pengukuran beda tekan melalui piring orifice pada alat flow meter

·         Penguluran laju alir udara (air flow measurement)

·         Pengukuran gas bumi