FLOW METER: JENIS DAN TEKNOLOGINYA (PART II : ORIFICE)
Masih menyambung pembahasan yang lalu mengenai flow meter (baca: FLOW METER: JENIS DAN TEKNOLOGINYA (PART I: CORIOLIS)), kali ini akan dibahas mengenai tipe flow meter yang lain yaitu, ORIFICE.
Berbeda tipe pasti berbeda metode. Bila coriolis memanfaatkan perhitungan massa fluida, orifice menggunakan prinsip Venturi Nozzle dengan Hukum Bernoulli yang menyatakan bahwa terdapat hubungan antara tekanan fluida dengan kecepatan alirannya. Ketika kecepatan aliran meningkat, maka tekanan akan turun dan sebaliknya.
1. SEJARAH
Orang yang pertama kali tercatat dalam sejarah yang menggunakan orifice untuk melakukan pengukuran pada fluida adalah Giovanni B. Venturi, seorang fisikawan Italia, yang pada tahun 1797 melakukan eksperimen sebagai dasar pengembangan Venturi meter modern oleh Clemons Herschel di tahun 1886. Tercatat bahwa pada tahun 1890, bahwa profesor Robinson dari Ohio State University menggunakan orifice meter untuk mengukur gas dekat Colombus, Ohio.
 |
| Orifice meter |
T.B. Weymouth melakukan serangkaian tes di Pennsylvania tahun 1903 dan mempublikasikan nilai koefisien orifice meter yang menggunakan flange. Pada saat yang sama, E.O. Hickstein melakukan tes di Joplin, Missouri, dan berhasil mengembangkan data dari percobaanya menggunakan orifice dengan pipe tap.
Percobaan dan penelitian besar-besaran yang digagas oleh American Gas Association dan American Society of Mechanical Engineer antara tahun 1924 dan 1935 untuk mengembangkan hipotesis mengenai koefisien dan standar konstruksi dari orifice meter. Pada tahun 1935 hasil laporan dari dua lembaga tersebut telah dipublikasikan dengan judul, "History of Orifice Meters and The Calibration, Construction, and Operation of Orifices For Metering" yang menjadi standard dari pengukuran dan instalasi orifice meter. Tidak hanya sampai di situ. Tahun 1991, A.P.I menerbitkan pembaruan versi dengan data-data yang paling mutakhir. Laporan tersebut dipublikasikan dengan judul, "Manual of Petroleum Measurement Standards, Chapter 14, Section 3, Parts 1-4".
2. DESKRIPSI TENTANG ORIFICE
Orifice secara umum dapat dideskripsikan sebagai plat tipis dengan lubang di dalamnya, yang biasanya peralatan ini dipasangkan dalam pipa. Orifice dapat juga disebut saluran (conduit) dan hambatan (restriction) untuk membuat suatu keadaan sehingga tekanan fluida dapat turun. Pasti pernah lihat jam pasir kan? Jam pasir dengan bagian sempit di tengahnya juga termasuk orifice.
Nozzle, venturi, atau sebuah ujung lancip di dalam orifice dapat digunakan sebagai penghambat aliran. Hal tersebut akan menyebabkan fenomena yang disebut sebagai vena contracta. Apa itu vena contracta? Vena contracta adalah titik pada aliran fluida di mana diameter aliran menjadi paling kecil, dan kecepatan aliran fluida berada pada level maksimum.
3. BAGAIMANA CARA KERJANYA?
Saat fluida, baik gas maupun liquid, mengalir melalui orifice, tekanan terbentuk di sisi upstream dari orifice tetapi fluida "dipaksa" menjadi konvergen untuk melewati lubang pada orifice. Pada saat "pemaksaan" ini kecepatan aliran fluida menjadi naik dan tekanannya turun. Pada sisi pangkal downstream dari orifice, aliran fluida mencapai titik maksimum konvergensinya, vena contracta, kondisi di mana kecepatan aliran mencapai maksimum dan tekanan mencapai nilai minimum. Di luar daerah upstream dan downstream dari orifice, aliran fluida terekspansi yang artinya kecepatannya akan menurun dan tekanannya akan naik.
Dengan mengukur perbedaan tekanan fluida pada upstream dan downstream dari plat orifice, laju aliran didapatkan dengan persamaan Bernoulli.
Orifice umumnya digunakan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa, saat fluida memenuhi kondisi seperti dalam keadaan homogen seperti keadaan single-phase (bukan merupakan campuran gas dengan liquid atau liquid dengan padatan), keadaan fluida well-mixed (tercampur sempurna), aliran fluida kontinyu (tidak fluktuatif), dan fluida merata di dalam pipa (tidak ada gas/udara yang terjebak). Bila dalam keadaan yang demikian dan orifice dibuat dan dipasang sesuai dengan standar yang ditetapkan, maka laju aliran fluida akan mudah ditentukan dengan mengaplikasikan formula-formula baku yang sudah ditetapkan.
4. MACAM ORIFICE PLATE
Kaliber/lubang pada orifice dapat disesuaikan dengan banyak konfigurasi untuk mengukur berbagai keadaa pengukuran aliran. Sebelum menentukan jenis atau tipe kaliber seperti apa yang akan digunakan untuk pengukuran, keadaan aliran seharusnya ditentukan terlebih dahulu. Berikut adalah berbagai macam kaliber pada orifice secara umum.
4.1 SQUARED EDGE, CONCENTRIC ORIFICE PLATE
Pada desain dan penggunaan orifice plate, beberapa faktor dasar harus diikuti untuk medapatkan hasil pengukuran yang tepat dan akurat.
Orifice plate yang paling umum dan sering digunakan adalah squared-edge concentric bored seperti gambar di bawah ini. Tipe ini dibuat dengan sangat presisi untuk membuat lubang yang lurus tepat di tengah lingkaran. Orifice plate tipe ini sering digunakan karena sudah terbukti dan terpercaya di banyak aplikasi industrial dan penelitian yang memanfaatkan tipe ini.
Mari kita perhatikan gambar di atas. Gambar yang di tengah (memperlihatkan sisi orifice) menunjukkan bahwa plat tersebut memiliki sisi yang tajam atau membentuk sudut 90o terhadap lubang. Mengapa dibuat demikian? Karena sisi tersebut akan membantu meminimalkan kontak dengan aliran fluida yang bergerak cepat melalui lubang.
Tipe ini memang dapat digunakan untuk mengukur aliran fluida dengan bi-directional atau dua arah. Maksudnya, tipe ini tidak mensyaratkan pemasangannya terbalik antara sisi upstream atau downstream.
Sekarang kita perhatikan gambar di atas yang paling kanan (dilihat dari sisi pembaca). Pada sisi downstream akan terlihat sisi yang miring. Sisi ini dibuat miring hanya bila ketebalan plat dari orifice cukup tebal (sekitar 3/8" atau 1" dan selebihnya). Tipe ini secara jelas mengatakan bahwa hanya dipergunakan untuk satu arah aliran, karenanya label pada paddle atau handle harus menghadap ke sisi upstream aliran dan sisi sebaliknya menghadap ke downstream.
4.2 SQUARED EDGE, ECCENTRIC ORIFICE PLATE
Tipe ini justru menempatkan kaliber tidak persis di tengah-tengah kaliber. Kaliber ini tetap diletakkan di tengah plat namun dengan posisi agak ke bawah (lihat gambar di bawah). Tujuannya adalah untuk memungkinkan bagian yang todak diinginkan dalam fluida dapat dilewatkan.
Tipe ini biasanya digunakan bila fluida mengandung material asing yang dapat menyumbat orifice. Eccentric orifice digunakan untuk mengukur aliran fluida yang membawa material solid dan/atau mengukur aliran gas yang membawa liquid. Bila kita putar dan memposisikan kaliber di posisi atas, maka kita dapat mengukur liquid yang membawa gas. Hal yang perlu diingat adalah bahwa eccentric memiliki derajat ketidakpastian yang lebih besar daripada concentric.
4.3 SQUARE EDGED, SEGMENTAL ORIFICE PLATE
Segmental orifice memiliki lubang yang tidak sirkular atau bulat sempurna tetapi lebih ke setengah lingkaran.
Segmental Orifice Plate digunakan untuk mengukur aliran dari fluida dengan konsentasi material solid yang tinggi. Desain dari tipe ini dimaksudkan untuk menghilangkan kemungkinan material asing membendung di sisi upstream dan membentuk alur aliran yang lebih baik dari tipe eccentric. Segemental dari segi harga lebih mahal bila dibandingkan dengan eccentric dan memiliki ukuran ketidakpastian yang sedikit lebih besar.
4.4 QUADRANT EDGE PLATE
Quadrant edge memiliki desain khusus pada kalibernya seperti gambar di bawah:
Sisi upstream pada kaliber dibentuk seperti nozzle sementara sisi downstream berfungsi sebagai sharp edge. Tipe ini sangat direkomendasikan untuk pengukuran fluida kental dengan angka Reynold di bawah 10.000. Kenaikan viskositas dalam fluida mengalir melalui sharp edge orifice akan menaikkan diameter dari vena contracta, yang hasilnya adalah penurunan perbedaan tekanan. Dan, kenaikan viskositas dari fluida mengalir yang melalui flow nozzle akan meningkatkan penurunan gesekan pada aliran saat melalui nozzle, yang hasilnya adalah naiknya perbedaan tekanan. Quadrant radius Orifice Plate mengkombinasikan kedua efek ini untuk menghasilkan koefisien konstan.
5. PRESSURE TAPPING
Terdapat tiga (3) posisi standar untuk pressure tapping (atau biasa disebut taps), yang secara umum sebagai berikut:
5.1 Corner Taps dipasang dekat di area upstream dan downstream dari orifice plate. Pressure tapping ini digunakan secara luas di Eropa dan biasanya digunakan untuk pipa dengan diameter di bawah 2".
5.2 Flange Taps, secara dominan banyak diterapkan pada instalasi di Amerika Serikat. Tapping ini diletakkan dengan mengambil jarak 1" (25.4 mm) dari permukaan orifice. Dan juga, tapping ini tidak direkomendasikan untuk digunakan pada pipa dengan diameter kurang dari 2", karena rasionya akan menjadi tinggi. Kenapa rasionya bisa tinggi? Karena posisi downstream tapping akan berada di daerah yang ketidakstabilan tekanannya paling tinggi.
5.3 Radius Taps, atau dapat juga disebut D and D/2 Taps. Pada metode tapping ini, pengukur tekanan di sisi upstream diletakkan sejauh 1 x diameter pipa dan di sisi downstream sejauh 1/2 x diameter pipa. Penempatan seperti ini adalah yang paling cocok menurut sudut pandang praktis, karena pressure tap di sisi downstream berada di posisi rata-rata di mana vena contracta terbentuk. Sedangkan pada sisi upstream, pressure tap berada cukup jauh dari distorsi aliran yang mungkin bisa terjadi saat fluida mulai masuk ke kaliber orifice. Pada praktiknya, pressure taps pada sisi upstream jaraknya bisa 2x diameter pipa tanpa mempengaruhi hasil pengukuran.
Masih ada dua tipe tapping lagi yang dicakup dalam ISO 5167 yaitu,
5.4 Vena contracta tapping, menempatkan posisi upstream pressure tap dengan jarak 1/2 hingga 2 kali diameter pipa dari permukaan orifice. Sedangkan sisi downstream pressure tap dipasang pada posisi 0,3 hingga 0,9 kali diameter atau hampir tepat di mana vena contracta terbentuk. Seharusnya, ini adalah tapping yang paling baik, namun kendalanya adalah ketika laju aliran berubah/tidak stabil, posisi vena contracta akan berubah dan pressure taps tidak lagi tepat di vena contracta. Umumnya, vena contracta taps digunakan pada pipa berukuran di atas 6".
5.5 2,5D and 8D Taps, atau biasa disebut juga Recovery Taps dan beberapa juga menyebutnya dengan Pipe Taps. Tapping ini menempatkan pressure tap untuk upstream di 2,5 kali diameter dan 8 kali diameter untuk posisi downstream. Kedua pressure taps tersebut berada di posisi yang tepat untuk mengukur besarnya tekanan yang hilang dalam jalur pipa.
6. PERHITUNGAN LAJU ALIRAN
Pengukuran perbedaan tekanan berbeda untuk setiap kombinasi taps dan coefficient of discharged yang digunakan bergantung pada masing-masing posisi tapping.
Pemasangan tapping yang paling mudah adalah dengan menggunakan tapping tunggal pada sisi upstream dan downstream namun dalam beberapa keadaan hal tersebut tidak dapat dijadikan patokan. Karena ada kemungkinan aliran terbendung oleh material solid atau gelembung gas atau karena aliran fluida yang tidak merata menyebabkan tekanan pada daerah tapping menjadi lebih tinggi atau kebih rendah dari tekanan rata-rata dalam pipa. Untuk menjawab keadaan seperti tadi, kombinasi dari beberapa metode tapping dapat digunakan secara bersama-sama.
Laju aliran yang melalui kaliber orifice dapat dihitung tanpa mengkalibrasi flowmeter selama instalasi dan konstruksi peralatannya memenuhi ketentuan standar yang relevan. Kalkulasi aliran mempertimbangkan faktor dari jenis fluida, karakteristik fluida, ukuran pipa, ukuran orifice, dan perbedaan tekanan yang sudah diukur. Faktor lainnya adalah coefficient of discharge dari orifice yang bergantung pada jenis orifice yang digunakan dan posisi dari pressure tapping.
Andaikan pressure tapping yang digunakan adalah corner, flange, dan D+D/2, sharp-edged orifice memiliki koefisien antara 0,6 hingga 0,63 sementara keofisien dari conical antara 0,73 hingga 0,734 dan untuk quarter circle plate sebesar 0,77 hingga 0,85. Koefisien sharp-edged lebih fluktuatif bila dibandingkan dengan conical dan quarter circle terutama dengan fluida dengan viskositas tinggi dan aliran rendah.
Untuk aliran fluida yang dimampatkan, seperti aliran gas atau uap, faktor ekspansi juga turut diperhitungkan. Faktor ekspansi ini adalah perbandingan antara differential pressure yang telah terukur dengan tekanan fluida. Faktor ini bisa menjadi pembeda terutama bila differential pressure bernilai tinggi dan tekanan statis fluidanya rendah.
Persamaan yang digunakan dalam standar nasional dan industri di Eropa dan Amerika dan berbagai macam koefisien yang digunakan sekarang telah mengkerucut mengikuti persamaan Reader-Harris/Gallagher (1998) untuk coefficient of discharged dari sharp-edged orifice plate. Dan persamaan-persamaan yang disajikan di bawah ini telah tercakup dalam standar ISO 5167 dan menggunakan satuan SI.
Jadi, seperti itu yang bisa saya bagikan. Semoga bermanfaat.. :)
Realated Articles:
Orifice secara umum dapat dideskripsikan sebagai plat tipis dengan lubang di dalamnya, yang biasanya peralatan ini dipasangkan dalam pipa. Orifice dapat juga disebut saluran (conduit) dan hambatan (restriction) untuk membuat suatu keadaan sehingga tekanan fluida dapat turun. Pasti pernah lihat jam pasir kan? Jam pasir dengan bagian sempit di tengahnya juga termasuk orifice.
 |
| Jam Pasir juga termasuk kategori orifice |
3. BAGAIMANA CARA KERJANYA?
Saat fluida, baik gas maupun liquid, mengalir melalui orifice, tekanan terbentuk di sisi upstream dari orifice tetapi fluida "dipaksa" menjadi konvergen untuk melewati lubang pada orifice. Pada saat "pemaksaan" ini kecepatan aliran fluida menjadi naik dan tekanannya turun. Pada sisi pangkal downstream dari orifice, aliran fluida mencapai titik maksimum konvergensinya, vena contracta, kondisi di mana kecepatan aliran mencapai maksimum dan tekanan mencapai nilai minimum. Di luar daerah upstream dan downstream dari orifice, aliran fluida terekspansi yang artinya kecepatannya akan menurun dan tekanannya akan naik.
 | |||
| Orifice Plate dengan Manometer |
 |
| Visualisasi vena contracta pada Orifice Plate |
Dengan mengukur perbedaan tekanan fluida pada upstream dan downstream dari plat orifice, laju aliran didapatkan dengan persamaan Bernoulli.
 |
| Orifice plate dengan menggunakan flange |
Orifice umumnya digunakan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa, saat fluida memenuhi kondisi seperti dalam keadaan homogen seperti keadaan single-phase (bukan merupakan campuran gas dengan liquid atau liquid dengan padatan), keadaan fluida well-mixed (tercampur sempurna), aliran fluida kontinyu (tidak fluktuatif), dan fluida merata di dalam pipa (tidak ada gas/udara yang terjebak). Bila dalam keadaan yang demikian dan orifice dibuat dan dipasang sesuai dengan standar yang ditetapkan, maka laju aliran fluida akan mudah ditentukan dengan mengaplikasikan formula-formula baku yang sudah ditetapkan.
4. MACAM ORIFICE PLATE
Kaliber/lubang pada orifice dapat disesuaikan dengan banyak konfigurasi untuk mengukur berbagai keadaa pengukuran aliran. Sebelum menentukan jenis atau tipe kaliber seperti apa yang akan digunakan untuk pengukuran, keadaan aliran seharusnya ditentukan terlebih dahulu. Berikut adalah berbagai macam kaliber pada orifice secara umum.
4.1 SQUARED EDGE, CONCENTRIC ORIFICE PLATE
Pada desain dan penggunaan orifice plate, beberapa faktor dasar harus diikuti untuk medapatkan hasil pengukuran yang tepat dan akurat.
Orifice plate yang paling umum dan sering digunakan adalah squared-edge concentric bored seperti gambar di bawah ini. Tipe ini dibuat dengan sangat presisi untuk membuat lubang yang lurus tepat di tengah lingkaran. Orifice plate tipe ini sering digunakan karena sudah terbukti dan terpercaya di banyak aplikasi industrial dan penelitian yang memanfaatkan tipe ini.
 |
| Squared edge, concentric orifice plate |
Mari kita perhatikan gambar di atas. Gambar yang di tengah (memperlihatkan sisi orifice) menunjukkan bahwa plat tersebut memiliki sisi yang tajam atau membentuk sudut 90o terhadap lubang. Mengapa dibuat demikian? Karena sisi tersebut akan membantu meminimalkan kontak dengan aliran fluida yang bergerak cepat melalui lubang.
Tipe ini memang dapat digunakan untuk mengukur aliran fluida dengan bi-directional atau dua arah. Maksudnya, tipe ini tidak mensyaratkan pemasangannya terbalik antara sisi upstream atau downstream.
Sekarang kita perhatikan gambar di atas yang paling kanan (dilihat dari sisi pembaca). Pada sisi downstream akan terlihat sisi yang miring. Sisi ini dibuat miring hanya bila ketebalan plat dari orifice cukup tebal (sekitar 3/8" atau 1" dan selebihnya). Tipe ini secara jelas mengatakan bahwa hanya dipergunakan untuk satu arah aliran, karenanya label pada paddle atau handle harus menghadap ke sisi upstream aliran dan sisi sebaliknya menghadap ke downstream.
4.2 SQUARED EDGE, ECCENTRIC ORIFICE PLATE
Tipe ini justru menempatkan kaliber tidak persis di tengah-tengah kaliber. Kaliber ini tetap diletakkan di tengah plat namun dengan posisi agak ke bawah (lihat gambar di bawah). Tujuannya adalah untuk memungkinkan bagian yang todak diinginkan dalam fluida dapat dilewatkan.
 |
| Squared edged, Eccentric Orifice Plate |
Tipe ini biasanya digunakan bila fluida mengandung material asing yang dapat menyumbat orifice. Eccentric orifice digunakan untuk mengukur aliran fluida yang membawa material solid dan/atau mengukur aliran gas yang membawa liquid. Bila kita putar dan memposisikan kaliber di posisi atas, maka kita dapat mengukur liquid yang membawa gas. Hal yang perlu diingat adalah bahwa eccentric memiliki derajat ketidakpastian yang lebih besar daripada concentric.
4.3 SQUARE EDGED, SEGMENTAL ORIFICE PLATE
Segmental orifice memiliki lubang yang tidak sirkular atau bulat sempurna tetapi lebih ke setengah lingkaran.
 |
| Squared Edged, Segmental Orifice Plate |
Segmental Orifice Plate digunakan untuk mengukur aliran dari fluida dengan konsentasi material solid yang tinggi. Desain dari tipe ini dimaksudkan untuk menghilangkan kemungkinan material asing membendung di sisi upstream dan membentuk alur aliran yang lebih baik dari tipe eccentric. Segemental dari segi harga lebih mahal bila dibandingkan dengan eccentric dan memiliki ukuran ketidakpastian yang sedikit lebih besar.
4.4 QUADRANT EDGE PLATE
Quadrant edge memiliki desain khusus pada kalibernya seperti gambar di bawah:
 |
| Quadrant radius Orifice Plate |
Sisi upstream pada kaliber dibentuk seperti nozzle sementara sisi downstream berfungsi sebagai sharp edge. Tipe ini sangat direkomendasikan untuk pengukuran fluida kental dengan angka Reynold di bawah 10.000. Kenaikan viskositas dalam fluida mengalir melalui sharp edge orifice akan menaikkan diameter dari vena contracta, yang hasilnya adalah penurunan perbedaan tekanan. Dan, kenaikan viskositas dari fluida mengalir yang melalui flow nozzle akan meningkatkan penurunan gesekan pada aliran saat melalui nozzle, yang hasilnya adalah naiknya perbedaan tekanan. Quadrant radius Orifice Plate mengkombinasikan kedua efek ini untuk menghasilkan koefisien konstan.
5. PRESSURE TAPPING
Terdapat tiga (3) posisi standar untuk pressure tapping (atau biasa disebut taps), yang secara umum sebagai berikut:
5.1 Corner Taps dipasang dekat di area upstream dan downstream dari orifice plate. Pressure tapping ini digunakan secara luas di Eropa dan biasanya digunakan untuk pipa dengan diameter di bawah 2".
 |
| Corner Taps |
5.2 Flange Taps, secara dominan banyak diterapkan pada instalasi di Amerika Serikat. Tapping ini diletakkan dengan mengambil jarak 1" (25.4 mm) dari permukaan orifice. Dan juga, tapping ini tidak direkomendasikan untuk digunakan pada pipa dengan diameter kurang dari 2", karena rasionya akan menjadi tinggi. Kenapa rasionya bisa tinggi? Karena posisi downstream tapping akan berada di daerah yang ketidakstabilan tekanannya paling tinggi.
 |
| Flange Taps |
5.3 Radius Taps, atau dapat juga disebut D and D/2 Taps. Pada metode tapping ini, pengukur tekanan di sisi upstream diletakkan sejauh 1 x diameter pipa dan di sisi downstream sejauh 1/2 x diameter pipa. Penempatan seperti ini adalah yang paling cocok menurut sudut pandang praktis, karena pressure tap di sisi downstream berada di posisi rata-rata di mana vena contracta terbentuk. Sedangkan pada sisi upstream, pressure tap berada cukup jauh dari distorsi aliran yang mungkin bisa terjadi saat fluida mulai masuk ke kaliber orifice. Pada praktiknya, pressure taps pada sisi upstream jaraknya bisa 2x diameter pipa tanpa mempengaruhi hasil pengukuran.
 |
| Radius or D and D/2 Tapping |
Masih ada dua tipe tapping lagi yang dicakup dalam ISO 5167 yaitu,
5.4 Vena contracta tapping, menempatkan posisi upstream pressure tap dengan jarak 1/2 hingga 2 kali diameter pipa dari permukaan orifice. Sedangkan sisi downstream pressure tap dipasang pada posisi 0,3 hingga 0,9 kali diameter atau hampir tepat di mana vena contracta terbentuk. Seharusnya, ini adalah tapping yang paling baik, namun kendalanya adalah ketika laju aliran berubah/tidak stabil, posisi vena contracta akan berubah dan pressure taps tidak lagi tepat di vena contracta. Umumnya, vena contracta taps digunakan pada pipa berukuran di atas 6".
 |
| Vena contracta Taps |
5.5 2,5D and 8D Taps, atau biasa disebut juga Recovery Taps dan beberapa juga menyebutnya dengan Pipe Taps. Tapping ini menempatkan pressure tap untuk upstream di 2,5 kali diameter dan 8 kali diameter untuk posisi downstream. Kedua pressure taps tersebut berada di posisi yang tepat untuk mengukur besarnya tekanan yang hilang dalam jalur pipa.
 |
| 2,5D and 8D or Recovery Taps or Pipe Taps |
6. PERHITUNGAN LAJU ALIRAN
Pengukuran perbedaan tekanan berbeda untuk setiap kombinasi taps dan coefficient of discharged yang digunakan bergantung pada masing-masing posisi tapping.
Pemasangan tapping yang paling mudah adalah dengan menggunakan tapping tunggal pada sisi upstream dan downstream namun dalam beberapa keadaan hal tersebut tidak dapat dijadikan patokan. Karena ada kemungkinan aliran terbendung oleh material solid atau gelembung gas atau karena aliran fluida yang tidak merata menyebabkan tekanan pada daerah tapping menjadi lebih tinggi atau kebih rendah dari tekanan rata-rata dalam pipa. Untuk menjawab keadaan seperti tadi, kombinasi dari beberapa metode tapping dapat digunakan secara bersama-sama.
Laju aliran yang melalui kaliber orifice dapat dihitung tanpa mengkalibrasi flowmeter selama instalasi dan konstruksi peralatannya memenuhi ketentuan standar yang relevan. Kalkulasi aliran mempertimbangkan faktor dari jenis fluida, karakteristik fluida, ukuran pipa, ukuran orifice, dan perbedaan tekanan yang sudah diukur. Faktor lainnya adalah coefficient of discharge dari orifice yang bergantung pada jenis orifice yang digunakan dan posisi dari pressure tapping.
Andaikan pressure tapping yang digunakan adalah corner, flange, dan D+D/2, sharp-edged orifice memiliki koefisien antara 0,6 hingga 0,63 sementara keofisien dari conical antara 0,73 hingga 0,734 dan untuk quarter circle plate sebesar 0,77 hingga 0,85. Koefisien sharp-edged lebih fluktuatif bila dibandingkan dengan conical dan quarter circle terutama dengan fluida dengan viskositas tinggi dan aliran rendah.
Untuk aliran fluida yang dimampatkan, seperti aliran gas atau uap, faktor ekspansi juga turut diperhitungkan. Faktor ekspansi ini adalah perbandingan antara differential pressure yang telah terukur dengan tekanan fluida. Faktor ini bisa menjadi pembeda terutama bila differential pressure bernilai tinggi dan tekanan statis fluidanya rendah.
Persamaan yang digunakan dalam standar nasional dan industri di Eropa dan Amerika dan berbagai macam koefisien yang digunakan sekarang telah mengkerucut mengikuti persamaan Reader-Harris/Gallagher (1998) untuk coefficient of discharged dari sharp-edged orifice plate. Dan persamaan-persamaan yang disajikan di bawah ini telah tercakup dalam standar ISO 5167 dan menggunakan satuan SI.
Jadi, seperti itu yang bisa saya bagikan. Semoga bermanfaat.. :)
Realated Articles:
No comments:
Post a Comment