Orifice Flow Meter adalah saluran dan pembatasan untuk membuat penurunan tekanan. Jam kaca adalah bentuk lubang. Nosel, venturi atau lubang bermata tajam tipis dapat digunakan sebagai pembatas aliran.
Definisi Flow Meter
Untuk menggunakan orifice flow meter untuk pengukuran, perlu untuk mengkalibrasinya secara empiris. Artinya, lewati volume yang diketahui melalui meteran dan catat bacaannya untuk memberikan standar pengukuran besaran lain.
Karena kemudahan penggandaan dan konstruksinya yang sederhana, lubang bermata tajam yang tipis telah diadopsi sebagai standar dan pekerjaan kalibrasi ekstensif telah dilakukan sehingga diterima secara luas sebagai sarana standar untuk mengukur cairan. Asalkan mekanika standar konstruksi diikuti, tidak diperlukan kalibrasi lebih lanjut.
Sebuah lubang dalam pipa ditunjukkan pada gambar dengan manometer untuk mengukur penurunan tekanan (diferensial) saat fluida melewati lubang. Luas penampang minimum jet dikenal sebagai “vena-contracta.”
Baca Juga : Definisi Flow Meter Berdasarkan Jenisnya
Cara Kerja Orifice Flow Meter
Saat fluida mendekati orifice, tekanan meningkat sedikit dan kemudian turun tiba-tiba saat orifice dilewatkan. Itu terus turun sampai “vena contracta” tercapai dan kemudian secara bertahap meningkat sampai sekitar 5 sampai 8 diameter hilir titik tekanan maksimum tercapai yang akan Lubang lebih rendah dari tekanan hulu lubang.
Penurunan tekanan saat fluida melewati lubang adalah hasil dari peningkatan kecepatan gas yang melewati area lubang yang berkurang. Ketika kecepatan berkurang saat fluida meninggalkan lubang, tekanan meningkat dan cenderung kembali ke tingkat semula. Semua kehilangan tekanan tidak dipulihkan karena gesekan dan kehilangan turbulensi di sungai.
Penurunan tekanan melintasi lubang meningkat ketika laju aliran meningkat. Ketika tidak ada aliran, tidak ada diferensial. Tekanan diferensial sebanding dengan kuadrat kecepatan, oleh karena itu jika semua faktor lain tetap konstan, maka diferensial sebanding dengan kuadrat laju aliran. BETA RATIO adalah rasio orifice plate bore dibagi pipa I.D. disebut sebagai Rasio Beta atau d/D di mana d adalah lubang pelat dan D adalah ID pipa.
Baca Juga : Berbagai Jenis Karakteristik Flow Meter
Orifice Plates
Lubang pelat orifice dapat dibuat dalam banyak konfigurasi untuk menangani berbagai pekerjaan pengukuran aliran. Kondisi aliran harus diperiksa untuk melihat konfigurasi mana yang cocok untuk setiap pekerjaan pengukuran.
Sebuah Pelat Tipis, Lubang Konsentris
Dalam desain dan penggunaan pelat orifice, beberapa faktor dasar harus diikuti untuk memastikan pengukuran yang akurat dan andal. Tepi hulu lubang harus tajam dan persegi. Ketebalan pelat minimum berdasarkan ID pipa, lubang lubang, dll. adalah standar.
Pelat tidak boleh menyimpang dari kerataan sepanjang diameter lebih dari 0,01 inci per inci dari tinggi bendungan (D-d)/2. Agar sesuai dengan praktik yang direkomendasikan, rasio diameter orifice-to-pipe d/D (disebut rasio Beta), tidak boleh melebihi batas yang direkomendasikan.
Pelat Orifice Eksentrik
Pelat eksentrik memiliki bukaan bulat (bore) yang bersinggungan dengan dinding bagian dalam pipa. Pelat jenis ini paling sering digunakan untuk mengukur cairan yang membawa sejumlah kecil padatan non-abrasif, atau gas dengan sejumlah kecil cairan, karena dengan bukaan di bagian bawah pipa, padatan dan cairan akan terbawa, bukan daripada mengumpulkan di orifice plate.
Pelat Lubang Segmental
Pembukaan pada pelat orifice segmental sebanding dengan katup gerbang yang terbuka sebagian. Pelat ini umumnya digunakan untuk mengukur cairan atau gas yang membawa kotoran non-abrasif seperti bubur ringan atau gas yang sangat kotor. Akurasi yang dapat diprediksi dari pelat eksentrik dan segmental tidak sebaik pelat konsentris.
Pelat Tepi Kuadran
Lubang seperempat lingkaran atau kuadran digunakan untuk cairan dengan viskositas tinggi. Lubang tersebut menggabungkan tepi bulat dengan radius tertentu yang merupakan fungsi khusus dari diameter lubang.
Pelat Tepi Kerucut
Pelat tepi kerucut memiliki kemiringan 45 ° menghadap ke hulu ke aliran yang mengalir. Ini berguna untuk bilangan Reynolds yang lebih rendah daripada tepi kuadran.
Baca Juga : Dampak Akurasi Flow Meter
Lokasi Ketuk Meter
Keran Flange
Tap ini terletak satu inci dari muka hulu pelat orifice dan satu inci dari muka hilir dengan toleransi +1/64 sampai +1/32.
Keran Pipa
Tap ini terletak 2½ diameter pipa hulu dan 8 diameter pipa hilir (titik pemulihan tekanan maksimum). Keran flensa hampir secara universal digunakan di Amerika Serikat dengan beberapa stasiun meteran yang lebih tua masih menggunakan keran pipa.
Vena – Kontrakta Taps
Keran ini terletak satu diameter pipa di bagian hulu dan pada titik tekanan minimum di bagian hilir (titik ini disebut vena-contracta). Titik ini, bagaimanapun, bervariasi dengan rasio Beta dan mereka jarang digunakan selain pengukuran tanaman di mana aliran relatif konstan dan pelat tidak berubah. Dimensi yang tepat diberikan dalam tabel yang sesuai.
Keran Sudut
Keran ini terletak berbatasan langsung dengan permukaan pelat, hulu dan hilir. Keran sudut paling banyak digunakan di Eropa, dalam ukuran garis kurang dari 2 inci mereka digunakan dengan tabung pengukur aliran diasah khusus untuk laju aliran rendah.\
Baca Juga : K-Faktor Flow Meter dan Perhitungan
Rekomendasi Instalasi Umum
- Pipa manifold meter harus selalu dipasang untuk memungkinkan kalibrasi serta untuk melindungi elemen diferensial dari jangkauan yang berlebihan.
- Meteran harus dipasang sedekat mungkin dengan fitting orifice.
- Selalu miringkan garis manifold secara perlahan dari fitting orifice ke meteran untuk menghilangkan titik tinggi atau rendah pada garis manifold.
- Gunakan ruang kondensat atau perangkap udara untuk menghilangkan cairan baik dari sistem gas atau gas dari sistem cair jika posisi terendah atau tertinggi dalam pipa manifold tidak dapat dihindari.
Penting ketika menekan atau menurunkan tekanan pada alat pengukur diferensial untuk menerapkan atau melepaskan tekanan ke atau dari ruang meter tinggi dan rendah secara seragam, agar tidak memaksakan jangkauan yang berlebihan.
Bagaimana Orifice Mengukur Aliran?
Orifice Meter pada dasarnya adalah jenis flow meter yang digunakan untuk mengukur laju aliran Cairan atau Gas, khususnya Steam, dengan menggunakan prinsip Pengukuran Tekanan Diferensial. Ini terutama digunakan untuk aplikasi yang kuat karena dikenal karena daya tahannya dan sangat ekonomis.
Sesuai dengan namanya, alat ini terdiri dari Orifice Plate yang merupakan elemen dasar dari alat musik tersebut. Ketika Orifice Plate ini ditempatkan dalam satu garis, tekanan diferensial dikembangkan di seluruh Orifice Plate. Penurunan tekanan ini linier dan berbanding lurus dengan laju aliran cairan atau gas. Karena ada penurunan tekanan, seperti Flow meter Turbin, maka digunakan di mana penurunan tekanan atau kehilangan head diperbolehkan.
Baca Juga : Fakta Tentang Orifice Flow Meter
Orifice meter adalah saluran dan pembatasan untuk membuat penurunan tekanan. Nosel, venturi atau lubang bermata tajam tipis dapat digunakan sebagai pembatas aliran. Untuk menggunakan salah satu perangkat ini untuk pengukuran, perlu untuk mengkalibrasinya secara empiris. Artinya, lewati volume yang diketahui melalui meteran dan catat bacaannya untuk memberikan standar pengukuran besaran lain.
Karena kemudahan penggandaan dan konstruksinya yang sederhana, lubang bermata tajam yang tipis telah diadopsi sebagai standar dan pekerjaan kalibrasi ekstensif telah dilakukan sehingga diterima secara luas sebagai sarana standar untuk mengukur cairan. Asalkan mekanika standar konstruksi diikuti, tidak diperlukan kalibrasi lebih lanjut.
Sebuah lubang dalam pipa ditunjukkan pada gambar di bawah ini dengan manometer untuk mengukur penurunan tekanan (diferensial) saat fluida melewati lubang tersebut. Luas penampang minimum jet dikenal sebagai “vena contracta.” Saat fluida mendekati orifice, tekanan meningkat sedikit dan kemudian turun tiba-tiba saat orifice dilewatkan. Ini terus turun sampai “vena-contracta” tercapai dan kemudian secara bertahap meningkat sampai sekitar 5 sampai 8 diameter hilir dicapai titik tekanan maksimum yang akan lebih rendah dari tekanan hulu lubang.
Baca Juga : Apa itu Flow Switch?
Penurunan tekanan saat fluida melewati lubang adalah hasil dari peningkatan kecepatan gas yang melewati area lubang yang berkurang. Ketika kecepatan berkurang saat fluida meninggalkan lubang, tekanan meningkat dan cenderung kembali ke tingkat semula. Semua kehilangan tekanan tidak dipulihkan karena gesekan dan kehilangan turbulensi di sungai.
Penurunan tekanan melintasi orifice ( P pada Gambar.) meningkat ketika laju aliran meningkat. Ketika tidak ada aliran, tidak ada diferensial. Tekanan diferensial sebanding dengan kuadrat kecepatan, oleh karena itu jika semua faktor lain tetap konstan, maka diferensial sebanding dengan kuadrat laju aliran.
Bagian Masuk
Bagian yang memanjang secara linier dengan diameter yang sama dengan pipa saluran masuk untuk sambungan ujung untuk sambungan aliran masuk. Di sini kita mengukur tekanan masuk fluida / uap / gas.
Piring Orifice
Sebuah Pelat Orifice dimasukkan di antara Bagian Inlet dan Outlet untuk menciptakan penurunan tekanan dan dengan demikian mengukur aliran.
Bagian Outlet
Bagian yang memanjang secara linier mirip dengan bagian Inlet. Di sini juga diameternya sama dengan diameter pipa keluar untuk sambungan ujung untuk aliran keluar. Di sini kita mengukur Tekanan media pada debit ini.
Seperti yang ditunjukkan pada diagram yang berdekatan, gasket digunakan untuk menutup ruang antara Pelat Orifice dan permukaan Flange, mencegah kebocoran.
Bagian 1 & 2 dari Orifice meter, dilengkapi dengan bukaan untuk memasang sensor tekanan diferensial (manometer tabung-u,indikator tekanan diferensial).
Baca Juga : 8 Tips Memilih Flow Meter Agar Sesuai Dengan Kebutuhan Anda
Bahan konstruksi:
Pelat Orifice di meteran Orifice, secara umum, terbuat dari baja tahan karat dengan berbagai tingkatan.
Bentuk & Ukuran Orifice meter
Orifice meter dibuat dalam berbagai bentuk tergantung pada kebutuhan spesifik aplikasi, Bentuk, ukuran dan lokasi lubang pada Orifice Plate menjelaskan Spesifikasi Orifice Meter sebagai berikut:
- Pelat Orifice Konsentris
- Pelat Orifice Eksentrik
- Pelat Lubang Segmen
- Pelat Lubang Tepi Kuadran
Baca Juga : Apa itu Electromagnetic Flow Meter?
Pelat Orifice Konsentris
Ini terdiri dari SS dan ketebalannya bervariasi dari 3,175 hingga 12,70 mm. Ketebalan pelat di tepi lubang tidak boleh dilampaui oleh salah satu parameter berikut:
- 1 – D/50 dimana, D = Diameter dalam pipa
- 2 – d/8 dimana, d = diameter lubang lubang
- 3 – (H-h)/8
*Beta Ratio(β): Ini adalah rasio diameter lubang lubang (d) dengan diameter dalam pipa (D).
Pelat Orifice Eksentrik
Ini mirip dengan pelat Orifice Konsentris selain lubang offset yang dibor tangensial ke lingkaran, konsentris dengan pipa dan diameternya sama dengan 98% dari pipa. Hal ini umumnya digunakan untuk mengukur cairan yang mengandung:
- Media yang memiliki partikel padat
- Minyak yang mengandung air
- Uap basah
Baca Juga : Apa itu Ultrasonic Flow Meter?
Pelat Lubang Segmen
Ini memiliki lubang yang merupakan setengah lingkaran atau segmen lingkaran. Diameternya biasanya 98% dari diameter pipa.
Pelat Lubang Tepi Kuadran
Jenis pelat lubang ini digunakan untuk aliran seperti minyak mentah, sirup atau bubur dengan viskositas tinggi, dll.
Ini mungkin digunakan ketika garis Bilangan Reynolds berkisar dari 100.000 atau lebih atau di antara 3.000 hingga 5.000 dengan koefisien akurasi kira-kira 0,5%.
Pengoperasian Orifice meter
- Fluida mengalir di dalam bagian Inlet dari Venturi meter yang memiliki tekanan P1.
- Saat cairan bergerak lebih jauh ke bagian Konvergen, tekanannya berkurang secara bertahap dan akhirnya mencapai nilai P2 di ujung bagian
- Konvergen dan masuk ke bagian Silinder.
- Sensor tekanan diferensial yang terhubung antara Inlet dan bagian Tenggorokan Silinder dari meteran Venturi menampilkan perbedaan tekanan (P1-P2). Perbedaan tekanan ini berbanding lurus dengan laju aliran cairan yang mengalir melalui Venturi meter.
- Selanjutnya cairan melewati bagian kerucut pemulihan Divergen dan kecepatan berkurang sehingga mendapatkan kembali tekanannya. Merancang sudut yang lebih rendah dari bagian pemulihan Divergen, membantu lebih banyak dalam mendapatkan kembali energi kinetik cairan.
Baca Juga : Apa itu Turbine Flow Meter?
Keuntungan dari Orifice meter
- Orifice meter sangat murah dibandingkan dengan jenis flow meter lainnya.
- Lebih sedikit ruang yang diperlukan untuk Menginstal dan karenanya ideal untuk aplikasi dengan ruang terbatas
- Respon operasional dapat dirancang dengan sempurna.
- Kemungkinan arah pemasangan: Vertikal / Horizontal / Miring.
Baca Juga : Apa itu Coriolis Flow Meter?
Batasan Orifice meter
- Mudah tersumbat karena kotoran dalam gas atau cairan yang tidak jernih
- Tekanan minimum yang dapat dicapai untuk membaca aliran terkadang sulit dicapai karena keterbatasan dalam panjang vena-contracta untuk Orifice Plate.
- Tidak seperti Venturi meter, tekanan hilir tidak dapat dipulihkan di Orifice Meter. Kehilangan head keseluruhan adalah sekitar 40% sampai 90% dari tekanan diferensial.
- Pelurus aliran diperlukan di saluran masuk dan keluar untuk mencapai aliran arus sehingga meningkatkan biaya dan ruang untuk pemasangan.
- Pelat Orifice dapat dengan mudah terkorosi oleh waktu sehingga menyebabkan kesalahan.
- Koefisien Debit yang didapat rendah.
Baca Juga : Apa itu Differential Pressure Flow Meter?
Aplikasi Orifice meter
- Gas alam
- Instalasi Pengolahan Air
- Pabrik Penyaringan Minyak
- Petrokimia dan Kilang
Baca Juga : Apa itu Positive Displacement Flow Meter?
Kesimpulan
Dari yang sudah kami paparkan diatas yaitu mengenai “Cara Kerja, Aplikasi, dan Keuntungan Orifice Flow Meter” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Orifice Flow Meter adalah saluran dan pembatasan untuk membuat penurunan tekanan. Jam kaca adalah bentuk lubang. Nosel, venturi atau lubang bermata tajam tipis dapat digunakan sebagai pembatas aliran.
- Saat fluida mendekati orifice, tekanan meningkat sedikit dan kemudian turun tiba-tiba saat orifice dilewatkan. Itu terus turun sampai “vena contracta” tercapai dan kemudian secara bertahap meningkat sampai sekitar 5 sampai 8 diameter hilir titik tekanan maksimum tercapai yang akan Lubang lebih rendah dari tekanan hulu lubang.
- Berbagai macam bentuk dan ukuran orifice flow meter, diantaranya adalah : Pelat Orifice Konsentris, Pelat Orifice Eksentrik, Pelat Lubang Segmen, Pelat Lubang Tepi Kuadran
Referensi : InstrumentationTools.com
