Articles

Definisi, Jenis, dan Perbandingan Elemen Aliran

Elemen aliran adalah bagian penginderaan utama dari pengukur aliran yang menciptakan beberapa bentuk perubahan fisik lain untuk berkorelasi langsung dengan laju aliran fluida. pada artikel ini kami akan membahas tentang elemen aliran dimulai dari definisi, jenis, dan perbadingannya.

Definisi Elemen Aliran

Flow meter atau Pengukur aliran adalah bagian yang sangat penting dari instrumentasi industri. Hampir setiap proses dalam industri membutuhkan pengukur aliran dan tidak akan berfungsi tanpanya. Berapa jumlah cairan atau gas yang mengalir, merupakan parameter yang sangat penting karena membantu dalam menentukan parameter proses lainnya. Jadi, memahami flow meter diperlukan untuk mempelajari instrumentasi.

Flowma VFM68 Vortex Flow Meter

Pengukur aliran bekerja berdasarkan elemen-elemen di dalamnya. Hampir semua orang bingung antara pengukur aliran dan elemen aliran. Perlu dicatat bahwa elemen adalah bagian dari keseluruhan pengukur aliran.

Misalkan sebuah pipa memiliki pengukur aliran yang dipasang di atasnya untuk mengukur aliran cairan. Agar pengukur aliran dapat merasakan jumlah aliran yang sebenarnya, beberapa properti harus ada di dalamnya yang dapat secara langsung terkait dengan aliran yang tepat. Untuk ini, elemen aliran hadir di dalam pemancar yang sebenarnya menghasilkan properti fisik yang sebanding dengan aliran. Ini bisa berupa apa saja, seperti tekanan misalnya. Penurunan tekanan yang dihasilkan adalah fungsi dari kuadrat laju volume aliran.

Jadi, elemen aliran adalah bagian penginderaan utama dari pengukur aliran yang menciptakan beberapa bentuk perubahan fisik lain untuk berkorelasi langsung dengan laju aliran fluida.

Jenis Elemen Aliran

Seperti yang dibahas dalam teori elemen aliran, elemen ini menciptakan aksi fisik yang sebanding dengan aliran. Jadi secara umum, ada tiga jenis aksi yang diproduksi dan digunakan di sebagian besar industri – tekanan diferensial/head, kecepatan, dan massa. Masing-masing jenis ini memiliki sub-kategori elemen aliran di dalamnya. Mari kita pahami setiap jenisnya satu per satu.

Tekanan Diferensial atau Differential Pressure

Dalam Pengukur Aliran Tekanan Diferensial ini, aliran dirasakan dengan menciptakan perbedaan tekanan dalam saluran. Hal ini dilakukan dengan meletakkan penghalang di antaranya, dan penghalang apa pun langsung menciptakan perbedaan tekanan / head. Metode meletakkan rintangan ini menentukan jenis elemen aliran.

Baca Selengkapnya: Apa itu Differential Pressure Flow Meter?

Orifice Plate atau Pelat Lubang

Pelat lubang adalah salah satu jenis elemen aliran yang paling banyak digunakan. Ini adalah elemen logam tipe melingkar, dengan lubang di antaranya. Lubang ini dimasukkan ke dalam pipa. Lubang-lubang tersebut berasal dari kedua ujung pipa, yang mempersempit jalur aliran di dalam pipa.

Tekanan sebelum area lubang halus dan normal, tetapi tekanan di area lubang tiba-tiba berkurang karena penurunan area. Kecepatannya lebih banyak di area lubang dan lebih sedikit di area lubang. Perbedaan tekanan ini akan selalu ada, dan tergantung pada aliran media, perbedaan tekanan akan bervariasi. Perbedaan tekanan ini berbanding lurus dengan aliran media.

Baca Selengkapnya: Cara Kerja, Aplikasi, dan Keuntungan Orifice Flow Meter

Venturi Tube atau Tabung Venturi

Elemen Venturi terdiri dari tabung meruncing dengan tenggorokan sempit di tengahnya. Fungsinya hampir mirip dengan pelat orifice, tetapi perbedaannya adalah membatasi aliran di area pelat orifice dengan cara yang sangat besar, dan struktur seperti tenggorokan ini mengukur laju aliran dengan bagian yang berbeda dan juga bagian yang menyatu.

Gerand Venturi Flow Meter

Karena itu, tabung venturi tidak fleksibel dengan perubahan laju aliran; dan pelat lubang sangat fleksibel dan nyaman sesuai laju aliran yang berbeda. Pada dasarnya, venturi juga menciptakan area bertekanan rendah melalui pembatasan yang disediakan olehnya; tetapi pelat orifice lebih fleksibel dengan cara ini karena desainnya. Namun, tabung venturi sangat cocok untuk laju aliran yang lebih besar karena jumlah kerugian yang lebih sedikit.

Baca Selengkapnya: Definisi, Prinsip Kerja, dan Aplikasi Venturi Flow Meter

Flow Nozzle atau Nosel Aliran

Nozzle aliran adalah jenis lain dari elemen perbedaan tekanan, di mana Anda mendapatkan lebih banyak fleksibilitas daripada dua jenis lainnya yang dibahas. Ini juga disebut setengah venturi karena desainnya. Seperti yang Anda ketahui, nosel terlihat seperti kerucut; area atas yang lebih besar dan area bawah yang lebih kecil.

Prinsip yang sama diterapkan di sini. Ini memiliki tiga area – konvergen, tenggorokan, dan divergen. Konvergen adalah area pintu masuk utama, di mana area tersebut dikurangi secara bertahap untuk mengurangi tekanan dan meningkatkan kecepatan. Tenggorokan adalah area kerja utama di mana tekanan rendah dan kecepatan tinggi. Saat fluida mulai keluar, area divergen kecil mulai meningkatkan tekanan sekali lagi dan menurunkan kecepatan. Tekanan diferensial ini diukur untuk menghitung aliran.

Baca Selengkapnya: Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Kelebihan Flow Nozzle Flow Meter

Pitot Tube atau Tabung Pitot

Tabung pitot adalah metode tekanan diferensial yang sangat berbeda. Dalam hal ini, tabung tipis berbentuk L dimasukkan ke dalam pipa. Ini adalah pembukaan pertama. Penyisipan kedua langsung di dalam pipa. Instrumen kemudian mengukur perbedaan pada kedua bukaan ini.

Bukaan langsung bersifat statis dan sebagian besar memiliki tekanan yang sama, tetapi bukaan berbentuk L bersifat dinamis dan ketika media memasuki tabung ini, tekanan menurun dan kecepatan meningkat. Perbedaan dalam kedua tekanan ini kemudian digunakan untuk menentukan laju aliran.

Baca Selengkapnya: Definisi, Prinsip Kerja, dan Aplikasi Pitot Tube Flow Meter

Velocity atau Kecepatan

Ini adalah jenis elemen aliran yang lebih sederhana. Metode ini menggunakan penampang melintang area pipa dikalikan dengan kecepatan fluida. Secara tidak langsung, Anda melihat bahwa luas area tidak berubah, tetapi kecepatan berubah. Jadi, dengan mengukur kecepatan fluida, Anda mendapatkan korelasi langsung dari aliran media. Mari kita lihat jenis-jenisnya satu per satu.

Baca Selengkapnya: Definisi, dan Jenis Velocity Flow Meter

Magnetik

Jenis pengukur aliran magnetik bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetisme. Ketika medan magnet tercipta, tegangan juga diinduksi untuk menciptakan medan elektromagnetik. Medan magnet ini dibuat oleh magnet inti besi yang dikelilingi oleh satu area pipa berbentuk inti.

Flowma WMAG 30 Electromagnetic Flow Meter

Garis fluks magnetik tercipta pada sudut yang tepat ketika fluida melewatinya. Ini adalah prinsip kerja hukum Faraday. Ketika fluida yang mengalir melewati medan magnet pada sudut yang tepat, menurut Hukum Faraday, tegangan harus dikembangkan yang sebanding dengan kecepatan fluida.

Aliran yang dihitung berasal dari rumus – Tegangan = konstanta spesifik meteran*kekuatan medan magnet*kecepatan fluida*jarak antar elektroda (yang ada pada magnet).

Medan listrik yang dihasilkan tidak lain adalah output transduser yang diumpankan ke dalam sirkuit pemancar untuk mengubah sinyal listrik menjadi output yang diukur aliran yang dapat ditampilkan pada layar. Saat aliran bervariasi, medan magnet akan bervariasi yang secara tidak langsung akan memvariasikan medan listrik yang dihasilkan.

Baca Selengkapnya: Apa itu Electromagnetic Flow Meter?

Ultrasonik

Pengukur aliran ultrasonik atau Ultrasonic Flow Meter adalah teknik yang agak sederhana dan mudah dipahami. Seperti namanya, gelombang ultrasonik dengan frekuensi sangat tinggi dihasilkan oleh pemancar dan dipancarkan di dalam pipa.

Flow meter clamp on ultrasonic wuf620

Waktu pantulan gelombang dihitung, yang menentukan aliran apa yang ada di dalamnya. Karena kecepatan aliran bervariasi, waktu juga akan bervariasi dan Anda mendapatkan nilai aliran yang terukur dengan cara ini. Pengukur aliran ultrasonik sangat akurat dengan peringkat ± 1%.

Baca Selengkapnya: Apa itu Ultrasonic Flow Meter?

Turbin

Pengukur aliran turbin juga merupakan salah satu metode pengukuran aliran yang sangat akurat tetapi juga sama rumitnya. Jenis ini merupakan perluasan dari pengukur aliran magnetik. Terdiri dari rotor multi-bilah yang dipasang pada sudut yang tepat terhadap aliran fluida dan tersuspensi dalam aliran fluida pada bantalan yang berjalan bebas.

Diameter rotor sedikit lebih kecil dari diameter bagian dalam ruang pengukuran, dan kecepatan putarannya sebanding dengan laju aliran volumetrik. Karena kecepatan fluida bervariasi, medan magnet juga akan bervariasi dan begitu pula ggl yang diinduksikan. Tegangan yang dihasilkan ini kemudian digunakan untuk menghitung aliran media. Nama turbin berasal dari bilah turbin rotor yang diputar oleh medan magnet dan memotong garis fluks magnetik, menghasilkan tegangan listrik.

Baca Selengkapnya: Definisi, Cara Kerja, Aplikasi Turbine Flow Meter

Mass atau Massa

Sesuai dengan namanya, elemen aliran di sini bekerja dengan menentukan massa media. Aliran media berbanding lurus dengan massa media. Ketika massa bervariasi, baik lebih padat atau lebih cair, itu berarti alirannya juga bervariasi dan dengan demikian, pengukuran dilakukan.

Baca Selengkapnya: Definisi, Prinsip Kerja, Aplikasi Coriolis Mass Flow Meter

Termal

Pengukur aliran termal bekerja berdasarkan fakta bahwa setiap kali fluida mengalir, sejumlah panas diambil darinya karena gerakan. Dalam pengukur termal, terdapat dua sensor suhu, yang satu mengukur suhu fluida saat ini dan yang kedua mengukur suhu saat pertama kali relatif terhadap aliran nol. Saat fluida mengalir, suhunya bervariasi dan efek ini kemudian digunakan untuk menentukan aliran fluida.

Baca Selengkapnya: Prinsip Kerja, Kelebihan, dan Aplikasi Thermal Mass Flow Meter

Perbandingan Elemen Aliran

Pengukur aliran tersedia dalam berbagai jenis, masing-masing dengan kelebihan, kekurangan, dan aplikasi optimalnya sendiri. Tabel ini menunjukkan perbandingan jenis elemen aliran yang paling umum digunakan.

Parameter Orifice Plate Venturi Tube Rotameter Electromagnetic Ultrasonic Turbine Coriolis Vortex
Prinsip Kerja Penurunan Tekanan Penurunan Tekanan Variable area Induksi Elektromagnetis Gelombang Ultrasonik Rotasi Mekanis Efek Coriolis Penumpahan Pusaran
Kompatibilitas Cairan Cairan, gas, uap Cairan, gas, uap Cairan, gas Konduktivitas cairan Cairan, gas Cairan bersih, gas Cairan, gas, lumpur Cairan, gas, uap
Akurasi Standar Standar Standar Tinggi Tinggi Tinggi Sangat Tinggi Tinggi
Penurunan Tekanan Tinggi Rendah Rendah Rendah Rendah Standar Rendah Rendah
Rasio Penurunan Rendah Rendah Standar Tinggi Tinggi Tinggi Tinggi Standar
Repeatability Baik Baik Standar Sangat Baik Baik Sangat Baik Baik Baik
Harga Rendah Sedang Rendah Tinggi Tinggi Standar Sangat Tinggi Tinggi
Kebutuhan Perawatan Standar Rendah Rendah Rendah Sedang Tinggi Rendah Rendah
Persyaratan Kelistrikan Tidak Tidak Tidak Diperlukan Diperlukan Diperlukan Diperlukan Diperlukan
Kompleksitas Instalasi Standar Standar Rendah Standar Standar Standar Standar Standar
Daya Jangkau Terbatas Terbatas Standar Luas Luas Luas Luas Standar
Sensitivitas Sensitif terhadap viskositas Kurang sensitif terhadap viskositas Sensitif terhadap viskositas & kepadatan Tidak sensitif Sensitif terhadap sifat cairan Sensitif terhadap sifat cairan Tidak sensitif Sensitif terhadap bilangan Reynolds
Aspek Keselamatan Aman untuk cairan mudah terbakar Aman untuk cairan mudah terbakar Aplikasi terbatas pada cairan mudah terbakar Terbatas Terbatas Tidak disarankan untuk cairan mudah terbakar Aman untuk sebagian besar aplikasi Secara umum aman

Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai istilah-istilah yang digunakan:

  • Prinsip Operasi: Prinsip kerja dasar yang memungkinkan flowmeter mengukur laju aliran.
  • Kompatibilitas Cairan: Jenis cairan yang dapat diukur oleh pengukur aliran.
  • Akurasi: Seberapa akurat flowmeter dapat mengukur laju aliran.
  • Kehilangan Tekanan: Seberapa besar tekanan yang hilang saat fluida melewati flowmeter.
  • Rasio Penurunan: Kisaran laju aliran yang dapat diukur oleh pengukur secara akurat.
  • Pengulangan: Seberapa konsisten pengukur menghasilkan keluaran yang sama untuk kondisi aliran yang sama.
  • Biaya: Biaya relatif untuk membeli dan memasang pengukur aliran.
  • Persyaratan Perawatan: Berapa banyak perawatan yang biasanya dibutuhkan flowmeter.
  • Persyaratan Listrik: Apakah flowmeter membutuhkan daya listrik untuk beroperasi.
  • Kompleksitas Instalasi: Seberapa sulit memasang flowmeter.
  • Daya jangkau: Kisaran laju aliran yang dapat diukur secara akurat.
  • Sensitivitas terhadap Kondisi: Seberapa besar akurasi flowmeter dipengaruhi oleh perubahan sifat fluida atau kondisi aliran.
  • Aspek Keselamatan: Pertimbangan tentang kesesuaian flowmeter untuk mengukur cairan yang mudah terbakar atau berbahaya.

Baca Juga: Faktor yang mempengaruhi kestabilan pembacaan flow meter

Kesimpulan

dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Definisi, Jenis, dan Perbandingan Elemen Aliran” dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :

  • Elemen aliran adalah bagian penginderaan utama dari pengukur aliran yang menciptakan beberapa bentuk perubahan fisik lain untuk berkorelasi langsung dengan laju aliran fluida.
  • Terdapat 11 jenis dari elemen aliran yaitu : Differential Pressure, Orifice Plate, Ventiru Tube, Flow Nozzle, Pitot Tube, Velocity, Magnetic, Ultrasonic, Turbine, Mass, dan Thermal.
  • Dari 11 jenis elemen aliran memiliki kelebihan dan batasanya masing masing, semua diperuntukan sesuai dengan aplikasinya.

Referensi: instrumentationtools.com

Naufal

a member of SEO Team at Wiratama Mitra Abadi. He loves to learn something new everyday.