Kompensasi suhu dan tekanan pada flow meter untuk mengukur suatu cairan dan khususnya gas yang mengembang ketika suhu naik, yang menyebabkan kesalahan pengukuran dalam pengukuran aliran. Oleh karena itu, ketika mengukur aliran, suhu sering diukur untuk mengimbangi hal ini.
Aspek lainnya adalah, ketika tekanan meningkat, volume menurun. Dengan cairan, hal ini hanya sangat kecil. Gas sangat mudah dimampatkan. Jadi, Anda tidak dapat menghindari untuk mengkompensasi dan mengekspresikan volume yang diukur dalam volume dalam kondisi “standar”. Cara kerjanya akan dijelaskan pada artikel ini.
Mengukur cairan: Kompensasi Tekanan dan Suhu
Untuk pengukuran aliran cairan volumetrik yang telah dikalibrasi, pengukuran suhu biasanya juga dilakukan. Baik sinyal pengukuran pengukur aliran maupun sensor suhu dibaca ke dalam komputer aliran. Pengaruh ekspansi suhu dihitung dan nilai terukur dikoreksi.
Baca Juga : Definisi dan Cara Instalasi Condensate Pot
Mengukur gas: Kompensasi Tekanan dan Suhu
Apabila koreksi suhu sederhana sudah cukup untuk cairan, situasinya sangat berbeda untuk gas. Karena volume gas sangat dipengaruhi oleh tekanan dan suhu, maka perlu untuk menyatakan volume gas (dan dengan demikian juga aliran) dengan cara seperti pada kondisi standar. Standar tersebut didefinisikan sebagai: volume yang dimiliki gas pada 1 atmosfer dan 0 ºC. Dan hal itu membuat kuantitas gas biasanya dinyatakan dalam meter kubik normal (Nm³ atau nm³).
Ini adalah cara yang baik untuk membandingkan jumlah gas dan Anda akan menemukannya di mana-mana di dunia gas. Misalnya dalam spesifikasi komponen. Di sana Anda juga akan sering melihat turunan dari m³, seperti liter normal (Nl, Ndm³) atau sentimeter kubik normal Ncm³.
Baca Juga : Pentingnya flow meter pada proses kontrol
Hukum Gas
Cara sederhana untuk mendapatkan m³ normal (atau liter normal) adalah dengan menggunakan hukum Boyle dan Gay-Lussac. Rumusnya yaitu:
Jadi, jika kita memampatkan volume 1 m³ gas menjadi setengahnya, dan suhunya tetap konstan, berarti tekanannya menjadi dua kali lipat. Jika suhu juga bervariasi, maka tekanan dan volume aktual bervariasi.
Di sini kita ingin menghitung nilai pengukur aliran kembali ke volume aliran yang dimiliki gas pada 0°C dan 1 bar. Anda kemudian akan membandingkan 2 situasi: nilai terukur dari tekanan, volume dan suhu dan situasi pada 0°C dan 1 bar. Dalam hal ini, rumusnya menjadi :
Untuk sampai pada nilai pengukuran yang dikoreksi, tinggal mengisi angka-angkanya saja.
Baca Juga : Definisi, Prinsip Kerja, dan Aplikasi Flow Meter Sonar
Faktor kompresibilitas untuk gas asli
Gas dalam kehidupan nyata bukanlah gas yang ideal, seperti yang diasumsikan oleh rumus. Untuk perhitungan yang akurat, terutama dengan hidrokarbon, Anda perlu memperhitungkan faktor kompresibilitas Z. Ini menunjukkan sejauh mana gas dapat dimampatkan. Alasan mengapa faktor ini penting adalah karena faktor Z bukanlah faktor yang konstan, tetapi bervariasi dengan tekanan dan suhu. Rumus baru untuk koreksi nilai terukur seperti pada formula dibawah ini :
Namun demikian, dalam praktik sehari-hari, gas ideal sering diasumsikan dan Z = 1 diambil. Hal ini disebabkan oleh beberapa alasan:
- Tekanan dan suhu cukup konstan dalam sistem, sehingga faktor Z menjadi konstan. Dengan tidak memperhitungkannya, Anda memperkenalkan deviasi, tetapi itu konstan.
- Untuk sistem kontrol, hal ini tidak menjadi masalah.
- Efek dari faktor-Z kecil karena gas murni digunakan.
- Sistem gas bekerja dengan hidrogen atau helium dan ini berperilaku seperti gas ideal.
- Pengukur aliran massa (pengukur aliran termal dan coriolis) mengukur secara langsung berat gas dan oleh karena itu menurut definisi tidak bergantung pada faktor kompresibilitas.
Baca Juga : Jenis Instalasi Open Channel Flow Meter
Pengukuran aliran gas alam
Faktor kompresibilitas harus diperhitungkan dalam pengukuran aliran gas alam. Itulah yang seharusnya kita lakukan menurut hukum, menurut Hukum Metroloy Belanda. Yang harus Anda lakukan dengan gas bumi adalah adanya gas lain. Untuk menentukan faktor kompresibilitas, ada beberapa metode perhitungan.
Baca Juga : Dua Jenis Utama Sensor Thermal Mass Flow Meter
Untuk memberikan gambaran tentang pengaruh faktor-Z terhadap nilai yang diukur, grafik di bawah ini menunjukkan faktor tersebut untuk beberapa hidrokarbon yang umum. Seperti yang telah kita lihat sebelumnya, faktor kompresibilitas tentu saja bergantung pada medium, tetapi juga pada tekanan dan suhu. Garis merah menunjukkan bahwa gas ideal berperilaku netral.
Pemuaian dan penyusutan Flow Meter
Beberapa flow meter sangat bergantung pada dimensinya untuk keakuratannya. Pemuaian atau penyusutan pengukur aliran itu sendiri karena perubahan suhu dan tekanan kemudian menyebabkan penyimpangan. Ini misalnya terjadi pada pengukur aliran gas ultrasonik multisaluran, di mana fenomena ini diperhitungkan.
Hal ini juga berlaku terutama untuk elemen tekanan diferensial seperti nozel dan venturis. Di sini, faktor ekspansi termal material diperhitungkan dalam komputer aliran sehingga dapat mengimbangi pemuaian material dan dengan demikian diameternya.
Baca Juga : Teknologi di Balik Thermal Mass Flow Controllers
Hasil akhir pada flow computer
Dalam flow computer, aliran yang diukur (dalam satuan volume aktual) dikoreksi untuk linearitas alat ukur dan pengaruh tekanan, suhu, dan kompresibilitas. Kadang-kadang bahkan sinyal pengukuran dari penganalisis gas dibaca ke dalam komputer aliran untuk perhitungan:
- kompresibilitas
- aliran massa
- nilai kalor dari gas pembakaran
Baca Juga : Urutan FIFO dan LIFO dalam PLC
Kesimpulan
Dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu mengenai “Kompensasi suhu dan tekanan pada flow meter”, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Kompensasi suhu dan tekanan pada flow meter untuk mengukur suatu cairan dan khususnya gas yang mengembang ketika suhu naik, yang menyebabkan kesalahan pengukuran dalam pengukuran aliran.
- Untuk pengukuran aliran cairan volumetrik yang telah dikalibrasi, pengukuran suhu biasanya juga dilakukan. Baik sinyal pengukuran pengukur aliran maupun sensor suhu dibaca ke dalam komputer aliran. Pengaruh ekspansi suhu dihitung dan nilai terukur dikoreksi.
- Apabila koreksi suhu sederhana sudah cukup untuk cairan, situasinya sangat berbeda untuk gas. Karena volume gas sangat dipengaruhi oleh tekanan dan suhu, maka perlu untuk menyatakan volume gas (dan dengan demikian juga aliran) dengan cara seperti pada kondisi standar.
- Gas dalam kehidupan nyata bukanlah gas yang ideal, seperti yang diasumsikan oleh rumus. Untuk perhitungan yang akurat, terutama dengan hidrokarbon, Anda perlu memperhitungkan faktor kompresibilitas Z. Ini menunjukkan sejauh mana gas dapat dimampatkan. Alasan mengapa faktor ini penting adalah karena faktor Z bukanlah faktor yang konstan, tetapi bervariasi dengan tekanan dan suhu.
Referensi : teesing.com
