Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter

Definisi Head Meter

    Head meter adalah jenis alat ukur yang paling umum digunakan untuk mengukur laju aliran fluida ( fluid flow ). Alat tersebut mengukur aliran fluida secara tidak langsung dengan menciptakan dan mengukur tekanan diferensial melalui suatu obstruksi terhadap aliran fluida. 
    Menggunakan konversi koefisien  pasti yang tergantung pada jenis head meter yang digunakan dan diameter pipa, pengukuran tekanan diferensial dapat diterjemahkan ke dalam tingkat volume (volume rate).
    Dari Persamaan Kontinuitas (Equation of Continuity), dengan asumsi kepadatan konstan (cairan mampat/incompress) dapat dilihat bahwa:
Qv = V1A1 = V2A2

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter

    Persamaan ini adalah salah satu hubungan yang paling penting dalam mekanika fluida. Ini menunjukkan bahwa agar stabil, aliran seragam, penurunan hasil diameter pipa dalam peningkatan kecepatan fluida. Selain itu, dari persamaan hukum Bernoulli pada pembahasan energi, itu lebih terlihat bahwa tekanan total head (H) harus tetap konstan di manapun di sepanjang aliran atau:

[ P/r ] [V2 / 2] = H = Constant
    Istilah pertama dari persamaan ini disebut “potential head” atau “potential energy”. Istilah kedua dikenal sebagai “velocity head” atau “kinetic energy”. Karena energi potensial dan kinetik bersama-sama adalah konstan, jelas bahwa peningkatan kecepatan seperti yang dijelaskan oleh Persamaan Kontinuitas ( Equation of Continuity ) juga harus disertai dengan penurunan energi potensial atau tekanan line. Ini adalah hubungan antara kecepatan dan tekanan yang menyediakan dasar untuk pengoperasian semua kepala-jenis meter.

    Head meter umum sederhana, dapat diandalkan, dan menawarkan lebih banyak fleksibilitas daripada metode pengukuran aliran lainnya. Head-jenis flowmeter hampir selalu terdiri dari dua komponen:

  1. Perangkat utama
  2. Perangkat sekunder.

  • Perangkat utama: 
    Perangkat utama ditempatkan dalam pipa untuk membatasi arus dan membentuk tekanan diferensial. Perangkat utama dapat dipilih untuk kompatibilitas dengan cairan atau aplikasi tertentu.
  • Perangkat sekunder: 
    Perangkat sekunder pengukur tekanan diferensial dan memberikan pembacaan atau sinyal untuk transmisi ke kontrol alat pengukur tidak diperlukan di area. Perangkat sekunder dapat dipilih untuk jenis atau pembacaan transmisi sinyal yang diinginkan.

Orifice Plates

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter
Gambar 1
    Plat konsentris ( concentric plate ) adalah yang paling sederhana dan paling mahal dari head meter (Gambar 1). Bertindak sebagai perangkat utama, pelat orifice menyempitkan aliran fluida untuk menghasilkan perbedaan tekanan yang melintasi pelat. Hasilnya adalah tekanan tinggi downstream dan upstream tekanan rendah yang sebanding dengan kuadrat dari kecepatan aliran. Sebuah pelat orifice biasanya menghasilkan penurunan tekanan secara keseluruhan lebih besar dari perangkat primer lainnya.

Keuntungan dari Orifice Plates

    Sebuah keuntungan praktis dari perangkat ini adalah bahwa biaya tidak meningkat secara signifikan dengan ukuran pipa.

Venturi Tubes

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter
Gambar 2
    Venturi tubes menunjukkan penurunan tekanan sangat rendah dibandingkan dengan tekanan diferensial lain head meter, tetapi hal itu juga terbesar secara fisik dan paling mahal. Alat ini beroperasi secara bertahap mempersempit diameter pipa (Gambar 2), dan mengukur penurunan resultan tekanan. Satu sisi bagian memperluas meter kemudian kembali aliran untuk kembali ke tekanan aslinya. Seperti dengan pelat orifice, pengukuran tekanan diferensial diubah menjadi laju aliran yang sesuai.

Penerapan Venturi Tubes

    Aplikasi Venturi Tubes umumnya terbatas pada sistem yang membutuhkan penurunan tekanan rendah dan pembacaan akurasi yang tinggi. Hal itu banyak digunakan dalam pipa diameter besar seperti yang ditemukan di pabrik pengolahan limbah karena bentuknya secara bertahap miring akan memungkinkan dilalui kepadatan aliran.

Flow Nozzle 

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter
Gambar 3
   Flow Nozzle  dapat dianggap sebagai variasi pada tabung venturi. Pembukaan nozzle adalah pembatasan elips dalam aliran tetapi dengan tidak ada daerah outlet untuk pemulihan tekanan (Gambar 3). Tekanan keran yang terletak sekitar 1/2 diameter pipa downstream dan 1 pipa diameter upstream. 
   Flow Nozel adalah flowmeter berkecepatan tinggi yang digunakan di mana turbulensi tinggi (angka Reynolds di atas 50.000) seperti dalam aliran uap pada suhu tinggi. Penurunan tekanan nozzle aliran jatuh antara yang dari tabung venturi dan pelat orifice (30-95 persen).

Pitot Tubes

   Secara umum, pitot tubes menunjukkan sebuah aliran terdiri dari disc atau “target” yang dipusatkan di pipa (Gambar 4). Permukaan target diposisikan pada sudut kanan ke aliran fluida. Sebuah pengukuran langsung dari cairan hasil arah aliran dari kekuatan akting cairan terhadap target. Berguna untuk cairan kotor atau korosif, sasaran meter tidak memerlukan koneksi eksternal, segel, atau sistem pembersihan. Banyak data yang diperlukan, namun, untuk menentukan ukuran optimal dari target dan kalibrasi sangat penting untuk operasi yang tepat.
Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter
Gambar 4

Elbow Tap Meters

    Sebuah Elbow Tap beroperasi dengan menggunakan sudut 45 derajat pipa siku dalam aliran fluida. Tap tekanan tinggi diambil dari luar siku dan tekanan tap tekanan diferensial rendah yang sebanding dengan laju aliran. Mengukur tekanan diferensial tergantung pada gaya sentrifugal dari fluida yang mengalir melalui Elbow Tap. Oleh karena itu, gas dengan kerapatan rendah bukan aplikasi baik untuk Elbow Tap. Ini juga menjelaskan mengapa kelengkungan singkat di siku mengembangkan tekanan diferensial jauh lebih besar daripada lengkungan panjang. Penurunan tekanan dari Elbow Tap tidak lebih besar dari siku. Meskipun berulang, akurasi meteran tap siku hanya dalam waktu ± 5 persen.

Rotameters

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter
Gambar 5
    Rotameters (juga dikenal sebagai variable-area flowmeters) biasanya terbuat dari tabung kaca meruncing yang diposisikan secara vertikal dalam aliran fluida (Gambar 5). Sebuah float yang merupakan ukuran yang sama sebagai dasar dari tabung gelas naik ke atas dalam kaitannya dengan jumlah aliran. 
    Karena tabung lebih besar dengan diameter di atas kaca daripada di bagian bawah, float berada pada titik di mana perbedaan tekanan antara permukaan atas dan bawah menyeimbangkan berat jika mengapung. 
    Dalam sebagian besar aplikasi rotameter, laju aliran dibaca langsung dari skala tertulis di kaca, dalam beberapa kasus, perangkat penginderaan otomatis digunakan untuk merasakan tingkat float dan mengirimkan sinyal aliran. Ini “transmitting rotameters” sering dibuat dari stainless steel atau bahan lainnya untuk berbagai aplikasi cairan dan tekanan yang lebih tinggi.
Ukuran Rotameters 

Rotameters dapat berbagai ukuran dari 1/4 inci sampai besar maka 6 inci. Mereka mengukur sebuah band yang lebih luas aliran (10 ke 1) dari plat orifice dengan akurasi ± 2 persen, dan tekanan operasi maksimum 300 psig ketika terbuat dari kaca. 

Rotameters biasanya digunakan untuk arus purge dan bertingkat.

Difinisi, fungsi dan jenis Head Meter

Loading...
loading...

Kirim Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.