cover
TRANSCRIPT
SISTEM KERJA SENSOR TABUNG VENTURI
UNTUK PENGUKURAN LAJU ALIRAN FLUIDA
DALAM PIPA DI LABORATORIUM OPERASI PABRIK PTKI
KARYA AKHIR
Untuk Memenuhi Persyaratan Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Terapan
Oleh
Arbi Divo 035203001
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK DIPLOMA IV
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
KARYA AKHIR
“SISTEM KERJA SENSOR VENTURI METER UNTUK PENGUKURAN
LAJU ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA DI LABORATORIUM OPERASI
PABRIK PTKI ”.
Untuk Memenuhi Persyaratan Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Terapan
Oleh ARBI DIVO 035203001
Disetujui Oleh
Dosen Pembimbing
Ir. A. Rachman Hasibuan Nip :130 127 007
Diketahui Oleh :
Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik FT.USU
Ir. Nasrul Abdi, MT Nip. 130 459 554
Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Medan 2008
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Mengingat kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangat pesat
dimana peralatan – peralatan modern diciptakan untuk mempermudah dan
mempercepat suatu proses dan kerja di pabrik. Dalam rangka memenuhi permintaan
pasar maka peningkatan efisien pada industri sudah merupakan suatu keharusan yang
tidak dapat ditunda lagi.
Pada saat sekarang ini perkembangan teknik instrument mengalami
peningkatan yang begitu pesat. Kebutuhan pemakaian instrument tidak hanya sebagai
pengukuran tetapi juga sebagai pengendali karena kedua fungsi tersebut erat
kaitannya satu dengan lainnya. Peralatan instrument umumnya berguna untuk
membantu jalannya proses produksi, sedangkan peralatan sensor pada khususnya
adalah berfungsi sebagai monitoring dari peralatan – peralatan yang vital. Salah satu
contoh adalah Tabung Venturi yang berfungsi sebagai pengukur laju aliran dalam
pipa. Dimana Tabung Venturi ini dapat mengukur laju aliran fluida yang terpasang
pada jalur perpipaan.
Dalam tulisan ini dibahas mengenai sistem kerja Tabung Venturi, mencari
beda tekanan pada Tabung Venturi, rangkaian keterpasangan Tabung Venturi. Dengan
mengetahui hasil dari pengukuran laju aliran dalam suatu pipa sehingga dapat
mencapai hasil pengukuran laju aliran yang diharapkan maka proses produksi dapat
bekerja sesuai dengan apa yang diinginkan.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Terlebih dahulu penulis mengucapkan puji syukur atas kehadirat Allah SWT
atas segala rahmat dan hidayatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir
(KA). Dimana penulis Karya Akhir ini penulis memilih judul “SISTEM KERJA
SENSOR VENTURI METER UNTUK PENGUKURAN LAJU ALIRAN
FLUIDA DALAM PIPA DI LABORATORIUM OPERASI PABRIK PTKI ”.
Diselesaikan untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan kuliah pada
Program studi Teknologi Instrumentasi Pabrik di Universitas Sumatera Utara pada
jenjang Sarjana Sains Terapan.
Dari tahap permulaan penyusunan Karya Akhir ini hingga selesai, penulis
telah banyak menerima bantuan serta dorongan baik berupa moril maupun materil dari
berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesarnya kepada :
1. Ayahanda Armansyah dan Ibunda Misni selaku orang tua yang telah
memberikan bantuan dan dorongan baik moril maupun sprituil.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Armansyah Ginting M, Eng selaku dekan fakultas
teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT, selaku ketua program studi Teknologi
Instrumentasi Pabrik D-IV Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, selaku pembimbing program studi
Teknologi Instrumentasi Pabrik D-IV Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Mansyur Msi, selaku dosen pembimbing di laboratorium
Instrumentasi PTKI Medan.
Universitas Sumatera Utara
6. Seluruh Dosen dan Staf Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, yang
dengan ikhlas membantu penulisan selama dalam bangku kuliah.
7. Kepada saudara – saudaraku serta adikku Rini dan Nisa yang telah banyak
membantu baik yang berupa moril maupun materil.
8. Seluruh teman – teman stambuk “03” yang telah banyak memberikan masukan
kepada penulis. Semoga kita semua menjadi orang yang berguna bagi nusa
dan bangsa.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan, oleh sebab itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan
dan menerima kritik dan saran yang sehat demi kesempurnaan Karya Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Allah SWT melimpahkan rahmatnya
kepada mereka yang telah memberikan bantuan sehingga tersusunnya Karya Akhir
ini.
Medan, Juni 2008
Penulis
Arbi Divo 035203001
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Abstrak ....................................................................................................................... i
Kata pengantar ........................................................................................................... ii
Daftar isi ..................................................................................................................... iii
Daftar gambar ............................................................................................................ iv
Daftar tabel ................................................................................................................. v
Bab I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
I.2 Maksud dan Tujuan ..................................................................................... 2
I.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 3
I.4 Metode Penulisan ........................................................................................ 3
I.5 Sistematika Penulisan .................................................................................. 3
Bab II LANDASAN TEORI
II.1 Aliran Fluida .............................................................................................. 4
II.2 Sifat Dasar Fluida ....................................................................................... 4
II.2.1. Kerapatan (density) .......................................................................... 5
II.2.2. Berat Jenis (spesific gravity) ............................................................ 6
II.2.3. Tekanan (pressure) ........................................................................... 7
II.2.4. Kekentalan (viscosity) ...................................................................... 10
II.3 Aliran Dalam Tabung ................................................................................. 12
II.3.1. Persamaan Kontiunitas ..................................................................... 13
II.4 Jenis dan Karakteristik Fluida .................................................................... 14
II.5 Pengenalan Alat Ukur ................................................................................ 17
II.5.1. Tujuan pengukuran aliran fluida ...................................................... 18
II.6 Jenis Alat Ukur Aliran Fluida .................................................................... 19
II.6.1. Tabung Venturi ................................................................................ 19
II.6.2. Plat Orifice ....................................................................................... 21
II.6.3. Nozzle ............................................................................................... 22
II.6.4. Pitot Tubes ........................................................................................ 23
Universitas Sumatera Utara
Bab III Tabung Venturi
III.1 Prinsip Kerja Tabung Venturi ................................................................... 24
III.2 Lokasi Lubang Pengambilan Beda Tekanan (∆P) .................................... 25
III.3 Perbedaan Tekanan ................................................................................... 25
III.4 Debit Aliran .............................................................................................. 26
III.5 Alat – alat Bantu Pengoperasian Tabung Venturi ..................................... 26
III.5.1. Pompa Sentripugal (impeller/baling-baling) ................................... 27
III.5.2. Air Regulator .................................................................................. 28
III.5.3. Pressure Gauge ................................................................................ 28
III.5.4. Pneumatik Kontrol Valve ............................................................... 28
III.5.4.1. Prinsip kerja pneumatik kontrol valve ................................ 29
III.5.5. Kompresor ....................................................................................... 29
III.5.6. Converter ......................................................................................... 30
III.5.7. Controller ....................................................................................... 30
III.5.8. Recorder .......................................................................................... 31
III.5.9. Motor Induksi .................................................................................. 31
III.5.10. Transmitter .................................................................................... 32
III.5.10.1. Signal Transmitter ............................................................ 33
III.5.10.2. Macam – macam Transmitter ........................................... 33
III.5.10.3. Transmitter Pneumatik ...................................................... 34
III.5.10.4. Transmitter Listrik ............................................................ 38
III.6. Keterpasangan Tabung Venturi .............................................................. 40
Bab IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
IV.1 Cara Kerja Tabung Venturi ...................................................................... 42
IV.2 Flow Chart (diagram alir) ......................................................................... 47
IV.2.1. Prosedure Pengoperasian ................................................................ 47
IV.2.2. Prosedure Shutdown ....................................................................... 48
IV.3 Hasil Pengamatan ..................................................................................... 49
IV.4 Pembahasan .............................................................................................. 54
Universitas Sumatera Utara
Bab V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan ................................................................................................ 57
V.2 Saran ........................................................................................................... 57
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 58
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Tekanan fluida sama pada kedalaman tertentu .................................. 8
Gambar II.2. Tekanan pada kedalaman h dalam cairan .......................................... 8
Gambar II.3. Penentuan kekentalan ....................................................................... 10
Gambar II.4. Tabung aliran membuktikan persamaan kontinuitas ......................... 13
Gambar II.5. Jenis aliran fluida ............................................................................... 15
Gambar II.6. Pola aliran Turbulen dan Laminer .................................................... 16
Gambar II.7. Tabung Venturi ............................................................................. 20
Gambar II.8. Flow Nozzle ..................................................................................... 22
Gambar II.9. Pitot Tube ......................................................................................... 23
Gambar III.1. Prinsip Kerja Tabung Venturi ........................................................... 25
Gambar III.2. Pompa sentripugal (impeller/baling-baling) ..................................... 27
Gambar III.3. Dasar motor induksi .......................................................................... 31
Gambar III.4. Transmitter Listrik ............................................................................ 38
Gambar III.5. Diagram Pengukuran dan Pengaturan Aliran Fluida Menggunakan
Tabung Venturi ................................................................................. 41
Gambar IV.1 Rangkaian Pengukuran Laju Aliran Fluida Dalam Pipa .................... 43
Gambar IV.2 Pengukuran laju aliran dalam pipa menggunakan Tabung Venturi ... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel II.1. Berbagai Kerapatan (density) bahan ...................................................... 6
Tabel II.2. Koefisien kekentalan untuk berbagai fluida ........................................... 12
Tabel IV-1. Perbedaan tekanan (∆p) ......................................................................... 51
Tabel IV-2. Hasil Konversi Perbedaan Tekanan (∆p) .............................................. 52
Tabel IV-3. Debit Aliran (Q) .................................................................................... 52
Tabel IV.4. Hasil Konversi Debit Aliran .................................................................. 53
Tabel IV-5. Hasil Perhitungan dari Keseluruhan Data ............................................. 55
Universitas Sumatera Utara