Flow atau laju alir adalah salah satu parameter proses yang menentukan kualitas produk dalam industri. Nama perangkat yang dipergunakan untuk mengukur besaran flow adalah flowmeter, berdasarkan kegunaannya flow meter memiliki banyak model seperti misalnya flowmeter model displacer, model turbin meter , model piring angguk, model magnetik, model vortek, model differential pressure dan masih banyak lagi. Dalam artikel ini kita akan menyimak salah satu model flow meter yang paling popular dan banyak dipergunakan di pabrik kimia dan petrokimia, yaitu flowmeter type variable area, termasuk kedalam flowmeter type ini yaitu rotameter yang gambarnya tampak dibawah ini;
Prinsif kerja daripada Rotameter dapat diterangkan sebagai berikut; Aliran masuk melalui jalur bagian bawah dari perangkat yang berbentuk tirus (tapered) menyebabkan adanya gaya angkat pada bola atau float yang ditempatkan dibagian dalam tabung tirus. Float akan naik sampai pada titik dimana gaya seret (drag force) seimbang dengan berat dan gaya apung (buoyancy). Posisi float dalam tabung akan menunjukkan besarnya aliran dalam unit flow (volume per satuan wahktu). Istilah variable area diambil dari prinsif kerja perangkat ini yaitu bergantung pada luas bidang annulus diantara float dengan dinding tabung (variable area). Namun sesungguhnya rotameter bekerja atas dasar prinsif fisik seret. Neraca gaya pada float memberikan persamaan berikut;
Dimana ⍴f adalah density fluida, ⍴b density float, Vb volume float total, g specific gravity, dan Fd adalah perbedaan gaya atau efek seret yang dihasilkan dari persamaan berikut;
Cd ialah koofesien gaya apung, Ab luas penampang float yang menerima gaya dari flow, dan µm kecepatan aliran fluida dalam ruang antara float dan tabung. Gabungan persamaan-1 dan persamaan-2 memberikan persamaan -3;
Atau dalam besaran flow sebagai berikut;
Dimana A ialah luas penampang yang dilalui oleh fluida;
D adalah diameter tabung saat fluida masuk, d diameter maksimum daripada float, y jarak vertical dari titik fluida masuk dan a konstanta yang menunjukkan tirus tabung.
Perhatikan gambar dibawah ini sebagai acuan untuk rumus flow tersebut diatas
Perbedaan prinsif kerja flowmeter variabel area dengan flowmeter differential pressure
Perbedaan mendasar dari kedua type flowmeter ini sebagaimana diuraikan dibawah ini:
Flowmeter type differential pressure transmitter memenuhi kondisi berikut;
- Aksi kenaikan laju alir dibarengi dengan kenaikan perbedaan tekanan.
- Luas area yang dilewati oleh media yang diukur adalah tetap (yang dimaksud adalah diameter orifice)
- Besarnya laju alir dihitung berdasarkan perubahan perbedaan tekanan yang terjadi pada sensor
Flowmeter type variable area memenuhi kondisi berikut:
- Perubahan laju alir tidak menyebabkan perubahan pada perbedaan tekanan.
- Besarnya laju alir dihitung berdasarkan posisi float.
- Luas area yang dilewati oleh media yang diukur menunjukkan kenaikan seiring dengan adanya kenaikan laju alir
Demikian perbedaan prinsif pengukuran flow meter oleh perangkat dengan metode ukur fix dan metode ukur variable. Penjelasan lebih detail mengenai prinsif pengukuran flow dengan differential pressure transmitter dapat di simak dalam artikel “Pressure transmitter untuk mengukur Flow”
