Rotameter

1.     Rotameter

Rotameter adalah alat yang mengukur tingkat aliran cair atau gas dalam tabung tertutup. Ini termasuk dalam kelas meter yang disebut variabel area meter, yang mengukur berbagai laju aliran luas penampang fluida yang bergerak melaluinya, menyebabkan beberapa efek yang dapat diukur. Sebuah rotameter terdiri dari tabung runcing, biasanya terbuat dari kaca, dengan pelampung di dalamnya yang didorong oleh aliran dan ditarik ke bawah oleh gravitasi. Pada tingkat aliran tinggi yang melalui float dan tabung, float akan terbawa dan mengambang keatas Float dibuat dalam beberapa bentuk, bentuk yang paling umum yaitu bulat dan elips agar dapat berputar secara vertikal ketika dilalui fluida. Gaya dan jarak angkat dari pelampung sebanding dengan laju aliran. Gaya angkat ini dihasilkan oleh tekanan diggerensial yang menekan pelampung hingga naik ke atas yang dinamakan area meter karena letak ketinggian pelampung itu bergantung pada luas bidang annulus diantara pelampung dan tabung gelas tirus itu. Pelampung akan naik dan menunjukkan pada skala pengukuran dengan satuan yang diketahui.  

Berbeda dengan orifice, venture dan nozzle, ketiga alat pengukur aliran fluida ini dalam alirannya melalui luas yang tetap dimana fluida mengalir, tetapi pada rotameter adalah pada tekanan yang tetap dengan aliran fluida yang berbeda-beda (variable).

Fluida mengalir ke atas melalui tabung gelas berisi float yang dapat bergerak dengan bebas. Untuk menunjukkan besarnya aliran fluida metering float naik ke atas, seperti terlihat pada gambar I. Kepala metering float menunjukkan angka 0, membuktikan bahwa valve yang terletak di bawah meteran ini belum terbuka. Rotameter bila dipasang pada pipa-pipa berukuran ¼ - 3 inci standard.

 Gambar I

Keuntungan penggunaan rotameter

• Sebuah rotameter tidak memerlukan tenaga atau bahan bakar eksternal, hanya menggunakan sifat-sifat yang ada pada fluida, dan juga gravitasi, untuk mengukur laju aliran.

·         Sebuah rotameter juga memiliki perangkat yang relatif sederhana yang dapat diproduksi secara massal dari bahan murah, yang memungkinkan untuk digunakan secara luas.

Kerugian penggunaan rotameter

• Karena menggunakan gravitasi, sebuah rotameter harus selalu berorientasi  vertikal ke atas, dengan cairan yang mengalir ke atas.

·         Karena ketergantungan pada kemampuan dari cairan atau gas untuk  mengambang, keluaran dari rotameter tertentu hanya akan akurat untuk suatu zat.

·         Rotameters biasanya memerlukan penggunaan kaca (atau bahan transparan lainnya), jika tidak, pengguna tidak dapat melihat mengambang.

• Rotameters tidak mudah diadaptasi untuk pembacaan oleh mesin; walaupun pengapung magnet yang mendorong pengikut di luar tabung yang tersedia.

Prinsip kerja

                              Mula – mula float berada pada posisi setimbang (angka nol pada scale line) menunjukkan bahwa tidak adanya gaya yang bekerja pada float, dengan demikian tidak ada fluida yang mengalir. Ketika terjadi aliran fluida berakibat pada naiknya float ke atas akibat gaya angkat dari fluida. Pembacaan tinggi float pada scale line sebanding dengan perubahan besarnya aliran yang terjadi .

Teori dan Kalibrasi rotameter

Untuk mengukur aliran fluida dalam rotameter harus diperhatikan kesetimbangan posisis dari float dalam rotameter. Posisi Float ditentukan oleh kesetimbangannya, yaitu oleh adanya :

1)      Berat dari pada float

2)      Gaya fluida terhadap float

3)      Gaya tarik pada float

Gaya (1) menuju ke bawah, gaya (2) dan (3) menuju ke atas.Untuk itu dapat dihitung:

F_d  g_c    =  V_f  ρ_f g – V_f ρ g …..(1)

Dimana :

F_d    =   gaya tarik, lb

 g     =   percepatan gravitasi 9.81 m/det²  =  32.17 ft/det²

g_c     =   faktor konversi Newtin, 32.17 ft.lb/lb.det²

V_f    =   Volume float, ft³

ρ_f    =  density float, lb/ft³

ρ    =   density fluida, lb/ft³

Vf    =   m_f      ………. m_f   = massa dari float.

                                                           ρ_f

F_d  g_c    =  m_f g (1 –  ρ  )

                                                                               ρ_f 

Menghitung rate massa fluida :

                  w                  =  X  [   ( F_d g_c ) ^½   .  D_t        ]  ......(2)

       D_f (F_d g_c ρ ) ^½                            μ              D_f

Dimana :

 w =  rate massa fluida, lb/det

 μ =  viskositas fluida, lb/ft-det.

X  = Fungsi

D_t  = diameter tabung, ft

D_f  = diameter float, ft.

Kalau persamaan (1) disubstitusikan ke dalam persamaan (2)

  w                     =  X  [   ( F_d g_c ) ^½   .  D_t        ]

             D_f [m_f g ρ (1 – ρ  ) ]  ^½                            μ              D_f

                                              ρ_f 

Jika                       w                  /  μ   =   X 

             D_f [m_f g (1 – ρ  ) ]  ^½          

                                          ρ_f 

Dan       [m_f g (1 – ρ  ) ]  ^½      =   Y    

                                  ρ_f 

Maka dapat dibuat plot untuk D_t / D_f  yang tetap. Hubungan antara R_r dan D_t / D_f  kemudian digunakan untuk menghubungkan w dan R_r.  

http://herusantoso17.blogspot.com/2012/11/areameter.html