KARYA AKHIR MENGHITUNG LAJU ARIRAN FLUIDA JENIS HEAD FLOW METER PADA SISTEM RANGKAIAN PERPIPAAN DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE AIR TO OPEN DI PABRIK MINI PTKI – MEDAN Karya Akhir ini diajukan untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan
Oleh : AAN YUNITA 075203011
PROGRAM DIPLOMA-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
MENGHITUNG LAJU ARIRAN FLUIDA JENIS HEAD FLOW METER PADA SISTEM RANGKAIAN PERPIPAAN DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE AIR TO OPEN DI PABRIK MINI PTKI – MEDAN Oleh : AAN YUNITA Nim. 075203011
Disetujui Oleh : Pembimbing
Ir. MANSYUR, M.Si Nip : 19590201 198603 1 013
Diketahui Oleh : KETUA PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INTRUMENTASI PABRIK Fakultas Teknik USU
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. Nip. 19540531 198601 1 002
PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Di dalam suatu pengoperasian pabrik diperlukan usaha-usaha agar proses tersebut beropersi dengan baik dan berjalan dengan lancar sehingga menghasilkan produk yang diinginkan. Variabel-variabel yang terlibat dalam operasi yaitu : flow (aliran), temperatur (suhu), pressure (tekanan), dan level (ketinggian permukaan cairan). Kampus PTKI MEDAN dilengkapi dengan sarana pendidikan yang lengkap. Salah satu dari peralatan instrument adalah
head flow meter, yang
merupakan sarana dan pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini. Fungsi dari peralatan ini adalah untuk mengukur laju aliran fluida jenis head flow meter yang mengalir pada rangkaian perpipaan. Dan alat ukur yang digunakan adalah control valve air to open. Dalam pengukuran laju aliran fluida jenis head flow meter, control valve air to open juga didukung dengan peralatan-peralatan pengukur dan pengontrol laju aliran fluida jenis head flow meter seperti, plat orifice, transmitter,control valve. Maka beda tekanan yang dihasilkan oleh plat orifice akan dibaca oleh transmitter dan dikirim ke controller atau indicator dalam bentuk sinyal elektrik atau pneumatic dalam bentuk skala angka-angka. Dari hasil pembacaan controller maka didapat besar debit alirannya, sedangkan kecepatan laju aliran fluidanya dapat diketahui besarnya dengan melakukan perhitungan menggunakan persamaan kointunitas yaitu : Q = V . A. Dari persamaan ini kecepatan laju aliran fluida dapat dihitung dengan menggunakan rumus yaitu: V = Q/A.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis sampaikan kepada Allah SWT, karena atas berkah dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini dengan baik. Karya Akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik di Universitas Sumatera Utara. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyusun Karya Akhir ini dengan judul : “MENGHITUNG LAJU ALIRAN FLUIDA JENIS HEAD FLOW METER PADA SISTEM RANGKAIAN PERPIPAAN DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE AIR TO OPEN DI PABRIK MINI PTKI – MEDAN” Dengan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bimbingan kepada penulis sehingga penulis bisa menyelesaikan Karya Akhir ini, khususnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik. 3. Bapak Rahmat Fauzi ST.MT, selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik. 4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT, selaku Kordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
Universitas Sumatera Utara
5. Bapak Ir. Mansyur, M.Si, selaku Dosen Pambimbing penulis yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan Karya Akhir ini. 6. Bapak Ir. Satria Ginting, selaku Dosen Wali. 7. Yang tercinta kedua orang tua saya, Ayahanda tercinta Ngatimin dan Ibunda tercinta Paini serta kakak dan abang saya tercinta Siti khadijah, Kurniawan, Susi handayani dan Kamal Muhammad. Terimakasih yang tak terhingga atas segala doa, materi dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis. 8. Buat temen-teman seperjuangan Mhd. Syah Putra Lubis, Aan Yunita, Rahma Sapitri, Rani Herawati, Mhd. Fadhli, Benari H. Manurung, Andi Nova Suheri Gultom, Cipta Pratama, Rudiansyah Putra, Junid Sembiring, Jendrianta Simanjorang, Rahmat Azizi, Ilham, Indra Bakti, yang telah memberikan dukungan kepada penulis sehingga Karya Akhir ini selesai dengan baik. Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan Karya Akhir ini. Besar harapan penulis Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi penulis. Medan, Januari 2012 Penulis
Aan Yunita
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .......................................................................
1
1.1
Latar Belakang ....................................................................
1
1.2
Tujuan dan Manfaat Penulisan .............................................
2
1.3
Rumusan Masalah ................................................................
3
1.4 Batasan Masalah ..................................................................
3
1.5
Metode Penulisan .................................................................
4
1.6
Sistematika Penulisan ..........................................................
4
LANDASAN TEORI ...................................................................
6
2.1
Pengukuran Laju Aliran Fluida .............................................
6
2.1.1
Pengenalan Alat Ukur Laju Aliran Fluida ...............
7
2.2
Macam – Macam Aliran Fluida ............................................
8
2.3
Jenis Alat Ukur Aliran Fluida ...............................................
9
2.3.1
Venturi Meter .......................................................... 10
2.3.2
Flow Nozzle ………………. ................................... 12
2.3.3
Pitot Tubes .............................................................. 13
2.3.4
Flat Orifice .............................................................. 13
Universitas Sumatera Utara
BAB III
2.3.5
Orifice Kosentrik ..................................................... 16
2.3.6
Orifice Eksentrik ..................................................... 17
2.3.7
Segmental Orifice .................................................... 17
SISTEM RANGKAIAN PERPIPAAN ........................................ 19 3.1
Sistem Rangkaian Perpipaan ................................................. 27 3.1.1 Cara Kerja Pada Pada Sistem Rangkaian ................... 29
3.2
alat – alat pengontrolat proses instrument ............................ 32 3.2.1 Controller ................................................................. 32 3.2.2 Transmitter................................................................ 33 3.2.3 Konverter .................................................................. 34 3.2.4 Control Valve ............................................................ 35
BAB IV MENGHITUNG LAJU ALIRAN FLUIDA JENIS HEAD FLOW METER PADA SISTEM RANGKAIAN PERPIPAAN DENGAN MENGGUNAKAN CONTROL VALVE .................................... 35
BAB V
4.1
Control Valve ....................................................................... 35
4.2
Proses Control Valve Air To Open ....................................... 35
4.3
Spesifikasi Peralatan ............................................................ 37
4.4
Data Pengamatan ................................................................. 38
4.5
Pembahasan ......................................................................... 39
PENUTUP ..................................................................................... 43 5.1
Kesimpulan ......................................................................... 43
5.2
Saran ................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Prinsif Dasar Hukum Kekekalan Massa ................................
6
Gambar 2.2
Venturi Meter ....................................................................... 10
Gambar 2.3
Flow Nozzle.......................................................................... 12
Gambar 2.4
Pitot Tubes ............................................................................ 13
Gambar 2.5
Plat Orifice ........................................................................... 14
Gambar 2.6
Plat Orifice Jenis Kosentrik ................................................... 16
Gambar 3.1
Plat Orifice Jenis Eksentrik ................................................... 17
Gambar 3.2
Plat Orifice Jenis Segmental.................................................. 18
Gambar 3.3
Sistem Rangkaian Perpipaan ................................................. 20
Gambar 3.4
Transmiter Elektrik ............................................................... . 24
Gambar 3.4
Sistem Kerja Konverter ......................................................... . 27
Gambar 3.4
Bagian Aktuator Dan Valve Body ......................................... . 29
Gambar 3.4
Jenis Aksi Terbalik ............................................................... . 32
Gambar 3.4
Jenis Aksi Langsung ............................................................. . 32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 4.1
Gangguan Dan Cara Mengatasi ................................................ 39
Tabel 4.2
Hasil Perhitungan Kecepaan Aliran........................................... 51
Universitas Sumatera Utara
