Pengukuran aliran fluida (flow metering) adalah kebutuhan yang kritikal pada sebuah industri. Hasil pengukuran menjadi sangat penting karena jika terjadi kesalahan pada jalur penjualan, dapat mengakibatkan kerugian secara finansial.
Pada kebanyakan pengukuran aliran liquida, flow rate ditentukan dengan mengukur kecepatan liquida atau perubahan energi kinetiknya. Kecepatan (velocity) tergantung pada selisih tekanan (DP) yang melalui pipa. Karena luas penampang pipa sudah diketahui, kecepatan rata-rata (average velocity) dapat memberi indikasi flow rate. Hubungan yang menentukan flow rate liquida dapat dituliskan sbb :
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi flow rate adalah viscosity dan density, serta gesekan dari liquida yang bersentuhan dengan dinding pipa.
PEMILIHAN FLOW METER
Pertanyaan yang paling sering muncul di lapangan adalah; Apakah flow meter yang terpasang sudah sesuai dengan kebutuhan?Pertimbangan pertama dalam memutuskan pemakaian flow meter dan jenis fluida yang sesuai, dapat dilihat pada tabel dibawah. Berdasarkan tabel tersebut ada beberapa kriteria yang harus dipertimbangkan, seperti :
- Jenis fluida
- Kondisi proses
- Performance requirement
- Electrical area classification dan safety
- Kondisi instalasi dan kebutuhan maintenance
- Ekonomis
1. Jenis fluida
Pastikan jenis fluida yang dilalui apakah: liquida, gas/steam, atau dua fasa. Perhatikan juga apakah clean, dirty atau slurry, corrosive ataunon-corrosive.
2. Kondisi proses
Kondisi yang harus dipertimbangkan adalah :
Berdasarkan bilangan Reynold-nya, flow dapat dibagi 3, yaitu :
- Kondisi operasi normal dan kondisi extreme
- Flow rate minimum dan maksimum
- Sifat fisik fluida seperti viscosity dan adanya partikel padat atau udara
- Pressure dan temperature
- Sifat dynamic fluida yang dikenal dengan bilangan Reynolds
Kinerja sebuah flow meter juga tergantung pada parameter tanpa satuan yang disebut bilangan Reynolds. Bilangan ini didefinisikan sebagai rasio antara gaya inersia liquida terhadap gaya yang menahannya (drag force). Hubungan ini dituliskan sbb :
Bentuk aliran turbulent dan laminar
- Laminar jika Re < 2000 , dimana bentuk aliran tenang dan tidak dipengaruhi oleh dinding pipa (wall roughness)
- Turbulent jika Re > 10000, bentuk aliran pecah membentuk pusaran-pusaran asimetrik
- Transition jika 2000 < Re < 10000, dimana terjadi peralihan dari laminar menuju turbulent. Bentuk aliran adalah flat parabolic geometry dan disebut juga plug flow.
Sebagian besar flow meter bekerja pada region laminar dan turbulent. Dengan mengetahui bilangan Reynold-nya sedapat mungkin dapat dihindari flow meter bekerja pada region transition.
3. Performance requirement
Kinerja (performance) flow meter ditentukan oleh accuracy, repeatability, linearity, flow range (rangeability) dan resolution.
Accuracy
Akurasi adalah ukuran seberapa dekat hasil pengukuran terhadap actual flow. Biasanya dinyatakan dalam percent of full scale.
Contoh:
Jika diketahui sebuah flow meter mempunyai accuracy ± 3%, maka indikasi flow rate terhadap actual rate pada laju 1000 gpm adalah: 1000 – (3% x 1000) = 970 gpm dan 1000 + (3% x 1000) = 1030 gpm. Jadi range akurasinya berada antara 970 – 1030 gpm.
Repeatability
Repeatability adalah kemampuan dari flow meter untuk memberi indikasi reading yang sama (konsistensi). Biasanya juga dinyatakan dalam percent of full scale. Pada spesifikasi vendor, nilai ini diperoleh dari pengujian di shop pabrik pembuat untuk range, pressure,temperature, dan viscosity fluida tertentu (misal: udara, air, atau solvent).
Linearity
Linearity adalah perbandingan sinyal output terhadap flow rate. Sinyal output dapat linear atau tidak, tergantung pada prinsip operasi flow meter yang dipakai. Sebagai contoh, sinyal output dari primary element sebuah DP flow meter tidak linear terhadap flow rate, namun akar kwadrat-nya linear dengan flow rate. Sehingga sinyal “raw” yang dihasilkan oleh DP flow meter harus di konversi menggunakan alat khusus untuk memperoleh bentuk linear. Linearity pada turbine meter dapat dicontohkan sebagai kurva garis lurus antara perubahan nilai k-factor terhadap flow rate.
Flow range (Rangeability)
Setiap flow meter mempunyai range maksimum dan minimum. Rasio dari nilai ini sering juga disebut turndown ratio.
Contoh: Jika sebuah flow meter mempunyai turndown 40:1 dan dioperasikan pada range maximum 1000 gpm. Turndown ratio = 1000 gpm/40 = 25 gpm
Artinya flow meter tersebut dapat melakukan pengukuran dengan akurat pada saat reading menurun hingga 25 gpm. Jika kurang dari 25 gpm, maka akurasinya akan berkurang. Semakin besar nilai turndown semakin bagus, namun sesuaikan dengan range kebutuhan spesifik di lapangan.
Resolution
Resolution adalah ukuran perubahan terkecil dari total flow yang dapat ditampilkan pada display flow meter.
4. Kondisi instalasi dan kebutuhan maintenance
Pertimbangkan bagaimana flow meter dan aksesorinya di-install serta kebutuhan akan maintenance serta kalibrasi. Ketersediaan spare parts dan vendor support juga faktor yang penting. Adakalanya sebuah flow meter sangat cocok untuk kondisi proses, namun terdapat kendala instalasi (karena harus sering dilakukan shutdown atau membutuhkan space yang luas) maka pemilihan flow meter tersebut harus ditinjau ulang.
Pada akhirnya pemilihan flow meter dan instalasinya harus dapat diterima oleh operator pemakai serta kesiapan teknisi maintenanceyang akan merawatnya.
5. Electrical area classification dan safety
Peralatan meter dan aksesorinya harus dipasang di lapangan sesuai dengan aturan dari: NEC (national electrical code), API RP 500, dan API RP 505. Keselamatan pekerja/teknisi juga harus diperhatikan jika instalasi dilakukan pada temperature dan pressure tinggi.
6. Ekonomis
Harga sebuah flow meter menjadi pertimbangan termasuk di dalamnya installation cost. Biaya instalasi ini bervariasi tergantung pada lokasi meter, metoda instalasi, pemasangan komponen tambahan (aksesori), dan kebutuhan power supply.
No comments:
Post a Comment