091: Fisika SMA: Aplikasi Hukum Bernoulli – Venturimeter
Venturimeter adalah alat sederhana yang digunakan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa tertutup. Contohnya mengukur laju aliran minyak pada pipa-pipa penyalur minyak dari tempat pengilangan ke kapal tangker di pelabuhan. Karena minyak yang mengalir dalam pipa tidak dapat dilihat, maka diperlukan teknik khusus untuk mengukur laju alirannya tersebut. Teknik yang dilakukan adalah memasang pipa yang penampangnya berbeda dengan penampang pipa utama kemudian mengukur tekanan fluida pada pipa utama dan pipa yang dipasang.
Gambar 91.1 adalah contoh bagian ventutimeter yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa-pipa besar (kiri) dan venturimeter setelah dipasang (kanan).
Kita akan turunkan persamaan bagaimana menentukan kecepatan fluida dari data ventirumeter. Kita terapkah hukum Bernoulli pada dua lokasi penampang ukuran besar dan ukuran kecil (Gambar 91.2).
Karena pipa posisinya mendatar, maka kita dapat mengambil \(h_1 = h_2 \) sehingga hukum Bernoulli dapat ditulis menjadi
\( P_1 + {1 \over 2} \rho v_1^2 = P_2 + {1 \over 2} \rho v_2^2 \)Selanjutnya kita gunakan persamaan kontinuitas \( A_1 v1 = A_2 v_2 \), atau \( v_2 = (A_1 / A_2) v_1 \) sehingga diperoleh
\( P_1 + {1 \over 2} \rho v_1^2 = P_2 + {1 \over 2} \rho (A_1 v_1/A_2)_2^2 \)yang menghasilkan
\( v_1^2 = {{2 (P_1 – P_2)} \over {\rho (A_1^2/A_2^2-1)} } \quad \quad \quad \quad \quad \quad (90.1) \)Tampak dari persamaan (91.1) bahwa laju aliran fluida dalam pipa dapat ditentukan hanya dengan mengukur beda tekanan di dua tempat yang memiliki penampang yang berbeda. Pada jaman dulu beda tekanan diukur berdasarkan ketinggian kolom fluida dalam pipa kecil yang dipasang vertikal.
Namun, pada jaman sekarang teknologi canggih sudah digunakan. Yang digunakan bukan lagi pipa vertikal tetapi sensor tekanan yang sensitif. Sensor tekanan dipasang pada dua tempat yang dikehendaki. Selisih kekuatan sinyal listrik yang dikeluarkan sendor tersebut sebagai penentu selisih tekanan di dua titik. Sinyak sensor kemudian diproses secara elektronik dan diubah ke bentuk digital sehingga keluaran akhir adalah laju dalam bentuk display digital.
Sumber gambar fitur: piping engineering
