Alat Ukur Tekanan Fluida

ada 2 tipe:

      Dengan prinsip penyeimbangan kolom cairan “tube gauge”

      Secara mekanis “ mechanical gauge”

Tube Gauge:

•  Piezometer

•  Manometer :     
• Simple manometer 
• Mikromanometer 
•  Differensial manometer
• Inverted differensial manometer

PIEZOMETER adalah bentuk sederhana dari manometer, dimana tekanan cairan yang diukur dapat dilihat secara langsung pada ketinggian cairan tersebut di dalam tabung.

Tekanan cairan “pressure head”

                P = γ₁ .h₁

Tekanan dapat juga dinyatakan dalam kolom air

                p/γ_air  = (γ₁/γ_air ) h

                h   = s₁.h₁

Dimana , s = specific gravity

                     = γ_zat/γ_air

Kelemahan Piezometer:

Tidak dapat untuk mengukur tekanan fluida kompresibel (gas)

Tidak dapat untuk mengukur  tekanan negatif (p < p_{atm )}

MANOMETER merupakan pengembangan dari piezometer, dimana : 

• dapat untuk mengukur tekanan fluida kompresibel
• dapat untuk mengukur tekanan negatif

 pada tabung manometer diisi cairan. dengan syarat cairan:

• tidak dapat bercampur dengan fluida yang akan diukur
• berat jenis cairan lebih berat daripada berat jenis fluida yang diukur.

1. Simple Manometer / U-Tube Manometer

Tekanan positif

Dimana,

                P = γ₁ .h₁

z - z^’ = garis keseimbangan

Tekanan fluida dalam pipa

                p + γ₁ . h₁ = γ₂ . h₂

                 p = γ₂ . h₂ - γ₁ . h₁

Atau, h = s₂ . h₂ - s₁ . h₁

       Tekanan negatif

      

      Tekanan fluida dalam pipa

                      p + γ₁ . h₁ + γ₂ . h₂ = 0

                      p = - (γ₁ . h₁ + γ₂ . h₂ )

      Atau, h = - (s₁ . h₁ + s₂ . h₂ )

      

      

2. Mikromanometer 

untuk mengetahui perubahan tekanan yang kecil pada suatu fluida. 

Misal: penurunan cairan pada tangki yang sangat kecil akan berakibat pada kenaikan cairan pada tabung yang cukup tinggi.

 

•          Pada keadaaan mula-mula, tekanan cairan dalam pipa

                                                p + γ₁ . h₁ = 0

                                                                      p = - γ₁ . h₁

Jika cairan dalam tangki turun (Δh) maka, cairan tabung akan mengalami kenaikan sebesar h₂ dari keadaan mula-mula.

h₂ = (A/a) Δh                                      Δh = (a/A) h₂

p + γ₁ . h₁ +  γ₁ . Δ h  = γ₂ . h₂ +  γ₂ . Δ h

p = γ₂ . h₂ - γ₁ . h₁ + Δ h (γ_{2 -} γ₁ )

p = γ₂ . h₂ - γ₁ . h₁ + (a/A) h₂ (γ_{2 -} γ₁ )

Atau,

h = s₂ . h₂ - s₁ . h₁ + (a/A) h₂ (s_{2 -} s₁ )

contoh :

Sebuah tangki tertutup berisi udara bertekanan dan minyak (SG_minyak=0,90) seperti pada gambar di bawah ini. Sebuah manometer tabung U yang menggunakan air raksa  (SG_HG = 13,6) dihubungkan ke tangki tersebut seperti yang ditunjukkkan. h₁ = 36 in, h₂ = 6 in, h₃ = 9 in. Tentukan bacaan tekanan (dalam psi) dari alat ukur.

Penyelesaian:

Aturannya, dimulai dari sebuah ujung sistem manometer dan menelusurinya sampai ke ujung yang lain.

 Tekanan pada permukaan (1)

Tekanan ini sama dengan tekanan pada permukaan (2), karena kedua titik ini berada pada ketinggian yang sama di dalam suatu fluida homogen yang diam.maka,

 

atau

 

 untuk nilai : 

 

Differensial Manometer

Untuk mengukur perbedaan tekanan diantara dua titik pada suatu pipa atau diantara dua pipa yang berbeda.