Menghitung debit cairan di pipa secara sederhana

Menghitung debit cairan di pipa secara sederhana
Debit cairan atau istilah bulenya flow rate, yaitu banyaknya atau jumlah cairan 
yang mengalir yang diukur persatuan waktu.

Laju alir volumetric satuannya : (volume/waktu) GPM, m³/jam, liter/detik, dll.

Laju alir massa satuannya : (massa/waktu) kg/detik, ton/jam, Cubicmeter/jam  dll

Dibiuat ilustrasi seperti gambar di atas untuk mempermudah pemahaman,

diketahui diameter pipa ukuran ¾ inchi ( 0.75 ) dan tekanan air diatas (P1)

2 bar, setelah keluar dari pompa boster, panjang pipa dari atas ke bawah 

10.5 meter,

Berapa debit / Flowrate air pada pipa tersebut ? ( dianggap aliran ideal )

diketahui :

tekanan air di atas ( P1 ) = 2 bar = 2.10^5 Pa,

tekanan air  di posisi bawah ( P2 ) = tekanan udara luar = 1 bar = 10^5 Pa.

diameter pipa  (d) = 3/4 inch = 0.75 x 0.0254 mtr = 0.01905 mtr.

massa jenis air ( rho ) = 1000 kg/m^3

nilai gravitasi ( g ) = 9.8
kita anggap fluidanya ideal ( tdk ada turbulensi ).

Melihat uraian di atas maka kita akan menggunakan persamaan Bernoulli,

yang menyatakan bahwa :" jumlah energi pada suatu titik di dalam 
suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik 
lain pada jalur aliran yang sama". 

Berikut persamaan Bernoulli :

P1 + rho g h1 + 1/2 rho V1^2 = P2 + rho g h2 + 1/2 rho V2^2

Maka kita cari dulu kecepatan aliran ( velocity ) dari persamaan berikut ini :
Untuk mudahnya kita ringkas menjadi :

(P1 - P2) + rho g (h1 - h2) = 1/2 rho g ( V2^2 - V1^2 )

   203400  = 500 V2^2
           V2 =  √203400 / 500

                =  √ 406.8

                =    20.1  m/detik

Kecepatan aliran ( Velocity ) adalah = 20.1 m/detik          

Untuk mendapatkan debit / flow rate kita gunakan rumus

Q = A x V

Yangmana telah diketahui, bahwa  :

V = 20.1 m/detik

diameter pipa ( d ) = 0.75 inch 
                              = 0.75 x 0.0254 mtr
                              = 0.01905 mtr

pi = 3.14

Q = 1/4 x pi x d^2 x V

    = 0.25 x 3.14 x 0.01905^2 x 20,144478
    = 0.25 x 3.14 x 0.0003629 x 20.144478

    =  0,0057371  mtr/detik

    =  5,737 liter/detik

Debit / flow rate fluida di pipa adalah  5,74  liter/detik

Dengan catatan , bahwa perhitungan diatas mengabaikan faktor - faktor

friksi / gesekan.

Dari uraian diatas maka bisa disimpulkan rumus - rumus sebagai berikut :

Seperti biasa untuk mencoba, telah disiapkan aplikasi untuk menghitung

kecepatan aliran dan debit / flowrate yang bisa anda download pada link di bawah ini :

Untuk mendownloadnya (124 kb), anda harus sign in terlebih dahulu pada 4shared :

https://drive.google.com/file/d/0B4lSn0QAp5y0dTBWMWI3Zkd6dHM/view?usp=sharing

 
http://www.4shared.com/rar/7K7-y_3_/Flow_rate.html

sampai ketemu pada postingan berikutnya ....