BAB IV SIMULASI PENGUKURAN KECEPATAN ALIRAN MENGGUNAKAN GELOMBANG ULTRASONIK. tempuh gelombang ultrasonik antara waktu upstream dan downstream untuk

Transkripsi

1 BAB IV SIMULASI PENGUKURAN KECEPATAN ALIRAN 4. Waktu Temuh Gelombang Ultasonik Tansit time ultasoni flowmete memanfaatkan adanya ebedaan waktu temuh gelombang ultasonik antaa waktu usteam dan downsteam untuk mengetahui keeatan alian bahan yang melalui flowmete tesebut. Pada umumnya, engukuan yang dilakukan untuk mengetahui keeatan alian menggunakan dua asang tansmitte-eeie. Akan tetai ada tugas akhi ini akan digunakan satu asang tansmitte-eeie sesuai dengan gamba di bawah ini. Gamba 3. Waktu Temuh Gelombang Ultasonik Dai gamba 3. daat diketahui besanya waktu temuh gelombang ultasonik, yaitu waktu downsteam. Waktu temuh gelombang ultasonik didaat 3

2 3 dengan menggunakan esamaan geak luus beatuan (GLB) sehingga didaatkan esamaan beikut. s t... (3.) V Nilai V ada esamaan di atas yaitu hasil enjumlahan ekto (keeatan alian bahan) dan (keeatan gelombang ultasonik). Gamba 3. Vekto dan Dai gamba 3., daat dilihat bahwa oyeksi ada aah adalah osφ, sehingga keeatan total (V) adalah V + osφ (3.) Bedasakan esamaan 3., seta mengasumsikan bahwa s L, maka daat diketahui waktu downsteam seeti ada esamaan.. Hasil dai waktu downsteam yang didaat kemudian dibandingkan dengan waktu temuh gelombang ultasonik saat tedaat medium atau bahan yang tidak mengali dengan esamaan sebagai beikut. s t (3.3)

3 33 Dai esamaan. dan 3.3 daat diketahui adanya ebedaan waktu temuh gelombang ultasonik yang tejadi kaena alian bahan yang melalui flowmete dengan keeatan tetentu. Pebedaan waktu tesebut kemudian digunakan untuk mengetahui besanya keeatan alian bahan dengan esamaan beikut. ( t t ) (3.4) t osφ Pada kasus fluida tidak ideal, ehitungan waktu yang ditemuh oleh gelombang ultasonik tidak sesedehana seeti yang telah dijelaskan di atas. Hal itu dikaenakan keeatan fluida di dalam ia tesebut tidak homogen, atinya tedaat ebedaan keeatan atikel-atikel fluida ada ia tesebut. Untuk kasus ini digunakan isous inomessible fluids, yaitu fluida yang memiliki iskositas dan besifat inkomesibel (massa jenis konstan). Selain itu diasumsikan bahwa alian yang tejadi adalah alian lamine. Waktu temuh gelombang ultasonik dai tansmitte ke eeie bebeda-beda di setia titik kaena adanya ebedaan keeatan di setia titik tesebut seeti yang telihat ada gamba di bawah ini.

4 34 Gamba 3.3 Waktu Temuh Gelombang Ultasonik Nilai ta, ta, dan seteusnya didaatkan dengan menggunakan esamaan., sehingga didaatkan esamaan beikut : ) os ( sin / 6 Φ + Φ t a ) os ( sin / 6 Φ + Φ t a, dan seteusnya. Nilai,, dan seteusnya didaatkan dengan menggunakan esamaan.5 ( ) ( ) 4 L μ ( ) L μ, dan seteusnya.

5 35 Sedangkan nilai t didaatkan bedasakan esamaan 3.3, sehingga didaatkan esamaan beikut t sin Φ Pebedaan waktu didaatkan dengan esamaan beikut : ( t + t + t + t + t t ) Δ t t + a a a3 a4 a5 a6 Dai ebedaan waktu tesebut maka daat diketahui keeatan alian bahan yang melalui flowmete bedasakan esamaan Hasil Simulasi Bedasakan esamaan-esaman di atas, maka daat dilakukan ehitungan waktu temuh yang dibutuhkan oleh gelombang ultasonik dai tansmitte ke eeie, baik saat ada alian mauun tidak. Pehitungan ini dilakukan dengan menggunakan bahasa emogaman C#. Fom yang dihasilkan adalah sebagai beikut:

6 36 Gamba 3.4 Fom Simulasi Pehitungan Keeatan Alian dalam Pia Konstanta-konstanta yang digunakan adalah sebagai beikut : Besaan L R Nilai,5 m,5 m

7 37 Dengan memasukkan bebeaa aamete di atas, maka didaatkan hasil beikut : Jenis bahan Teta (deajat) t (us) (m/s) Ai C 3,8E-3 5,945 Ai C 45 7,39E-4 5,945 Ai C 6 4,7E-4 5,945 Ai C 3,5E-3 5,945 Ai C 45 6,66E-4 5,945 Ai C 6 3,84E-4 5,945 Ai 5 C 3,5E-3 5,945 Ai 5 C 45 6,64E-4 5,945 Ai 5 C 6 3,83E-4 5,945 Dai data-data yang dieoleh, daat dilihat bahwa tedaat ebedaan waktu temuh gelombang ultasonik. Hal itu dikaenakan adanya ebedaan modulus bulk seta massa jenis dai kedua aian tesebut, yang kemudian akan memengauhi keeatan gelombang ultasonik. Selain modulus bulk dan massa jenis, besa sudut antaa aah gelombang ultasonik dan aah keeatan alian juga memengauhi waktu temuh gelombang ultasonik. Semakin keil sudut maka jaak temuh akan semakin besa, sehingga waktu temuh un akan semakin besa. Pebedaan waktu temuh yang tejadi tidak memengauhi keeatan alian bahan. Keeatan alian bahan endeung konstan yaitu sebesa 5,945 m/s.