Mpa

1. TK2102
Metode Pengukuran & Analisis
1
Modul 6a
Pengukuran Tekanan
Dr. Ir. Akhmad Zainal Abidin, M.Sc
Program studi Teknik Kimia – ITERA

2. 2

3. Tekanan
3
• Tekanan: gaya per satuan luas
• Ragam tekanan berdasarkan gerak fluida
• Tekanan Statik
• Sama besarnya untuk segala arah
• Pengukuran statik umumnya digunakan untuk
mengetahui beban mekanik pada dinding bejana
• Tekanan Dinamik
• Diukur berdasarkan tumbukan/gerakan fluida
• Pengukuran searah dengan aliran fluida
• Biasa digunakan untuk pengukuran laju alir

4. 4

5. Satuan Tekanan
5
• Tekanan, gaya per satuan Luas, P = F/A
• Sistem SI  1 N/m2 = 1 Pa
• Sistem Inggris (Engineering)  1 lbf/in2 = 1 psi
(1 atm = 14,7 psi )
• Unit tekanan lain
• Tradisional  1 Torr ≈ 1 mmHg (1/760 atm)
• Standar: tekanan atmosferik (standard
atmospheric,atm)≡ standar referensi tekanan
internasional
• 1 atm = 101325 Pa = 101,325 kPa
• Keperluan Praktis
• 1 bar = 100 kPa
• Beberapa satuan tekanan di pabrik: 1 kg/cm2
(0,98 bar)

6. Definisi Tekanan
6
• Tekanan absolut
• tekanan yang diukur dengan referensi tekanan nol
mutlak
• Tekanan gauge (tekanan terukur, tekanan relatif)
• tekanan yang diukur dengan referensi tekanan
atmosferik (nilai positif)
• Tekanan vakum (tekanan hampa)
• tekanan yang diukur dengan referensi tekanan
atmosferik namun bernilai negatif (tekanan lebih
rendah daripada tekanan atmosferik)
• Beda tekan
• Selisih tekanan antara dua titik

7. Definisi Tekanan
Tekanan Nol
(Referensi absolut,
Vakum sempurna)
Tekanan
absolut
Tekanan
atmosfer
Tekanan
barometer
Tekanan
gauge
Tekanan
vakum
7

8. Diskusi
8
• Sebuah silinder tertutup berisi gas (volume 1 m3,
temperatur 25 °C). Silinder tersebut dilengkapi alat
ukur tekanan. Jika bacaan pengukur tekanan
tersebut menunjukkan 100 kPa, tentukan jumlah mol
gas dalam silinder tersebut (anggap gas berkelakuan
gas ideal).
• Tetapan gas (R) = 8,314 J/mol.K

9. Alat Ukur Tekanan
9
Metoda Prinsip Pengukuran
Langsung Menyeimbangkan tinggi
cairan pada suatu kolom
U-tube manometer
Well-type manometer
McLeod Gauge
Gaya pada luas area
tertentu
Piston-type pressure
gauge
Ring-balance pressure
gauge
Pembebanan (stress)
pada material elastik
Bourdon tubes
Diaphragm types
Tidak Langsung Piezo-resistive
pressure sensor
Quartz sensor
Strain gauge

10. Barometer Torricelli
Weight of
mercury
10

11. Manometer
11
• Prinsip: menyeimbangkan tinggi cairan pada suatu
kolom

12. Ragam manometer
• Manometer U-tube
• Banyak digunakan di laboratorium, dapat
digunakan untuk mengukur laju alir fluida (sistem
venturi atau orifice)
12

13. Ragam manometer
vacuum
PHg
Pair
PHg
13
Pgas =gh
Pgas = Pair + gh

14. Contoh Perhitungan Sederhana
• Tentukan tekanan gas sistem berikut: (perhatikan
ujung manometer)
PAIR= 765mm
h = 27mm
h = 13mm
PAIR= 753mm
h =
20 mm
Pair = 790mm
1.
14
2. 3.

15. Manometer - Diskusi
15
• Cairan apa sajakah yang dapat digunakan sebagai
cairan pengisi manometer?
• Bagaimanakah kriteria pemilihan cairan yang
digunakan dalam kolom?
• Kasus: pengukuran tekanan fluida pada rentang 10-
100 mbar
Informasi: SG mercuri 13.53; SG air 1, SG transformer
oil 1,61

16. Ragam Manometer
• Reservoir (Well)
Manometer
• Modifikasi dari U-Tube
Manometer (apa
modifikasi yg
dilakukan? Apa
dampaknya?)
• Indikasi beda tekan
tinggi satu
lengan
memudahkan
pengukuran
𝐴2
∆𝑃 = ρg + h
𝐴1
Jika A1>>>> A2maka
∆𝑃= ρgh
16

17. Ragam Manometer
• Inclined Tube
Manometer
• Digunakan untuk
mengukur tekanan
tinggi
• Lebih akurat dan
dibanding dengan U-
tube manometer
17

18. Akurasi manometer dapat ditingkatkan dengan cara
berikut: (Benar atau salah)
• Mengurangi sudut kemiringan (θ)
• Memperbesar diameter tube
• Menggunakan minyak dengan SG 0,8 sebagai fluida
• Meningkatkan kepresisian penggaris/alat ukur beda
ketinggian
18
Pop Quiz

19. Non Liquid Column 
Elastic Pressure Sensor
19

20. Bourdon Gauge
• Sederhana dan banyak digunakan
• Prinsip kerja: perubahan kurvatur bourdon tube
sebanding dengan tekanan yang diterima
Animasi: Bourdon Vacuum Pump Pressure Gauge
https://www.youtube.com/watch?v=nE_n1lCuz30
20

21. 21

22. Bourdon Gauge
22
• Keuntungan
• Rentang pengukuran tinggi, dapat digunakan pada
tekanan tinggi
• Akurasi tinggi
• Harga murah (low cost)
• Konstruksi dan pemasangan sederhana
• Dapat dimodifikasi untuk menghasilkan tampilan
digital/elektrik
• Kekurangan
• Respon lambat
• Sensitif terhadap guncangan dan vibrasi
• Presisi terbatas

23. Digitalisasi Bourdon gauge
23

24. Diaphragm-type gauges
• Prinsip Kerja: Defleksi membran setara dengan
tekanan yang diterima
24

25. Konversi Signal Tekanan
25

26. Pressure Transducer
26

27. Pengukuran tidak langsung
• Capacitatif  kemampuan kapasitatif material
• Piezoelectrik  perubahan beda potensial karena
perubahan bentuk benda
• Contoh material: barium titanat , kwarsa (SiO2)
27

28. • Bagaimana cara mengukur tekanan vakum?
28
Pop Quiz

29. • Bisa mengukur
tekanan sangat
vakum (0,0013
– 13,3 Pa)
McLeod gage
29

30. Summary
30

31. Nomor 1
Suatu pipa dengan tinggi yang
sama diisi dengan air (ρ = 1000
kg/m3) dan minyak (SG = 0,88)
seperti pada gambar. Kedua fluida
tersebut terhubung dalam
manometer-U yang berisi fluida (SG
= 1,25). Bila fluida tersebut
ternyata lebih tinggi 2 m pada
bagian air dibanding pada bagian
minyak, tentukan beda tekan
antara dua pipa! (h = 5 meter)

32. Nomor 2
Beda tekan antara dua titik
dapat ditentukan
menggunakan multi-tube
manometer. Dalam
manometer, digunakan air (ρ
= 1000 kg/m3), minyak pada
bagian U terbalik (SG = 0,88)
dan raksa pada bagian bawah
belokan U (SG = 13,6).
Skema seperti pada gambar.
Tentukan beda tekan antara
titik A dan B!