Ringkasan dokumen tersebut dalam 3 kalimat atau kurang: Dokumen tersebut membahas tentang pengukuran laju aliran fluida menggunakan orifice plate, mulai dari pengertian orifice, prinsip kerjanya, macam-macam jenis orifice, dan persamaan yang digunakan untuk menghitung laju aliran.

1. 1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada masa sekarang ini, perkembangan industri dan teknologi berkembang
dengan sangat pesat, tidak terkecuali pada bidang pengukuran, termasuk pengukuran
laju aliran fluida dalam pipa. Salah satu dari berbagai macam metode pengukuran aliran
fluida dalam pipa adalah dengan menggunakan Orifice Plate.
Laju aliran fluida dalam sebuah pipa penting untuk diketahui, khusus pada
industri-industri yang memanfaatkan pipa sebagai media penyalur fluida, sebab dapat
mempengaruhi biaya dan proses produksi dari industri-industri tersebut. Pada sebuh
plan pembangkit tenaga uap misalnya, aliran fluida, dalam hal ini uap (steam), laju
aliran massa atau volum steam sangat penting untuk diketahui, agar jumlah uap yang
menumbuk turbin dapat diketahui, sehingga dapat diperkirakan jumlah energi yang
seharusnya dihasilkan oleh plan tersebut, dan berguna untuk menghitung kerugian-kerugian
pada aliran uap dalam pipa, sehingga dapat dirancang susunan pipa yang
menghasilkan kerugian paling sedikit.
1.2 Perumusan Masalah
Karena kebutuhan alat ukur aliran fluida, yaitu orifice yang khusus untuk sebuah
pipa tertentu, maka penulis mencoba merancang sebuah orifice yang sesuai untuk
kebutuhan tersebut.
Orifice yang akan penulis bahas dan rancang adalah di khususkan pada orifice
berjenis Quadrant edge orifice dan Conical entrance orifice plate.

2. 2
1.3 Tujuan
Tujuan dari perancangan ini adalah:
1. Sebagai syarat kelulusan dari mata kuliah Tugas Perancangan di Jurusan
Teknik Mesin UNDIP.
2. Belajar mengaplikasikan ilmu yang selama ini telah diperoleh dalam
persoalan yang sebenarnya.
3. Belajar merancang orifice plate dan menghitung laju aliran fluida dengan
bantuan orifice plate.
1.4 Metode Pengumpulan Data
Dalam usaha untuk mendapatkan data yang dibutuhkan untuk penulisan dan
perancangan orifice plate ini, penulis melakukan beberapa metode, yaitu:
1. Mencari literatur yang berkaitan dengan topik yang penulis bahas, dari
perpustakaan, maupun berbagai sumber literatur lainnya.
2. Survey langsung dilapangan, berkaitan dengan harga bahan baku pembuatan
orifice, maupun tentang proses kerja orifice.
3. Menggunakan media internet untuk mengumpulkan informasi-informasi
yang berhubungan dengan topik.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan laporan Perancangan Orifice Plate ini mengikuti sistematika sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
1.2 Perumusan masalah
1.3 Tujuan

3. 3
1.4 Metode Pengumpulan Data
1.5 Sistematika Penulisan
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian Orifice
2.2 Macam-macam Orifice
2.3 Prinsip Kerja Orifice
BAB III PERANCANGAN ORIFICE
BAB IV PERHITUNGAN
4.1 Prosedur Pengujian Orifice
4.2 Data Hasil Pengujian
4.3 Pengolahan Data
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

4. 4
BAB II DASAR TEORI
Dasar teori dalam bab ini akan menjelaskan tentang konsep, review tentang
macam-macam orifice dan prinsip dasar orifice. Yang mengetengahkan teori-teori
klasik dasar bidang mekanika fluida. Penjelasan tentang persaman dasar akan mendasari
prinsip-prinsip aliran dalam pipa.
2.1 Pengertian Orifice
Orifice adalah salah satu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran volum
atau massa fluida di dalam saluran yang tertutup (pipa) berdasarkan prinsip beda
tekanan. Alat ini berupa plat tipis dengan gagang yang diapit diantara flens pipa. Fungsi
dari gagang orifice adalah untuk memudahkan dalam proses pemasangan dan
penggantian. Orifice termasuk alat ukur laju aliran dengan metode rintangan aliran
(Obstruction Device). Karena geometrinya sederhana, biayanya rendah dan mudah
dipasang atau diganti. Gambar 4.1 menunjukkan geometri orifice yang umum
digunakan.
Gambar 2.1 Geometri Orifice plate secara umum
Selain menggunakan orifice, untuk mengukur laju aliran dengan metode
rintangan aliran dapat juga menggunakan nozel dan venturi. Kelebihan dan kekurangan
dari ketiga alat ukur laju aliran tersebut dapat diliha pada Tabel 2.1.

5. 5
Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan Beberapa Jenis Alat Ukur Laju Aliran
Alat ukur Kelebihan Kekurangan
Orifice
 Mudah dalam pemasangan
 Biayanya rendah
 Mudah dalam penggantian
 Head loss tinggi
 Akurasi tergantung pada
kondisi instalasi dan
kondisi orifice
Venturi
 Head loss rendah
 Kapasitas aliran lebih besar dari orifice
pada beda tekanan yang sama
 Akurasi tidak tergantung pada pemakaian
dan kondisi instalasi
 Biaya awalnya besar
Nozel
 Head loss rendah
 Kapasitas aliran lebih besar dari orifice
pada beda tekanan yang sama
 Akurasi tidak tergantung pada pemakaian
dan kondisi instalasi
 Baik untuk temperature dan kecepatan
tinggi
 Sulit dalam penggantian
2.2 Macam-macam Orifice
Untuk melayani berbagai jenis aliran dan beraneka ragam fluida, maka terdapat
beberapa jenis orifice plate, yaitu:
2.2.1 Concentric Orifice
Concentric Orifice merupakan jenis orifice yang paling banyak digunakan.
Profil lubang orifice ini mempuyai takik (bevel) dengan kemiringan 45° pada tepi
bagian downstream(lihat gambar di bawah). Hal ini akan mengurangi jarak tempuh
dari aliran tersebut mengalami perbedaan tekanan melintang. Setelah aliran melewati
orifice akan terjadi penurunan tekanan dan kemudian mencoba kembali ke tekanan

6. semula tetapi terjadi sedikit tekanan yang hilang permanen (permanent pressure loss)
sehingga perbedaan tekanan upstream dan downstream tidak terlalu besar.
Perbandingan diameter orifice dan diameter dalam pipa dilambangkan dengan “β”.
Orifice jenis ini memiliki ketentuan untuk nilai β yaitu antara 0.2-0.7 karena
akurasinya akan berkurang untuk nilai diluar batas tersebut.
6
Gambar 2.2 Standard concentric orifice
2.2.2 Counter Bore Orifice
Counter bore orifice pada prinsipnya sama dengan concentric Orifice.
Perbedaanya terdapat pada profil lubangnya, orifice ini tidak mempuyai takik (bevel)
tapi diameter lubangya lebih besar pada bagian downstream daripada diameter
lubang pada bagian upstream (lihat gambar di bawah).

7. 7
Gambar 2.3 Counter bored orifice
2.2.3 Eccentric Orifice
Eccentric orifice mempunyai profil lubang yang sama dengan concentric
orifice. Akan tetapi, pada eccentric orifice lubang tidak terletak tepat di tengah.
Diameter takik (bevel) bagian bawah hampir lurus (98%) dengan diameter dalam
dari pipa (lihat gambar di bawah).
Gambar 2.4 Eccentric orifice

8. 8
2.2.4 Quadrant Bore Orifice
Quadrant bore orifice digunakan untuk mengukur aliran fluida dengan
viscositas tinggi dan direkomendasikan untuk bilangan Reynold di bawah 10000.
Profil dari lubang Quadrant bore orifice dapat dilihat pada gambar di bawah. Radius
“R” merupakan fungsi dari β. Ketebalan orifice sebanding dengan kuadran radius
“R”.
Gambar 2.5 Quadrant bore orifice
2.2.5 Segmental Orifice
Segmental orifice didesain untuk fluida dengan kandungan sedimen yang
tinggi. Profil dari lubang segmental orifice dapat dilihat pada gambar di bawah.
Diameter “D” bagian bawah hampir lurus (98%) dengan diameter dalam dari pipa.
“H” merupakan tinggi dari lingkaran lubang. Rasio β merupakan diameter lubang
“D” dibagi dengan diameter dalam dari pipa. Segmental orifice merupakan jenis
orifice yang paling sulit dalam proses manufaktur,diperlukan proses finishing secara
manual.

9. 9
Gambar 2.6 Segmental orifice
2.2.6 Restriction Orifice
Tujuan dari instalasi Restriction orifice adalah untuk menghasilkan presure
drop yang besar. Restriction orifice biasanya ditunjukkan dengan “RO” atau “FO”.
Restriction orifice dapat menghasilkan pressure drop sampai 50 % untuk fluida gas.
Profil lubang Restriction orifice berbeda dengan orifice yang lain (lihat gambar di
bawah). Profil lubangnya lurus sehingga tekanan yang hilang secara pemanen cukup
besar akibatnya perbedaan tekanan upstream dan tekanan downstream cukup
mencolok.
Gambar 2.7 Restriction orifice

10. Profil tekanan suatu fluida yang melewati orifice flowmeter dan restriction
10
orifice dapat dilihat pada gambar di bawah ini,
Gambar 2.8 Perbandingan Pressure loss orifice flowmeter dan restriction
Dari gambar di atas tampak bahwa terjadi pressure loss yang lebih besar pada
restriction orifice dibandingkan dengan orifice flowmeter.
2.3 Prinsip Kerja Orifice
2.3.1 Prinsip dan Persamaan Dasar
Orifice merupakan alat untuk mengukur laju aliran dengan prinsip beda
tekanan atau disebut juga Bernoulli’s principle yang mengatakan bahwa terdapat
hubungan antara tekanan fluida dan kecepatan fuida. Jika kecepatan meningkat,
tekanan akan menurun begitu pula sebaliknya.
Pada dasarnya orifice berupa plat tipis dengan lubang di bagian tertentu
(umumnya di tengah). Fluida yang mengalir melalui pipa ketika sampai pada orifice
akan dipaksa untuk melewati lubang pada orifice. Hal itu menyebabkan terjadinya

11. perubahan kecepatan dan tekanan. Titik dimana terjadi kecepatan maksimum dan
tekanan minimum disebut vena contracta. Setelah melewati vena contracta
kecepatan dan tekanan akan mengalami perubahan lagi. Dengan mengetahui
perbedaan tekanan pada pipa normal dan tekanan pada vena contracta, laju aliran
volume dan laju aliran massa dapat diperoleh dengan persamaan Bernoulli. Skema
prinsip kerja orifice dapat dilihat pada Gambar 4.9.
11
P1 P2
Gambar 2.9 Prinsip Kerja Orifice
Keterangan :
P1 = tekanan upstream
P2 = tekanan downstream (pada vena contracta)
P3 = tekanan setelah terjadi pemulihan (setelah melewati vena contracta)
D = diameter dalam pipa
d = diameter orifice
3
2
1
D d
Vena contracta
P3
Pipa Orifice

12. 12
1. Persamaan Bernoulli
P1 +
2
2
ρv1
+ ρgh1 = P2 +
2
2
ρv2
+ ρgh2
Karena aliran steam pada pipa horisontal maka h1 = h2, sehingga,
P1 − P2
ρg
=
2
2g
v2
−
2
2g
v1
Misalkan, h = P1−P2
ρg
maka, h = v2
2
2g
− v1
2
2g
2. Persamaan Kontinuitas
a1v1 = a2 v2
v1 =
a2
a1
v2
v1
2
a1
2 = a2
2 v2
2
Subtitusi pesamaan (2) ke persamaan (1),
h =
2
2g
v2
−
2
a1
a2
2 x
2
2g
v2
=
2
2g
v2
(1 −
2
a1
a2
2 )
=
2
2g
v2
a1
(
2 a2
2
a1
2 )
v2
2 = 2gh (
a1
2
a1
2 a2
2)
v2 = √2gh ( a1
√a1
2 a2
2)
(1)
(2)
(3)

13. 13
3. Menghitung laju aliran volume
V̇
= a2 v2
Substitusi persamaan (3) ke (4), maka,
V̇
=
a2 a1
√a1
2 a2
2
√2gh
Untuk meyederhanakan maka dibagi dengan
a1
a1
(4)
, sehingga laju aliran volume
menjadi,
V̇
= a2
√1 −
a2
2
a1
2
√2gh
Substitusikan h = P1−P2
ρg
ke persamaan (5)sehingga menjadi,
V̇
=
a2
√1 −
a2
2
a1
2
2g( P1 − P2)
√
ρg
V̇
= a2
√1 −
a2
2
a1
2
√2(ΔP)
ρ
2.3.2 Aliran Inkompresibel Melewati Orifice
(5)
(6)
Persamaan (6) merupakan persamaan untuk menghitung laju aliran volume
secara teoritik dimana aliran dianggap laminar sempurna dan inviscid (viskositasnya
nol). Akan tetapi dalam kondisi nyata akan muncul pengaruh viskositas dan
turbulensi. Untuk menghitung pengaruh dari kedua faktor tersebut maka
diperkenalkan coefficient of discharge Cd.
Untuk aliran yang melewati orifice, nilai dari Cd tergantung pada bilangan
Reynolds (Re) dan rasio diameter orifice dan diameter dalam dari pipa (β).

14. 14
Bilangan Reynolds (Re) dirumuskan sebagai berikut,
Re =
ρvD
μ
=
4ṁ
πμD
Nilai Cd dapat diperoleh dengan persamaan,
Cd = 0.5959 + 0.0312β2.1 − 0.184β8 +
91.71β2.5
Re0.75
Persamaan tersebut dapat digambarkan alam bentuk grafik pada Gambar
2.10.
Gambar 2.10 Diagram Coefficient of Discharge (Cd)

15. Untuk bilangan Reynold yang besar nilai Cd standar yang sering dipakai
adalah 0.6. Akan tetapi, untuk bilangan Reynold kecil perubahan nilai Cd cukup
signifikan.
Dengan memperhitungkan coefficient of discharge maka persamaan (6) akan
15
menjadi,
V̇
actual =
Cd a0
√1 −
a0
2
a1
2
√
2(ΔP)
ρ
Dengan
2
a1
2 = d4
a0
D4 maka persamaan menjadi,
V̇
actual =
Cd a0
√1 −
d4
D4
2(ΔP)
√
ρ
Diketahui bahwa rasio diameter β = d
D
persamaan menjadi,
V̇
2(ΔP)
ρ(1−β4)
= Cd a0 √
1
√(1−β4)
(7)
merupakan velocity of approach factor. Coefficient of discharge dan
velocity of approach factor sering dikombinasikan ke dalam satu koefisien yang
disebut flow coefficient K.
K = Cd
√(1−β4)
(8)

16. 16
Nilai K juga dapat diperoleh dari grafik pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Diagram Koefisien Orifice (K)
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa untuk bilangan Reynold Re > 105 nilai
K tidak mengalami perubahan yang signifikan (dinggap konstan). Akan tetapi, untuk
bilangan Reynold kecil terjadi perubahan nilai K yang besar.
Dengan memasukkan persamaan (8) ke persamaan (7), maka persamaan
untuk mencari laju aliran volume dapat disedehanakan menjadi,
V̇
= Ka0 √2(ΔP)
ρ
Sedangkan untuk menghitung laju aliran massa adalah sebagai berikut,
ṁ = ρ V̇
(9)
(10)

17. Dengan substitusi persamaan (7) ke persamaan (10) maka laju aliran massa
17
menjadi,
ṁ = Cd a0 √
2ρ(ΔP)
(1−β4)
Atau dengan substitusi persamaan (9) ke persamaan (10) maka laju aliran
massa menjadi,
ṁ = Ka0 √2ρ(ΔP)
2.3.3 Aliran Kompresibel Melewati Orifice
Persamaan (7), (9), (11), dan (12) merupakan persamaan untuk menghitung
laju aliran inkompresibel yang melewati orifice. Sedangkan untuk aliran kompresibel
ada faktor lain yang berpengaruh yaitu faktor kompresibilitas yang dilambangankan
dengan Y. Faktor kompresibilitas ini muncul karena adanya perubahan densitas
fluida.
Persamaan untuk faktor kompresibilitas adalah,
푌 = 1 − (0.41 + 0.35훽4)
Δ푃
휒푃1
Untuk aliran kompresibel yang melewati orifice laju aliran volumenya
menjadi,
푉̇
2(Δ푃)
휌(1 − 훽4)
= 퐶푑푌푎0 √
Atau,
2(Δ푃)
푉̇ = 퐾푌푎0 √
휌
(11)
(12)

18. 18
Sedangkan untuk persamaan laju aliran massanya menjadi,
2휌(Δ푃)
(1 − 훽4)
푚̇ = 퐶푑푌푎0 √
Atau,
푚̇ = 퐾푌푎0 √2휌(Δ푃)
Keterangan :
V̇
= Laju aliran Volume ( m3/s)
ṁ = Laju aliran massa (Kg/s)
P1 = tekanan upstream (Bar,Pa)
P2 = tekanan downstream (pada vena contracta) (Bar,Pa)
ΔP = Beda Tekanan (N/ m2)
d = Diameter Orifice (m)
D = Diameter dalam Pipa (m)
a0 = Luas Penampang orifice (m2)
a1 = Luas penampang pipa (m2)
ρ = massa jenis (Kg/ m3)
K = Flow Coefficient
Cd = Coefficient of Discharge
v = kecepatan fluida (m/s)
μ = viskositas fluida (kg/ms)
Y = faktor kompresibilitas
χ = isentropic coefficient (untuk gas ideal=1.4)

19. 19
2.3.4 Permanent Pressure Loss
Pemasangan orifice akan menimbulkan terjadinya tekanan yang hilang secara
permanen ( permanent pressure loss ). Besarnya permanen pressure loss dipengaruhi
oleh rasio diameter orifice terhadap dimeter dalam pipa (β). Dari grafik pada Gambar
2.12 dapat diketahui besarnya permanent pressure loss.
Gambar 2.12 Permanent Pressure Loss
Dari grafik di atas dapat dilihat besarnya permanent pressure loss dalam %
beda tekanan (ΔP) untuk beberapa nilai β.

20. 20
BAB III PERANCANGAN ORIFICE
Proses pembuatan orifice plate dijelaskan pada tabel berikut ini.
Tabel 3.1 Langkah Pembuatan Quadran Edge Orifice Plat
LANGKAH PEMBUATAN QUADRAN EDGE ORIFICE PLAT
(Satuan dalam mm)
GAMBAR ALAT LANGKAH KERJA
1. Mesin bubut
2. Pahat bubut luar
3. Meteran
1. Siapkan mesin bubut.
2. Ukur benda kerja.
3. Pasang benda kerja pada
mesin bubut.
4. Lakukan pembubutan muka
sampai didapat ukuran tebal
5mm.
5. Setelah itu lakukan
pembubutan untuk
mendapatkan diameter
lingkaran plat ∅ 68,34.

21. 21
1. Mesin bubut
2. Center bor
3. Bor diameter 5,
10, 29, 30, 34,
reamer
4. Meteran
1. Pasang center bor pada
pencekam.
2. Lakukan boring kecil dengan
RPM tinggi min 800 rpm
untuk mendapatkan titik awal
pengeboran.
3. Lepas center bor ganti dengan
bor ∅5 푚푚, lakukan drilling.
4. Setelah itu lakukan proses
drilling bertahap sampai
didapat ukuran 34 mm,
adapun ukuran tahapan bornya
adalah ∅5, 10, 20,30,34.
5. Lakukan reamer untuk
mendapatkan ukuran ∅34,17.
1. Mesin bubut
2. Pahat bubut
dalam
3. Meteran
1. Untuk melakukan pembubutan
tirus eretan atas dimiringkan
sebesar 훼 = 45표.
2. Setting pahat pada center
benda kerja dengan kedalaman
1,5 mm.
3. Jalankan pahat sepanjang
19,955 mm dengan
perhitungan
42 ,9
2
− 1,5 dalam
mm.

22. 22
1. Mesin bubut
2. Pahat bubut
radius dalam
ukuran ∅3,5 푚푚
3. Meteran
1. Untuk mendapatkan
pembubutan radius ada 2 cara.
a. Dengan menggunakan pahat
radius.
b. Dengan menggerakkan eretan
memanjang dan melintang
secara bersamaan, namun cara
ini susah dilakukan.
2. Jika kita pakai langkah A
maka, setting pahat pada titik
ujung lubang drilling
3. Jalankan sepanjang 3,5 mm
kedepan sehingga membentuk
radius 3,5 mm
Table 3.2 Langkah Pembuatan Conical Entrance Orifice Plat
LANGKAH PEMBUATAN CONICAL ENTRANCE ORIFICE PLAT
(Satuan dalam mm)
GAMBAR ALAT LANGKAH KERJA
1. Mesin bubut
2. Pahat bubut luar
3. Meteran
1. Siapkan mesin
bubut.
2. Ukur benda kerja
3. Pasang benda kerja
pada mesin bubut.
4. Lakukan
pembubutan muka
sampai didapat
ukuran tebal 5mm.
5. Setelah itu lakukan
pembubutan untuk
mendapatkan
diameter lingkaran
plat ∅ 68,12.

23. 23
1. Mesin bubut
2. Center bor
3. Bor diameter 5, 10,
29, 30, 34, reamer
4. Meteran
6. Pasang center bor
pada pencekam.
7. Lakukan boring
kecil dengan RPM
tinggi min 800 rpm
untuk mendapatkan
titik awal
.pengeboran.
8. Lepas center bor
ganti dengan bor
∅5 푚푚, lakukan
drilling.
9. Setelah itu lakukan
proses drilling
bertahap sampai
didapat ukuran 34
mm, adapun ukuran
tahapan bornya
adalah
∅5, 10, 20,30,34.
10. Lakukan reamer
untuk mendapatkan
ukuran ∅34,060.
1. Pahat bubut dalam
profile flat
1. Setting pahat bubut
dalam dengan pada
center benda kerja.
2. Masukkan sedalam 1
mm.
3. Jalankan pahat bubut
sepanjang 17,26 mm.

24. 24
1. Pahat bubut dalam 1. Untuk melakukan
pembubutan tirus
eretan atas
dimiringkan sebesar
훼 = 45표.
2. Balik benda kerja
3. Setting pahat pada
center benda kerja
dengan kedalaman 3
mm. Jalankan pahat
sepanjang 16,8 mm
dengan perhitungan
39,6
− 3 = 16,8
2
4. Pahat kuat sampai
kedalaman 3 mm
karena hanya bekerja
seperti champer
dalam.

25. 25
BAB IV PERHITUNGAN HASIL PENGUJIAN
4.1 Prosedur Pengujian Orifice
Pada pengujian kedua orifice plate ini, kami memasangnya pada saluran inlet karburator
sebuah mesin diesel, kemudian mesin diesel dioperasikan sehingga karburator
menghisap udara melewati flow meter yang berupa orifice yang telah kami pasang.
Setelah mesin dijalankan, diamati nilai tekanan pada daerah sebelum orifice dan tekana
outlet setelah melewati orifice.
Dalam pengambilan data tekanan kami menggunakan manometer, sehingga satuan
tekanan masih dalam mmH20, dan kemudian dikonversi kegalam N/m2 agar dapat
digunakan dalam perhitungan. Pulse meter sensor digunakan untuk mengukur kecepatan
putaran mesin, satuan dalam rpm.
4.2 Data Hasil Pengujian
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Quadrant Edge Orifice Plate
a. Quadrant Edge Orifice Plate
v rpm
P1 P1 P2 P2
ΔP
I II III rata2 I II III rata2
2.6 1250 12.4 12.4 12.4 12.4 12.3 12.3 12.3 12.3 0.1
2.8 1500 12.4 12.4 12.4 12.4 12.3 12.3 12.3 12.3 0.1
3.2 1750 12.4 12.4 12.4 12.4 12.3 12.3 12.2 12.3 0.1
3.9 2000 12.5 12.4 12.4 12.4 12.4 12.3 12.2 12.3 0.1
5.9 2250 12.5 12.5 12.5 12.5 12.4 12.3 12.2 12.3 0.2
6.5 2500 12.5 12.5 12.5 12.5 12.3 12.3 12.2 12.3 0.2
6.6 2750 12.5 12.5 12.5 12.5 12.2 12.2 12.2 12.2 0.3
7.4 3000 12.5 12.5 12.5 12.5 12.2 12.2 12.1 12.2 0.3
7.8 3250 12.5 12.5 12.6 12.5 12.2 12.2 12.1 12.2 0.4
8.4 3500 12.6 12.6 12.6 12.6 12.1 12.1 12.0 12.1 0.5

26. 26
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Conical Entrance Orifice Plate
b. Conical Entrance Orifice Plate
v rpm
p1 p1 p2 p2
ΔP
I II III rata2 I II III rata2
2.6 1250 12.4 12.5 12.5 12.5 12.3 12.4 12.4 12.4 0.1
2.8 1500 12.4 12.5 12.5 12.5 12.3 12.4 12.4 12.4 0.1
3.2 1750 12.4 12.5 12.5 12.5 12.3 12.4 12.4 12.4 0.1
3.9 2000 12.5 12.5 12.5 12.5 12.3 12.3 12.4 12.3 0.2
5.9 2250 12.5 12.5 12.6 12.5 12.2 12.3 12.3 12.3 0.3
6.5 2500 12.5 12.6 12.6 12.6 12.2 12.2 12.3 12.2 0.3
6.6 2750 12.5 12.7 12.7 12.6 12.2 12.2 12.3 12.2 0.4
7.4 3000 12.6 12.7 12.7 12.7 12.2 12.2 12.2 12.2 0.5
7.8 3250 12.6 12.8 12.7 12.7 12.1 12.1 12.2 12.1 0.6
8.4 3500 12.7 12.8 12.8 12.8 11.9 12 12.1 12.0 0.8
4.3 Pengolahan Data
Setelah didapatkan data-data hasil pengujian, maka dilakukan penghitungan
untuk menemukan laju aliran massa yang melewati kedua orifice tersebut.
Perhitungan sampel adalah pada Conical Entrance Orifice Plate putaran 1250 rpm.
Menghitung bilangan Reynold (Re):
푅푒 =
휌푣퐷
휇
=
(1.225 푘푔⁄푚3).(2.6푚⁄푠)(0.06834 푚)
1.7894 ×10−5푘푔⁄푚푠
= 12159.94
Menghitung koefisien discharge (Cd):
퐶푑 = 0.5959 + 0.0312훽2.1 − 0.184훽8 +
91.71훽2.5
푅푒0.75
= 0.5959 + 0.0312(0.5)2.1 − 0.184(0.5)8 +
91.71(0.5)2.5
(12159.94)0.75 = 0.6
Menghitung faktor kompresibilitas (Y):

27. 27
푌 = 1 − (0.41 + 0.35훽4)
Δ푃
휒푃1
= 1 − (0.41 + 0.35(0.5) 4)
0.1
(1.4)(12.4)
= 1
Menghitung laju aliran massa (푚̇ ):
2휌(Δ푃)
(1 − 훽4)
푚̇ = 퐶푑푌푎0 √
2(1.225)(0.1)
(1 − 0.54)
= (0.6)(1)(0.00092)√
= 0.000283 푘푔⁄푠
Perhitungan laju aliran massa yang pada berbagai putaran:
Table 4.3 Perhitungan Laju Aliran Massa Quadrant Edge Orifice Plate
 Quadrant Edge Orifice Plate
v rpm p1 p2 ΔP Y Re Cd
laju
aliran
massa
2.6 1250 12.4 12.3 0.1 1.00 12159.94 0.6 0.000283
2.8 1500 12.4 12.3 0.1 1.00 13095.32 0.6 0.000283
3.2 1750 12.4 12.3 0.1 1.00 14966.08 0.6 0.000283
3.9 2000 12.4 12.3 0.1 1.00 18239.91 0.6 0.000283
5.9 2250 12.5 12.3 0.2 1.00 27593.71 0.6 0.000399
6.5 2500 12.5 12.3 0.2 1.00 30399.85 0.6 0.000399
6.6 2750 12.5 12.2 0.3 0.99 30867.54 0.6 0.000487
7.4 3000 12.5 12.2 0.3 0.99 34609.06 0.6 0.000487
7.8 3250 12.6 12.2 0.4 0.99 36479.82 0.6 0.000561
8.4 3500 12.6 12.1 0.5 0.99 39285.96 0.6 0.000626

28. 28
Table 4.4 Perhitungan Laju Aliran Massa Conical Entrance orifice Plate
 Conical Entrance orifice Plate
v putaran p1 p2 ΔP Y Re Cd
Laju
aliran
massa
2.6 1250 12.5 12.4 0.1 1.00 12159.94 0.6 0.000283
2.8 1500 12.5 12.4 0.1 1.00 13095.32 0.6 0.000283
3.2 1750 12.5 12.4 0.1 1.00 14966.08 0.6 0.000283
3.9 2000 12.5 12.3 0.2 1.00 18239.91 0.6 0.000364
5.9 2250 12.5 12.3 0.3 0.99 27593.71 0.6 0.000460
6.5 2500 12.6 12.2 0.3 0.99 30399.85 0.6 0.000513
6.6 2750 12.6 12.2 0.4 0.99 30867.54 0.6 0.000561
7.4 3000 12.7 12.2 0.5 0.99 34609.06 0.6 0.000605
7.8 3250 12.7 12.1 0.6 0.99 36479.82 0.6 0.000665
8.4 3500 12.8 12.0 0.8 0.98 39285.96 0.6 0.000770

29. Quadrant
29
Grafik perbandingan putaran mesin dengan laju aliran massa yang melewati orifice:
0.0009
0.0008
0.0007
0.0006
0.0005
0.0004
0.0003
0.0002
0.0001
0
Perbandingan Putaran dengan Laju Aliran
Massa
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500
Laju Aliran Massa
Putaran (rpm)
Conical
Gambar 4.1 Grafik perbandingan putaran mesin dengan laju aliran massa yang melewati orifice
Pada grafik terlihat, makin besar putaran mesin, maka makin besar pula laju aliran
massanya, hal ini disebab oleh mesin membutuhkan pasokan udara yang lebih banyak
sebanding dengan semakin besarnya putaran yang dihasilkan.
Laju aliran massa yang melewati Conical Entrance Orifice Plate lebih besar dibanding
dibanding dengan yang melewati Quadrant Edge Orifice Plate, ini disebabkan penurunan
tekanan yang disebabkan oleh Quadrant Edge Orifice Plate lebih besar dibanding dengan
Conical Entrance Orifice.

30. 30
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan data pengujian dapat disimpulkan :
a. Semakin tinggi rpm yang digunakan terjadi peningkatan kecepatan udara
yang masuk melalui kedua orifice baik orifice tipe Quadrant maupun tipe
Conical.
b. Semakin tinggi kecepatan yang disebabkan oleh tingginya rpm yang masuk
melalui Orifice terjadi peningkatan tekanan pada sisi masuk ( P1 ) dan
terjadi penurunan tekanan pada sisi keluar ( P2 ).
c. Terjadi peningkatan nilai laju aliran massa yang dihasilkan seiring dengan
bertambahnya rpm.
d. Pada orifice tipe Quadrant, laju aliran massa lebih kecil dibanding laju aliran
yang melewati orifice tipe Conical.
5.2 Saran
Berdasarkan pengamatan dan proses yang telah kami lakukan, dapat kami
sarankan:
a. Sebaiknya perancang, mendesain orifice plate sesuai dengan kebutuhan yang
diinginkan, sesuai dengan karakteristik aliran dan karakteristik fluida,
sehingga pengukuran yang di dapat lebih akurat.
b. Simulasi aliran yang melalui orifice dengan menggunakan bantuan software
CFD akan sangat membantu mempermudah perancangan orifice plat yang
efisien.