Dokumen tersebut memberikan penjelasan tentang cara mengukur tekanan dan aliran udara dengan menggunakan berbagai instrumen seperti manometer, transduser tekanan, tabung pitot statis, dan anemometer. Metode pengukuran mencakup pengukuran tekanan statis, total, dan kecepatan serta perhitungan aliran volume berdasarkan kecepatan dan luas penampang.

1. BAGAIMANA CARA
MENGUKUR TEKANAN
BAGAIMANA CARA
MENGUKUR ALIRAN
oleh
G.J.Matthews

2. 2
©Airflow Developments Limited
Bagaimana Mengukur Tekanan.
Prinsip-Prinsip Dasar.
Karena kedalaman atmosfer bumi, udara di sekitar kita memberi sebuah
tekanan, yang dikenal sebagai tekanan atmosfir. Hal ini dapat diukur dengan
sebuah barometer dan bervariasi tergantung kondisi cuaca. Tekanan juga
bervariasi sesuai ketinggian di atas atau di bawah permukaan lauttempatnya.
Pengukuran tekanan pada sistem pemanas biasanya relatif dilakukan
terhadap tekanan atmosfir, dan dapat ditetapkan dalam 'Kondisi Standar'
yang memungkinkan menjadi perbandingan antara pembacaan pengukuran.
secara internasional telah disepakati 'Kondisi Standar' untuk massa jenis
udara adalah 1,2 kg / m³. (Atmosferudara pada suhu 16 ° C, tekanan 100.000
Pa dan kelembaban relatif 65% memiliki massa jenis 1,2 kg / m³, namun
kondisi ini bukan bagian dari definisi.)
Satu-satunya tekanan yang bekerja pada titik tertentu dalam cairan
stasioner adalah Hidrostatik, tekanan yang bekerja sama besar ke segala
arah. Jika cairan disetel dalam gerak tekanan masih bertahan (dalam kondisi
sama), namun bisa berubah magnitudonya.
Jika kita meninjau sebuah piringan yang sangat tipis yang ditempatkan di
dalam cairan, dan bergerak dengannya, maka tekanan statis yang seperti
disebutkan tadi akan bertindak pada dua permukaan piringan.

3. 3
Jika piringan diam, maka tekanan yang bekerja pada dua permukaan
adalah sama asalkan adanya piringan tersebut tidak menganggu aliran.
Namun jika piringan yang diam tadi diputar sampai 90 ° permukaan
depannya maka piringan tidak hanya dikenai tekanan statis, tapi juga
ditambah dengan tekanan dinamis yang besarnya sama dengan kecepatan
tekanan pada arus yang mampat, yang disebabkan oleh suatu benturan.
INFINITELY THIN DISC.
PS
PS
NO DISTURBANCE
PS
PS

4. 4
PS V
PD
= MASSA JENIS FLUIDA
Kecepatan tekanan seluruhnya disebabkan oleh gerakan arus dan
bergantung pada kecepatan dan densitas (massa jenis) fluida.
Jumlah aljabar dari tekanan statis dan kecepatan tekanan disebut tekanan
total.
MENGUKUR TOTAL DAN TEKANAN STATIS.
Sebuah tabung yang diletakkan pada saluran yang menghadap ke arah
arus akan mengukur
tekanan total di saluran. Jika kerugian friksi diabaikan, total rata-rata
tekanan pada setiap penampang di seluruh sistem saluran adalah konstan.
Tekanan statis hanya bisa ditentukan secara akurat dengan mengukurnya
dengan sedemikiancara dimana kecepatan tekanan tidak berpengaruh sama
sekali terhadap pengukuran. Hal ini dilakukan dengan cara mengukurnya
melalui lubang kecil di dinding saluran; atau serangkaian lubang yang
diposisikan pada sudut kanan ke arah aliran di permukaan terbentang
sejajar dengan garis aliran. Tabung statis pitot adalah adalah salah satu
contohnya.
Gambar 1 menunjukkan prinsip tabung statis pitot
Figure 1. Prinsip dari pitot pada tabung statis.
PD = ½ x x V²

5. 5
Akan terlihat ketika menghubungkan tabung ke manometer akan terjadi
pengukuran tekanan.
INSTRUMEN UNTUK MENGUKUR TEKANAN.
[1]. Manometertabung U.
Meskipun kiranya metode tertua dalam mengukur tekanan rendah, Tabung
U sederhana ini memiliki banyak dipercaya. Jika tabung kaca berbentuk U
setengah diisi dengan cairan, seperti air, dan sebuah tekanan diaplikasikan
ke salah satu ujung tabung, yang lainnya terbuka terhadap atmosfir, cairan
akan bergerak menyeimbangkan tekanan. Massa dari cairan yang terabaikan
akan sebandingdengan tekanan yang diterapkan. Dari perbedaan ketinggian
dua kolom cairan dan densitasnya diketahui tekanan bisa dihitung. Setiap
milimeter perbedaan tingginya air kolom mewakili sekitar 10 Pascal.

6. 6
Figure 2. Prinsip Manometer U-Tube.
Kerugian dari tabung U adalah skala harus terus-menerus dipindahkan
sehingga sejajar dengan memindahkan skala nol atau alternative lainnya
dengan skala nol diambil di titik tengah, panjang skala terbelah dua dengan
resolusi berikutnya.
[2]. MANOMETER KACA ZAT CAIR
Kelemahan dari manometer tabung U sederhana telah diatasi dengan
keuntungan lainnya yang tergabung dalam manometer industri ekstremitas
tunggal di mana ia hanya perlu membaca satu ketinggian cairan.
Dalam satu desain seperti itu, salah satu tungkai tabung U diganti dengan
reservoir, sehingga secara substansial meningkatkan luas permukaan.
Tekanan yang diterapkan terhadap reservoir menyebabkan ketinggian cairan
untuk berpindah adalah kecil dan dapat dihitung. Volume cairan yang sama
yang terabaikan dalam tungkai kaca menghasilkancukup banyak perubahan
pada ketinggian. Ini hampir menggandakan resolusi dibandingkan
manometer tabung U untuk instrumen vertikal dan memberi lebih banyak
pembesaran saat anggota badan condong ke salah satu sisi.

7. 7
Cairan dalam manometer bisa dengan air biasa, tapi masalah bisa timbul
dari pertumbuhan alga di dalam tabung yang menyebabkan kerapatan cairan
berubah. Campuran khusus dari parafin sering digunakan dan ini memiliki
beberapa keuntungan: bergerak bebas meniskus, tidak ada pewarnaan
tabung, dan timbangan yang meluas karena relatif rendah kepadatan. Bila
diperlukan tekanan yang lebih tinggi, cairan yang lebih rapat digunakan,
salah satunya adalah merkuri yang sering digunakan. Untuk tekanan yang
sangat rendah, tubuh manometer cenderung memperbaiki resolusi lebih
lanjut.
Ketepatan yang lebih bisa dicapai dengan tungkai jarak jauh yang dapat
disetel dan memang mudah untuk mencapai 0 - 125 Pa sampai 0 - 5000 Pa
dengan hanya dua anggota tubuh manometer.
Figure 4: Contoh Single Limb Manometers

8. 8
Figure 3. Manometer portabel presisi di tetapkan.
[3]. DIAL GAUGES.
Alat pengukurtekanan putar terutama digunakan untuk membaca tekanan
tinggi. Pada tekanan yang sangat rendah, mereka cenderung menunjukkan
kesalahan histeresis yang tidak dapat diterima kecuali instrumen kualitasnya
sangat tinggi. Karena panjang pendeknya, resolusinya biasanya tidak terlalu
bagus.
[4]. TEKANAN dan TRANSDUCERS
Sebagai alternatif dari manometer portabel berisi cairan fundamental,
instrumen berbasis transduser bertekanan elektronik tersedia untuk
keperluan laboratorium atau situs. Mereka umumnya kompak untuk
berpegang tangan, dan menghilangkan penggunaan cairan, memberikan
tingkat akurasi yang dapat diterima untuk pengukuran pergerakan udara
ventilasi dan pengukuran udara yang normal.

9. 9
Transduser kapasitansi menggunakan diafragma presisi yang bergerak di
antara elektroda tetap. Hal ini menyebabkan perubahan kapasitansi
sebanding dengan tekanan diferensial.
Sensor tekanan resistif piezo mengandung chip silikon dengan diafragma
penginderaanintegral dan empatresistor piezo; Tekanan yangdioleskan pada
diafragma menyebabkannya melenturkan perubahan resistensi; Hal ini
menyebabkan tegangan output tingkat rendah sebanding dengan tekanan.
Instrumen berbasis transduser tekanan memungkinkan pemantauan terus
menerus menggunakan perekam, atau masukan ke peralatan penyimpanan
atau kontrol elektronik.
Gambar 6. Manometer Pocket DB2.
Teknologi mikroprosesor memungkinkan pembacaan tekanan diubah
menjadi pembacaan kecepatan saat menggunakan tabung statis pitot. Dalam
beberapa kasus, ketelitian faktor kalibrasi dapat dimasukkan secara terpisah
sehingga memungkinkan alat pengukur tekanan lainnya untuk digunakan
dengan pembacaan kecepatan langsung.
Beberapa bacaan dapat disimpan, dengan fungsi atau rumus MIN, MAX dan
AVE. Dalam beberapa kasus, daerah yang berada didalamnya dapat diinput
untuk memungkinkan pengukuran aliran volume langsung

10. 10
Gambar 7. Aliran Udara MEDM 5K Mikromanometer.

11. 11
Figure 8. PVM100 Micromanometer.
Bagaiamana mengukur arus volume.
CARA MENGUKUR VOUME ALIRAN
Rumus:
Volume laju aliran = massa laju aliran / massa jenis
atau
Volume laju aliran = kecepatan x saluran persilangan
Tingkat alir volume dalam suatu sistem dapat diukur pada pintu masuk ke
sistem, pada pintu keluar dari sistem, atau di suatu tempat di dalam sistem
itu sendiri. Ini bisa melibatkan pengukuran laju alir total atau laju aliran di

12. 12
sebagian sistem. Dimanapunitu diukur, harus menjadi prasyaratbahwa arus
harus bebas dari putaran.
Ada beberapa metode dimana laju alir dapat diukur.
[1]. Di barisan flowmeter (Standar Perangkat Utama)
BS1042 Bagian 1: 1990 menggambarkan perangkat seperti nosel
venturi, pelat lubang, dan inlet berbentuk kerucut. Nosel venturi dan pelat
lubang dapat digunakan pada saluran masuk masuk atau keluar dari
sistem dan juga antara dua bagian jalan nafas. Inlet berbentuk kerucut
menarik udara dari ruang 'bebas' di pintu masuk sebuah sistem.
Berkenaan dengan pengukuran laju alir volume, persyaratan
BS1042 berkenaan dengan panjang aliran lurus hulu dari flow meter
berkurang dan BS848 Bagian 1: 1980 menjelaskan perubahan ini
bersamaan dengan ketidakpastian pengukuran yang terkait.
Persamaan umum untuk flowmeter diferensial ini adalah :
𝑞 𝑚 = 𝛼 𝜀 [
𝜋𝑑2
4
]√2𝜌 𝑢∆𝑃
Dimana :
𝑞 𝑚 = massa laju alir (kg/s)
𝛼 = koefisien alir
𝜀 = factor ekspansibilitas
d = diameter saluran
𝜌 𝑢 = Kerapatan Hulu (kg/m3)
∆𝑃 = perbedaan tekanan (Pa.)
Hal ini tidak diusulkan untuk ke terlalu banyak detail dengan perangkat
ini karena kedua BS1042 dan BS848 adalah dokumen lengkap dan harus
dirujuk.
[2]. Pitot - Melintasi Tabung Statis.
Metode yang umum digunakan untuk menentukan laju alir udara secara
akurat dalam saluran adalah dengan melintasi saluran tabung statis pitot
yang terhubung ke manometer presisi.
Bagian saluran yang mudah dijangkau harus dipilih; sebaiknya di mana
ada bagian paralel lurus dari saluran paling sedikit 5 diameter hilir dari
setiap tikungan, penyumbatan atau perubahan bagian yang mendadak.

13. 13
Pembacaan kecepatan diperlukan pada titik yang ditentukan seperti yang
ditunjukkan pada gambar 6 dan 7.
Kecepatan udara pada titik pengukuran dapat dengan mudah dihitung dari
pembacaan tekanan kecepatan sesuai dengan rumus berikut:
Rumus standar untuk menghitung kecepatan dari tekanan kecepatan
adalah:
𝑉 = 1.291 √ 𝑃𝑣 (
𝑚
𝑠
)
Ini hanya berlaku untuk standar udara 1,2 kg / m³
Untuk kondisi udara tidak standar, Rumus menjadi:
V = 1.291 √ {100000/pa} {T/289} {100000/(100000+ps)} {pv} (m/s)
Dimana :
V = kecepatan air (m/s)
Pv = kecepatan tekanan (Pa.)
Pa = tekanan atmosphere (Pa.)
Ps = tekanan statis (Pa.)
T = temperature mutlak ( K ) (= t + 273)
T = temperature aliran udara ( °C )
Ekspresi {100000 / pa}, {T / 289} dan {100000 / (100000 + ps)} adalah
koreksi tekanan atmosfir, suhu udara, dan tekanan duktus untuk
menghasilkan nilai pv yang terukur setara dengan standar udara. Jika
tekanan saluran statis kurang dari 2500 Pa, biasanya dapat diabaikan.
Demikian pula, dua ungkapan lainnya dapat diabaikan selama pengujian di
lokasi jika tidak memengaruhi Pv setara dengan 2 atau 3%.
Ketika rata-rata pembacaan yang diambil pada jalur yang dilalui itu
benar-benar tepat untuk rata-rata kecepatan udara (yang setara dengan
rata-rata akar kuadrat dari tekanan kecepatan). Namun, dalam praktiknya,
tidak ada kesalahan besaryangakan diperkenalkandengan mengambilrata-
rata tekanan kecepatansederhanasaatmenghitungkecepatanrata-rata dari
tekanan kecepatan saat menghitung kecepatan rata-rata sebagian besar
tidak menyediakan bacaannya.

14. 14
Bervariasi lebih dari ± 25% dari nilai rata-rata.

15. 15
Gambar 9. Mengukur pada saat saluran melingkar. Log aturan linear untuk
melintasi pada saat 3 diameter..
Gambar 10. Mengukur pada saat saluran persegi panjang. Log aturan
Techebycheff..

16. 16
[3]. Saluran yang dilalui Anemometer.
Anemometer adalah instrumen yang mengukur kecepatan udara. Dua jenis
populer adalah anemometer yang berputar dengan baling-baling dan
anemometer termal. Jenis baling-baling yang berputar pada dasarnya adalah
sebuah alat mekanik dimana baling-baling berputar itu terselubung seperti
kincir angin, dengan jarum jam yang halus bersiap untuk mencatat dengan
jarum jam yang halus bersiap untuk mencatat jumlah putaran baling-baling
pada tombol multi-titik. Anemometer ini merekam pergerakan linier udara
melewati instrumen dalam meter atau kaki selama dipegang di aliran udara.
Dengan mencatatwaktu dengan stop watch kecepatan dalam m/s atau ft/min
dapat ditentukan. Dalam anemometer yang lebih baru karena setiap bilah
baling-baling yang berputar melewati, ini 'dihitung' secara elektronik, sinyal
masuk ke sirkuit elektronik dengan basis waktunya sendiridan menampilkan
kecepatan yang terukur secara langsung dan seketika tanpa memerlukan
waktu eksternal.
Kepala anemometerbiasanya berukuran 100 mm, tapi terdapat juga kepala
sekecil 16 mm.
Hal ini dapat digunakan pada saluran yang lebih besar untuk melintasi
duktus untuk mendapatkankecepatan saluran rata-rata seperti pada tabung
tegak statis.
Jelas kepala ukuran lebih besar (bila dibandingkan dengan tabung statis)
mengganggu aliran udara di saluran yang lebih kecil sehingga menyebabkan
kecepatan saluran lokal meningkat menjadi efek yang signifikan. Gambar 11
menunjukkan peningkatan khas dalam pembacaan kecepatan saat
ditempatkan pada saluran ukuran yangberbeda. Hal ini dimungkinkan untuk
memiliki satu kepala anemometer yang berlokasi di duktus uji sendiri dan
dikalibrasi secara independen untuk laju alir volume.
Aliran udara Anemometer yang berputar 100mm dapat dipasang dengan
aliran Aircone yang memungkinkan laju alir volume melalui kisi-kisi kecil
diukur dengan mudah dan akurat.
Tingkat aliran volume dapat diukur dengan menggunakan ATP600
mengukur aliran udara untuk kisai yang berukuran lebih besar.
Sebagai alternatif, direkomendasikanbahwa 'kardus'minimal 2 x panjang sisi
terpendek ditempelkan di sekitar kisi-kisi dan anomometer yang dilalui
dilakukan di pintu masuk 'kardus' untuk mendapatkan kecepatan rata-rata.

17. 17
Gambar 11:-100 mm EFEK SUMBATAN PADA BAGIAN ANEMOMETER.
AREA SUMBATAN (sq.metres)

18. 18
Gambar 12. LCA30iS secara intrinsik aman pada baling-baling anemometer.

19. 19Gambar 13: Berbagai baling-baling Anemometers dari aluran udara

20. 20
Gambar 15: Arus Pengambilan Aliran Udara ProHood.
[4]. ANEMOMETER TERMAL.
Jari basah di udara akan mendeteksi arah angin karena setetes suhu terasa
di permukaan yang menghadap angin. Anemometer termal bertindak dengan
cara yang sama, sehingga perjalanan udara mengeluarkan panas dari elemen
yang dipanaskan pada tingkat yang bergantung pada kecepatan. Unsur ini
dipasang pada ujung probe yang bisa dimasukkan ke dalam aliran udara.
Pembacaan kecepatan langsung dan seketika.
Metode memanaskanelemen(yangbisa berupa kawat tipis tipis, termokopel
sederhana atau thermister) dan teknik baca menentukan kualitas instrumen.
Karena itu adalah perangkat termal, penting untuk mengkompensasi variasi
suhu lingkungan, tekanan, dan komposisi gas / udara yang diukur.

21. 21
Probe biasanya kecil mirip dengan tabung pitot statis, dan sangat sesuai
untuk digunakan pada kecepatan rendah dimana anemonometer baling-
baling (karena efek gesekan mekanis) atau tabung pitot-statis tidak akan
cukup sensitif.
Kerugian utamanya adalah bahwa mereka hanya membaca satu titik
kecepatan dan melintasi diperlukan untuk mendapatkan pembacaan
kecepatan rata-rata.
Figure 16: TA35 Anemometer termal.
[5]. Aliran Jaringan Listrik Wilson.
Aliran jaringan listrik wilsonterdiri dari sederet tabung parallel dengan
ujung tertutup yang bentuknya bisa digambarkan seperti “pagar terbuka”

22. 22
yang melintasi saluran di sudut kanan ke sumbu aliran. Beberapa tabung
dilubangi dengan lubang kecil yang menghadap ke hulu (untuk merasakan
tekanan total), sementara tabung lainnya memiliki lubang di sisi hilir untuk
merasakan tekanan sub-statis . Kedua set tabung ini dihubungkan ke
manifold yang terpisah untuk memberikan dua sinyal rerata tekanan.
Perbedaan antara kedua sinyal merupakan sebuah penambahan sinyal
output yang ditingkatkan..
Figure 17. Jaringan Aliran Wilson.
Kehadiran 'jaringan listrik' pada saluran, membuat penyumbatan sebagian
di daerah penampang melintang sehingga menghasilkan kecepatan lokal di
antara tabung. Tekanan positif berasal dari tekanan total yang diambil dari
saluran lubang yang menghadap ke depan. Tekanan negatif berasal dari
kombinasi tekanan statis antara tabung dan zona hisap tepat di belakang
tabung.
Lubang di dalam tabung diposisikan sedemikian rupa sehingga sistem
pengambilan sampel yang diterima dapat digunakan.
Sinyal output dapat dibandingan dengan kecepatan tekanan rata-rata
saluran yang ada dalam saluran tanpa ‘jaringan listrik’ yang diberikan. Hal
ini biasa disebut faktor pembesaran. Sinyal outputjuga dapat diplotterhadap

23. 23
laju alir volume dalam saluran. Hal ini dimungkinkan karena setiap aliran
jaringan listrik Wilson dibuat agar sesuai dengan ukuran saluran tertentu.
Ada kemungkinan untu menggunakan tabung 'ganda' tunggal di bagian
saluran, tapi karena tidak ada manifold yang efektif, bacaannya bisa sedikit
tidak menentu. Perlu juga dicatat bahwa tipe tabung tunggal hanya
merasakan laju alir dalam satu bidang dimana itu tidak ideal.

24. 24
Tabel konversi untu tekanan dan laju alir volume.
Dalam tabel di bawah ini, saya telah mencoba memasukkan semua
kombinasi yangpalingpopuler, dengan satuan 'S.I.' yang ditampilkan dengan
warna biru.
Laju Alir Volume.
1 m³/s = 999.97 l/s = 3600 m³/h = 2118.9 cfm = 60 m³/min
1 l/s = 3.60 m³/h = 2.119 cfm = 0.06 m³/min = 0.001 m³/s
1 m³/h = 0.5886 cfm = 0.01667 m³/min= 0.00028 m³/s = 0.2778 l/s
1 cfm = 0.0283 m³/min = 0.000472 m³/s = 0.4719 l/s = 1.699 m³/h
1 m³/min = 0.01667 m³/s = 16.67 l/s = 60 m³/h = 35.315 cfm
KECEPATAN.
1 m/s = 196.85ft/min
1 ft/min = 0.00508 m/s
TEKANAN.
1 Pa = 0.01 mbar = 0.004015 in.wg = 0.10197 mm.wg = 0.000145 psi.
1 mbar = 0.4015 in.wg = 10.197 mm.wg = 0.0145 psi. = 100 Pa.
1 in.wg. = 25.4 mm.wg = 0.0361 psi. = 249.089 Pa. = 2.49089 mbar.
1 mm.wg = 0.00142 psi. = 9.80665 Pa. = 0.09807 mbar = 0.03937 in.wg.
1 psi. = 6894.76 Pa. = 68.9476 mbar = 27.68 in.wg. = 703.07 mm.wg.
Disarankan agar kelipatan dan sub-kelipatan berikut dengan satuan S.I.
yang digunakan dalam teknologi kipas angin :
Tekanan: kilopascal = kPa = 1000Pa.
Tekanan Barometric: millibar = mbar = 100 Pa.
Volume laju Air: litre per second = l/s = 10-3 m3/s