ROTAMETER

http://www.teco-inc.com/piclib/327.png

Catatan : Tulisan ini merupakan kutipan dari ASME MFC-18M, Measurement of Fluid Flow Using Variable Area Meters. Jika ada kesalahan dalam penerjemahan yang dapat menyebabkan misinterpretasi, mohon dikoreksi. Foto sekedar ilustrasi, belum tentu menunjukkan hal sebenarnya.


Rotameter (variable area flowmeter) terdiri dari body (yang mengandung fluida) dan float (yang bergerak bebas, posisinya bergantung pada flowrate). Posisi float ditentukan oleh keseimbangan gaya yang bekerja padanya. Gaya gravitasi menarik float ke bawah. Gaya apung dan kecepatan yang berkaitan dengan gaya dinamika mengangkat fluida ke atas. Pergerakan float ke atas meningkatkan flow area, sampai gaya ke atas sama dengan gaya ke bawah.

Perhitungan kapasitas alir dengan prinsip fisika di atas biasanya tidak digunakan (not practical). Katalog dari manufacturer umumnya tidak mencantumkan tube cross section area, volume/berat float, atau pressure drop. Informasi-informasi tersebut merupakan hak milik manufacturer. Manufacturer menyediakan data kapasitas dalam bentuk tabel.

Nilai Cr (full scale meter flow) didefinisikan dan ditabulasikan dalam katalog manufacturer untuk setiap tube dan float. Kondisi yang digunakan pada persamaan di atas adalah kondisi “normal” (1 atm dan 20oC). Untuk kondisi di luar “normal”, di mana densitas float dan densitas fluida berbeda, digunakan persamaan berikut:

PENGARUH VISKOSITAS

Viskositas fluida yang melebihi nilai batas sebagaimana yang tercantum dalam katalog akan mempengaruhi kalibrasi. Umumnya, float dengan sharp edge berdiameter maksimum tidak sensitif terhadap viskositas. Demikian pula, umumnya efek viskositas terjadi pada fluida yang lebih kental (viscous) daripada air.

STABILITAS FLOAT

Float bisa tidak stabil, bergerak naik turun dengan cepat, bahkan pada laju alir konstan. (Fenomena ini dapat dilihat pada peringatan yang tercantum di katalog manufacturer.) Umumnya hal ini terjadi pada gas bertekanan rendah. Float jenis khusus digunakan untuk mereduksi efek ini. Flowmeter kecil rentan terhadap masalah ini. Ketidakstabilan ini kemungkinan disebabkan oleh perubahan siklus antara aliran laminar dan turbulen, atau interaksi mekanika fluida.

DESKRIPSI

Variable area flowmeter terdiri dari:
- float
- metering tube
- scale
- packing and seal
- upper body
- lower body
- process connection
- accessories

Float
Float merupakan bagian yang berada di dalam fluida, yang bergerak naik turun sebagai respon terhadap aliran fluida. Umumnya berbentuk lingkaran jika dilihat dari atas. Dilihat dari samping, float berbentuk bulat atau bentuk yang lebih kompleks.

Metering tube
Tube merupakan bagian dari body yang mengelilingi dan berisi float. Cross section area-nya meningkat dari bawah ke atas.

Scale
Scale merupakan bagian dari meter yang menunjukkan hubungan antara posisi float dengan flow rate. Pada metering tube yang transparan, scale dapat langsung dilihat. Sedangkan pada metal tube meter, digunakan indikator magnetik yang terhubung ke float. Electronic atau pneumatic device menghasilkan sinyal yang ditransmisikan ke tempat lain.

Packing and Seal
Sejumlah komponen diperlukan untuk “melekatkan” metering tube ke upper dan lower body. O-ring sering digunakan. Packing digunakan untuk meter yang lebih besar. Material packing bergantung pada property fluida, mencakup tekanan (maksimum dan minimum) dan temperatur (normal, maksimum, dan minimum).

Upper Body
Upper body men-support outlet dari metering tube. Biasanya mencakup packing atau sealing device. Ia juga men-support koneksi outlet.

Lowert Body
Sama seperti upper body, tetapi berada di inlet metering tube.

Process Connection
Meter dihubungkan dengan piping system. Koneksi standar mencakup thread dan flange.

Accessories
Accessories mencakup switch yang dikontrol oleh posisi float, signal-transmitting device, check valve untuk mencegah aliran balik, needle valve untuk mengontrol aliran, dan constant differential relay untuk menstabilkan aliran.
KELAS

Variable area flowmeter terdiri dari 3 kelas, yaitu:
1. purge atau miniature meter: ukuran ¼ NPT atau lebih kecil, panjang 5 – 10 cm, repeatability 2%.
2. laboratory meter: umumnya panjang, 30 – 60 cm, repeatability ½ %.
3. process meter: ukuran ½ in atau lebih kecil memiliki uncertainty 2%. Ukuran lebih besar daripada ½ in memiliki uncertainty 1%. Panjang tube 15 – 25 cm.

Material Tube
1. Plastik.
Tahan korosi. Batasan: temperature and pressure rating, rusak oleh fluida tertentu.
2. Gelas.
Tahan korosi. Batasan: mudah pecah dan dapat rusak jika pH fluida rendah.
3. Metal
Metal bisa dipilih yang tahan korosi. Dapat digunakan untuk rentang tekanan dan temperatur yang lebar. Batasan: float tidak dapat dilihat dan membutuhkan display device.

Pressure Drop
Pada variable area flowmeter, pressure drop bersifat permanen. Pressure drop bergantung pada desain meter dan ukurannya (sizing). Untuk aliran yang sama, pressure drop merupakan fungsi dari tube flow area dan float. Jenis fluida, tekanan, dan temperatur juga mempengaruhi pressure drop. Pressure drop umumnya konstan untuk rentang laju alir, kecuali pada laju alir yang ekstrim.

KAVITASI

Kavitasi pada variable area flowmeter mungkin terjadi, walaupun jarang, dan dapat merusak meter. User mesti mempertimbangkan kemungkinan kavitasi jika tekanan di outlet mendekati tekanan uap (vapor pressure) cairan.

Sumber: ASME MFC-18M, Measurement of Fluid Flow Using Variable Area Meters, October 2001.