Pipa venturi merupakan pipa yang digunakan untuk mengukur aliran tekanan fluida cair. Benda ini bekerja dengan menerapkan Hukum Bernoulli.

Benda ini banyak digunakan oleh industri migas, manufaktur, hingga otomotif untuk mengetahui laju aliran fluida di dalam pipa. Alasan sederhananya karena sulit sekali mengukur aliran fluida dengan mata telanjang. Untuk mengatasi masalah tersebut, dibutuhkan sistem pengukuran dengan melihat diameter pipa dan jenis fluida.

Pipa venturi dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik fluida di dalam pipa. Berikut ulasannya.

Pengertian pipa venturi

Venturimeter atau pipa venturi adalah pipa berbentuk tabung untuk mengukur aliran fluida. Pipa ini berukuran pendek dengan permukaan dalam yang sempit di bagian tengahnya. Pipa Venturi dibuat oleh Giovanni Battista Venturi yang juga penemu prinsip efek venturi. 

Efek venturi membatasi tekanan fluida ketika bergerak melalui pipa berdiameter sempit. Pada kasus ini, kecepatan fluida akan meningkat saat mengalir melalui pipa berdiameter sempit yang sesuai dengan Hukum Bernoulli.

Komponen pipa venturi

Pipa venturi memiliki bagian-bagian yang membentuk unit pengukuran. Berdasarkan testbook.com, berikut ini merupakan komponen dari pipa venturi.

Pipa atau saluran inlet

Bagian ini terpasang pada tempat fluida mengalir. 

Kerucut konvergen

Convergen cone adalah pipa pendek yang mengerucut dari diameter yang sama dengan diameter pipa ke diameter yang lebih kecil. Kerucut konvergen memiliki sudut 21∘

Throat

Silinder kecil dengan memiliki diameter antara 0,5 atau 0,25 dari diameter saluran inlet yang sama panjangnya. Pada titik ini, terjadi pengurangan tekanan namun kecepatannya meningkat.

Diverging cone

Kerucut yang ini memiliki diameter tabung yang makin lama makin membesar. Akibatnya, adanya kenaikan tekanan menuju tekanan awal, Bagian ini memiliki kemiringan sudut antara 5∘ hingga 7∘.

Capillary tube

Tabung kapiler ini terbuat dari kaca atau bahan lain seperti baja. Terpasang di atas pipa venturi tempat mengalirnya cairan bertekanan tinggi. Fungsi dari tabung kapiler untuk mengurangi tekanan.

Dasar teori pipa venturi

Saat fluida mengalir melalui pipa venturi, terjadi percepatan di bagian konvergen dan kemudian melamar di bagian divergen. Perbedaan tekanan yang terjadi akan diukur menggunakan manometer. Nilai perbedaan tekanan ini terjadi karena pipa venturi menerapkan Persamaan Bernoulli dan Persamaan Kontinuitas. 

Jenis pipa venturi

Pipa venturi memiliki berbagai jenis yang ada di industri. Setiap jenis memiliki efisiensi beragam karena faktor kalibrasi. Berikut ini jenis pipa venturi yang digunakan oleh industri.

Pipa venturi horizontal

Pipa jenis ini digunakan ketika sistem aliran yang diukur pada posisi horizontal. Karakteristik dari pipa venturi horizontal adalah memiliki energi kinetik tinggi dan energi potensial rendah.

Pipa venturi vertikal

Pipa venturi ini digunakan untuk mengukur sistem aliran pada posisi vertikal. Karakteristik dari jenis pipa venturi ini adalah energi kinetik rendah dan energi potensialnya tinggi.

Pipa venturi inclined

Pipa venturi yang ini memang agak lain karena posisinya miring. Nilai energi kinetik dan potensial yang terjadi sangat tergantung dari besar sudut kemiringan yang terjadi. 

Rumus persamaan pipa venturi

Hubungan tekanan, energi kinetik pada fluida di dalam sistem pipa mempengaruhi laju aliran dalam pipa. Secara matematis, dapat dituliskan sebagai berikut.

Persamaan Bernoulli

Persamaan Kontinuitas

Persamaan cara kecepatan air yang memasuki pipa venturi

Kelebihan dan kekurangan pipa venturi

• Memberikan hasil pengukuran yang akurat
• Mampu menangani volume aliran besar pada kondisi tekanan rendah
• Pipa venturi tidak melibatkan bagian yang bergerak
• Dapat terpasang di pipa berdiameter besar
• Dapat digunakan pada berbagai jenis cairan dengan kandungan konten padat ekstrem
• Tidak terjadi perubahan kontur
• Tidak terpengaruh oleh suhu dan tekanan di dalam pipa
• Energi loss sangat rendah
• Memiliki koefisien debit yang tinggi
• Dapat dipasang pada berbagai kondisi
• Minim terjadi penyumbatan
• Tekanan discharge hampir sama dengan tekanan inlet
• Memiliki batasan dalam rentang pengukuran
• Tidak cocok untuk diameter kecil
• Membutuhkan ruang yang sangat besar dan memakan banyak tempat

Aplikasi pipa venturi

• Melihat bagaimana cara kerja pipa venturi dapat diaplikasikan pada pemakaian fluida di industri, yang meliputi:
  Karburator mesin untuk mengukur aliran udara
• Mesin pemrosesan untuk mengukur dan mengendalikan aliran proses produksi
• Mengukur aliran darah di arteri dengan venturimeter
• Mengukur kecepatan aliran fluida di pada sistem perpipaan di industri migas

Sumber

• https://www.facebook.com/mechanicalbasicss. “Mechanical Basics.” Mechanical Basics, 18 Aug. 2023, mechanicalbasics.com/types-of-venturimeter/. Accessed 2 Sept. 2024.
• Naufal. “Definisi, Prinsip Kerja, Dan Aplikasi Venturi Flow Meter – Wiratama Mitra Abadi.” Wiratama Mitra Abadi, 21 Oct. 2022, wma.co.id/articles/definisi-prinsip-kerja-dan-aplikasi-venturi-flow-meter/. Accessed 2 Sept. 2024.
• “Venturi Tube – Venturi Effect, Fluid Flow, Applications Advantages, FAQs.” BYJUS, byjus.com/physics/venturi-tube/.
• “Venturimeter: Learn the Working Principle, Parts, and Types.” Testbook, testbook.com/mechanical-engineering/venturimeter-definition-properties-and-types.