Perpustakaan Digital ITB

Flowmeter yang akurat sangat penting dalam berbagai sektor industri, di mana kontrol waktu nyata dan pengoptimalan sistem sangat bergantung pada data sensor yang andal. Di antara berbagai jenis pengukur aliran, pengukur aliran vorteks dikenal karena kekokohan, kesederhanaan, dan kemampuannya untuk mengukur aliran tanpa bagian yang bergerak. Namun, keterbatasan utama vortex flowmeter konvensional terletak pada sensitivitasnya terhadap getaran. Getaran ini dapat mendistorsi sinyal deteksi vortex dan mengurangi akurasi pengukuran. Untuk mengatasi tantangan ini, penggunaan ultrasonik telah muncul sebagai alternatif yang menjanjikan untuk mendeteksi vorteks dengan tidak mengganggu aliran dan tahan getaran. Penelitian ini mengeksplorasi integrasi gelombang ultrasonik dengan pengukuran aliran vorteks, menggunakan shedder lingkaran, persegi, dan segitiga dengan ukuran 1 cm, 1.5 cm, 2 cm yang dipasang di dalam pipa berdiameter 4 cm. Dengan membandingkan waktu tempuh ultrasonik pada aliran laminar (t?) dan aliran vortex (t?) hingga kecepatan aliran udara sekitar 7 m/s. Waktu tempuh ultrasonik dalam aliran vorteks mengalami keterlambatan dibandingkan aliran laminar, dan terjadi peningkatan perbedaan waktu tempuh ultrasonik (?t = t? - t?) hingga kecepatan tertentu, yang mengindikasikan adanya pengaruh yang semakin besar dari struktur vorteks pada perambatan sinyal ultrasonik. Setelah mencapai puncak, ?t mulai menurun, dan akhirnya stabil pada laju aliran tinggi di mana waktu tempuh ultrasonik dalam kondisi vortex dan laminar bernilai sama. Fenomena ini disebabkan oleh timbulnya turbulensi yang berkembang sepenuhnya, dimana vorteks menghilangkan gangguan akustik, membuat aliran tampak seragam. Untuk mendukung hal tersebut, angka Reynolds dan Strouhal dihitung berdasarkan diameter shedder dan kecepatan yang diukur. Aliran bertransisi dari laminar (Re < 2000) menjadi turbulen (Re > 4000), dengan perkiraan frekuensi pelepasan vortex mencapai lebih besar dari 100 Hz pada kecepatan aliran maksimum. Kecepatan aliran udara pada shedder lingkaran 1.5 cm pada saat ?t berada di puncak bernilai 2.68 L/s.