BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ALAT PENUKAR KALOR

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ALAT PENUKAR KALOR

3.1 Latar belakang Alat penukar kalor sangat berpengaruh besar dalam operasi kegiatan industri, untuk mencegah maupun mengurangi peningkatan panas yang semakin tinggi serta sering terganggunya proses pendinginan akibat ketidakmampuan alat penukar kalor menyerap panas dengan baik maka diperlukan proses pendinginan. Walaupun proses pendinginan dianggap merugikan dari segi pemanfaatan energi, namun pendinginan diperlukan untuk menjamin kerja mesin sebaik-baiknya.

3.2 Cara mendapatkan data Data-data yang diperoleh adalah berasal dari PT AMOCO MITSUI PTA INDONESIA yang merupakan client dari PT MULTI FABRINDO GEMILANG. Data-datanya sebagai berikut : Tipe : horizontal (one shell and two tube) Temperature aliran air panas masuk :800C Temperature aliran dingin masuk : 340C Ketentuan dari PT AMOCO MITSUI PTA INDONESIA sebagai berikut : Temperature aliran panas keluar : 380C Temperature aliran dingin keluar : 490C This document was created by the trial version of Print2PDF. Once Print2PDF is registered, this message will disappear. 23 Purchase Print2PDF at http://www.software602.com

dari PT MULTI FABRINDO GEMILANG akan mengunakan : Material : Iron Stenless Steel Untuk shell :SA 285 Gr. C (diameter luar 721mm,diameter dalam 711mm,panjang 6096mm) Untuk tube :SA 249TP.316L

(diameter luar 19,05 mm,diameter dalam

15,75mm, panjang 6096mm) Untuk baffle:SA 240 304 (13 buah) 3.3 Metode perhitungan alat penukar kalor a. Gambar skema alat

Gambar 3.1 Skema Alat b. Diagram temperature

Gambar 3.2 Diagram Temperatur

This document was created by the trial version of Print2PDF. Once Print2PDF is registered, this message will disappear. 24 Purchase Print2PDF at http://www.software602.com

Perhitungan : c. Balance energi pada aliran fluida panas

Qh mh xc ph x[Thi Tho ] Dengan :

Qh = kalor yang diberikan fluida panas [kW]

mh = laju massa fluida panas [kgs]

c ph = panas jenis fluida panas [kJ/kg.0C] Thi = temperature masuk fluida panas [ 0C] Tho = temperature keluar fluida panas [ 0C]

Balance energi pada aliran fluida dingin

Qc mc xc pc x[Tco Tci ] Dengan : Qc = kalor yang diterima fluida dingin [kW]

mc = laju massa fluida dingin [kg/s]

c pc = panas jenis fluida dingin[kJ/kg.0C] Tco = temperature masuk fluida dingin[.0C] Tci = temperature keluar fluida dingin [.0C]

(Perhitungan dengan metode LMTD) d. Perhitungan LMTD LMTD Fc Tm


T T2 LMTD Tm  1 T ln 1 T2

Thi Tco Tho Tci  T Tco  ln hi Tho Tci 



Factor koreksi Fc diperoleh dari table/grafik dengan menentukan R dan S

Th Tho R i Tco Tci Tc Tc i S o Thi Tci

e. Estimasi koefisien perpindahan panas global dengan hot side = water cold side = water berdasarkan tabel dilampiran dapat dipilih U sebagai pendekatan f. Estimasi dimensi utama alat penukar kalor A = luas permukaan perpindahan panasnya

Qact A U LMTD Dengan Qact=Qh=Qc U=koefisien perpindahan panas global g. Perkiraan jumlah pipa A N d o L

Koefisien perpindahan panas koveksi didalam pipa (didalam satu pipa)  Menghitung laju aliran dalam satu pipa This document was created by the trial version of Print2PDF. Once Print2PDF is registered, this message will disappear. 26 Purchase Print2PDF at http://www.software602.com

m m satu satu tube  c N tubes dengan mc laju aliran massa air di dalam pipa N tube jumlah tube  Kecepatan rata-rata air dalam pipa m satu tube vc  Ai dengan massa jenis fluida air Ai luasan penampang aliran di dalam pipa

 Bilangan Reynolds air

v Di Re   dengan  viskositas dinamik fluida air  Bilangan Nusselts air h Di Nu  i 0,023 Re 0,8 Pr 0, 4 k dengan k konduktifitas termal fluida air

 Koefisien perpindahan panas konveksi h Di Nu  i 0,023 Re 0,8 Pr 0, 4 k

Estimasi koefisien perpindahan panas global (U) di dalam APK:


A 1 1 A 1 A ln Do / Di    o   o Rf o  o Rf i U hi Ai hi Ai 2kL dengan hi koefisien perpindahan panas konveksi aliran air didalam pipa ho koefisien perpindahan panas konveksi aliran air diluar pipa k konduktifitas termal bahan Rf o konduktifitas termal fouling Rf i konduktifitas termal fouling Perhitungan penurunan tekanan fluida dalam tube Besarnya penurunan tekanan fluida dapat dihitung dengan persamaan :

L m2 Pt f   ( Nbaf 1) IDt 2  Dengan Pt =Penurunan tekanan didalam tube(Pa)

f =Factor gesek dalam tube L =Panjang tube (m)

=Massa jenis fluida dalam tube (kg/m3) Untuk aliran laminer factor geseknya adalah :

64 f  Re Dan untuk aliran turbulen factor geseknya adalah

f 0,316 Re 1 / 4 , untuk Re 2 10 4 f 0,184 Re 1 / 5 , untuk Re 2 10 4

Sedangkan untuk penukar kalor dengan dua laluan tube maka penurunan tekanannya selain karena gesekan juga akibat adanya tekanan balik atau perubahan arah aliran fluida. Besarnya penurunan tekanan ini berbanding This document was created by the trial version of Print2PDF. Once Print2PDF is registered, this message will disappear. 28 Purchase Print2PDF at http://www.software602.com

lurus dengan empat kali kerugian energi kinetic yang didefinisikan sebagai berikut : Pt 4n(v 2 / 2) Pt =penurunan tekanan akibat tekanan balik(Pa)

n = jumlah laluan tube v= kecepatan fluida dalam tube(m/s)

=densitas fluida kg/m3 (Perhitungan efektifitas dengan metode NTU) h. Efektifitas perpindahan panas, Qact  Q max

Dengan Qact C min xT max Dari data diperoleh : T max Thi Tho Cc mc xCpc Ch mh xCp h Cmin dapat ditentukan,sehingga Qmax dapat dihitung Qact Jadi  Q max

i. Estimasi harga NTU Dari gambar /data Qact C min Dengan  ,dan , Maka NTU dapat ditentukan. Q max C max

UA NTU  C min This document was created by the trial version of Print2PDF. Once Print2PDF is registered, this message will disappear. 29 Purchase Print2PDF at http://www.software602.com

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ALAT PENUKAR KALOR

Recommend Documents