PEMANFAATAN GAS BUANG PABRIK KELAPA SAWIT SEBAGAI PEMANAS AIR UMPAN KETEL UAP DENGAN ALAT PENUKAR KALOR SHELL AND TUBE T E S I S OLEH

PEMANFAATAN GAS BUANG PABRIK KELAPA SAWIT SEBAGAI PEMANAS AIR UMPAN KETEL UAP DENGAN ALAT PENUKAR KALOR SHELL AND TUBE

TESIS

OLEH HADY SITUMORANG 017015006

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

PEMANFAATAN GAS BUANG PABRIK KELAPA SAWIT SEBAGAI PEMANAS AIR UMPAN KETEL UAP DENGAN ALAT PENUKAR KALOR SHELL AND TUBE

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Pada Program Studi Magister Teknik Mesin Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

OLEH

HADY SITUMORANG 017015006/MTM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007


Judul Tesis

: PEMANFAATAN GAS BUANG PABRIK KELAPA SAWIT SEBAGAI PEMANAS AIR UMPAN KETEL UAP DENGAN ALAT PENUKAR KALOR SHELL AND TUBE

Nama Mahasiswa : Hady Situmorang Nomor Pokok

: 017015006

Program Studi

: Teknik Mesin

Menyetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Farel H. Napitupulu, DEA Ketua

Prof. Dr. Ir. Merdang Sembiring, DEA Anggota

Tulus B. Sitorus, ST, MT Anggota

Ketua Program Studi

Direktur SPs USU

Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME

Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc

Tanggal Lulus : 13 Nopember 2007


Telah diuji pada tanggal 13 Nopember 2007

Panitia Penguji Tesis Ketua

: Dr. Ir. Farel H. Napitupulu, DEA

Anggota

: Prof. Dr. Ir. Merdang Sembiring, DEA Tulus B. Sitorus, ST, MT Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME Dr. Ir. Ilmi, MSc


ABSTRAK Penelitian ini dibuat bertujuan untuk mengetahui manfaat gas buang pabrik kelapa sawit yang masih mengandung energi panas. Pemanfaatan gas buang tersebut dapat dimanfaatkan sebagai pemanas air umpan ketel uap dengan mempergunakan alat penukar kalor shell and tube satu pass. Adapun peralatan yang dipergunakan dalam penelitian ini dirancang dan dibuat berdasarkan hasil simulasi dengan program Visual Basic. Peralatan ini terdiri dari rangkaian tabung sebanyak 271 buah, dengan ukuran diameter 26,67 mm, panjang 1,50 m, susunan segitiga, sekat 8 buah, buffle cut 25 % dan diameter shell 0.611 m. Adapun bahan tabung yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah mild steel. Fluida air dialirkan di sisi shell dan gas buang dialirkan di dalam tube. Pengukuran dilakukan dengan memvariasikan laju aliran fluida air dengan temperatur dan laju aliran. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa efektivitas dipengaruhi oleh besarnya kalor diserap fluida dingin hingga batas maksimum dan turunnya temperatur gas buang yang keluar dari alat penukar kalor hingga batas maksimum. Efektivitas yang paling efektif adalah ε = 55,96 % pada laju aliran 1,60 kg/s. Kata Kunci : Shell and Tube, Efektivitas, gas buang pabrik kelapa sawit


ABSTRACT

The objective of this research was to know the application of palm oil Mill’s gas exchaustive containing the thermal energy. The utilization of the exhaustive gas can be used as feed water heater of boiler by using a single-pass shell and tube calorie-exchanger. The tool used in this research was designed based on simulation result with Visual Basic Program. This experimental set up consisted of : 271 tubes by dimension : diameter 26.67 mm length 1.50 m, triangle structure, buffle cut 25% and shell diameter 0.11 m. The tube material used in this experimental set up was mild steel. Water fluid was flown in shell side and exhaustive gas was flown in the tube. The measurement was made by varying water fluid flow rate with constant temperature and flow rate. The result of research indicated that the effectiveness was effected by the magnitude of calorie absorbed by cold fluid until maximum limit and the decreased of gas exhaustive temperature discharged from calorieexhanger until maximum limit. The best effectiveness was ε = 55,96 % in flow rate of 1.60 kg/s. Key words : Shell and Tube, effectiveness, exhaustive gass of Palm Oil Mill.


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkatNya sehingga dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Adapun topik tesis ini adalah “Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap Dengan Alat Penukar Kalor Shell And Tube”. Dalam hal ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : Bapak Dr. Ir. Farel H. Napitupulu, DEA, Bapak Prof. Dr. Ir. Merdang Sembiring,DEA, Bapak Tulus B. Sitorus, ST.MT sebagai pembimbing yang banyak membimbing dan memberikan masukan serta meluangkan waktu dalam menyelesaikan tesis ini. Demikian juga kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME dan Bapak Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri sebagai Ketua dan sekretaris Program Studi Magister Teknik Mesin Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang banyak menyediakan peralatan dan tempat demi terlaksananya usulan penelitian tesis ini. Tesis ini tidak terlepas dari kekurangan dan kesempurnaan, dalam hal ini penulis dengan senang hati menerima masukan demi kesempurnaan yang lebih baik.

Hormat saya

Hady Situmorang


RIWAYAT HIDUP

Nama

: Hady Situmorang

Tempat/Tanggal Lahir

: Purbadolok, 20 Pebruari 1975

Pekerjaan

: Staf PTP Nusantara II ( Persero ) Tanjung morawa

Alamat

: Jl Anugerah II No 2 Komp. Cemara Abadi Medan

Riwayat Pendidikan 1. Sekolah Dasar Negeri I Urat di Samosir tamat tahun 1985 2. Sekolah Menengah Pertama Negeri Palipi di Samosir tamat tahun 1991 3. Sekolah Teknologi Menengah Negeri Palipi di Samosir tamat tahun 1994 4. Universitas Darma Agung ( S – 1 ) di Medan di Medan tamat tahun 1999 5. Tahun 2001 mengikuti Sekolah Pasca Sarjana Program Studi Teknik Mesin Bidang Konversi Energi Universitas Sumatara Utara Riwayat Pekerjaan Tahun 1999 sampai tahun 2001 sebagai Staf pengajar UDA Tahun 2001 sampai sekarang sebagai Staf PTP Nusantara II ( Persero ) Tanjung Morawa.


DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK

i

KATA PENGANTAR

iii

RIWAYAT HIDUP

iv

DAFTAR ISI

v

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

ix

DAFTAR ISTILAH

x

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Batasan Masalah

1 1 3 4 4 5

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 APK jenis shell and tube 2.2 Landasan teori 2.3 Proses perpindahan panas pada alat penukar kalor 2.4 Kerangka Konsep

6 6 9 12 22

3. METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu 3.2 Bahan dan Alat 3.3 Perancangan alat penukar kalor 3.4 Bagan eksperimen 3.5 Instalasi APK 3.6 Alur penelitian 3.7 Pengamatan 3.8 Analisa data

23 23 23 25 36 37 38 40 40


4. HASIL DAN PEMBAHASAN

41

5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

57 57 58

DAFTAR PUSTAKA

59

LAMPIRAN

61


DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1

Hubungan Variasi massa dalam shell terhadap temperatur gas buang keluar APK dan efektivitas

31

Tabel 3.2

Hubungan diameter shell dengan jumlah pipa

33

Tabel 3.3

Hubungan diameter shell, susunan pipa, jumlah pipa, jumlah baffle

Tabel 3.4

34

Kesimpulan untuk masing - masing diameter shell dan jumlah tabung

34

Tabel 3.5

Perbandingan pemilihan susunan pipa

35

Tabel 3.6

Lay out, Geometri dan dimensi Alat percobaan

39

Tabel 4.1

Hasil pengamatan hari I

42

Tabel 4.2

Hasil pengamatan hari II

43

Tabel 4.3

Hasil pengamatan hari III

43

Tabel 4.4

Hasil pengamatan hari IV

44

Tabel 4.5

Hasil pengamatan hari V

45

Tabel 4.6

Hasil pengamatan hari VI

46

Tabel 4.7

Hasil pengamatan rata – rata

46


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1

APK jenis Shell and Tube Type BEM

6

Gambar 2.2

Efek dari Baffle

7

Gambar 2.3

Susuan tube dalam shell

8

Gambar 2.4

Penukar kalor elongsong dan tabung

9

Gambar 2.5

Penukar kalor pipa ganda

10

Gambar 2.6

Profil penukar kalor aliran silang kedua fluida tak bercampur

11

Gambar 2.7

APK jenis satu shell dan satu tube

12

Gambar 2.8

Kerangka konsep rancangan penelitian

22

Gambar 3.1

Diagram alir program

27

Gambar 3.2


28

Gambar 3.3


29

Gambar 3.4


30

Gambar 3.5

Instalasi percobaan

37

Gambar 3.6

Instalasi gas buang dan air umpan ketel uap

38

Gambar 3.7

Sistem percobaan peralatan APK

39

Gambar 4.1

Grafik hubungan temperatur fluida dingin keluar APK dengan efektivitas 47

Gambar 4.2

Grafik hubungan laju aliran fluida dingin dengan efektivitas

48

Gambar 4.3

Grafik hubungan temperatur gas buang dengan Efektivitas

49

Gambar 4.4

Grafik hubungan temperatur fluida panas dan fluida dingin keluar APK

50


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.

Analisa bahan baker

61

Lampiran 2.

Perhitungan temperature gas buang

62

Lampiran 3.

Gambar pembuatan alat penukar kalor (APK)

63

Lampiran 4.

Perhitungan dimensi alat penukar kalor

70

Lampiran 5.

Analisa penurunan temperatur gas buang dalam saluran gas buang dengan panjang 6 meter

89


DAFTAR ISTILAH Ao

= luas perpindahan kalor (m2)

As

= luas aliran sisi shell (m2)

At

= luas aliran sisi tube (m2)

B

= jarak antara baffle (cm)

C

= jarak antara dua permukaan tube / clearance (m)

Cc

= kapasitas kalor air (kW/K)

Ch

= kapasitas kalor gas (kW/K)

cpair

= kalor jenis air (kJ/kg.K)

cpgas

= kalor jenis gas (kJ/kg.K)

De

= diameter ekuivalen (m)

Ds

= diameter shell (m)

Dp,i

= diameter dalam tube (m)

Dp,o

= diameter luar tube (m)

hi

= koefisien perpindahan kalor di dalam tube (kW/m2.K)

ho

= koefisien perpindahan kalor di luar tube (kW/m2.K)

k

= konduktivitas termal (kW/m.K)

kgas

= konduktivitas termal gas (kW/m.K)

kair

= konduktivitas termal air (kWm.K)

L

= panjang tube (m)

LMTD = Log Mean Temperature Difference (K) mt

= laju aliran massa gas buang didalam tube (kg/s)


ms

= laju aliran massa air didalam shell (kg/s)

Pt

= jarak antara dua pusat tube / pitch (m)

ΔPs

= perubahan tekanan didalam shell

ΔPt

= perubahan tekanan didalam tube ( Pa )

Q

= perpindahan kalor nyata (kW)

Qmax

= perpindahan kalor maksimum (kW)

Qh

= kalor yang dilepaskan fluida panas (kW)

Qc

= kalor yang di serap fluida dingin (kW)

Tc,o

= temperatur air keluar (K)

Tc,i

= temperatur air masuk (K)

Th,o

= temperatur gas buang keluar (K)

Th,i

= temperatur gas buang masuk (K)

t

= tebal tube (m)

Uo

= koefisien perpindahan kalor menyeluruh ( kW/m2.K)

Bilangan tak berdimensi f

=

factor gesekan

F

= faktor koreksi

Prair

= bilangan Prandtl air

Prgas

= bilangan Prandtl gas

Nt

= jumlah tube

Np

= jumlah pass tube

Nus

= bilangan Nusselt di dalam shell


Nut

= bilangan Nusselt di dalam tube

P

= efektivitas termal

R

= perbandingan kapasitas kalor

Res

= bilangan Reynolds di dalam shell

Ret

= bilangan Reynolds di dalam tube

Simbol-simbol Yunani ε

= efektivitas alat penukar kalor (%)

υair

= viskositas kinematik air (m2/s)

υgas

= viskositas kinematik gas (m2/s)

ρair

= densitas air (kg/m3)

ρgas

= densitas gas (kg/m3)

Subscript c

= kondisi pada aliran fluida dingin

h

= kondisi pada aliran fluida panas

i

= kondisi masuk

in

= kondisi masuk

o

= kondisi keluar

out

= kondisi keluar

p

= pass

p

= pipa

s

= shell

t

= tube


BAB 1 PENDAHULUAN

1. 1

Latar Belakang Pemakaian energi listrik dan energi panas dewasa ini cukup pesat

kebutuhannya demikian juga perkembangannya, bukan hanya untuk kebutuhan proses manufaktur, tetapi juga untuk operasi – operasi pendukung. Khususnya pada pabrik kelapa sawit sangat banyak ditemui energi yang tidak termanfaat dan terbuang begitu saja. Energi tersebut dapat dipergunakan seoptimal mungkin dengan mempergunakan beberapa peralatan. Pengoptimalan penggunaan energi yang ada di pabrik kelapa sawit akan mengurangi penguapan ke atmosfer dan mengurangi polusi udara atmosfer.Salah satu cara untuk pengoptimalan energi tersebut adalah memanfaatkan energi gas buang sebagai pemanas air umpan ketel uap. Pada tahun 1960 mulai dipertimbangkan secara menyeluruh dalam masalah lingkungan. Salah satu pertimbangan dalam hal tersebut adalah karena banyaknya peningkatan energi dalam penguapan ke atmosfer. Hal itu dititik beratkan dalam hal efeknya terhadap iklim. Efek ini diketahui setelah dilakukan eksperimen di Los Angles dan di Tokyo. Dan pada eksperimen tersebut ditunjukkan polusi udara akibat dari gas buang dari mesin – mesin dan pabrik. Teknik manajemen energi dan teknik pemanfaatan kembali limbah panas (heat recovery) menjadi hal yang lebih penting. Dalam usaha penghematan energi,

Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008 1

perlu dikembangkangkan pemanfaatan gas buang dari pabrik kelapa sawit sebagai pemanas air. Dalam hal ini yang dapat memindahkan panas dari gas buang

sebagai

pemanas air disebut alat penukar kalor (APK). Pada industri – industri, alat penukar kalor merupakan peralatan vital terutama pada industri pengolahan yang mempergunakan atau memproses energi. Usaha peningkatan efektifitas dari alat penukar kalor perlu ditingkatkan. Sisa pembakaran yang dihasilkan pabrik kelapa sawit (dapur) masih mengandung potensi energi thermal yang dapat dimanfaatkan. Menurut Smith A.J dan King G.H, di Inggris (1980) sebesar 259 MJ/tahun . Jackson (1980) menyampaikan bahwa pemanfaatan gas buang akan mempunyai keuntungan memperkecil biaya pada proses pemanasan yang dipakai, juga dapat menurunkan temperatur gas buang sehingga memperkecil pencemaran thermal udara lingkungan. Sudargama dan Rahmat (1998) melakukan penelitian memafaatkan gas buang mobil Daihatsu Chasy 1600 CC dengan alat penukar kalor double pipe dapat mencapai temperatur air kondensor 99,9 0C untuk kapasitas kondensor 3 liter dalam waktu 80 menit. Tirtoatmojo Rahardjo (1999) melakukan penelitian memanfaatkan gas buang motor diesel stasioner dengan pipa spiral jenis tembaga sebagai alat penukar kalor dapat mencapai efesiensi 69,5 %. Farel. H. Napitupulu (2005) melakukan kajian eksperimental efektivitas alat penukar kalor shell and tube sebagai pemanas air dengan memanfaatkan energi Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

thermal gas buang motor diesel dapat mencapai efektivitas tertinggi 82,496 % untuk debit constant air masuk constant 5 L / menit. Dari hasil penelitian sebelumnya, kebanyakan melakukan pada alat penukar kalor double pipe dan pipa spiral dengan memanfaatkan energi thermal motor diesel. oleh karena itu peneliti tertarik untuk melakukan penelitian pemanfaatan gas buang pabrik kelapa sawit dengan alat penukar kalor jenis shell and tube, dimana dengan penggunaan alat penukar kalor tersebut dapat meningkatkan efisiensi pabrik kelapa sawit.

1.2 Perumusan Masalah Berkaitan dengan latar belakang diatas, penelitian ini mengkaji tentang pemanfaatan gas buang pada pabrik kelapa sawit (PKS) dengan alat penukar kalor shell and tube sebagai pemanas air umpan ketel uap, hal – hal yang dilakukan adalah: a.

Uap yang selama ini digunakan untuk memanaskan air umpan ketel uap dapat digunakan untuk proses produksi.

b.

Mempergunakan gas buang pabrik kelapa sawit sebagai pemanas air umpan ketel uap.

c.

Gas buang dapat mensuplai panas sesuai dengan kebutuhan air umpan ketel uap dengan kapasitas 1,60 kg / det.


1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan umum Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengkaji pemanfaatan gas buang pabrik kelapa sawit sebagai pemanas air umpan ketel uap dengan alat penukar kalor shell and tube 1.3.2 Tujuan khusus : a. Memperoleh efektivitas yang optimum alat penukar kalor dengan memanfaatkan gas buang sebagai pemanas air umpan ketel uap. b. Menghasilkan informasi yang memadai dan bermanfaat dalam memilih alat penukar kalor yang akan dipergunakan. c.

Memperoleh

dimensi

alat

penukar

kalor

sebagai

media

untuk

memanfaatkan gas buang pabrik kelapa sawit sebagai pemanas air umpan ketel uap

1.4

Manfaat Penelitian Adapun manfaat penelitian ini adalah 1. Memanfaatkan energi thermal dari gas buang pabrik kelapa sawit sebagai pemanas air umpan ketel uap. 2. Membuat ketetapan dimensi alat penukar kalor yang digunakan sebagai pemanas air umpan ketel uap pada pabrik kelapa sawit. 3. Dapat menghemat penggunaan uap sebanyak 442,492 kg / jam. 4. Dapat menghemat penggunaan bahan bakar Rp 155.001.600,-


1. 5 Batasan masalah Batasan masalah terhadap sistem pemanfaatan gas buang pabrik kelapa sawit sebagai pemanas air umpan ketel uap terdiri dari ¾

Fluida yang mengalir di dalam tube adalah gas buang pabrik kelapa sawit yang besarnya = 2,57 kg/s sesuai yang di ukur dengan alat ukur kecepatan laju aliran terhadap luas aliran cerobong gas buang.

¾

Fluida yang mengalir di dalam shell adalah air degan kapasitas 1,60 kg/det sesuai dengan kebutuhan pabrik kelapa sawit.

¾

Alat penukar kalor yang dipergunakan adalah shell and tube jenis satu laluan shell dan satu laluan tube.

¾

Pengamatan dilakukan dengan beberapa variasi debit fluida dingin masuk alat penukar kalor.

¾

Dalam penelitian mempergunakan program visual Basik dalam penyelesaian simulasi

¾

Diameter shell sudah tertentu (Фs = 0,611 m ) sesuai dengan cerobong pabrik kelapa sawit, agar tidak merobah cerobong yang ada di pabrik.

¾

Pembahasan hanya dititik beratkan pada pemanfaatan gas buang sebagai pemanas air umpan ketel uap, dan tidak membahas instalasi lain selain alat penukar kalor.

¾

Gas buang yang dipergunakan dalam perhitungan untuk mendapatkan dimensi alat penukar kalor adalah diasumsikan gas CO2 .


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alat penukar kalor jenis shell and tube Shell and tube adalah salah satu jenis alat penukar kalor (APK) yang menurut konstruksinya dicirikan oleh adanya sekumpulan tube (tube bundles) yang dipasangkan di dalam shell berbentuk silinder dimana dua jenis fluida yang saling bertukar kalor mengalir secara terpisah, yaitu melalui sisi tube dan sisi shell.

Nozzle Tube

Shell

Rear end

Baffle

Front end

Nozzle Gambar 2.1 : APK Jenis Shell and Tube Tipe BEM

Konstruksi tipe BEM mempunyai front end stationary B yang berbentuk Bunnet, shell tipe E yaitu one pass shell dan rear end head, tipe M yaitu fixed tube shell. Umumnya, aliran fluida dalam shell and tube dari suatu APK adalah paralel atau berlawanan. Untuk membuat aliran fluida dalam shell and tube menjadi aliran menyilang (cross flow) biasanya ditambah baffle (sekat). Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008 6

Kern (1983) mengemukakan bahwa adanya pemasangan baffle yang berfungsi untuk mengarahkan fluida dalam shell sehingga aliran tersebut melintang (cross flow) terhadap bundel tube, juga akan menjadikan aliran tersebut lebih turbulen. Dengan demikian koefisien perpindahan kalor konveksi akan bertambah besar dibandingkan bila aliran tersebut mengalir axial sepanjang sumbu tube tanpa baffle. Kern menambahkan bahwa semakin banyak jumlah baffle yang digunakan atau dengan kata lain baffle spacing (jarak antara baffle) semakin kecil, maka akan semakin bertambah derajat turbulensi aliran dan kerugian tekanan . Mukherjee (1998) mengemukakan pemotongan ideal untuk baffle cut diambil antara 20 % - 35 % diameter shell. Apabila pemotongan baffle diambil kurang dari 20 % dengan maksud agar koefisien perpindahan kalor konveksi dalam shell side jadi bertambah, atau pemotongan diambil lebih dari 35 % dengan maksud agar kerugian tekanan jadi berkurang, maka hasil yang diperoleh umumnya akan merugikan. Pada gambar 2.2 dapat terlihat efek dari baffle cut. Untuk cairan fase tunggal pada sisi shell, baffle cut horizontal sangat dianjurkan guna meminimumkan endapan pada bagian dasar shell. Jarak ideal baffle spacing adalah 0,2 D dari diameter shell . Main Flow Shell Diameter

Eddles Baffle

Eddles Baffle

a. Baffle Cut Kecil

Main Flow

b. Baffle Cut Besar

Baffle c. Baffle Cut ideal Gambar 2. 2 : Efek dari Baffle Cut Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

K. Poddar (2000) mengoptimalkan 4 susunan dari tube yaitu : 30, 45, 60, dan 90 o dengan ukuran tube dianjurkan ¾ “ dengan merekomendasi susunan tube sebagai berikut : a.

Perencanaan susunan tube 45 o bila membutuhkan pembersih mekanik.

b.

Perencanaan susunan tube 30o bila pembersih mempergunakan bahan kimia seperti ditunjukka di bawah ini.

c

a

c

PT

PT

b

Gambar 2.3 : Susunan Tube dalam Shell : (a) Susunan segi empat dan (b) susunan segitiga Beberapa faktor mempengaruhi efektivitas yang telah diteliti sebagai berikut : 1.

Mukherjee (1998) menganjurkan kecepatan aliran didalam tube minimum 1 m/s dengan kecepatan maksimum 2,5 – 3,0 m/s. Mukherjee juga menganjurkan jarak antara baffle minimum 0,2 dari diameter dalam shell atau 2” sedangkan jarak maksimum adalah 1x diameter bagian dalam shell. Jarak baffle yang panjang akan menyebabkan aliran membujur dan kurang efisien dari pada aliran melintang.


2.

Handoyo Ekadewi Anggraini

(1998) melakukan penelitian pengaruh tebal

isolasi pada bagian luar shell, efektivitas meningkat hingga suatu harga maksimum dan kemudian akan berkurang. 3.

Handoyo Ekadewi Anggraini (2000) melakukan penelitian penggunaan baffle dapat meningkatkan efektivitas alat penukar kalor, hal ini sejalan dengan peningkatan koefisien perpindahan kalor.

4.

Wahjudi

Didik

(2000)

menyimpulkan

dalam

penelitiannya

dengan

mempergunakan alat penukar kalor tabung konsentris, efektivitas berkurang, jika kecepatan masuk udara dingin meningkat dan efektivitas meningkat, jika kecepatan udara panas meningkat.

2. 2 Landasan Teori Pada umumnya alat penukar kalor yang dipergunakan pada pabrik kelapa sawit adalah model terbuka ( open feed – water heater ). Sedangkan untuk industri – industri kimia banyak memakai model selongsong atau cangkang dan tabung ( shell and tube ) seperti gambar 2- 5 Th1 [ Fluida selongsong ( mc )s = Cs ] Fluida tabung (mc) Tc1 Tc2 Th2 Gambar 2.4 : Penukar kalor selongsong dan tabung Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

Suatu fluida mengalir di dalam tabung, sedangkan fluida yang satu lagi dialirkan melalui selongsong melintasi luar tabung. Untuk menjamin

fluida di

sebelah selongsong mengalir melintasi tabung dan dengan demikian menyebabkan perpindahan panas yang lebih tinggi, maka di dalam selongsong itu dipasang sekat – sekat. Jenis penukar kalor yang kita sebutkan ialah susunan pipa ganda yang ditunjukkan gambar 2-5. Dalam penukar kalor jenis ini dapat digunakan aliran searah atau aliran lawan arah, baik dengan zat cair panas maupun zat cair dingin terdapat dalam ruangan annulus dan zat cair yang lain di dalam pipa – dalam. Thi Tco

Tci Tho Gambar 2.5 : Penukar kalor pipa ganda Penukar kalor aliran silang banyak dipakai dalam pemanas dan pendingian udara atau gas. Contohnya ialah penukar kalor seperti pada gambar 2.6, dimana gas dialirkan menyilang berkas tabung, sedangkan fluida lainnya digunakan di dalam tabung untuk memanaskan atau mendinginkan . Dalam penukar kalor ini fluida yang mengalir melintasi tabung disebut arus campur sedangkan fluida di dalam tabung disebut arus tak campur. Gas ini dikatakan bercampur karena dapat bergerak dengan bebas di dalam alat ini sambil menukar


kalor. Fluida yang satu lagi terkurung di dalam tabung saluran penukar kalor dan tidak bercampur selama proses perpindahan kalor.

Aliran gas

Pemanas atau pendingin fluida

Gambar 2.6 : Profil penukar kalor aliran silang kedua fluida tak bercampur Alat uji yang dipergunakan dalam penelitian ini menggunakan model alat penukar kalor jenis shell and tube, dengan standart TEMA ( tubular exchanger manufacturers association ) type E “ Satu lintas shell dan satu lintas tube” (one shell and one tube passes) mempergunakan sekat. Pada gambar 2.8 diperlihatkan skema alat uji yang digunakan dalam penelitian . Adapun alasan mempergunakan baffle / sekat adalah untuk mensirkulasikan fluida dingin secara turbulent dan juga menahan aliran fluida dingin di dalam shell demi meratanya temperature fluida dingin keluar.


m

T

h

m

h ,i

c

T c ,o

T

c ,i

T

h ,o

Gambar 2.7 : Alat Penukar Kalor Jenis satu Shell dan satu Tube Pada type E dalam hal ini media pemanas diambil dari gas buang pabrik kelapa sawit yang mengalir di dalam tube dan fluida air mengalir di sisi shell.

2.3 Proses Perpindahan Panas pada Alat Penukar Kalor Besarnya panas yang diserap fluida dingin o

Qc = ms × cpair × ΔTc Qc = ms × cpair × (Tc,o − Tc,i ) o

dimana :

Qc o

(2.1)

= kalor yang diserap fluida dingin (kW)

ms

= laju aliran massa air (kg/s)

cpair

= kalor jenis air (kJ/kg.K)

Tc,o

= temperatur air keluar (K)

Tc,i

= temperatur air masuk (K)

Sifat fluida dingin dievaluasi pada temperatur dingin rata-rata, yaitu

Tc =

Tc,i + Tc,o 2

Besarnya kalor yang dilepaskan fluida panas


o

Q h = m t × Cp gas × ΔT h Q h = m t × Cp gas × (T h, i − T h, o ) 0

(2.2)

dimana :

Qh o

= kalor yang dilepaskan fluida panas (kW)

mt

= laju aliran massa gas buang (kg/s)

cpg

= kalor jenis gas buang (kJ/kg.K)

Th,o

= temperatur gas buang keluar (K)

Th,i

= temperatur gas buang masuk (K)

Sifat fluida gas buang dievaluasi pada temperatur gas buang rata-rata, yaitu

Th =

Th,i + Th,o 2

Perhitungan laju aliran massa gas buang dapat dihitung : Qh = Qc o

o

mt .cpgas .(Th,ii– Th,o) = m s .cpair.(Tc,o– Tc,i) m s .c p air .(T c, o − T c,i o

o

mt =

c p gas .(T h,i − T h, o

) )

(2.3)

2.3.1 Efektivitas alat penukar kalor Untuk menentukan efektivitas alat penukar kalor harus ditentukan fluida minimum, dimana kapasitas kalor yang minimum dipilih dari : •

o

Untuk fluida dingin : C c = m s × cp air


•

o

Untuk fluida panas : C h = m t × cp gas

dimana : Cc = kapasitas kalor air (kW/K) Ch = kapasitas kalor gas buang (kW/K) Jika fluida dingin sebagai fluida minimum, maka efektivitas alat penukar kalor dapat diperoleh dari persamaan ε=

Q Q max

(T ε= (T

c, o

− Tc,i )

(2.4)

− Tc,i )

h, i

Jika fluida panas sebagai fluida minimum, maka efektivitas alat penukar kalor dapat diperoleh dari persamaan ε=

Q Q max

(T ε= (T

h,i h,i

dimana : ε Q

− Th,o ) − Tc,i )

=

efektivitas alat penukar kalor (%)

=

perpindahan kalor nyata (kW)

Qmax =

(2.5)

perpindahan kalor maksimum yang mungkin (kW)

2.3.2. Perpindahan kalor dengan menggunakan metode LMTD Besarnya laju perpindahan kalor dengan metode LMTD dapat dihitung,yaitu: Q = U o × A o × F × LMTD dimana :

Q

= perpindahan kalor secara pindahan kalor (kW)

Uo

= koefisien perpindahan kalor menyeluruh (kW/m2.K)

(2.6)


F

= faktor koreksi

LMTD = Log Mean Temperature Difference (K) Log Mean Temperature Difference (K) LMTD =

(T

h,i

− Tc,o ) − (Th,o − Tc,i ) (T − Tc,o ) ln h,i (Th,o − Tc,i )

(2.7)

Untuk mencari F diperlukan parameter

P=

Th,o − Th,i Tc,i − Th,i

dan R=

Tc ,i − Tc,o Th ,o − Th ,i

jika R = 1, maka diperoleh

P 1− P F= ⎡2 − P 2 − 2 ⎤ Ln ⎢ ⎥ ⎣2 − P 2 + 2 ⎦

( (

) )

(2.8)

jika R≠1, maka diperoleh

(R 2 +1) × Ln⎛⎜⎜⎝ 1 −1{P− ×PR}⎞⎟⎟⎠ F= ⎡ ⎛ ⎞⎤ 2 ⎢ 2 − P⎜⎝ R + 1 − (R + 1) ⎟⎠ ⎥ (R − 1)× Ln⎢ ⎥ ⎢ 2 − P⎛⎜ R + 1 + (R 2 + 1) ⎞⎟ ⎥ ⎢⎣ ⎝ ⎠ ⎥⎦

(2.9)


dimana : P = efektivitas thermal R = perbandingan kapasitas kalor Luas perpindahan kalor adalah : A o = π × d p,o × L × N t

dimana : Ao

(2.10)

= luas perpindahan kalor (m2)

dp,o = diameter luar tube (m) L

= panjang tube (m)

Nt

= jumlah tube

Koefisien perpindahan kalor menyeluruh :

Uo =

1 d p,o d p,i

dimana : hi

d p,o d p,o 1 1 × + × Ln + hi 2× k d p,i h o

(2.11)

= koefisien perpindahan kalor di dalam tube (kW/m2.K)

ho

= koefisien perpindahan kalor di luar tube (kW/m2.K)

k

= konduktivitas termal (kW/m.K)

dp,i

= diameter dalam tube (m)

Tahanan pada tube diabaikan untuk konduktivitas tinggi dan tebal tube yang tipis, sehingga koefisien perpindahan kalor menyeluruh menjadi

Uo =

d p,o d p,i

1 1 1 × + hi ho

(2.12)


•

Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam tube

Bilangan Reynolds Re t =

m t × d p,i

(2.13)

ρ gas × A t × υ gas

dimana : Ret = bilangan Reynolds di dalam tube ρgas = densitas gas (kg/m3) υgas = viskositas kinematik gas (m2/s) At

= luas aliran sisi tube (m2)

diameter dalam tube dp,i = dp,o – 2 × t dimana : t

(2.14)

= tebal tube (m)

luas aliran sisi tube menurut : N t × π × (d p,i )

2

At = dimana : Nt Np

(2.15)

4× Np

= jumlah tube = jumlah pass tube

Jika alirannya merupakan aliran laminar ( Re t < 2100 ), bilangan Nusselt di dalam tube diperoleh dari persamaan Nu t =

h i × d p,i k gas

⎛ Re t × Prgas × d p,i = 1,86 × ⎜⎜ L ⎝

⎞ ⎟⎟ ⎠

1

3

(2.16)

Jika alirannya diantara 2100 < Ret < 10.000 ., bilangan Nusselt didalam tube diperoleh dari persamaan Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

Nu t =

h i × d p,i k gas

= 0,116 x (Re t

2/3

⎡ ⎛ dp , i ⎞ 2 / 3 ⎤ 1/ 3 − 125) x ⎢1 + ⎜ ⎟ ⎥ x Pr gas ⎣⎢ ⎝ L ⎠ ⎦⎥

(2.17)

Jika alirannya merupakan aliran turbulen ( Re t > 10000), bilangan Nusselt di dalam tube diperoleh dari persamaan Nu t =

h i × d p,i

= 0,023 × Re t

k gas

4

5

× Prgas

0,4

(2.18)

Jika alirannya merupakan aliran transisi atau bukan aliran laminar maupun aliran turbulen (2100 ≤ Re t ≤ 10000), bilangan Nusselt didalam tube diperoleh dari persamaan Nu t =

h i × d p,i k gas

(

= 0,116 × Re t

2

3

⎡ ⎛d p,i − 125 × ⎢1 + ⎜⎜ ⎢ ⎝ L ⎣

)

⎞ ⎟⎟ ⎠

2

3

⎤ ⎥ × Prgas 13 ⎥ ⎦

(2.19)

dimana : Nut = bilangan Nusselt di dalam tube kgas = konduktivitas panas gas (kW/m.K) Prgas = bilangan Prandtl gas Sifat fluida di evaluasi pada temperatur gas rata-rata, yaitu

Th = •

Th,i + Th,o 2

Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam shell

Bilangan Reynolds

Re s =

ms × De ρ air × A s × υ air

(2.20)

dimana : Res = bilangan Reynolds di dalam shell Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

ρair

= densitas air (kg/m3)

υair

= viskositas kinematik air (m2/s)

As

= luas aliran sisi shell (m2)

De

= diameter ekuivalen (m)

diameter ekivalen 4 × (Pt ) − π × (d p,0 ) 2

De =

2

π × d p,0

(2.21)

dimana : Pt = jarak antara dua pusat tube / pitch (m) luas aliran sisi shell : As =

Ds × C × B Pt

(2.22)

dimana : Ds = diameter shell (m) C = jarak antara dua permukaan tube / clearance (m) B = jarak antara baffle jarak antara dua permukaan tube C = Pt − d p ,o

(2.23)

L Nb +1

(2.24)

jarak antara baffle B=

Jika bilangan Reynold berada pada interval 0,1 < Re s < 100000, bilangan Nusselt didalam shell diperoleh dari persamaan


Nu s =

{

}

h o × De 0 , 55 0,3 = 0,35 + 0,56 × (Re s ) × (Prair ) k air

(2.25)

Jika bilangan Reynold berada pada interval 100000 < Re s < 1000000, bilangan Nusselt didalam shell diperoleh dari persamaan

Nu s =

1 h o × De 0 , 55 = 0,36 × (Re s ) × (Prair ) 3 k air

(2.26)

dimana : Nus = bilangan Nusselt di dalam shell kair

= konduktivitas kalor air (kW/m.K)

Prair = bilangan Prandtl air Sifat fluida dievaluasi pada temperatur air rata-rata, yaitu

Tc =

Tc,i + Tc,o 2

2.3.3 Penurunan tekanan di dalam tube dan di dalam shell Penurunan

tekanan

di

dalamtube

dapat

⎤ ρ gas × Vt2 ⎡ f t × L × N p + 4 × Np ⎥ ΔPt = ⎢ 2 × g c ⎣⎢ D p,i ⎦⎥

dihitung

yaitu (2.27)

dimana : ΔPt = penurunan tekanan di dalam tube (Pa) Vt

= kecepatan gas buang di dalam tube (m/s)

gc

= 1 kg.m/N.s2

ft

= friction factor di dalam pipa

friction factor di dalam tube

f t = (0,79 × Ln(Re t ) − 1,64)

−2

(2.28)


:

kecepatan gas buang di dalam tube

Vt =

mt ρ gas × A t

(2.29)

Penurunan tekanan di dalam shell ΔPs =

ρ air × Vs2 D s × × f s × (N b + 1) 2 × gc De

(2.30)

dimana : ΔPs = penurunan tekanan di dalam shell (Pa) Vs

= kecepatan air di dalam tube (m/s)

gc

= 1 kg.m/N.s2

ft

= friction factor di dalam shell

friction factor di dalam shell f s = exp[0.576 - 0.19 × ln(Re s )]

(2.31)

kecepatan air di dalam shell Vs =

ms ρ air × A s

(2.32)


2.4. Kerangka konsep

Berdasarkan tinjauan pustaka tersebut diatas dibuat rancangan penelitian sebagai berikut: Mulai

Data rancangan alat penukar kalor ( survey )

Simulasi

Pembuatan alat penukar kalor

Evaluasi data dengan hasil pembuatan

tidak

Bentuk dan ukuran

ya Pemasangan instalasi alat penukar kalor

Pengujian alat penukar kalor shell and tube

Kapasitas dan temperatur air

Selesai

Gambar 2.8. Kerangka konsep rancangan penelitian


BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1

Tempat dan waktu

Penelitian ini dilaksanakan di pabrik PPKS (Pusat Penelitian Kelapa Sawit) Aek Pancur Medan dan dimulai sejak waktu pengesahan usulan oleh pengelola program dinyatakan disetujui, dengan menggunakan alat penukar kalor jenis shell and tube pada pabrik kelapa sawit serta pengolahan data mempergunakan program komputer.

3.2 Bahan dan alat

3.2.1. Bahan Bahan- bahan penelitian yang akan dirakit terdiri dari : 1. Front tube sheet Pipa (tube) steam diameter luar 26,67 mm Pipa ini digunakan untuk saluran gas buang dari pabrik kelapa sawit . 2. Pipa mild steel yang digunakan untuk saluran keluar dan masuk air (shell). Pipa ini mempunyai diameter luar 0,611 m 3. Nozzle diameter 3 “ yang dipergunakan untuk saluran masuk dan keluar dari fluida air . 4. Baffel (sekat) dari bahan wrought mild steel Baffle ini berjumlah 8 buah dengan baffle cut 26,5 %. Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008 23

5. T fitting yang dipergunakan untuk memasang Termocopel dan Pressure gauge dari daerah pengukuran / pengamatan. 6. Isolasi yang terbuat dari bahan glass wool dipergunakan untuk melilit bagian luar dari shell. 7. Gave valve, elbow dan sambungan pipa yang digunakan masing -masing berdiameter 3 “. 8. Tangki air yang dipergunakan untuk menampung air. 9 . Rangka besi siku ¾“ yang digunakan untuk menopang alat penukar kalor shell and tube. 10. Brander potong. 11. Solar untuk genset. 12. Serat dan cangkang untuk bahan bakar ketel uap. 13. baut dan mur untuk mengikat flag dengan HE. 14. Gas LPG. 15. Kawat las

3.2.2. Alat Alat-alat penelitian yang akan dipergunakan terdiri dari : 1. Pabrik kelapa sawit dengan kapasitas 5 ton TBS / jam 2. Manometer dengan spesifikasi: MADE IN ENGLAND BY AIRFLOW DEVELOPMENT HINGH WYCOMBE, 6.B-


3 Pompa air dengan spesifikasi: DREHRICTLING SAUSTUTZEN AUT DER ANTRIEBSEITE Achtung Mohna pumpa yor inbotlebnahme auch nach reparatur oder angorem 4 Thermometer dengan spesifikasi : SENZE 6. Pompa boiler dengan spesifikasi: EDUR Pumpen peblik Eduard Redlienkiel NHP 403A142L 7. Kerek rantai dengan kapasitas 5 ton. 8. Sekop. 9. Flow meter dengan spesifikasi : LXL-50N-250N HORIZONTAL WOLTMAN TYPE WATER METER 10. Computer Pentium IV. 11. Heat Exchanger jenis sheel and tube. 12. Anemo meter.

3 3 Perancangan Alat Penukar Kalor

Gas panas yang diambil dari gas buang pabrik kelapa sawit dialirkan ke alat penukar kalor yang telah terpasang lengkap . 3.3.1 Data-data alat penukar kalor Untuk merancang alat penukar kalor yang diperlukan perhitungan, data-data sementara yang diketahui, dipilih, dan diharapkan adalah : •

Th,i = 290 oC (Temperatur gas buang yang keluar dari pabrik kelapa sawit )


•

Tc,i = 28 oC (Temperatur air di lingkungan pabrik)

•

Tc,o= 85 oC (Temperatur air yang diharapkan)

•

m t = 2,57 kg/s (Laju aliran massa gas buang)

•

m s = 1,60 kg/s (Laju aliran massa air)

•

Ds = 0,611 m (Diameter Shell yang dipilih)

•

Pt = 33,3375 mm = 0,0333375 m (Jarak pitch) = 1,25 x dpo

•

Nb = 8 (Jumlah sekat yang direncanakan)

•

dp,o = 26,67 mm = 0,02667 m (Diameter tube yang dipilih)

•

t

= 2,87 mm = 0,00287 m (Tebal tube)

•

Np

=1 (Jumlah pass yang direncanakan)

•

o

o

Susunan tube : segitiga

Dalam perencanaan alat penukar kalor yang berdasarkan data survey yang ada di pabrik kelapa sawit seperti tercantum di atas perlu dibuat diagram alir perhitungan seperti di bawah ini.


DIAGRAM ALIR PROGRAM

Mencari Ds

Mencari Nt

Nt Pt

Ds Pt

Ds = 1,4.Pt.Nt 0,47 Susunan Segitiga

Susunan Bujur sangkar Susunan Segitiga

Nt = Nt segitiga (Ds, Pt)

Susunan Bujur sangkar

Nt = Nt Bujursangkar (Ds,Pt)

Nt 1 = Nt Segitiga (Ds, Pt)

Nt 1 = Nt Bujursangkar (Ds,Pt)

Nt

Mencari Pt

Label : dikoreksi

Nt = Nt 1

Nt = Nt 1 Ds Nt

Pt =

Ds 0 , 47 1, 4 ⋅ N t

Nt 1 = Nt Segitiga (Ds, Pt)

Label : dikoreksi

Ds, Nt

Nt 1 = Nt Bujursangkar (Ds,Pt)

Nt = Nt 1

Nt = Nt 1

Pt, Nt

Gambar 3.1 :Diagram alir program


q m s . Cp gas

Tc,o -Tc,i Th,i - Tc,i

Th,i -Th,o Th,i - Tc,i

Gambar 3.2 : Diagram alir program


(Th,i - Tc,o ) - (Th,o - Tc,i ) Th,i -Tc,o ln ( ) Th,o - Tc,i

Th, o -Th,i Tc,i - Th,i Tc,i -Tc,o Th, o - Th,i

P 1- P 2 - P (2 ln [ 2 - P (2 +

2) ] 2)

1- P (R 2 + 1) x ln ( ) 1 - {P x R} (R - 1) x ln [

2 - P (R + 1 2 - P (R + 1 +

(R 2 + 1) ) (R 2 + 1) )

]

L N b +1

4 . Pt 2 - π (Dpo)2 π . Dpo

3,44. Pt 2 - π (Dpo)2 π . Dpo

Ds .C . B Pt m s . De

ρ air . As . υ air



k air . Nu s De

N t . π .Dpi2 Np

1,86 . (

Re t . Prgas . Dpi L

)1 / 3

0,116. (Re t

1/3

-125) . (1 + (

Dpi 2/3 1/3 ) ) . (Prgas ) L

k air . Nu t Dpi

1 Dpo + Dpi . hi

Dpo ) 1 Dpi + 2 . k pipa . L ho

Dpo . ln (

q (Uo . π . N t . Dpo)



Untuk mendapatkan dimensi APK yang lebih akurat maka data yang ada pada 3.3.1 tersebut dimasukan ke dalam simulator yang telah dirancang dengan mempergunakan program visual basic, yang ditabelkan seperti berikut ini. Untuk menentukan pemilihan dimensi alat penukar kalor, sebaiknya

mempertimbangkan hal – hal

sebagai berikut 1. Pembuatan alat disesuaikan bahan yang dipasaran dengan biaya terjangkau. 2. Temperatur air keluar dari APK mencapai 85 0C . 3. Pemakaian biaya pabrik dapat dihemat dari biaya sebelumnya . Untuk memperoleh dimensi APK dapat dilakukan simulasi dengan mempergunakan program visual basic yang diawali dengan aliran program seperti di atas. Adapun simulasi dengan program Visual Basic tersebut adalah seperti di bawah ini Tabel 3.1. Hubungan variasi massa dalam shell terhadap temperatur gas buang keluar APK dan efektivitas. Ditentukan Thi (0C ) 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290

mt (kg/s) 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

Tci (0C ) 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28

Divariasikan Tco (0C ) 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85

ms (kg/s) 1,53 1,54 1,55 1,56 1,57 1,58 1,59 1,60 1,61 1,62 1,63 1,64 1,65 1,66 1,67 1,68 1,69 1,70

Diperoleh Tho (0C ) 150,22 149,2 148,28 147,26 146,36 145,32 144,40 143,37 142,46 141,42 140,51 139,47 138,56 137,52 136,60 135,56 134,65 133,73

Efektivitas ( %) 53,35 53,74 54,08 54,47 54,82 55,22 55,57 55,96 56,31 56,70 57,05 57,45 57,80 58,19 58,54 58,94 59,29 59,64


Dengan memperhatikan tabel 3.1. dapat dilihat bahwa dengan bertambahnya aliran massa air menyebabkan efektivitas bertambah. Laju aliran massa air yang akan dipilih adalah laju aliran massa air dengan efektivitas paling tinggi tetapi temperatur gas buang tidak boleh kurang dari 143 0C yang mengacu pada penggunaan rumus [ Tg =

Wa + 1 Tu ], Wa = berat udara aktual, Tu temperatur udara masuk dapur Wa

pembakaran (lampiran 2), untuk mencapai temperatur gas buang pada ujung cerobong gas buang 130 0C dengan ketinggian cerobong 18 - 30 m dan diameter cerobong 1m, untuk mencegah pengkaratan pada pipa gas buang akibat sulfur pada gas buang yang terkondensasi sesuai dengan rujukan yang terdapat pada (22). Dengan pertimbangan di atas maka dipilih laju aliran massa aliran air 1,60 kg/det. 3.3 5 Pemilihan susunan pipa Pada langkah ini input yang diperhatikan adalah diameter shell (Ds), jarak antar inti pipa (Pt) dan jenis susunan pipa, untuk memperoleh jumlah pip (Nt) Dalam perancangan ini jarak antar sumbu pipa (Pt) ditetapkan sebesar 33,3375 mm (1,25 x dpo) seperti gambar 2.3 b , jenis susunan pipa yang akan disimulasikan adalah susunan segitiga dan bujur sangkar. Kemudian dengan berbasis “knowledgebase”maka input diatas disimulasikan dan diperoleh hasil seperti tabel 3.2


Tabel 3.2.Hubungan diameter shell dengan jumlah pipa . Divariasikan (m) 0,45 0,5 0,55 0,601 0,611 0,621 0,631

( Inch ) 17,7165 19,6851 21,6535 23,6137 24,05507 24,44877 24,84247

Ditetapkan Pt ( mm ) 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375

0,641 0,45 0,5 0,55 0,601 0,611 0,621 0,631

25,23617 17,7165 19,6851 21,6535 23,6137 24,05507 24,44877 24,84247

33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375 33,3375

301 120 145 185 225 241 241 249

0,641

25,23617

33,3375

256

Susunan

Segitiga

Segiempat

Ds

Diperoleh Nt ( bh ) 151 169 211 253 271 283 295

Dari tabel 3.2. dapat dilihat bahwa untuk diameter shell yang semakin besar maka jumlah pipa yang diperlukan juga semakin banyak dan meskipun pada akhirnya panjang pipa berkurang, akan tetapi konsekuensinya adalah biaya pemotongan pipa akan bertambah, begitu pula biaya melubangi baffle. Belum lagi harga diameter shell yang bertambah, maka harga pembuatan APK akan bertambah. Dari table 3.1. juga terlihat perbedaan jumlah pipa untuk susunan segitiga dengan bujursangkar. Untuk diameter shell yang sama susunan segitiga memuat lebih banyak pipa dibandingkan dengan susunan bujur sangkar. Pada langkah memvariasikan diatas yang dipertimbangkan adalah jumlah baffle (B), Tebal pipa (t), konduktivitas (k) dan diameter luar pipa (dpo), untuk memperoleh dimensi APK beserta sifat – sifat fisik dari fluida. Dalam perencanaan ini tebal pipa (t) dibuat tetap yaitu 2,87 mm. konduktivitas bahan tergantung temperature film dari


gas buang. Diameter luar pipa (dpo) dibuat tetap yaitu 26,67 mm . Kemudian input di atas yang sudah ditetapkan pada langkah 1 dan langkah 2 dapat disimulasikan lagi sehingga diperoleh seperti table 3.3. Tabel 3.3. Hubungan diameter shell, susunan pipa, jumlah pipa dan jumlah baffle . Susunan

Divariasikan Ds (m)

Pt ( mm)

Diperoleh Nt

Segitiga

0,611

33,3375

271

Bujursangkar

0,611

33,3375

241

Nb

Λ Ps

Λ Pt

As ( m2 )

101,47

65,21

2030,69

0,0374

100,27 101,06

170,78 349,90

2024,73 2020,92

0,0264 0,0203

101,48 100,32 101,20 110,21 110,05 110,54 110,25 111,76 110,64

619,81 997,04 1497,60 40,75 107,28 220,54 391,61 631,10 949,32

2018,23 2016,20 2014,59 2578,63 2568,65 2562,30 2557,81 2554,43 2551,77

0,0166 0,0140 0,0121 0,0390 0,0275 0,0212 0,0173 0,0145 0,0125

L (m)

B ( cm )

Uo(W/ m2 K )

Ho (W/m2K)

hi W/m2K

4

1,53

30,64

74,83

1288,88

6 8

1,51 1,50

21,68 16,76

75,54 76,01

1539,56 1757,64

10 12 14 4 6 8 10 12 14

1,50 1,49 1,49 1,59 1,57 1,56 1,55 1,55 1,54

13,65 11,51 9,95 31,97 22,56 17,40 14,16 11,93 10,30

76,34 76,59 76,79 80,65 81,65 82,31 82,78 83,13 83,42

1953,45 2132,80 2299,34 1073,77 1284,93 1468,64 1633,61 1784,71 1925,01

( Pa )

( Pa )

Dari tabel 3.3 untuk setiap variasi diameter shell, dipilih Nb yang menengah karena didasarkan pada biaya pembelian baffle serta untuk membuat lubang pada baffle, selain itu penurunan tekanan di dalam shell. Dan dapat dilihat pada tabel 3.4. Tabel 3.4 Kesimpulan untuk variasi Ds dan Nt didasarkan tabel 2.3 dan 2.4 Susunan Ds (m)

Divariasikan Pt Nt ( mm)

Nb

L (m)

B ( cm )

Uo (W/m2K )

Diperoleh Ho Hi 2 (W/m K) W/m2K

Λ Ps

Λ Pt

As ( m2 )

( Pa )

( Pa )

Segitiga

0,611

33,3375

271

8

1,50

16,76

76,01

1757,64

101,06

349,90

2020,92

0,0203

Bujursangkar

0,611

33,3375

241

8

1,56

17,40

82,31

1468,64

110,54

220,54

2562,30

0,0212

Untuk menentukan susunan pipa Alat Penukar Kalor dapat dibuat perbandingan susunan segitiga dengan susunan bujursangkar sebagai berikut. ¾ Susunan segitiga : dipilih diameter shell 0,611, dimana pipa yang dibeli dapat

dipergunakan semuanya dengan panjang tube 1,5 m, namun koefisien


perpindahan panas menyeluruh (Uo) lebih kecil, panjang tube (L) lebih pendek serta jumlah tube (Nt) yang lebih banyak ¾ Susunan bujursangkar : dengan diameter 0,611, , dimana pipa yang dibeli dengan

panjang satu batang 6m dan panjang tube 1,56 m tidak dapat dipergunakan semuanya sehingga mengakibatkan pembelian pipa yang lebih banyak namun koefisien perpindahan panas menyeluruh (Uo) lebih besar, panjang tube (L) lebih panjang serta jumlah tube (Nt) yang lebih sedikit. Dan dapat ditabelkan perbandingan pemilihan susunan pipa dalam shell Tabel 3.5. perbandingan pemilihan sunan pipa. Susunan Segitiga Bujursangkar

Diamet er shell 0,611 0,611

Jumlah pipa 271 241

Panjang tube dalam shell 1,5 1,56

Yang terpakai per batang 6/1,5 6/1,56

Sisa 0 0,84

Yang dibeli 68 81

Nilai pembelian APK 65000000 80000000

Jika dilihat dari tabel 3.5 maka dari 6 m pipa yang dibeli dapat dipergunakan 6 m yaitu di potong 4 potong. Jadi dapat disimpulkan bahwa alat penukar kalor yang akan dirancang adalah alat penukar kalor dengan ssunan rangkaian pipa segitiga, massa aliran air 1,60 kg/s , dan dimensi alat penukar kalor adalah ¾ Diameter luar tube (Dpo) = 26,67 mm ¾ Diameter shell ( Ds ) = 0,611 m ¾ Jumlah tube ( Nt ) = 271 ¾ Jumlah baffle ( B) = 8 ¾ Panjang tube ( L ) = 1,5 m


Dengan diperolehnya dimensi APK tersebut di atas maka dapat dibuat gambarnya secara jelas, dimana dalam gambar tersebut diuraikan bagian – bagian dan ukuran yang akan dibuat. Hal itu dilakukan adalah untuk mempermudah pembuatan dan pemasangan peralatan tersebut.

3.4 Bagan eksperimental

Gas buang yang dihasilkan ruang bakar ketel uap dapat dialirkan melalui saluran gas buang, dimana gas buang tersebut masih memiliki temperatur yang tinggi. Gas buang merupakan sumber energi yang dimanfaatkan untuk memanaskan air umpan ketel uap. Air yang dipanaskan sampai temperatur air umpan ketel uap dialirkan di dalam shell dan gas buang di alirkan di dalam tube dengan arah aliran yang berlawanan. Agar air yang dipanaskan dapat mencapai temperatur yang diinginkan dapat dipasang beberapa baffle sebagai alat memperlambat aliran fluida sekaligus mengarahkan aliran fluida tersebut.Hal itu dapat dilihat dalam gambar 3. 5


4

8

7 3 5 2

6

1

Keterangan : 1 = Tangki air dingin 2 = Popmpa air dingin 3 = Alat penukar kalor 4 = tangki air panas 5 = ketel uap 6 = Proses pengolahan 7 = dapur pembakaran 8 = Saluran gas buang

Gambar 3.5 : Instalasi Percobaan

3. 5 Instalasi alat penukar kalor

Alat penukar kalor (APK) dapat dipasang pada saluran gas buang ketel uap yang ada di pabrik. Agar pemasangan APK tidak memerlukan penambahan biaya dan pekerjan yang rumit maka diameter shell disesuaikan dengan saluran gas buang yang ada di pabrik.dalam hal ini temperature air masuk (Tci), temperature air keluar (Tco), temperature gas buang masuk (Thi), temperature gas buang keluar (Tho). Instalasi Alat penukar kalor dapat dilihat dalam gambar 3.6


Tho Ketel uap

Tci Thi APK

Tco

Gambar 3.6 : Instalasi gas buang dan air umpan ketel uap

3.6. Alur Penelitian

Persiapan sebelum penelitian a. Membuat diagram alir dari proses perhitungan . b. Membuat program komputer yang sesuai dengan diagram alir. c. Menjalankan program komputer dengan memasukan data-data input kedalam Form yang tersedia sehingga menghasilkan dimensi yang sama dengan hasil perhitungan secara manual. d. Melakukan simulasi untuk beberapa data input sehingga diperoleh dimensi yang berbeda-beda. e. Memilih dimensi yang akan dirakit seperti terlihat pada tabel 3.6.


Tabel 3.6. Lay Out, Geometri dan Dimensi Alat Percobaan Tube

Shell

Baffle

-

- Jumah pass = 1 - Diameter shell = 0,611m - Bahan Mild steel

-

Jumah pass = 1 Jumlah tube = 271 Diameter tube = ¾” Bahan steam pipe ASME 304 L - Susunan segitiga - Panjang = 1,50 m

Type single segmental Baffle Cut = 25 % Bahan wrought mild steel Jumlah Baffle = 8 Baffle Space = 16,76 cm

Berdasarkan geometri, dimensi dan efektifitas yang diperoleh maka akan dirancang suatu alat penukar kalor shell and tube untuk dipergunakan sebagai alat penelitian yang direncanakan. Skets gambar instalasi yang direncanakan dapat dilihat pada gambar 3.7.

APK

Gambar 3.7 : Sistem percobaan peralatan APK Segala perlengkapan - perlengkapan diatur sesuai dengan fungsinya masing – masing, termasuk pabrik kelapa sawit dan alat penukar kalor shell and tube dan Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

pompa dihidupkan. Air yang mengalir di dalam shell yang merupakan air pendahuluan ketel uap langsung dipanasi gas buang pada waktu mulai operasi. Langkah selanjutnya adalah dengan menghilangkan gelembung – gelembung udara dalam sistem perpipaan yaitu dengan membuka katup pelepas udara, setelah udara yang terjebak dalam pipa dihilangkan, maka katup – katup ditutup kembali untuk mencegah terjadinya foaming pada pipa – pipa ketel.

3.7 Pengamatan

Langkah-langkah yang dilakukan pada pengamatan adalah memvariasikan debit fluida dingin yang dimulai dari 5,5 ton / jam sampai dengan 7 ton / jam dengan memanaskan ketel uap terlebih dahulu selama 2 jam waktu . Pada setiap pengamatan dilakukan pencatatan sebagai berikut : 1. Mencatat tekanan gas buang sebelum dan setelah alat penukar kalor 2. Mencatat tempertur gas buang sebelum dan setelah alat penukar kalor 3. Mencatat tekanan air sebelum dan setelah alat penukar kalor 4. Mencatat temperatur air sebelum dan setelah alat penukar kalor

3.8 Analisa Data

Data hasil pengamatan dapat ditabelkan dan dibandingkan dengan hasil perhitungan mempergunakan program komputer. Data yang ditabelkan tersebut dapat dibuat grafiknya dengan mempergunakan program excel.


BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil pengukuran yang ada di pabrik adalah merupakan data awal pada hasil penelitian ini, yaitu : temperatur air masuk alat penukar kalor = 28 0C, temperatur gas buang masuk alat penukar kalor = 290 oC, dengan laju aliran massa gas buang = 2,57 kg/s. Pengamatan dilakukan pada setiap satu jam waktu dengan debit air yang bervariasi yang dimulai pada debit air yang lebih banyak sampai yang lebih sedikit untuk kebutuhan pabrik tersebut yaitu untuk 1,94 kg/s, 1,8 kg/s, 1,66 kg/s, 1,6 kg/s, 1,52 kg/s, 1,3 kg/s. Pada eksperimen ini panjang pipa yang dipergunakan (L) adalah 1,5 m sesuai dengan perhitungan simulasi ( tabel 3.4 ) Adapun hasil dari pada eksperimen yang dilakukan mulai dari pengamatan hari I sampai pengamatan hari VI dapat dibuat dalam bentuk tabel 4.1 sampai dengan tabel 4.6. Pada eksperimen hari I ini kondisi yang dibuat adalah temperatur air masuk alat penukar kalor (Tci) = 28 oC, temperatur air masuk alat penukar kalor (Thi) = 290 o

C, laju aliran massa gas buang (ms) = 2,57 kg/s, sehingga diperoleh temperatur air

keluar alat penukar kalor (Tco) yang terendah

40 0C dan yang terbesar 84 0C

demikian juga temperatur gas buang keluar alat penukar kalor yang terendah 117 0C dan tertinggi 140 0C serta efektivitas alat penukar kalor terendah adalah 51,25 % dan tertinggi adalah 66,03 %. Jadi disini yang divariasikan adalah laju aliran massa air di dalam shell, yang dimulai dari 1,94 kg/s sampai 1,3 kg/s. Dengan mengubah laju Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008 41

aliran massa air di dalam shell ingin dilihat bagaimana pengaruhnya terhadap efektivitas alat penukar kalor tersebut Hasil eksperimen yang pertama ini dapat dilihat pada tabel 4. 1.

Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

40 54 63 70 78 84

Tabel 4.1. Hasil pengamatan hari I Hasil pengamatan L Thi Tho ( o o O mt ms (m) ( oC ) C ) 290 290 290 290 290 290

117 126 130 132 138 140

(kg/s)

(kg/s)

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Hasil perhitungan

ε

(%) 66,03 62,59 61,06 60,30 58,01 51,25

Pada eksperimen hari II ini kondisi yang dibuat adalah temperatur air masuk alat penukar kalor (Tci) = 28 oC, temperatur air masuk alat penukar kalor (Thi) = 290 o

C, laju aliran massa gas buang (ms) = 2,57 kg/s, sehingga diperoleh temperatur air

keluar alat penukar kalor (Tco) yang terendah

50 0C dan yang terbesar 92 0C

demikian juga temperatur gas buang panas keluar alat penukar kalor yang terendah 123 0C dan tertinggi 151 0C serta efektivitas alat penukar kalor terendah adalah 53,05 % dan tertinggi adalah 63,74 %. Jadi disini yang divariasikan adalah laju aliran massa air di dalam shell, yang dimulai dari 1,94 kg/s sampai 1,3 kg/s. Dengan mengubah laju aliran air di dalam shell ingin dilihat bagaimana pengaruhnya terhadap efektivitas alat penukar kalor tersebut Hasil eksperimen yang kedua ini dapat dilihat pada tabel 4. 2.


Tabel 4.2. Hasil pengamatan hari II Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

50 60 67 80 86 92

Hasil pengamatan Thi Tho ( o O mt (kg/s) ( oC ) C )

o

L(m)

Hasil perhitungan ε (%)

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

63,74 60,30 59,54 58,01 55,72 53,05

ms (kg/s )

290 290 290 290 290 290

123 132 134 138 144 151

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

Pada eksperimen hari III ini kondisi yang dibuat adalah temperatur air masuk alat penukar kalor (Tci) = 28 oC, temperatur gas buang masuk alat penukar kalor(Thi) = 290 oC, laju aliran massa gas buang

(ms) = 2,57 kg/s, sehingga diperoleh

temperatur air keluar alat penukar kalor (Tco) yang terendah 43 0C dan yang terbesar 86 0C demikian juga temperatur gas buang keluar alat penukar kalor yang terendah 115 0C dan tertinggi 143 0C serta efektivitas alat penukar kalor terendah adalah 56,10 % dan tertinggi adalah 66,79 %. Jadi disini yang divariasikan adalah laju aliran massa air di dalam shell, yang dimulai dari 1,94 kg/s sampai 1,3 kg/s. Dengan mengubah laju aliran air di dalam shell ingin dilihat bagaimana pengaruhnya terhadap efektivitas alat penukar kalor tersebut Hasil eksperimen yang ketiga ini dapat dilihat pada tabel 4. 3.

Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

43 55 62 72 80 86

Tabel 4.3. Hasil pengamatan hari III Hasil pengamatan Thi Tho ( o o O mt ms ( oC ) C ) 290 290 290 290 290 290

115 128 131 134 140 143

(kg/s)

(kg/s)

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

Hasil perhitungan

ε

L (m)

(%)

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

66,79 61,83 60,68 59,54 57,25 56,10


Pada eksperimen hari IV ini kondisi yang dibuat adalah temperatur air masuk alat penukar kalor (Tci) = 28 oC, temperatur gas buang masuk alat penukar kalor (Thi) = 290 oC, laju aliran massa gas buang (ms) = 2,57 kg/s, sehingga diperoleh temperatur air keluar alat penukar kalor (Tco) yang terendah 470 C dan yang terbesar 90 0C demikian juga temperatur gas buang keluar alat penukar kalor yang terendah 120 0C dan tertinggi 149 0C serta efektivitas alat penukar kalor terendah adalah 53,81 % dan tertinggi adalah 64,88 %. Jadi disini yang divariasikan adalah laju aliran massa air di dalam shell, yang dimulai dari 1,94 kg/s sampai 1,3 kg/s. Dengan mengubah laju aliran massa air di dalam shell ingin dilihat bagaimana pengaruhnya terhadap efektivitas alat penukar kalor tersebut Hasil eksperimen yang keempat ini dapat dilihat pada tabel 4. 4. Tabel 4.4. Hasil pengamatan IV Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

47 59 68 78 84 90

Hasil pengamatan Thi Tho ( O ( oC ) C ) 290 290 290 290 290 290

120 130 133 136 142 149

Hasil perhitungan o

o

mt

ms

(kg/s)

(kg/s)

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

ε

L (m)

(%)

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

64,88 61,06 59,92 58,77 56,48 53,81

Pada eksperimen hari V ini kondisi yang dibuat adalah temperatur air masuk alat penukar kalor (Tci) = 28 oC, temperatur gas buang masuk alat penukar kalor (Thi) = 290 oC, laju aliran massa gas buang (ms) = 2,57 kg/s, sehingga diperoleh temperatur air keluar alat penukar kalor (Tco) yang terendah 420 C dan yang terbesar 87 0C demikian juga temperatur gas buang keluar alat penukar kalor yang terendah Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

125 0C dan tertinggi 145 0C serta efektivitas alat penukar kalor terendah adalah 55,34 % dan tertinggi adalah 62,97 %. Jadi disini yang divariasikan adalah laju aliran massa air di dalam shell, yang dimulai dari 1,94 kg/s sampai 1,3 kg/s. Dengan mengubah laju aliran massa air di dalam shell ingin dilihat bagaimana pengaruhnya terhadap efektivitas alat penukar kalor tersebut Hasil eksperimen yang kelima ini dapat dilihat pada tabel 4. 5.

Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

42 56 65 73 79 87

Tabel 4.5. Hasil pengamatan hari V Hasil pengamatan L Thi Tho o o mt ms (m) ( oC ) ( OC ) 290 290 290 290 290 290

125 129 130 135 136 145

(kg/s)

(kg/s)

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Hasil perhitungan

ε

(%) 62,97 61,45 61,06 59,16 58,77 55,34

Pada eksperimen hari VI ini kondisi yang dibuat adalah temperatur air masuk alat penukar kalor (Tci) = 28 oC, temperatur gas buang masuk alat penukar kalor (Thi) = 290 oC, laju aliran massa gas buang (ms) = 2,57 kg/s, sehingga diperoleh temperatur air keluar alat penukar kalor (Tco) yang terendah 48 0C dan yang terbesar 89 0C demikian juga temperatur gas buang keluar alat penukar kalor yang terendah 120 0C dan tertinggi 147 0C serta efektivitas alat penukar kalor terendah adalah 54,58 % dan tertinggi adalah 64,88 %. Jadi disini yang divariasikan adalah laju aliran massa air di dalam shell, yang dimulai dari 1,94 kg/s sampai 1,3 kg/s. Dengan mengubah laju aliran massa air di dalam shell ingin dilihat bagaimana pengaruhnya terhadap


efektivitas alat penukar kalor tersebut Hasil eksperimen yang keenam ini dapat dilihat pada tabel 4. 6.

Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

48 58 65 77 85 89

Tabel 4.6. Hasil pengamatan hari VI Hasil pengamatan L Thi Tho o o mt ms (m) ( oC ) ( OC ) 290 290 290 290 290 290

120 129 130 135 146 147

(kg/s)

(kg/s)

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Hasil perhitungan

ε

(%) 64,88 61,45 61,06 59,16 54,96 54,58

Dengan memperhatikan hasil eksperimen yang bervariasi seperti di tabelkan di atas, maka diambillah hasil rata – rata dari hasil eksperimen mulai dari hasil pertama hingga hasil keenam.Hasil pengamatan rata – rata tersebut dapat dilihat pada tabel 4.7 di bawah ini.

Tci ( OC )

Tco ( oC )

28 28 28 28 28 28

45 57 65 75 82 88

Tabel 4. 7.Hasil pengamatan rata – rata Hasil pengamatan L(m) Thi Tho o o mt ms (kg/s ( oC ) ( OC ) 290 290 290 290 290 290

120 129 132 135 141 146

(kg/s)

)

2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57

1,94 1,80 1,66 1,60 1,52 1,3

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Hasil perhitungan ε (%) 64,88 61,45 60,30 59,16 56,87 54,96

Hasil eksperimen pada tabel 4.7. dapat dibuat dalam bentuk grafik seperti di bawah ini. Untuk mempermudah analisa pembahasan dari hasil eksperimen diatas maka data pada tabel 4.7 diubah ke dalam bentuk grafik yaitu grafik 4.1, grafik 4.2, grafik 4.3, grafik 4.4


66

Efektivitas (%)

64 62

Eksperimen

60

Simulasi

58 56 54 52 40

50

60

70

80

90

100

Temperatur air keluar APK ( oC)

Gambar 4.1: Grafik hubungan temperatur fluida dingin keluar APK dengan efektivitas

Grafik 4.1 menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur air keluar alat penukar kalor maka efektivitas alat penukar kalor akan semakin rendah. Temperatur air keluar alat penukar kalor mulai 88 oC -75 oC merupakan perubahan yang konstant yang ditunjukkan dengan garis lurus,namun pada temperatur 75 oC terjadi perubahan yang tidak konstant. Hal itu disebabkan adanya ketidak stabilan pada laju aliran gas buang sebagai media pemanas pada air. Laju aliran gas buang yang dipergunakan sebagai pemanas tidak dapat dibuat sestabil mungkin karena suplai bahan bakar belum terkontribusi sebaik mungkin. Jika dibandingkan antara eksperimen dengan simulasi menunjukkan hasil yang tidak sama.Hasil eksperimen menunjukkan temperatur air keluar pada alat penukar kalor berkisar antara 40 oC sampai dengan 90 oc dengan efektivitas berkisar antara 54 % sampai dengan 90 %, sedangkan hasil simulasi menunjukkan temperatur keluar antara 70 oC sampai dengan 90 oC dengan efektivitas berkisar 54 % sampai dengan 58 %.


Adapun yang menyebabkan penyimpangan itu adalah kondisi bahan bakar yang tidak merata kandungan air didalamnya ( kadang basah dan kadang juga kering ) serta campuran antara serat dengan cangkang yang tidak merata.

66 64 Eksperimen

Efektivitas

62

Simulasi

60 58 56 54 52 1,2

1,4

1,6

1,8

2

Laju aliran air (kg/s)

Gambar 4.2 : Grafik hubungan laju airan massa fluida dingin dengan efektivitas.

Grafik 4.2 menunjukkan bahwa apabila laju aliran massa fluida dingin (ms) yang dialirkan pada alat penukar kalor untuk dipanasi semakin kecil akan menyebabkan temperatur fluida panas keluar alat penukar kalor (Tco) semakin tinggi Laju aliran air yang dipanaskan mulai 1,3 kg/s sampai dengan 1,94 kg/s dapat mencapai efektivitas yang bervariasi. Jika dilihat pada laju aliran air 1,52 kg/s sampai dengan 1,8 kg/s maka efektivitas alat penukar kalor mempunyai nilai yang tidak stabil hal itu terjadi karena jumlah debit air dari 1,52 kg/s sampai dengan 1,6 kg/s mempunyai perbandingan yang tidak sama dengan dari 1,66 kg/s sampai dengan 1,8 kg/s.


Apabila dibandingkan dengan antara hasil eksperimen dengan hasil simulasi jelas tidak sama, hal itu disebabkan gas buang yang dipergunakan pada eksperimen tidak sama dengan asumsi yang dipergunakan pada simulasi . Asumsi yang dipergunakan pada simulasi adalah gas CO2 sebagai gas buang. Hasil eksperimen dapat mencapai efektivitas berkisar antara 54 % sampai dengan 66 % sedangkan hasil simulasi dapat mencapai efektivitas berkisar antara 54 % sampai dengan 60 % dengan laju aliran air yang sama. 66

Efektivitas (%)

64 62 60

Simulasi

58

Eksperimen

56 54 52 100

110

120

130

140

150

160

Tem peratur gas buang keluar APK ( oC)

Gambar 4.3 : Grafik hubungan temperatur gas buang keluar APK dengan efektivitas.

Grafik 4.3 menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur gas buang keluar alat penukar kalor maka efektivitas akan semakin rendah,demikian juga sebaliknya. Semakin rendah temperatur gas buang keluar alat penukar kalor maka semakin tinggi efektivitas alat penukar kalor tersebut.Perubahan antara temperatur gas buang keluar alat penukar kalor dengan perubahan efektivitas adalah merupakan perubahan yang berbanding terbalik. Jika dibandingkan hasil eksperimen dengan hasil simulasi akan


menunjukkan adanya perbedaan. Perbedaan itu adalah pada hasil eksperimen temperatur gas buang keluar alat penukar kalor berkisar antara 120 oC sampai dengan 150 oC dengan efektivitas berkisar antara 54 % sampai dengan 66 % sedangkan hasil simulasi memperoleh temperatur gas buang keluar alat penukar kalor berkisar antara 130 oC sampai dengan 150 oC dengan efektivitas berkisar antara 54 % sampai dengan 60 %. Adapun penyebab penyimpangan penyimpangan itu adalah disebabkan faktor asumsi yang tidak sama dengan dilapangan dan juga adanya faktor - faktor pada saat

Temperatur gas buang keluar APK (oC)

pengujian pada pabrik kelapa sawit tersebut

160 150 140

Simulasi 130

Eksperimen

120 110 100 30

40

50

60

70

80

90

100

110

Temperatur air keluar APK (oC)

Gambar 4.4 : Grafik hubungan temperatur fluida panas keluar APK dengan temperatur fluida dingin keluar APK. Grafik 4.4 menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur air keluar alat penukar kalor maka semakin tinggi juga temperatur gas buang keluar alat penukar kalor. Namun dalam hal ini perubahan temperatur gas buang keluar alat penukar kalor dengan temperatur air keluar alat penukar kalor tidak konstan yang disebabkan Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

ketidakstabilan gas buang masuk pada alat penukar kalor.Jika dibandingkan antara hasil eksperimen dengan hasil simulasi akan menunjukkan perubahan yang begitu besar. Hasil eksperimen dapat mencapai temperatur air keluar alat penukar kalor berkisar antara 40 oC sampai dengan 90 oC dengan temperatur gas buang keluar alat penukar kalor berkisar antara 120 oC sampai dengan 150 oC sedangkan hasil simulasi menunjukkan bahwa temperatur air keluar alat penukar kalor dapat mencapai antara 70 oC sampai dengan 100 oC dengan temperatur gas buang keluar alat penukar kalor berkisar antara 138

o

C sampai dengan 147

o

C Adapun yang menyebabkan

penyimpangan antara hasil simulasi dengan hasil eksperimen adalah tidak luput dari kondisi pengasumsian yang tidak sama dengan kenyataan dilapangan, demikian juga kondisi pembentukan gas buang yang tidak sedemikian merata.

4.2 Perhitungan Laju Perpindahan Kalor Nyata, Laju Perpindahan kalor Maksimum dan Efektivitas

4.2.1 Laju perpindahan kalor nyata Laju perpindahan kalor nyata yang terjadi pada alat penukar kalor shell and tube dari panas gas buang ke fluida air dengan kondisi laju aliran massa gas buang dapat dihitung dengan persamaan 2.1 ,yaitu Q

o

= mt .cp,h.( Th,i – Th,o )

dimana : o

mt

= 2,57 kg/s


o

ms

= 1,60 kg/s

Th,I

= 290 oC

Th,o

= 135 oC

cp,h = 1008,3 J/kg.K sehingga : Q = 2,57 . 1008,3 .( 290 -135 ) = 401656,305 W = 401,656305 kW 4.2.2 Laju perpindahan kalor maksimum Laju perpindahan kalor maksimum dapat dihitung dengan persamaan : Qmak = Cmin (Th,i – Tc,i ) dimana : o

mt = 2,57 kg/s o

ms = 1,60 kg/s Th,I = 290 oC Th,o = 135 oC Tc,i = 28 ,0 oC Tc,o = 75 oC cp,h = 1008,3 J/kg. K cp,c = 4176 J/kg. K o

Ch = mt . cp,h = 2591,331 W/ K


o

Cc = ms . cp,c = 6681,6 W/ K sehingga : Qmak= Cmin (Th,i – Tc,i ) = 2591,331 ( 290 - 28 ) = 678928,722 W

= 678,928722 kW

4.2.3 Efektivitas Efektivitas alat penukar kalor didefinisikan sebagai perpindahan kalor nyata terhadap perpindahan kalor maksimum yang mungkin. Perpindahan kalor maksimum di dapat bila salah satu fluida mengalami perubahan temperatur yang maksimum . Fluida yang mungkin mengalami beda temperatur maksimum adalah fluida yang mempunyai kapasitas kalor terkecil. Penyimpangan temperatur antara hasil pengamatan dengan hasil perhitungan simulasi rata-rata dibawah 5,59 %, sehingga temperatur hasil perhitungan dapat dipergunakan sebagai data untuk menghitung efektivitas alat penukar kalor. Dengan mempergunakan persamaan 2.5, dimana efektivitas alat penukar kalor adalah : ∈=

Q × 100% Q max

dimana Q

= 401656,305 W = 401,656305 kW

Qmak= 678928,722 W = 678,928722 kW


diperoleh : ∈=

401,656305 × 100% 678,928722

= 59,16 %

4.3 Hubungan Temperatur Gas Buang Keluar, Laju Aliran Massa Air Laju Perpindahan Kalor

4.3.1 Hubungan laju aliran massa air terhadap temperatur gas buang keluar. Dari hasil pengamatan tabel 4.7 dapat menunjukkan, bahwa temperatur gas buang yang keluar dari alat penukar kalor akan turun dengan bertambahnya laju aliran massa air. Namum penurunan ini tidak berlangsung terus , setelah mencapai temperatur minimum, temperatur gas buang keluar akan naik kembali dengan bertambahnya laju aliran massa air. Hal ini berarti kalor yang diserap oleh fluida air berkurang sehingga membuat temperatur gas buang yang keluar bertambah naik.

4.4 Kebutuhan uap

Uap yang digunakan untuk proses produksi mempunyai temperature 130 0C dengan tekanan 2,8 – 3 kg/cm2 (22) dimana panas laten adalah 519,16 kkal/kg0C. Maka dengan itu dapat dihitung kebutuhan uap untuk memanaskan air umpan ketel uap.


4.4.1 Kebutuhan uap ketel uap tanpa alat penukar kalor Temperatur air masuk = 28 0C Temperatur air keluar = 85 0C Perbedaan temperature = 57 0C Massa air pengisi ketel = 4000kg/jam Panas yang diberikan pada pemanasan air umpan ketel uap

(Qa = m.cp.Δt = 4000.1.(85 − 28) = 228000k.kal / jam ) Kehilangan panas 20 % Qct = 1,2 x 228000 = 273600 k. kal / jam

Uap yang dibutuhkan Qct =Qau = mu.Lh +mu .cp .At 273600 = 576,16 mu mu = 474,86 kg/jam Uap yang digunakan untuk memanaskan air umpan ketel uap mu = 474,86 kg/jam

4.4.2 Kebutuhan uap ketel uap dengan mempergunakan alat penukar kalor Temperatur air masuk = 28 0C Temperatur air keluar = 75 0C Perbedaan temperature = 47 0C


Massa air pengisi ketel = 5796kg/jam Panas yang diberikan pada pemanasan air umpan ketel uap

(Qa = m.cp.Δt = 5760.1.(75 − 28) = 270720k.kal / jam ) Kehilangan panas 20 % Qct = 1,2 x 270720 = 324864 k. kal / jam Uap yang dibutuhkan Qct = Qau = mu.Lh +mu .cp .At 324864 = mu . 519,16 + mu .1 .(290 -75) mu = 442,49 kg / jam

Sehingga dengan dibuatnya APK ini dapat menghemat uap sebesar 442.492 kg/jam.


BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah dilakukan penelitian pada pabrik kelapa sawit dalam rangka pemanfaatan gas buang untuk pemanas air umpan ketel uap dengan alat penukar kalor jenis shell and tube maka dapat diambil kesimpulan : 1. Alat penukar kalor yang dibuat dapat menghemat pengunaan uap sebanyak 442,492 kg/jam. 2. Dapat menghemat bahan bakar sebanyak 0,0299 kg/s atau setara Rp 155.001.600,3. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa : a. Temperatur fluida panas keluar (Th,o) menjadi turun

apabila laju aliran

o

massa di dalam shell ( ms ) bertambah dari pemakaian pabrik. b. Temperatur fluida panas keluar (Th,o) menjadi naik apabila laju aliran massa o

di dalam shell ( ms ) berkurang dari standart pemakaian pabrik. c. Efektivitas tertinggi adalah ε = 59,16 % dengan laju aliran massa air 1,60 kg/s dan laju aliran fluida panas 2,57 kg/s.

Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008 57

5.2. Saran

Adapun saran yang harus diperhatikan pada penelitian ini adalah sbb : 1.

Menempatkan alat penukar kalor pada tempat yang lebih tepat, guna mencegah penumpukan debu pada alat tersebut.

2.

Ukuran diameter alat penukar kalor yang dipasang di pabrik agar mengikuti diameter laluan gas buang untuk mempermudah pemasangan alat tersebut.

3.

Agar semua pabrik kelapa sawit mempergunakan alat penukar kalor sebagai alat untuk memanfaatkan gas buang yang masih mengandung energi, baik untuk memanaskan air umpan ketel uap maupun untuk keperluan yang lain.


DAFTAR PUSTAKA

Anggraini Handoyo Ekadewi, Pengaruh Tebal Isolasi Thermal Terhadap Efektifitas Plat Heat Enxcanger, Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, ISSN – 1410 – 9867, Volume2, Nomor 2, Oktober 2000 hal 24 -29 Anggraini Handoyo Ekadewi, Pengaruh Penggunaan Baffle pada Shell and Tube Heat Enxcanger, Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, ISSN – 1410 – 9867, Volume 3, Nomor 1, April 2000 hal 19 -23. Anggraini Handoyo Ekadewi, Pengaruh Kecepatan Aliran Terhadap Efektifitas Shell and Tube Heat Enxcanger, Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, ISSN – 1410 – 9867, Volume 2, Nomor 2, Oktober 2000. hal 86 - 90 Bambang Teguh P, Pengaruh Penentuan Sifat – Sifat Fisik Fluida Pada Akurasi Metode Perancangan Alat Penukar Kalor, Jurnal Thermodinamika dan Fluida, LTMP – BPPT. ISSN 1410 – 2757, NO: 9 Tahun V, Volume 1, Juni 2001. Bownan, Exhaust Gas Heat Exchanger,” B S. EN ISO 9002, Reg. No. FM

38224.

Farel. H. Napitupulu, Kajian Eksperimental Efektivitas Alat penukar Kalor Shell and tube sebagai Pemanas Air dengan memanfaatkan energi termal gas buang motor diesel, Jurnal Ilmiah Saintek – ITM ISSN : 0854-4468, volume 22 nomor 2, Desember 2005.hal 151 - 157 Hewitt, G. F, G. L. Shires and T.R Bolt, Process Heat Transfer, New York, Begel Hause Inc, 2000. Holman, E. Jasjfi, terjemahan, Perpindahan Kalor, Penerbit Erlangga

1988.

Jackson R, Experince Energy Conserfation in Building, Energi Word, 1980. K. Poddar Tarun, Optimize Shell and Tube Heat Exchanger Design , Chemical Engineering Process, September 2000. Mukherjee Rajiv, Effectifity Design Shell and Tube Heat Exchanger, Chem Eng Progress, Feb. 98 PP 21 – 31. M,Joko Setiarjo,Ir, Ketel Uap, Penerbit Erlangga 1988.


Obert, Edward F, Internal Combustion Enginess, and air Poluton, 3rd Edition, International Tex Book Company, Seraton Pensylvania, 1968. Simonde, W . A, Energy Remove for Houses, Energy word, Oct. 1980. Smith A.J and King, G.H, The Potential for Fuel Burning, Energy Word, 1980.

Oct.

Sudargama, Ir, MT dan Rahmat, Ir, Pemanfaatan Gas Buang Mesin Diesel Untuk Pemanas Air, UNDIP, 1998. Sunders, E. A. D, Heat Exchanger Selection Design and Contruction , John Wiley and Sons Ltd, England, 1997. Sudargama, Ir, MT dan Rahmat, Ir, Pemanfaatan Panas Gas Buang Mobil Untuk Pemanas Air Minum dan Makanan, UNDIP, 1999. Tirtoatmojo Raharjo, Pemanfaatan Energi Gas Buang Motor Diesel Stasioner Untuk Pemanas Air, Jurnal Jurusan Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, ISSN – 1410 9867, Volume 1, April 1999 hal 15 - 20 Vincent Cavaseno, Process Heat Exchange, Mc Graw-Hill Publications Co, New York, 1979 . William S. Janna, Engineering Heat Transfer, PWS Publisher, Boston, 1986 .


Lampiran 1. ANALISA BAHAN BAKAR Laboratorium Pengujian tekMIRA Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batu Bara Jl. Jend. Sudirman. 623 Bandung

HASIL ANALISIS/ ANALYSIS RESULTS Sample Marks ANALISIS Unit PARAMETERS Tandan Serat Cangkang

Basis

Standart/ acuan

kosong PROXIMATE MOESTURE IN 9,38 DRIED SAMPLE ASH 5,38 VOLATILE MATTER FIXED CARBON CALORIFIC VALUE ULTIMATE CARBON HYDROGEN NITROGEN TOTAL SULFUR OXIGEN CHLORINE TRUE SPESIFICGRAFITI

9,35

9,76

%

Adb

ASTM D3173

3,87

1,19

%

Adb

68,47

71,47

69,95

%

Adb

ASTM D 3174 ISOD.562

16,77 4469

15,31 4278

19,10 4515

% Adb Cal/gr Adb

ASTM D3172 ASTMD.5865

46,50 7,13 0,89 0,21 39,89 0,17 1,42

44,97 6,99 0,45 0,14 43,58 TRACE 1,48

45,74 5,54 0,25 0,04 47,19 TRACE

% % % % %

ASTM D3178 ASTM D3179 ASTM D3179 ASTM D3177 ASTM D3176 ASTM D2361 ASTM D.167

LHV = 4278 cal /gr = 4278 x 4,186/0,001 J/kg = 17907708 J/kg Maka untuk memanaskan 1,60 kg/s air dapat diperlukan bahan bakar sebanyak 401656,305 / 17907708 . 0,75 = 0,0299 kg / s. Dengan mempergunakan APK untuk memanaskan air umpan ketel uap dapat dihemat bahan bakar sebanyak 0,0299 kg/s, dengan harga per kg bahan bakar tersebut Rp 250,Dengan harga tersebut di atas maka Pabrik Kelapa Sawit dapat menghemat biaya sebanyak Rp 250 x 3600 x 20 jam x 24 hari x 12 bulan x 0,0299 kg /s = 155.001.600,- untuk setiap tahun.


Lampiran 2. Perhitungan temperatur gas buang

Analisa suatu bahan bakar ketel uap terdiri dari Analisa volume gas asap CO2 = 13 % CO = 0,3 % O2 = 6 % N2 = 80,7 % Analisa berat gas asap C = 62,4 % H2 = 4,2 % O2 = 4,5 % M = 15 % A = 13,9 % Berat udara aktual yang disuplai pada ruang bakar (Wa )akt 1,2987(N 2 ).C kg / kg 3 3 CO + CO2 7 11 1,2987(0,807 ).0,624 (Wa )akt = kg / kg 3 3 0,003 + 0,13 7 11 = 17,80019463 kg/ kg b.bakar Temperatur udara masuk ruang bakar = 67,7 0 C Temperatur gas buang di dalam cerobong adalah Wa + 1 Tg = 2. Tu Wa 17,80019463 + 1 67,7 17,80019463 = 143 0C

Tg = 2.


Lampiran 3: Gambar pembuatan Alat penukar Kalor (APK) dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 1 : Penampang APK


Gambar 2.: Tube dalam baffle

Gambar 3 : Flens shell


Gambar 4 : Bafle dalam shell

Gambar 5 : Penampang pipa APK Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

Gambar 6 : Flens dengan pipa dalam shell

Gambar 7 : Penampang shell


Gambar 8 : Pipa / tube

Gambar 9 : Tube dengan sistem expander


Gambar 10 : Gantungan APK

Gambar 11 : Assembling APK


Gambar 12: Tube di dalam sekat

Gambar 13 : Penampang shell


Lampiran 4: Perhitungan dimensi Alat Penukar Kalor

Untuk merancang alat penukar kalor yang diperlukan perhitungan, data-data sementara yang diketahui, dipilih, dan diharapkan adalah : •

Th,i = 290 oC (Temperatur gas buang yang masuk Alat Penukar Kalor )

•

Tc,i = 28 oC (Temperatur air di lingkungan pabrik)

•

Tc,o= 85 oC (Temperatur air yang diharapkan) o

•

m t = ρxAxV

•

m t =0,878502 x 0,785 x (0,611)2 x 9,98

•

m t = 2,57 kg/s (Laju aliran massa gas buang)

•

m s = 1,60 kg/s (Laju aliran massa air)

•

Ds = 0,611 m (Diameter Shell yang dipilih)

•

Pt = 33,3375 mm = 0,0333375 m (Jarak pitch) = 1,25 x dpo

•

Nb = 8 (Jumlah sekat yang direncanakan)

•

dp,o = 26,67 mm = 0,02667 m (Diameter tube yang dipilih)

•

t

= 2,87 mm = 0,00287 m (Tebal tube)

•

Np

=1 (Jumlah pass yang direncanakan)

•

o

o

o

Susunan tube : segitiga

Perpindahan kalor secara termodinamika untuk fluida dingin o

Q c = m s × cp air × ΔTc Q c = m s × cp air × (Tc,o − Tc,i ) o


Pada temperatur Tc = [Tc,i + Tc,o ] /2 = [ 28 + 85 ] /2= 56,5 0 C Diperoleh cpair

= 4179 J / kg K, sehingga : Qc = 1,60 x 4179 x ( 85 – 28 ) = 381124,8 W = 381,1248kW

Perpindahan kalor secara termodinamika untuk fluida panas o

Q h = m t × cp gas × ΔTh Q h = m t × cp gas × (Th,i − Th,o ) o

Kalor yang di serap fluida dingin sama dengan kalor yang di lepas fluida panas Qh = Qc mt x cp gas x ( Th,i – Th,o ) = Qc 2,57 x cpgas x ( 290 – Th,o ) = Qc Cpgas x ( 290 – Th,o ) = 148297,5875 ( 290 – Th,o ) = 148297,5875 / cpgas Th,o = 290 – [ 148297,5875 / cpgas ] Untuk memperoleh temperatur gas buang keluar alat penukar kalor, maka dapat dilakukan uji coba pengandaian temperatur gas buang seperti di bawah ini. Uji coba 1 misal : Th,o sem = 150 0 C


sifat fluida dievaluasi pada temperatur Th = [Th,i + Th,o sem ] /2 = [290 + 150 ] /2 = 220 diperoleh cpgas = 1014,54 J/kg.K, ( diasumsikan CO 2 ) sehingga : Th,o sem = 290 – [ 148297,5875 / 1014,54 ] = 143,82 o C Uji coba 2 Karena perbedaan Th,o sem yang dimisalkan dan Th,o yang di peroleh ini besar, maka sifat fluida di evaluasi kembali pada temperatur Th = [Th,i +Th,o sem ] /2 = 290 + 143,82 ]/2 = 216,91 oC di peroleh cpgas = 1012,2 J/kg.K, sehingga : Th,o sem = 290 – [148297,5875 /1012,2 ] = 143,48 oC Uji coba 3 Karena perbedaan Th,o masih besar, maka sifat fluida di evaluasi kembali pada temperatur Th = [Th,i +Th,o sem ] /2 = [290 + 143,48 ]/2 = 216,74 di peroleh cpgas = 1011,4 J/kg.K, sehingga : Th,o sem = 290 – [148297,5875/1011,4 ] = 143,37 oC Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

Uji coba 4 Karena perbedaan Th,o masih besar, maka sifat fluida di evaluasi kembali pada temperatur

Th = [Th,i +Th,o sem ] /2 = [290 + 143,37 ]/2 = 216,68 di peroleh cpgas = 1011,42 J/kg.K, sehingga : Th,o sem = 290 – [148297,5875/1011,42 ] = 143,37 oC Demikian seterusnya sehingga di peroleh Th,o uji coba terakhir dengan Th,o uji coba sebelumnya besarnya dianggap sama, seperti ditunjukkan tabel di bawah ini :

Uji coba

Th,i

1 2 3 4 5

290 290 290 290 290

Tabel : Hasil Perhitungan Temperatur Gas Keluar Cpgas Th,o Th

150 143,82 143,48 143,37 143,37

220 216,91 216,74 216,68 216,68

1014,54 1012,2 1011,4 1011,42 1011,42

Berdasarkan tabel diatas, maka di peroleh : Th = 216,68 0C


Dimensi Alat Penukar Kalor

Perpindahan kalor secara perpindahan kalor Q = U o × A o × F × LMTD Log Mean Temperature Difference

LMTD =

=

(T

h,i

− Tc,o ) − (Th,o − Tc,i ) (Th,i − Tc,o ) ln (Th,o − Tc,i )

(290 − 85) − (143,68 − 28) (290 − 85) ln (143,68 − 28)

Thi

Tho Tco

Tci

LMTD = 155,932.o C L

Gbr : Skets umum distribusi panas

Untuk mencari faktor koreksi (F) diperlukan parameter Efektivitas termal, P =

Th ,o − Th ,i Tc ,i − Th ,i

143,68 − 290 28 − 290 P = 0,5596 =


Perbandingan kapasitas kalor, R=

=

Tc ,i − Tc ,o Th ,o − Th ,i 28 − 85 143,68 − 290

R = 0,3887

karena R≠1, maka di peroleh Faktor koreksi ⎛ 1− P ⎞ ⎟ + 1 × Ln⎜⎜ 1 − {P × R} ⎟⎠ ⎝ F= ⎡2 − P R +1− R2 +1 (R − 1) × Ln⎢ ⎢⎣ 2 − P R + 1 + R 2 + 1

(R

2

)

( (

) )⎤⎥ ) )⎥⎦

( (

⎞ 1 − 0,5596 ⎟ {(0,3887) + 1}× Ln⎛⎜⎜ 1 − {0,5596 × 0,3887}⎟ 2

=

⎝

⎠

⎡ 2 − 0,5596⎛⎜ 0,3887 + 1 − ⎝ (0,3887 − 1) × Ln⎢⎢ ⎢ 2 − 0,5596⎛⎜ 0,3887 + 1 + ⎝ ⎣ F = 0,9387

{(0,3887) + 1} ⎞⎟⎠ ⎤⎥ {(0,3887) + 1} ⎞⎟⎠ ⎥⎥⎦ 2

2

Jumlah tabung ⎛ CTP ⎞ (Ds ) Nt = 0,785⎜ ⎟ 2 ⎝ CL ⎠ ⎛ Pt ⎞ 2 ⎜ ⎟ .do ⎝ do ⎠ 2

(0,611) ⎛ 0,93 ⎞ Nt = 0,785⎜ ⎟ 2 ⎝ 0,87 ⎠ ⎛ 0,0333375 ⎞ ⎟ .0,02667 2 ⎜ 0 , 02667 ⎠ ⎝ Nt = 271 btg, 2


Dimana : CTP (Constanta Tube Pass) = 0,93 untuk satu laluan tabung = 0,90 untuk dua laluan tabung = 0,85 untuk tiga laluan tabung CL (Constanta line) = 1,00 untuk 90o dan 45o susunan bujursangkar = 0,87 untuk 30o dan 60o untuk susunan segitiga Luas perpindahan kalor Ao = 3,14 x Dp,o x L x Nt = 3,14 x 0,02667 x 271 = 22,6945698 . L Koefisien perpindahan kalor menyeluruh Uo =

1 D p ,o D p ,i

×

D p ,o 1 1 D p ,o + × Ln + D p ,i h o hi 2 × k

Untuk bahan tube steel, carbon, type 1020 ( 0,2 – 0,6 c ), diperoleh : k = 35 W/m.K. Untuk mencari koefisien perpindahan panas pada tube dan juga pada shell diperlukan panjang tube, oleh karena itu, maka panjang tube sementara dimisalkan, yaitu Panjang tube sementara (Lsem) L sem = Nt x Dp,o = 271 x 0,02667 = 7,22757 m


Mencari koefisien perpindahan kalor didalam tube Bilangan Reynolds o

m t × d p,i

Re t

ρ gas × A t × υ gas

aliran massa gas buang di dalam tube o

mt = 2,57 kg/s diameter dalam tube dp,i = dp,o – 2 × t = 0,02667 – 2 × 0,00287 dp,i = 0,02093 m pada temperatur : Th = 216,68 o C, diperoleh : ρgas = 1,085536 kg/m3 υgas = 0,00002092 m2/s kgas = 0,031576 W/m K Prgas = 0,72566 luas aliran sisi tube N t × π × (d p, i )

2

At =

=

4× Np 271 × π × (0,02093 ) 4 ×1

2

A t = 0.,0931917 36 m 2


di peroleh

: Re t =

2,57 × 0,002093 1,085536 × 0,09319736 × 0,00002092

Re t = 25415,15897 Untuk aliran Ret > 10.000, bilangan Nusselt didalam tube di peroleh dari persamaan

Nu t = h i × d p,i k gas

h i × d p,i k gas

= 0,023 × Re t

= 0,023 × 25415,15897

4

5

4

5

× Prgas

0,4

× 0,72566 0,4

h i = 102,0195161 W/m2 K

Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam shell Bilangan Reynolds o

m s × De Re s = ρ air × A s × υ air aliran massa di dalam shell o

m

s

= 1,60 kg/s

diameter ekivalen 4 × (Pt ) − π × (d p ,0 ) 2

De =

2

π × d p ,0


4 × (0,0333375) − π × (0,02667 ) 2

=

2

π × 0,02667

D e = 0,026415191 m pada temperatur : Tc = 56,5 oc, diperoleh : ρair = 984,98 kg/m3 υair = 0,000000508009414109202 m2/s Pr air = 3,213 Kair = 0,6505 W/m K luas aliran sisi shell As =

Ds × C × B Pt

Jarak antara tube C = Pt – dp,o = 0,0333375 – 0,02667 = 0,0066675 m Jarak antara baffle B = L / Nb + 1 = 7,54761/ 8 +1 = 0,8386 m As =

0,611 × 0,0066675 × 0,8386 0,0333375

A s = 0,10247 m 2 Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

di peroleh

: Re s =

1,61 × 0,026415191 984,98 × 0,10247 × 0,000000508009414109202

Re s = 824,2858204 Untuk bilangan Reynold yang berada pada interval : 0,1 < Res < 100000, bilangan Nusselt di dalam shell di peroleh dari persamaan

Nu s =

{

}

h o × De 0,52 0,3 = 0,35 + 0,56 × (Re s ) × (Prair ) k air

{

}

ho × 0,02641519 1 0 , 52 = 0,35 + 0,56 × (824,285820 4 ) × 3, 213 0 , 3 0,6505 ho = 651,3293958 W

m2 ⋅ K

di peroleh koefisien perpindahan kalor menyeluruh : Uo =

1 0,02667 1 0,02667 0,02667 1 × + × Ln + 0,02093 102,0195161 2 × 35 0,02093 651,3293958

U o = 66,37794914 W

m2 ⋅ K


Jadi perpindahan kalor secara perpindahan kalor

Q = U o × A o × F × LMTD 381124,8 = 66,37794914 × 22,6945698 × L × 0,9387 × 155,932 L = 1,728460096 m Karena besarnya Panjang tube (L) yang diperoleh ini tidak sama dengan panjang tube (L) sementara yang dimisalkan, maka harus dilakukan uji coba dengan menggunakan panjang yang di peroleh ini. Uji coba 1 •

Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam pipa

Bilangan Reynolds o

Re t =

m t × d p,i ρ gas × A t × υ gas

aliran massa di dalam tube o

m t = 2,57 kg/s

diameter dalam tube dp,i = dp,o – 2 × t = 0,02667 – 2 × 0,00287 dp,i = 0,02093 m pada temperatur : Th = 216,68 o C diperoleh :

ρgas = 1,085536 kg/m3


υgas = 0,00002092 m2/s kgas = 0,031576 W/m K Prgas = 0,72566 luas aliran sisi tube N t × π × (d p,i )

2

At =

4× Np

271 × π × (0,02093) 4 ×1 A t = 0.,093191736 m 2

2

=

di peroleh Re t =

2,57 × 0,02093 1,085536 × 0,093191736 × 0,00002092

Re t = 25415,15897 Untuk aliran Ret > 10.000, bilangan Nusselt didalam tube di peroleh dari persamaan Nu t =

h i × d p,i k gas

= 0,023 × Re t

4

5

× Prgas

0,4

pada temperatur : Th = 216,74 oC di peroleh : ρgas = 1,085536 kg/m3 kgas = 0,031576 W/m-K di peroleh h i × d p,i k gas

= 0,023 × 25415,15897

4

5

× 0,72566 0,4

h i = 102,0195161 W/m2 K Hady Situmorang : Pemanfaatan Gas Buang Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Pemanas Air Umpan Ketel Uap..., 2007 USU e-Repository © 2008

Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam shell Bilangan Reynolds o

mt × De Re s = ρ air × A s × υ air

aliran massa didalam shell o

m s = 1,60 kg/s

diameter ekivalen 4 × (Pt ) − π × (d p ,0 ) 2

De =

2

π × d p ,0 4 × (0,0333375 ) − π × (0,02667 ) 2

=

2

π × 0,02667

De = 0,0264151191 m

pada temperatur : Tc = 56,5 oC , diperoleh : ρair = 984,98 kg/m3 υair = 0,000000508009414109202 m2/s luas aliran sisi shell As =

Ds × C × B Pt


C = Pt − D p, o = 0,0333375 − 0,02667 C = 0,0066675 m

B=

L Nb +1

1,728460096 8 +1 B = 0,192051121 =

As =

0,611 × 0,0066675 x 0,19205112 1 0,0333375

A s = 0,02382614 9 m 2 di peroleh

Re s =

1,60 × 0,026415191 984,98 × 0,023468647x0,000000508009414109202

Re s = 3599,038667 Untuk bilangan Reynold yang berada pada interval : 0,1 < Re < 100000, bilangan Nusselt di dalam shell di peroleh dari persamaan Nu s =

{

}

h o × De 0,52 0,3 = 0,35 + 0,56 × (Re s ) × (Prair ) k air

pada temperatur : Tc = 56,5 oC , diperoleh Prair = 3,213 kair = 0,6505 W/m,K


sehingga :

{

}

ho × 0,026415191 0 , 52 0,3 = 0,35 + 0,56 × (3599,038667 ) × (3,213) 0,6505 ho = 1391,777042 W

m2 ⋅ K

di peroleh koefisien perpindahan kalor menyeluruh Uo =

1 0,02667 1 0,02667 0,02667 1 × + × Ln + 0,02093 102,0195161 2 × 35 0,02093 1391,777042

U o = 73,94564418 W

m2 ⋅ K

Jadi perpindahan kalor secara perpindahan kalor Q = U o × Ao × F × LMTD 381124,8 = 73,94564418 × 22,6945698 × L × 0,9387 × 155,932 L = 1,551567204 m

Demikian seterusnya sehingga di peroleh panjang tube (L) iterasi terakhir dengan panjang tube (L) iterasi sebelumnya besarnya dianggap sama .

Ao ( m2 ) 22,6945698 . L 22,6945698 . L 22,6945698 . L

Tabel : Iterrasi panjang tube Uo (W/m2K) L(m) 7,22757 66,37794914 1,728460096 73,94564418 1,55


Efektivitas Alat Penukar Kalor

Efektivitas alat penukar kalor di peroleh dari persamaan ε=

Q Q max

Perpindahan kalor maksimum Q max = C min × (Th ,i − Tc,i ) Kapasitas kalor yang minimum dipilih dari o

C c = m s × Cp air = 1,60 × 4179 C c = 6686,4 W

K

o

C h = m t × Cp gas = 2,57 × 1011,42 C h = 2599,3494 W

K

⇒ C min

di peroleh :

Q max = 2599,3494 × (290 − 28) Q max = 681029,5428 W di peroleh efektivitas alat penukar kalor adalah

ε=

381124,8 681029,5428

= 0,559630347

ε = 55,9630347 %


Penurunan tekanan di dalam Tube dan Shell

Penurunan tekanan di dalam tube dari persamaan ΔPt =

⎤ ρ gas × Vt2 ⎡ f t × L × N p + 4× Np ⎥ ⎢ 2 × g c ⎢⎣ D p ,i ⎥⎦

friction factor di dalam tube f t = (0,79 × Ln (Re t ) − 1,64 )

−2

= (0,79 × Ln (25415,1589 7 ) − 1,64 )

−2

f t = 0,01092628 2

Kecepatan gas buang di dalam tube o

mt Vt = ρ gas × A t =

2,57 1,085536 × 0,093191736

Vt = 25,40454908 m

s

di peroleh : 2

ΔPt =

1,085536 x (25,40454908) ⎡ 0,010926282 × 1,5 × 1 ⎤ + 4 × 1⎥ ⎢ 2 ×1 0,02093 ⎣ ⎦

ΔPt = 1675,494268 N

m2

Penurunan tekanan di dalam shell dari persamaan ΔPs =

ρ air × Vs2 D s × × f s × (N b + 1) 2 × gc De

friction factor di dalam shell


f s = exp[0.576 - 0.19 × ln (Re s )] = exp[0.576 - 0.19 × ln (3599,03866 7 )] f s = 0,37538609 7 Kecepatan air di dalam shell o

ms Vs = ρ air × A s 1,61 984,98 × 0,02346864 7 Vs = 0,06921 m s =

di peroleh : ΔPs =

984,98 × (0,06921) 2 ×1

ΔPs = 184,35 N

2 ×

0,611

0,026415191

× 0,375386097 × (8 + 1)

m2


Lampiran 5. Analisa Penurunan temperatur gas buang dalam saluran gas buang dengan panjang 6 m Persamaan yang dipergunakan pada sistem yang pakai isolasi adalah

1. Koefisien perpindahan panas meneluruh (Uo) 1

Uo =

Ln(r2 / r1 ) Ln(r3 / r2 ) 1 1 + + + hi . Ai 2.π .k baj .L 2.π .k iso .L ho . Ao

2. Luas permukaan dalam pipa (Ai) Ai = 2.π .ri .L

3. Luas permukaan luar pipa (Ao) A0 = 2.π .r0 .L

4. Kalor yang dihasilkan gas buang (q) .

q = m .cp.T

m = laju aliran massa gas buang ( kg/s) cp = cp gas buang pada temperatur gas buang 350 oC 5. Temperatur gas buang masuk Alat Penukar Kalor ( APK) (Tgi ) q = U . A.(Tg i − Ta ) q = π .dp i .L.U .(Tg i − 28) Tg i =

q + 28 U .π .dpi .L

6. Koefisien perpindahan kalor konveksi paksa (hi) : hi =

k gas .NU dpi


7. Bilangan Reynold adalah (Re) Re =

V .dpi .υ gas

Jika alirannya merupakan aliran laminar ( Re t < 2100 ), bilangan Nusselt Nu s =

h i × d p,i k gas

⎛ Re t × Prgas × d p,i = 1,86 × ⎜⎜ L ⎝

⎞ ⎟⎟ ⎠

1

3

Jika alirannya diantara 2100 < Ret < 10.000 ., bilangan Nusselt Nu s =

h i × d p,i k gas

= 0,116 x (Re t

2/3

⎡ ⎛ dp , i ⎞ 2 / 3 ⎤ 1/ 3 − 125) x ⎢1 + ⎜ ⎟ ⎥ x Pr gas ⎢⎣ ⎝ L ⎠ ⎥⎦

Jika alirannya merupakan aliran turbulen ( Re t > 10000), bilangan Nusseltadalah Nu s =

h i × d p,i k gas

= 0,023 × Re t

4

5

× Prgas

0,4

Untuk menghitung koefisien perpindahan panas konveksi bebas adalah sebagai berikut:

8. Bilangan Groshof (Gr) Gr =

g.β .(Ti − To).L

υ2

9. Bilangan Rayleigh (Ra) Ra = Gr. Pr

Pr = bilangan Prandtl

β = 1 / Tf Tf = (Ti + To) / 2


10. Bilangan Nusselt (NU) ___ 1 / 2

Gr. Pr = 0,6 + 0,387{ }1 / 6 .........untuk10 −5 < Gr. Pr < 1012 0,559 9 / 16 16 / 9 [1 + ( ) ] Pr 0,518(Gr. Pr)1 / 4 NU = 0,36 + ...........................untuk10 −6 < Gr. Pr < 10 9 0,559 9 / 16 4 / 9 [1 + ( ) ] Pr NU

11. Koefisien perpindahan panas konveksi bebas (ho)

ho =

C.Ra.k NU .k = D D

Persamaan yang dipergunakan pada sistem yang tidak pakai isolasi adalah 1. Koefisien perpindahan panas meneluruh (Uo) 1 Uo = Ln(r2 / r1 ) 1 1 + + hi . Ai 2.π .k baj .L ho . Ao 2. Luas permukaan dalam pipa (Ai) Ai = 2.π .ri .L 3. Luas permukaan luar pipa (Ao) A0 = 2.π .r0 .L 4. Kalor yang dihasilkan gas buang (q) .

q = m .cp.T m = laju aliran massa gas buang ( kg/s)


5. Temperatur gas buang masuk Alat Penukar Kalor ( APK) (Tgi ) q = U . A.(Tg i − Ta ) q = π .dpi .L.U .(Tg i − 28) Tg i =

q + 28 U .π .dpi .L


k gas .NU

dpi 7. Bilangan Reynold adalah (Re) V .dpi Re = .υ gas

Jika alirannya merupakan aliran laminar ( Re t < 2100 ), bilangan Nusselt 1

h i × d p,i

⎛ Re t × Prgas × d p,i ⎞ 3 ⎟⎟ Nu s = = 1,86 × ⎜⎜ k gas L ⎝ ⎠ Jika alirannya diantara 2100 < Ret < 10.000 ., bilangan Nusselt ⎡ ⎛ dp , i ⎞ 2 / 3 ⎤ 1/ 3 = 0,116 x (Re t − 125) x ⎢1 + ⎜ Nu s = ⎟ ⎥ x Pr gas k gas ⎣⎢ ⎝ L ⎠ ⎦⎥ Jika alirannya merupakan aliran turbulen ( Re t > 10000), bilangan Nusseltadalah h i × d p,i

Nu s =

h i × d p,i k gas

2/3

= 0,023 × Re t

4

5

× Prgas

0,4

Untuk menghitung koefisien perpindahan panas konveksi bebas adalah sebagai berikut:

8. Bilangan Groshof (Gr) Gr =

g.β .(Ti − To).L

υ2


9. Bilangan Rayleigh (Ra) Ra = Gr. Pr

Pr = bilangan Prandtl

β = 1 / Tf Tf = (Ti + To) / 2

10. Bilangan Nusselt (NU) ___ 1 / 2

Gr. Pr = 0,6 + 0,387{ }1 / 6 .........untuk10 −5 < Gr. Pr < 1012 0,559 9 / 16 16 / 9 [1 + ( ) ] Pr 0,518(Gr. Pr)1 / 4 NU = 0,36 + ...........................untuk10 −6 < Gr. Pr < 10 9 0,559 9 / 16 4 / 9 [1 + ( ) ] Pr NU

11. Koefisien perpindahan panas konveksi bebas (ho) ho =

C.Ra.k NU .k = D D

Contoh perhitungan pada sistem yang pakai isolasi adalah 1. Diameter dalam (dpi) = 0,611m 2. Diameter luar (dpo) = 0,617m 3. Tebal isolasi = diasumsikan mulai 0,001 s/d 0,2m 4. Panjang pipa (L) =6m 5. Luas permukaan dalam pipa (Ai) Ai = π .dpi .L Ai = 3,14.0,611.6 Ai = 11,51124m 2


6. Luas permukaan luar pipa (Ao) A0 = π .dp o .L Ao = 3,14.0,617.6 Ao = 11,62428m 2

7. Kalor yang dihasilkan gas buang (q) Andaikan temperatur rata – rata 350 0C maka akan diperoleh cp = 1076 J/kg 0C dan sifat yang lain, maka .

q = m .cp.T q = 2,57.1076.350 q = 967862W

m = laju aliran massa gas buang ( kg/s) 8. Bilangan Reynold adalah (Re) Re =

V .dpi

υ gas

9,98.0,611 0,000032808 Re = 185862,5945

Re =

9. Jika alirannya merupakan aliran turbulen ( Re t > 10000), bilangan Nusseltadalah h i × d p,i

= 0,023 × Re t

4

Nu s == 0,023 × 185862,5945

4

Nu s =

k gas

0,4

5

× Prgas

5

× 0,7147 0,4

Nu s = 330,1649333



k gas .NU dpi

0,042448.330,1649333 0,611 hi = 22,93754679 hi =

11. Suhu absolut gas (Tf) Tf = (Tg + Ta ) / 2 Tf = (350 + 28) / 2 Tf = 189 0 C

12. Bilangan Prandtl (Pr) Pr = 0,7278 Untuk menghitung koefisien perpindahan panas konveksi bebas adalah sebagai berikut:

13. Bilangan Groshof (Gr) Gr = Gr =

g .β .(Tg − Ta ).dpi 3

υ2 9,81.0,005291005291.(350 − 28).0,6113 0,00001876 2

Gr = 1,11545716910


14. Bilangan Rayleigh (Ra) Ra = Gr. Pr Ra = 1,11545716910.0,72728

Pr = 0,7278 bilangan Prandtl

Ra = 8006751559 15. Bilangan Nusselt (NU) ___ 1 / 2

NU ___ 1 / 2

NU ___ 1 / 2

NU

Gr. Pr = 0,6 + 0,387{ }1 / 6 .........untuk10 −5 < Gr. Pr < 1012 0,559 9 / 16 16 / 9 [1 + ( ) ] Pr 8006751559 = 0,6 + 0,387{ }1 / 6 0,559 9 / 16 16 / 9 [1 + ( ) ] 0,7278 = 14,99756066

___

NU = 224,9268259 16. Koefisien perpindahan panas konveksi bebas (ho)

NU .k dpo 224,9268259.0,0263158 ho = 0,617 ho = 9,68 ho =


17. Koefisien perpindahan panas meneluruh (Uo)

Uo =

1

Ln(r2 / r1 ) Ln(r3 / r2 ) 1 1 + + + hi . Ai 2.π .k baj .L 2.π .k iso .L ho . Ao

1 1 1 Ln(0,3085 / 0,3055) Ln(0,3185 / 0,3085) + + + 22,93754679.11,51124 2.3,14.35.6 2.3,14.0,85.6 9,68.11,62428 U o = 278,4097161,901496181

Uo =

18. Temperatur gas buang masuk Alat Penukar Kalor ( APK) (Tgi ) q = U . A.(Tg i − Ta ) q = π .dpi .L.U .(Tg i − 28) Tg i =

q + 28 U .π .dpi .L

Tg i =

967862 + 28 278,4097161.3,14.0,611.6

Tg i = 186,74310 C

Sehubungan dengan tidak samanya antara pengandaian dengan hasil yang diperoleh maka dengan cara yang sama dilakukan lagi perhitungan sampai sama. Dengan cara yang sama dapat ditabelkan seperti di bawah ini


r1

r2

r3

x

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

350

Tgi 186,7431121

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

6,5172

0,009772

31,08574

0,00324

0,013329676

350

337,7706946

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

47,544

0,009772

27569,4

0,00324

0,00182717

330,1649333

967862

350

332,4299045

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

44,045

0,009772

27569,4

0,00324

0,001972349

967862

350

402,0140857

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

1074,6

0,009772

27569,4

0,00324

967862

350

330,9964125

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

43,191

0,009772

27569,4

0,00324

q

Tg

967862 967862

U 330,1649333

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

0,00275846 3,1103E-06

0,161

350

9,98

0,161

81,628

330,1649333

9,98

3,1103E-06

0,161

343,89

8,0842E-05

9,98

330,1649333

3,1103E-06

0,161

341,21

9,98

0,002011316

330,1649333

3,1103E-06

0,161

376,01

9,98

967862

350

330,7113017

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

43,026

0,009772

27569,4

0,00324

0,002019066

330,1649333

3,1103E-06

0,161

340,5

9,98

967862

350

330,8537834

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

22,937

0,009772

27569,4

0,00324

0,002015193

330,1649333

3,1103E-06

0,161

340,36

9,98

967862

350

330,8537834

0,3055

0,3085

0,3095

0,001

6

35

22,937

0,009772

27569,4

0,00324

0,002015193

330,1649333

3,1103E-06

0,161

340,43

9,98

V

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

0,000032808

0,0424

0,851182

93,80852

158202,89

0,0424

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

2,8494E+11

0,00002871

0,0385

0,925746

754,8094

2251570,1

0,0385

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

0,00002395

0,0346

1,01095

778,91

2471583,6

0,0346

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

0,00002266

0,3332

1,04002

1970,502

2539270,1

0,3332

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

0,00002309

0,0337

1,03033

782,3887

2515418,3

0,0337

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

0,000022918

0,0336

1,034206

783,1935

2524798,6

0,0336

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

0,000023004

0,0336

1,032268

782,7864

2520082

0,0336

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

0,000023004

0,0336

1,032268

782,7864

2520082

0,0336

11,511

11,662

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00122697

0,72728

1,0258E+13

Nu

B

Tgi-Ta

2,0723E+11

Ra

Tf 189

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu

Gr.Pr 2,07229E+11

3,0208723

0,00001876

224,9268259 224,9268259

7,4602E+12

268,7431121

2418,4477

0,00529

158,7431121

7,4602E+12

182,8853473

2418,4477

0,00529

309,7706946

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5

Ta 28

3,0208723

14,99756066 14,99756066

7,46024E+12

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28 28 28

28

7,4602E+12

180,2149523

2418,4477

0,00529

304,4299045

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

215,0070429

2418,4477

0,00529

3740140857

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

179,3556509

2418,4477

0,00529

302,9964125

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

179,4268917

2418,4477

0,00529

302,7113017

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

179,4268917

2418,4477

0,00529

302,8537834

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28


q

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

967862 967862

350

93,54802656

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

20,161

0,009772

30,98562

0,00646

0,004308923

122,850071

0,00275846

0,161

350

9,98

350

332,5697372

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

153,23

0,009772

27480,61

0,00646

0,000566949

608,7628037

3,1103E-06

0,161

221,77

9,98

967862

350

331,9808292

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

149,02

0,009772

27480,61

0,00646

0,000582957

602,8875142

3,1103E-06

0,161

341,28

9,98

967862

350

351,2514114

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

1469,3

0,009772

27480,61

0,00646

5,91247E-05

881,1722136

3,1103E-06

0,161

340,99

9,98

967862

350

331,7524477

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

147,45

0,009772

27480,61

0,00646

0,000589165

600,639451

3,1103E-06

0,161

350,63

9,98

967862

350

331,6862358

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

147

0,009772

27480,61

0,00646

0,000590965

599,9908289

3,1103E-06

0,161

340,88

9,98

967862

350

331,7036112

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

147,12

0,009772

27480,61

0,00646

0,000590493

600,1609057

3,1103E-06

0,161

340,84

9,98

967862

350

331,7036112

0,3055

0,3085

0,3105

0,002

6

35

147,12

0,009772

27480,61

0,00646

0,000590493

600,1609057

3,1103E-06

0,161

340,85

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

0,000032804

0,7143

0,85118

290,1972

158221,81

0,0424

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

2,8494E+11

0,00002874

0,7191

0,925743

2432,611

2249227,1

0,0385

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

0,00002393

0,7262

1,01091

2635,327

2473747,2

0,0346

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

0,0000226

0,7246

1,04005

2694,297

2545938,1

0,3332

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

0,00002304

0,7232

1,03035

2670,95

2520828,2

0,0337

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

0,000022913

0,7239

1,034209

2675,826

2525342,2

0,0336

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

0,000023002

0,7238

1,032265

2671,44

2520308,5

0,0336

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

0,000023002

0,7238

1,032265

2671,44

2520308,5

0,0336

11,511

11,7

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00244998

0,72728

1,0258E+13

Ra 2,0723E+11

Tf 189

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

V

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

60,77401328

2418,4477

0,00529

65,54802656

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

180,2848686

2418,4477

0,00529

304,5697372

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

179,9904146

2418,4477

0,00529

303,9808292

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

189,6257057

2418,4477

0,00529

323,2514114

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

179,8762239

2418,4477

0,00529

303,7524477

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

179,8431179

2418,4477

0,00529

303,6862358

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

179,8518056

2418,4477

0,00529

303,7036112

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

96,08912443

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

20,166

0,009772

30,88615

0,00968

0,004307841

115,3541601

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

335,0774343

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

153,27

0,009772

27392,39

0,00968

0,000566775

460,2917319

3,1103E-06

0,161

223,04

9,98

967862

350

334,4001013

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

148,45

0,009772

27392,39

0,00968

0,000585187

456,4236034

3,1103E-06

0,161

342,54

9,98

967862

350

353,7499478

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

1467,4

0,009772

27392,39

0,00968

5,91996E-05

600,6149362

3,1103E-06

0,161

342,2

9,98

967862

350

334,2609295

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

147,5

0,009772

27392,39

0,00968

0,00058897

455,6368557

3,1103E-06

0,161

351,87

9,98

967862

350

334,1889897

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

147,01

0,009772

27392,39

0,00968

0,000590925

455,231237

3,1103E-06

0,161

342,13

9,98

967862

350

334,2033056

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

147,11

0,009772

27392,39

0,00968

0,000590536

455,3118972

3,1103E-06

0,161

342,09

9,98

967862

350

334,2033056

0,3055

0,3085

0,3115

0,003

6

35

147,11

0,009772

27392,39

0,00968

0,000590536

455,3118972

3,1103E-06

0,161

342,1

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032803

0,7147

0,851183

290,2701

158227,19

0,0424

11,511

11,737

2,57

0,02624

0,00002873

0,7192

0,925742

2433,358

2250012,4

0,0385

11,511

11,737

2,57

0,00002399

0,723

1,01097

2625,287

2467413,8

0,0346

11,511

11,737

2,57

0,00002263

0,7242

1,04003

2690,886

2542611,9

0,3332

11,511

11,737

0,00002304

0,7238

1,03035

2671,836

2520828,2

0,0337

11,511

0,000022912

0,724

1,034203

2676,006

2525467,1

0,0336

0,000023005

0,7239

1,032261

2671,243

2519989,6

0,000023005

0,7239

1,032261

2671,243

2519989,6

Ra 2,0723E+11

Tf 189

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

2,8494E+11

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

11,737

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

11,511

11,737

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,737

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,737

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00366905

0,72728

1,0258E+13

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

62,04456222

2418,4477

0,00529

68,08912443

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

181,5387172

2418,4477

0,00529

307,0774343

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

181,2000507

2418,4477

0,00529

306,4001013

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

190,8749739

2418,4477

0,00529

325,7499478

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

181,1304648

2418,4477

0,00529

306,2609295

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

181,0944949

2418,4477

0,00529

306,1889897

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

181,1016528

2418,4477

0,00529

306,2033056

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

97,66564702

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

20,168

0,009772

30,78731

0,01288

0,004307494

108,7317793

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

336,6409736

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

153,27

0,009772

27304,73

0,01288

0,000566781

370,2501678

3,1103E-06

0,161

223,83

9,98

967862

350

336,0028583

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

148,72

0,009772

27304,73

0,01288

0,000584127

367,8874772

3,1103E-06

0,161

343,32

9,98

967862

350

355,3127125

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

1466,7

0,009772

27304,73

0,01288

5,92275E-05

455,9292713

3,1103E-06

0,161

343

9,98

967862

350

335,7992491

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

147,32

0,009772

27304,73

0,01288

0,000589662

367,1399253

3,1103E-06

0,161

352,66

9,98

967862

350

335,7494185

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

146,99

0,009772

27304,73

0,01288

0,000591017

366,9574345

3,1103E-06

0,161

342,9

9,98

967862

350

335,7637858

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

147,08

0,009772

27304,73

0,01288

0,000590626

367,0100322

3,1103E-06

0,161

342,87

9,98

967862

350

335,7637488

0,3055

0,3085

0,3125

0,004

6

35

147,08

0,009772

27304,73

0,01288

0,000590627

367,0098966

3,1103E-06

0,161

342,88

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032802

0,7148

0,851183

290,2934

158232,02

0,0424

11,511

11,775

2,57

0,02624

0,00002873

0,7191

0,925743

2433,329

2250010

0,0385

11,511

11,775

2,57

0,00002397

0,725

1,01092

2630,047

2469594,7

0,0346

11,511

11,775

2,57

0,000022646

0,7244

1,04005

2689,621

2540766,7

0,3332

11,511

11,775

0,00002307

0,7236

1,03038

2668,699

2517476,9

0,0337

11,511

0,000022916

0,7239

1,034208

2675,592

2525014

0,0336

0,000023009

0,7239

1,032264

2670,837

2519544,7

0,000023009

0,7239

1,032266

2670,832

2519539,3

Ra 2,0723E+11

Tf 189

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

2,8494E+11

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

11,775

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

11,511

11,775

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,775

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,775

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00488422

0,72728

1,0258E+13

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

62,83282351

2418,4477

0,00529

69,66564702

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

182,3204868

2418,4477

0,00529

308,6409736

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

182,0014292

2418,4477

0,00529

308,0028583

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

191,6563563

2418,4477

0,00529

327,3127125

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

181,8996246

2418,4477

0,00529

307,7992491

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

181,8747092

2418,4477

0,00529

307,7494185

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

181,8818929

2418,4477

0,00529

307,7637858

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

99,29608831

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

20,168

0,009772

30,68911

0,01608

0,004307371

102,8439863

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

338,2610537

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

153,23

0,009772

27217,64

0,01608

0,000566939

309,8199652

3,1103E-06

0,161

224,65

9,98

967862

350

337,6095523

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

148,59

0,009772

27217,64

0,01608

0,000584649

308,1293094

3,1103E-06

0,161

344,13

9,98

967862

350

356,9404964

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

1468

0,009772

27217,64

0,01608

5,91759E-05

367,6581921

3,1103E-06

0,161

343,8

9,98

967862

350

337,4405174

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

147,43

0,009772

27217,64

0,01608

0,000589244

307,6936719

3,1103E-06

0,161

353,47

9,98

967862

350

337,3773702

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

147

0,009772

27217,64

0,01608

0,00059096

307,5312444

3,1103E-06

0,161

343,72

9,98

967862

350

337,3945102

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

147,12

0,009772

27217,64

0,01608

0,000590494

307,5753149

3,1103E-06

0,161

343,69

9,98

967862

350

337,3945102

0,3055

0,3085

0,3135

0,005

6

35

147,12

0,009772

27217,64

0,01608

0,000590494

307,5753149

3,1103E-06

0,161

343,7

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032803

0,7149

0,85118

290,3017

158226,64

0,0424

11,511

11,813

2,57

0,02624

0,00002874

0,7191

0,925743

2432,651

2249227,1

0,0385

11,511

11,813

2,57

0,00002393

0,721

1,01094

2627,701

2473673,8

0,0346

11,511

11,813

2,57

0,00002262

0,7243

1,04004

2691,966

2543711,5

0,3332

11,511

11,813

0,00002305

0,7236

1,03036

2670,593

2519710,1

0,0337

11,511

0,000022914

0,724

1,034204

2675,846

2525244,2

0,0336

0,000023002

0,7238

1,032262

2671,431

2520315,8

0,000023002

0,7238

1,032262

2671,431

2520315,8

Ra 2,0723E+11

Tf 189

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

2,8494E+11

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

11,813

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

11,511

11,813

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,813

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,813

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00609551

0,72728

1,0258E+13

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

63,64804416

2418,4477

0,00529

71,29608831

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

183,1305269

2418,4477

0,00529

310,2610537

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

182,8047762

2418,4477

0,00529

309,6095523

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

192,4702482

2418,4477

0,00529

328,9404964

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

182,7202587

2418,4477

0,00529

309,4405174

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

182,6886851

2418,4477

0,00529

309,3773702

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

182,6972551

2418,4477

0,00529

309,3945102

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

100,956077

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

20,165

0,009772

30,59153

0,01926

0,004308121

97,56872861

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

339,9544645

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

153,27

0,009772

27131,09

0,01926

0,000566781

266,4895758

3,1103E-06

0,161

225,48

9,98

967862

350

339,3756549

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

149,13

0,009772

27131,09

0,01926

0,000582515

265,37688

3,1103E-06

0,161

344,98

9,98

967862

350

358,6244587

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

1465,6

0,009772

27131,09

0,01926

5,92744E-05

308,1677854

3,1103E-06

0,161

344,69

9,98

967862

350

339,1205813

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

147,38

0,009772

27131,09

0,01926

0,000589448

264,8894743

3,1103E-06

0,161

354,31

9,98

967862

350

339,0650652

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

147

0,009772

27131,09

0,01926

0,000590957

264,7836288

3,1103E-06

0,161

344,56

9,98

967862

350

339,078166

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

147,09

0,009772

27131,09

0,01926

0,000590601

264,8085987

3,1103E-06

0,161

344,53

9,98

967862

350

339,078166

0,3055

0,3085

0,3145

0,006

6

35

147,09

0,009772

27131,09

0,01926

0,000590601

264,8085987

3,1103E-06

0,161

344,54

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

0,000032801

0,7145

0,851181

290,2512

158236,47

0,0424

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

2,8494E+11

0,00002873

0,7191

0,925742

2433,331

2250012,4

0,0385

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

0,00002392

0,727

1,01093

2637,328

2474732,4

0,0346

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

0,00002267

0,7245

1,04005

2687,491

2538076,8

0,3332

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

0,00002306

0,7236

1,03036

2669,667

2518617,5

0,0337

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

0,000022913

0,7239

1,034207

2675,86

2525347,1

0,0336

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

0,000023007

0,7238

1,032264

2670,948

2519763,2

0,0336

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

0,000023007

0,7238

1,032264

2670,948

2519763,2

0,0336

11,511

11,85

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00730294

0,72728

1,0258E+13

Ra 2,0723E+11

Tf 189

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

64,4780385

2418,4477

0,00529

72,956077

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

184,9772323

2418,4477

0,00529

311,9544645

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

183,6878275

2418,4477

0,00529

311,3756549

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

193,3122294

2418,4477

0,00529

330,6244587

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

183,5602907

2418,4477

0,00529

311,1205813

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

183,5325326

2418,4477

0,00529

311,0650652

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

183,539083

2418,4477

0,00529

311,078166

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

103,6673458

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

20,16

0,009772

30,49456

0,02244

0,004309144

92,82025039

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

342,7206286

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

153,4

0,009772

27045,1

0,02244

0,000566311

233,9003257

3,1103E-06

0,161

226,83

9,98

967862

350

342,0603663

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

148,69

0,009772

27045,1

0,02244

0,000584259

232,9225118

3,1103E-06

0,161

346,36

9,98

967862

350

361,371592

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

1464,4

0,009772

27045,1

0,02244

5,93223E-05

265,3691024

3,1103E-06

0,161

346,03

9,98

967862

350

341,8621236

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

147,33

0,009772

27045,1

0,02244

0,000589648

232,6305187

3,1103E-06

0,161

355,69

9,98

967862

350

341,8126141

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

146,99

0,009772

27045,1

0,02244

0,000590994

232,5577098

3,1103E-06

0,161

345,93

9,98

967862

350

341,8262213

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

147,08

0,009772

27045,1

0,02244

0,000590624

232,5777161

3,1103E-06

0,161

345,91

9,98

967862

350

341,8262213

0,3055

0,3085

0,3155

0,007

6

35

147,08

0,009772

27045,1

0,02244

0,000590624

232,5777161

3,1103E-06

0,161

345,91

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032804

0,7142

0,851185

290,1823

158222,74

0,0424

11,511

11,888

2,57

0,02624

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

2,8494E+11

0,0000287

0,7191

0,925744

2435,348

2252359,5

0,0385

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

0,00002396

0,724

1,01093

2629,453

2470601

0,0346

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

0,00002269

0,7243

1,04004

2685,32

2535864

0,3332

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

0,00002307

0,7236

1,03035

2668,762

2517550,2

0,0337

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

0,000022915

0,7239

1,034204

2675,694

2525134

0,0336

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

0,000023009

0,7239

1,032267

2670,845

2519536,9

0,0336

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

0,000023009

0,7239

1,032267

2670,845

2519536,9

0,0336

11,511

11,888

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00850654

0,72728

1,0258E+13

Ra 2,0723E+11

Tf 189

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

65,8336729

2418,4477

0,00529

75,6673458

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

185,3603143

2418,4477

0,00529

314,7206286

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

185,0301832

2418,4477

0,00529

314,0603663

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

194,685796

2418,4477

0,00529

333,371592

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

184,9310618

2418,4477

0,00529

313,8621236

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

184,9063071

2418,4477

0,00529

313,8126141

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

184,9131107

2418,4477

0,00529

313,8262213

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

105,4664146

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

20,158

0,009772

30,39822

0,0256

0,004309436

88,53122225

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

344,48994

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

153,1

0,009772

26959,65

0,0256

0,000567413

208,4169945

3,1103E-06

0,161

227,73

9,98

967862

350

343,8915462

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

148,83

0,009772

26959,65

0,0256

0,000583679

207,7128189

3,1103E-06

0,161

347,24

9,98

967862

350

363,1865569

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

1467,9

0,009772

26959,65

0,0256

5,91824E-05

233,1087611

3,1103E-06

0,161

346,95

9,98

967862

350

343,677571

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

147,37

0,009772

26959,65

0,0256

0,000589495

207,4621717

3,1103E-06

0,161

356,59

9,98

967862

350

343,6215526

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

146,99

0,009772

26959,65

0,0256

0,000591018

207,3966524

3,1103E-06

0,161

346,84

9,98

967862

350

343,6367754

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

147,09

0,009772

26959,65

0,0256

0,000590604

207,4144529

3,1103E-06

0,161

346,81

9,98

967862

350

343,6367754

0,3055

0,3085

0,3165

0,008

6

35

147,09

0,009772

26959,65

0,0256

0,000590604

207,4144529

3,1103E-06

0,161

346,82

9,98

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

2,8494E+11

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032809

0,7143

0,851183

290,1626

158198,26

0,0424

11,511

11,926

2,57

0,02624

0,00002877

0,7191

0,925743

2430,622

2246881,7

0,0385

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

0,00002393

0,724

1,01094

2632,069

2473673,8

0,0346

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

0,00002262

0,7241

1,04004

2691,668

2543711,5

0,3332

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

0,00002306

0,7234

1,03032

2669,454

2518715,2

0,0337

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

0,000022916

0,7239

1,034204

2675,586

2525023,8

0,0336

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

0,000023008

0,7239

1,032261

2670,935

2519661

0,0336

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

0,000023008

0,7239

1,032261

2670,935

2519661

0,0336

11,511

11,926

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,00970632

0,72728

1,0258E+13

Ra 2,0723E+11

Tf 189

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

66,7332073

2418,4477

0,00529

77,4664146

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

186,24497

2418,4477

0,00529

316,48994

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

185,9457731

2418,4477

0,00529

315,8915462

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

195,5932785

2418,4477

0,00529

335,1865569

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

185,8387855

2418,4477

0,00529

315,677571

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

185,8107763

2418,4477

0,00529

315,6215526

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

185,8183877

2418,4477

0,00529

315,6367754

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r3

X

L

k baja

Hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

106,4088795

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

20,168

0,009772

30,30247

0,02876

0,004307476

84,64898261

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

345,3835332

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

153,27

0,009772

26874,74

0,02876

0,000566781

188,0603243

3,1103E-06

0,161

228,2

9,98

967862

350

344,7380582

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

148,67

0,009772

26874,74

0,02876

0,000584327

187,4418232

3,1103E-06

0,161

347,69

9,98

967862

350

364,0565024

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

1467,6

0,009772

26874,74

0,02876

5,91935E-05

207,90646

3,1103E-06

0,161

347,37

9,98

967862

350

344,5612705

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

147,46

0,009772

26874,74

0,02876

0,000589132

187,2731324

3,1103E-06

0,161

357,03

9,98

967862

350

344,4921643

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

146,99

0,009772

26874,74

0,02876

0,000591011

187,2072738

3,1103E-06

0,161

347,28

9,98

967862

350

344,5076812

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

147,09

0,009772

26874,74

0,02876

0,000590589

187,2220575

3,1103E-06

0,161

347,25

9,98

967862

350

344,5075011

0,3055

0,3085

0,3175

0,009

6

35

147,09

0,009772

26874,74

0,02876

0,000590594

187,2218859

3,1103E-06

0,161

347,25

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032804

0,7149

0,85118

290,2947

158221,81

0,0424

11,511

11,963

2,57

0,02624

0,00002873

0,7191

0,925742

2433,331

2250012,4

0,0385

11,511

11,963

2,57

0,00002398

0,725

1,01093

2629,149

2468540,4

0,0346

11,511

11,963

2,57

0,00002263

0,7244

1,04004

2691,163

2542587,5

0,3332

11,511

11,963

0,00002304

0,7233

1,03035

2671,098

2520828,2

0,0337

11,511

0,000022916

0,724

1,034203

2675,617

2525026,2

0,0336

0,000023007

0,7239

1,032266

2671,003

2519758,3

0,000023007

0,7238

1,032266

2670,981

2519758,3

Ra 2,0723E+11

Tf 189

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

2,8494E+11

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

11,963

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

11,511

11,963

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,963

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

11,963

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01090233

0,72728

1,0258E+13

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

322

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

67,20443975

2418,4477

0,00529

78,4088795

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

186,6917666

2418,4477

0,00529

317,3835332

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

186,3690291

2418,4477

0,00529

316,7380582

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

196,0282512

2418,4477

0,00529

336,0565024

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

186,2806353

2418,4477

0,00529

316,5612705

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

186,2460822

2418,4477

0,00529

316,4921643

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

186,2538406

2418,4477

0,00529

316,5076812

0,00001876

224,9268259


q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

R3

x

L

k baja

hi

Ln21

ho

Ln32

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

108,2751604

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

20,159

0,009772

30,20733

0,0319

0,004309222

81,0793084

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

347,3079342

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

153,23

0,009772

26790,36

0,0319

0,000566947

171,3509815

3,1103E-06

0,161

229,14

9,98

967862

350

346,6782262

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

148,74

0,009772

26790,36

0,0319

0,000584064

170,849866

3,1103E-06

0,161

348,65

9,98

967862

350

365,985457

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

1466,5

0,009772

26790,36

0,0319

5,92358E-05

187,678402

3,1103E-06

0,161

348,34

9,98

967862

350

346,4938415

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

147,47

0,009772

26790,36

0,0319

0,000589076

170,7036887

3,1103E-06

0,161

357,99

9,98

967862

350

346,425471

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

147,01

0,009772

26790,36

0,0319

0,000590935

170,6495492

3,1103E-06

0,161

348,25

9,98

967862

350

346,4365105

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

147,08

0,009772

26790,36

0,0319

0,000590635

170,6582886

3,1103E-06

0,161

348,21

9,98

967862

350

346,4365105

0,3055

0,3085

0,3185

0,01

6

35

147,08

0,009772

26790,36

0,0319

0,000590635

170,6582886

3,1103E-06

0,161

348,22

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

0,000032807

0,7143

0,851184

290,177

158208,09

0,0424

11,511

12,001

2,57

0,02624

0,00002874

0,7191

0,925746

2432,618

2249219,8

0,0385

11,511

12,001

2,57

0,00002395

0,724

1,01093

2630,331

2471632,5

0,0346

11,511

12,001

2,57

0,00002265

0,7244

1,04005

2689,241

2540318

0,3332

11,511

12,001

0,00002304

0,7235

1,03037

2671,352

2520779,3

0,0337

11,511

0,000022912

0,7239

1,034203

2675,961

2525467,1

0,0336

0,000023009

0,7238

1,032269

2670,796

2519532

0,000023009

0,7238

1,032269

2670,796

2519532

Ra 2,0723E+11

Tf 189

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Lnis

Pr

Gr

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

2,8494E+11

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

12,001

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

11,511

12,001

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

12,001

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

0,0336

11,511

12,001

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,01209457

0,72728

1,0258E+13

Nu

B

Tgi-Ta

733,3106

0,00529

332

0,00001876

v

Nu 224,9268259

Gr.Pr 2,07229E+11

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5 14,99756066

Ta

3,0208723

28

28

7,4602E+12

68,1375802

2418,4477

0,00529

80,2751604

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

7,4602E+12

187,3391131

2418,4477

0,00529

319,3079342

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

196,9927285

2418,4477

0,00529

318,6782262

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

196,9927287

2418,4477

0,00529

318,985457

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

187,2469208

2418,4477

0,00529

318,4938415

0,00001876

224,9268259

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,46024E+12

3,0208723

14,99756066

28

7,4602E+12

187,2127355

2418,4477

0,00529

318,425471

0,00001876

224,9268259

7,4602E+12

187,2182553

2418,4477

0,00529

318,4365105

0,00001876

224,9268259


Sistem yang tidak mempergunakan isolasi q 967862

Tg

Tgi

r1

r2

r2

L

k baja

hi

Ln21

ho

1/(hi.Ai)

U

1/(ho.Ao)

Kis

Tr

V

350

57,72354335

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

20,159

0,009772

31,1865

0,004309222

141,3408522

0,00275846

0,161

350

9,98

967862

350

296,7563171

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

153,23

0,009772

27658,77

0,000566947

1731,700498

3,1103E-06

0,161

203,86

9,98

967862

350

296,1266092

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

148,74

0,009772

27658,77

0,000584064

1681,846976

3,1103E-06

0,161

323,38

9,98

967862

350

315,43384

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

1466,5

0,009772

27658,77

5,92358E-05

14335,69849

3,1103E-06

0,161

323,06

9,98

967862

350

295,9422244

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

147,47

0,009772

27658,77

0,000589076

1667,788128

3,1103E-06

0,161

332,72

9,98

967862

350

295,873854

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

147,01

0,009772

27658,77

0,000590935

1662,634611

3,1103E-06

0,161

322,97

9,98

967862

350

295,8848935

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

147,08

0,009772

27658,77

0,000590635

1663,464573

3,1103E-06

0,161

322,94

9,98

967862

350

295,8848935

0,3055

0,3085

0,3085

6

35

147,08

0,009772

27658,77

0,000590635

1663,464573

3,1103E-06

0,161

322,94

9,98

v

Pr

Ro

Nud

Red

k gas

Ai

Ao

m

kud

2x3,14xKbajxL

2x3,14xkisxL

Lnbaj

Pr

Gr

0,000032807

0,7143

0,851184

290,177

158208,09

0,0424

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

2,8494E+11

0,00002874

0,7191

0,925746

2432,618

2249219,8

0,0385

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

0,00002395

0,724

1,01093

2630,331

2471632,5

0,0346

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

0,00002265

0,7244

1,04005

2689,241

2540318

0,3332

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

0,00002304

0,7235

1,03037

2671,352

2520779,3

0,0337

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

0,000022912

0,7239

1,034203

2675,961

2525467,1

0,0336

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

0,000023009

0,7238

1,032269

2670,796

2519532

0,0336

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

0,000023009

0,7238

1,032269

2670,796

2519532

0,0336

11,511

11,624

2,57

0,02624

2637,6

2,6376

3,70491E-06

0,72728

1,0258E+13

Ra

Tf

Nu

B

Tgi-Ta

V

Nu

Gr.Pr

(0,559/Pr)^(9/16)

Nu^0,5

Ta

2,0723E+11

189

733,3106

0,00529

322

0,00001876

5,2603789

2,07229E+11

3,0208723

27,671586

28

7,4602E+12

42,86177168

2418,4477

0,00529

29,72354335

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

28

7,4602E+12

162,3781586

2418,4477

0,00529

268,7563171

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

28

7,4602E+12

162,0633046

2418,4477

0,00529

268,1266092

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

28

7,4602E+12

171,71692

2418,4477

0,00529

287,43384

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

28 28

7,4602E+12

161,9711122

2418,4477

0,00529

267,9422244

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

7,4602E+12

161,936927

2418,4477

0,00529

267,873854

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

28

7,4602E+12

161,9424468

2418,4477

0,00529

267,8848935

0,00001876

7,0563685

7,46024E+12

3,0208723

49,792337

28


PEMANFAATAN GAS BUANG PABRIK KELAPA SAWIT SEBAGAI PEMANAS AIR UMPAN KETEL UAP DENGAN ALAT PENUKAR KALOR SHELL AND TUBE T E S I S OLEH

Recommend Documents