Tugas Perpindahan Panas

HEAT EXCHANGER

Dosen : Ir. Suhariyanto, MT

Oleh :

Iwan Wahyudi W (2111030033)

PROGAM STUDI DIPLOMA III

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa penulis dapat

menyelesaikan tugas yang berjudul “Heat Exchanger” dengan lancar.

Dalam pembuatan makalah ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak, maka

pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Ir.

Suhariyanto, MT yang telah memberikan kesempatan dan memberi fasilitas sehingga tugas

ini dapat selesai dengan lancar. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu

yang membantu pembuatan tugas ini.

Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan

sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi. Meskipun penulis

berharap isi dari tugas ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang

kurang.

Akhir kata semoga tugas ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan

penulis pada khususnya, penulis menyadari bahwa dalam pembuatan tugas ini masih jauh

dari sempurna untuk itu penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi

perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata penulis sampaikan terimakasih.

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Alat penukar kalor atau Heat Exchanger (HE)

Alat penukar kalor atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang digunakan untuk

memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa perpindahan massa dan bisa

berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas

dipakai adalah air yang dipanaskan sebagai fluida panas dan air biasa sebagai air

pendingin (cooling water). Penukar kalor dirancang sebisa mungkin agar perpindahan

panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena

adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun

keduanya bercampur langsung (direct contact).

Terdapat 2 macam aliran pada Heat Exchanger yaitu aliran Laminar dan Turbulen.

Aliran laminar adalah aliran yang bergerak dalam lapisan-lapisan dengan gerakan yang

teratur. Aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-lapisan membentuk garis-

garis alir yang tidak berpotongan satu sama lain. Hal tersebut ditunjukkan oleh

percobaan Osborne Reynold. Pada laju aliran rendah, aliran laminer tergambar

sebagai filamen panjang yang mengalir sepanjang aliran. Aliran ini mempunyai bilangan

Reynold lebih kecil dari 2300 (Cengel, 2002 :422).

Sedangkan aliran turbulen adalah aliran dimana partikel-partikel fluida bergerak

secara acak dengan kecepatan yang berubah-ubah. Pada aliran ini lapisan-lapisan

fluida tidak terlihat lagi sehingga aliran fluida dibayangkan sebagai bongkahan-

bongkahan fluida. Pergerakan dari bongkahan-bongkahan fluida tersebut terjadi

secara acak, sehingga proses perpindahan momentum dan massa terjadi secara

makroskopis. Untuk aliran turbulen, nilai bilangan Reynold adalah : Re > 4000

(Cengel, 2002: 422). Sebelum terjadi aliran turbulen, aliran akan mengalami proses

transisi dari aliran laminer ke aliran turbulen.

Penukar kalor sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak, pabrik

kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit listrik. Selain itu

pemakaian spesifik alat tersebut dapat dilihat pada: mesin pendingin ruangan (evaporator

& kondensor), mesin refrigerasi (evaporator & kondensor), radiator mobil di mana cairan

pendingin memindahkan panas mesin ke udara sekitar, instalasi pembangkit daya (boiler,

condensor, economizer, deaerator, air preheater, superheater) dan lain-lain.

Peralatan yang termasuk Heat Exchanger:

Radiator mobil

Economizer

Air preheater

BAB II

JENIS – JENIS HEAT EXCHANGER

Pada dasarnya prinsip kerja dari alat penukar kalor yaitu memindahkan panas dari

dua fluida pada temperatur berbeda di mana transfer panas dapat dilakukan secara

langsung ataupun tidak langsung.

1. Secara kontak langsung

Panas yang dipindahkan antara fluida panas dan dingin melalui permukaan

kontak langsung berarti tidak ada dinding antara kedua fluida.Transfer panas yang

terjadi yaitu melalui interfase / penghubung antara kedua fluida. Contoh : aliran

steam pada kontak langsung yaitu 2 zat cair yang immiscible (tidak dapat

bercampur), gas-liquid, dan partikel padat-kombinasi fluida.

2. Secara kontak tak langsung

Perpindahan panas terjadi antara fluida panas dandingin melalui dinding

pemisah. Dalam sistem ini, kedua fluida akan mengalir.

2.1 Tipe Aliran Pada Heat Exchanger Berdasarkan Sirkulasi

1. Once Through System

Air pendingin mengalir melalui unit heat exchanger dan langsung dibuang.

Jumlah volume air yang dibutuhkan sangat besar sehingga kenaikan temperatur relatif

kecil sepanjang pipa unit heat exchanger dan kandungan mineral dalam air relatif

sama. Pada umumnya air pendingin untuk unit heat exchangerdiambil dari berbagai

sumber seperti sungai, danau, laut dan sumur.

Gambar 2.1 Once Through System

2. Closed Recirculating System

Air pendingin secara kontinyu disirkulasikan melalui unit heat exchanger. Panas

yang diabsorbsi dari unit heat exchanger dimanfaatkan untuk proses pemanasan

lainnya, yang kemudian didinginkan melalui pendingin sekunder once through atau

open recirculating system. Volume makeup water yang ditambahkan relatif kecil,

karena kehilangan air akibat evaporasi relatif sedikit.

Kandungan mineral dalam air pendingin relatif konstan, akan tetapi produk

sampingan akibat korosi terakumulasi. Pada umumnya, closed recirculating

systemdigunakan pada sistem pendinginan mesin pembakar.

Gambar 2.2 Closed Recirculating System

3. Open Recirculating System

Air pendingin secara kontinyu disirkulasikan melalui unit heat exchanger dari

menara pendingin. Volume makeup water yang ditambahkan relatif banyak, untuk

menggantikan air yang hilang akibat evaporasi atau dibuang melalui blowdown untuk

menjaga level mineral dan padatan terlarut yang memenuhi persyaratan kualitas air

pendingin. Konsentrasi ion agresif dan padatan terlarut dalam air pendingin meningkat

diakibatkan penambahan makeup water secara kontinyu. Hal ini dapat mempercepat

korosi dan pembentukan kerak pada pipa unit heat exchanger.

Gambar 2.3 Open Recirculating System

2.2 Tipe Heat Exchanger berdasarkan alirannya

Ada beberapa tipe pesawat penukar kalor yang dikelompokkan berdasarkan

alirannya.

1. Counter and Paralel Flow

Tipe pipa dobel (concentric tube) kedua fluida dipisahkan oleh dinding pipa. Tipe

ini ada dua macam yaitu tipe aliran parallel (parallel flow) dan tipe aliran berlawanan

arah (counter flow).

Gambar 2.4 Pesawat penukar kalor tipe pipa dobel: a) Aliran parallel b). Aliran

berlawanan arah

2. Cross Flow

Tipe tipe aliran silang (cross flow), juga ada dua macam yaitu tipe kedua fluida

tidak bercampur (both fluid unmixed) dan tipe satu fluida bercampur sedang yang

satunya tidak bercampur (one fluid mixed and the other unmixed).

Gambar 2.5 Pesawat penukar kalor : a) Kedua fluida tidak bercampur b). Satu fluida

bercampur yang lain tidak bercampur

2.3 Tipe Heat Exchanger berdasarkan konstruksinya

1. Penukar panas pipa rangkap (Double Pipe Heat Exchanger)

Salah satu jenis penukar panas adalah susunan pipa ganda. Dalam jenis penukar

panas dapat digunakan berlawanan arah aliran atau arah aliran, baik dengan cairan

panas atau dingin cairan yang terkandung dalam ruangannular dan cairan lainnya

dalam pipa.

Alat penukar panas pipa rangkap terdiri dari dua pipa logam standart yang dikedua

ujungnya dilas menjadi satu atau dihubungkan dengan kotak penyekat. Fluida yang satu

mengalir di dalam pipa, sedangkan fluida kedua mengalir di dalam ruang anulus antara

pipa luar dengan pipa dalam. Alat penukar panas jenis ini dapat digunakan pada laju alir

fluida yang kecil dan tekanan operasi yang tinggi. Sedangkan untuk kapasitas yang lebih

besar menggunakan shell and tube heat exchanger

a b

a b

Gambar 2.6 Double pipe heat exchanger

2. Shell And Tube Heat Exchanger

Tipe tipe shell and tube, pada tipe ini satu fluida mengalir di dalam pipa-pipa

sedangkan yang lainnya mengalir pada shell dengan pola aliran menyerupai aliran

silang.

Gambar 2.7 Shell And Tube Heat Exchanger

Shell and tube ini ada beberapa konstruksi yaitu satu shell (case) dua laluan tube (pipe)

dan dua shell empat laluan tube.

Gambar 2.8 Pesawat penukar kalor tipe shell and tube: a). Satu shell dan dua laluan tube

b). Dua shell dan empat laluan tube

Kelebihan

• Thermal performance lebih tinggi dari tipe penukar kalor jenis coil

• Tekanan lebih tinggi dari penukar kalor jenis pelat

• efisiensi yang tinggi,

• memerlukan tempat yang minim

• mudah dirawat mudah beradaptasi hampir semua tipe liquid chilling

Kekurangan :

• Kinerja termal [thermal performance] lebih rendah dari tipe penukar kalor jenis

pelat

• Tekanan lebih rendah dari penukar kalor jenis coil

Faktor yang mempengaruhi efektivitas alat penukar panas (Heat Exchanger) terutama

Heat exchanger tipe shell & tube:

1. Melakukan penelitian penggunaan baffle dapat meningkatkan efektifitas alat penukar

panas, hal ini sejalan dengan peningkatan koefisien perpindahan panas.

2. Melakukan penelitian pengaruh tebal isolasi pada bagian luar shell, efektifitas

meningkat hingga suatu harga maksimum dan kemudian berkurang.

3. Menyimpulkannya dengan menggunakan alat penukar panas tabung konsentris,

efektifitas berkurang, jika kecepatan udara masuk dingin meningkat dan efektifitas

meningkat, jika laju alir massa udara meningkat.

4. Menentukan jarak antar baffle minimum 0,2 dari diameter shell sedangkan jarak

maksimum ialah 1x diameter bagian dalam shell. Jarak baffle yang panjang akan

membuat aliran membujur dan kurang menyimpang dari aliran melintang.

3. Adiabatic Wheel Heat Exchanger

Jenis keempat penukar panas menggunakan intermediate cairan atau toko yang

solid untuk menahan panas, yang kemudian pindah ke sisi lain dari penukar panas akan

dirilis. Dua contoh ini adalah roda adiabatik, yang terdiri dari roda besar dengan benang

halus berputar melalui cairan panas dan dingin, dan penukar panas cairan.

4. Pillow Plate Heat Exchanger

Sebuah pelat penukar bantal umumnya digunakan dalam industri susu untuk susu

pendingin dalam jumlah besar langsung ekspansi tank massal stainless steel. Pelat bantal

memungkinkan untuk pendinginan di hampir daerah seluruh permukaan tangki, tanpa

sela yang akan terjadi antara pipa dilas ke bagian luar tangki. Pelat bantal dibangun

menggunakan lembaran tipis dari logam-spot dilas ke permukaan selembar tebal dari

logam.

Pelat tipis dilas dalam pola teratur dari titik-titik atau dengan pola serpentin garis

las. Setelah pengelasan ruang tertutup bertekanan dengan kekuatan yang cukup untuk

menyebabkan logam tipis untuk tonjolan di sekitar lasan, menyediakan ruang untuk

cairan penukar panas mengalir, dan menciptakan penampilan yang karakteristik bantal

membengkak terbentuk dari logam.

5. Dynamic Scraped Surface Heat Exchanger

Tipe lain dari penukar panas disebut "(dinamis) besot permukaan heat

exchanger". Ini terutama digunakan untuk pemanasan atau pendinginan dengan tinggi

viskositas produk, proses kristalisasi, penguapan tinggi dan fouling aplikasi. Kali berjalan

panjang yang dicapai karena terus menerus menggores permukaan, sehingga menghindari

pengotoran dan mencapai kecepatan transfer panas yang berkelanjutan selama proses

tersebut.

6. Phase-Change Heat Exchanger

Selain memanas atau pendinginan cairan hanya dalam satu fasa, penukar panas

dapat digunakan baik untuk memanaskan cairan menguap (atau mendidih) atau

digunakan sebagai kondensor untuk mendinginkan uap dan mengembun ke cairan. Pada

pabrik kimia dan kilang, reboilers digunakan untuk memanaskan umpan masuk untuk

menara distilasi sering penukar panas .

Distilasi set-up biasanya menggunakan kondensor untuk mengkondensasikan uap

distilasi kembali ke dalam cairan.Pembangkit tenaga listrik yang memiliki uap yang

digerakkan turbin biasanya menggunakan penukar panas untuk mendidihkan air menjadi

uap.

Heat exchanger atau unit serupa untuk memproduksi uap dari air yang sering

disebut boiler atau generator uap.Dalam pembangkit listrik tenaga nuklir yang disebut

reaktor air bertekanan, penukar panas khusus besar yang melewati panas dari sistem

(pabrik reaktor) primer ke sistem (pabrik uap) sekunder, uap memproduksi dari air dalam

proses, disebut generator uap.Semua pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan nuklir

menggunakan uap yang digerakkan turbin memiliki kondensor permukaan untuk

mengubah uap gas buang dari turbin ke kondensat (air) untuk digunakan kembali.

Untuk menghemat energi dan kapasitas pendinginan dalam kimia dan tanaman

lainnya, penukar panas regeneratif dapat digunakan untuk mentransfer panas dari satu

aliran yang perlu didinginkan ke aliran yang perlu dipanaskan, seperti pendingin distilat

dan pakan reboiler pra-pemanasan.

Istilah ini juga dapat merujuk kepada penukar panas yang mengandung bahan dalam

struktur mereka yang memiliki perubahan fasa. Hal ini biasanya padat ke fase cair karena

perbedaan volume kecil antara negara-negara ini. Perubahan fase efektif bertindak

sebagai buffer karena terjadi pada suhu konstan tetapi masih memungkinkan untuk

penukar panas untuk menerima panas tambahan. Salah satu contoh di mana ini telah

diteliti untuk digunakan dalam elektronik pesawat daya tinggi.

Gambar 2.3 Phase-change heat exchanger

7. Plate and Shell Heat Exchanger

Heat Exchanger jenis ini menggabungkan heat exchanger plate dan teknologi

heat exchanger shell & tube. Di tengah-tengah dari heat exchanger ada satu plate yang

dilas melingkar dibuat dengan menekan dan memotong pelat bulat dan di las secara

bersamaan.

Kelebihan

• transfer panas tinggi,

• tekanan tinggi,

• suhu operasi yang tinggi,

• ukuran yang ringkas,

8. Penukar Panas Plate and Frame ( Plate And Frame Heat Exchanger )

Alat penukar panas pelat dan bingkai terdiri dari paket pelat – pelat tegak lurus,

bergelombang, atau profil lain. Pemisah antara pelat tegak lurus dipasang penyekat lunak

(biasanya terbuat dari karet). Pelat – pelat dan sekat disatukan oleh suatu perangkat

penekan yang pada setiap sudut pelat 10 (kebanyakan segi empat) terdapat lubang

pengalir fluida. Melalui dua dari lubang ini, fluida dialirkan masuk dan keluar pada sisi

yang lain, sedangkan fluida yang lain mengalir melalui lubang dan ruang pada sisi

sebelahnya karena ada sekat.

• penyumbatan yang rendah

• suhu pendekatan dekat.

• aman terhadap kebocoran pada tekanan

dan suhu tinggi

Kelebihan

• Koefisien perpindahan panas tinggi

• Area perpindahan panas luas

• penurunan tekanan rendah

• Efektivitas tinggi, mudah di bongkar pasang untuk kepentingan pembersihan, dan

inspeksi.

Kekurangan

• Kemampuan tekanan rendah

• Ada banyak jenis exchanger plate yang permanen atau tipe close

Gambar 2.4 Plate and Frame heat exchanger

3.

Tipe tipe shell and tube, pada tipe ini satu fluida mengalir di dalam pipa-pipa

sedangkan yang lainnya mengalir pada shell dengan pola aliran menyerupai aliran silang.

Tube inlet

Shell inlet

Buffle

Shell outlet

Tube outlet

Gambar 2.7: Pesawat penukar kalor tipe Shell and Tube

Shell and tube ini ada beberapa konstruksi yaitu satu shell (case) dua laluan tube

(pipe) dan dua shell empat laluan tube.

Shell outlet

Shell inlet

Tube inlet Tube outlet

Shell inlet

Shell outlet

Tube inlet

Tube outlet

Gambar 2.8: Pesawat penukar kalor tipe shell and tube: a). Satu shell dan dua laluan tube. b). Dua shell

dan empat laluan tube

3.3

Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan

Koefisien perpindahan panas keseluruhan merupakan koefisien perpindahan

panas gabungan yang meliputi seluruh koefisien yang ada mulai dari fluida dingin

sampai ke fluida panas, termasuk juga adanya faktor kerak (fouling factor) yang

mungkin terjadi sesudah pesawat digunakan.

Jika kedua fluida dipisahkan oleh dinding datar maka koefisien perpindahan panas

keseluruhan adalah:

BAB III

RUMUS DAN PERHITUNGAN HEAT EXCHANGER

3.1 Energi Kalor

Energi kalor merupakan energi yang menunjukkan tingkatan kecepatan gerak

acak dari suatu molekul atau suatu atom. Dalam hal ini, kalor berpindah dari permukaan

suatu sistem yang bersuhu tinggi ke sistem yang temperaturnya lebih rendah sehingga

tingkat energi kalor suatu benda diindikasikan dengan temperatur benda tersebut. Untuk

laju dari energi kalor sendiri dapat dinyatakan sebagai berikut:

Dimana : Q = Laju energi kalor (W)

= Laju aliran massa (kg/s)

Cp = Kalor spesifik pada tekanan konstan (J/kg.K)

T = Beda temperatur (K)

3.2 Bilangan Reynold

Bilangan Reynold merupakan bilangan tak berdimensi yang menunjukkan

perbandingan antara gaya inersia terhadap gaya viskos dari suatu fluida. Secara

matematis besarnya angka Reynold dapat dirumuskan sebagai berikut

Nre =

Dimana v = kecepatan (m/s)

D = Diameter pipa dimana fluida mengalir (m)

= massa jenis (kg/m3)

= viskositas (kg/m.s)

Fluid 2 Rf (m -K/W)

Seawater and treated boiler feedwater (below 50C) 0.0001

Seawater and treated boiler feedwater (above 50C) 0.0002

River water (below 50C) 0.0002 s/d 0.0001

Fuel oil 0.0009

Refrigerating liquids 0.0002

Steam (non oil bearing) 0.0009

1

ln

hi

L

k

ho

U

1

hi

1 L

k ho

1)

Jika kedua fluida dipisahkan oleh dinding silinder (pipa) maka:

U o

1

ho

ro

k

1

ro

ri

ro 1

ri hi

,

berdasarkan luas permukaan luar pipa.

2)

U i

1

hi

ri

k

ln

1

ro

ri

ri 1

ro ho

berdasarkan luas permukaan dalam pipa.

3)

Dimana U i Ai U o Ao

ri

h r h

Jika memperhitungkan adanya fouling factor (kerak) persamaan menjadi:

U o

1

ho

R f , o

ro

k

1

ln

ro

ri

R f , i

ro 1

ri hi

4)

U i

1

hi

R f , i

ri

k

ln

1

ro

ri

R f , o

ri 1

ro ho

5)

Harga representasi fouling factor adalah:

Tabel 3.1: Harga representasi fouling factor (Incropera)

Kombinasi Fluida 2 U( W /m -K)

Air ke air 850 s/d 1700

Air ke minyak 110 s/d 350

Kondensor uap (air di dalam tube) 1000 s/d 6000

Kondensor amoniak (air di dalam tube) 800 s/d 1400

Kondensor alkohol (air di dalam tube) 250 s/d 700

Heat exchanger dengan sirip (air dalam tube, udara silang) 25 s/d 50

q h m c p, h h, i h, o ) T (T

m c T qc p, c c, o c, i ) (T

Tabel 3.2: Harga representasi koefisien perpindahan panas keseluruhan (Incropera)

3.4 Analisis Pesawat Penukar Kalor (Lmtd)

Analisis pesawat penukar kalor didasarkan pada dua asumsi utama (disamping

beberapa asumsi tambahan) yaitu: semua kalor yang dilepaas fluida panas diterima

semuanya oleh fluida dingin dan perpindahan panas antara pesawat dengan lingkungan

diabaikan.

Kalor yang dilepas fluida panas:

*

Kalor yang diterima fluida dingin:

*

6)

Th,i

73)

Th,o

A: luas permukaan

Tc,i

q Tc,o

perindahan panas

Gambar 3.1: Balans energi pada pesawat penukar kalor

Persamaan lain yang diperlukan untuk analisis adalah:

q UATm , dimana:Tm T h T c

7)

Tm : beda temperatur rata-rata antara fluida panas dan fluida dingin.

1. Tipe Aliran Paralel

Distribusi temperatur yang terjadi pada pesawat penukar kalor aliran parallel

adalah sebagai berikut:

dq mc p, c c c c c dT C dT

d (T ) dT h d T c dq 1 1

C h c

1 1d (T )

T U Ch c dA , menjadi : 1 1

UA 1 1

Ch c

dA

Ch

Cc

Th

Tc

dq

Th+dTh

Tc+dTc

A: luas permukaan perindahan panas

T

Th,i

dTh

∆T1

∆T

dq

Th,o

Tc,o

∆T2

dTc

Tc,i

1 2 x

Gambar 3.2: Pesawat penukar kalor aliran paralel

Asumsi :

1. Perpindahan panas antara pesawat dengan lingkungan diabaikan

2. Konduksi arah aksial pada tube diabaikan

3. Perubahan energi kinetik dan potensial diabaukan

4. Kapasitas panas jenis fluida konstan

5. Koefisien perpindahan panas keseluruhan konstan

Balans energi pada masing-masing elemen tersebut diatas:

dq mh*c p, h dTh C h dTh

*

dq UdAT , dimana:

dTh

dTc

dq

Ch

dq

Cc

8)

9)

T T h T c (beda temperatur lokal), jika dideferensiasi:

diintegralkan menjadi:

2 2

C

,

C

substitusi

dq UdAT dan

ln

T2

T1

C

10)

UA

T2

T2

Substitusi Ch dan Cc :

ln T2

T1

Th,i Th,o

q

Tc,o Tc,i

q

UA

q (Th,i Tc,i ) (Th,o Tc,o )

q UA T2 T1

ln T1

atau q UATlm

11)

Dimana:TlmT2 T1

ln T1

, disebut log mean temperature difference

12)

PERHATIAN: Untuk aliran paralel:

T1Th,i Tc,i

T2Th,o Tc,o

13) 14)

2. Tipe Aliran berlawanan arah

Dalam hal ini semua persamaaan sama dengan aliran parallel kecuali padaT1

danT2 yang berbeda. Perbedaan ini disebabkan arah aliran yang berlawanan.

dA

T

Ch

Cc

Th

Tc+dTc dq Th,i

Th+dTh

Tc

A: luas permukaan perindahan panas

∆T1

Tc,o

∆T

dq

dTh

Th,o

∆T2

dTc Tc,i

1

2

x

Gambar 3.3: Pesawat penukar kalor aliran berlawanan

PERHATIAN: Untuk aliran berlawanan arah (berlawanan):

T1Th,i Tc,o

T2Th,o Tc,i

15) 16)

3. Tipe Aliran Multipass dan Aliran Silang

Meskipun pesawat penukar kalor untuk tipe multipass dan aliran silang sangat

kompleks tetapi persamaan-persaman tersebut diatas dapat digunakan untuk analisis

dengan hasil yang memuaskan. Satu-satunya yang harus dimodifikasi adalah log mean

temperature difference (LMTD), yaitu dalam bentuk:

TlmTlm,CF xF 17)

Tlm,CF adalah log mean temperature difference untuk aliran berlawanan arah dan F

adalah faktor koreksi yang dapat dilihat pada gambar berikut:

T1 Ti to

T2 To ti

Gambar 3.4 Faktor Koreksi LMTD Untuk Shell And Tube Dengan Satu Shell Dan Kelipatan 2 Laluan

Tube

T1 Ti to

T2 To ti

Gambar 3.5 Faktor Koreksi LMTD Untuk Shell And Tube Dengan Dua Shell Dan Kelipatan 2 Laluan

Tube

T1 Ti to

T2 To ti

Gambar 3.6 Faktor Koreksi LMTD Untuk HX Aliran Silang Dengan Kedua Fluida Tidak Bercampur

T1 Ti to

T2 To ti

Gambar 4.7 Faktor Koreksi LMTD Untuk HX Aliran Silang Dengan Satu Fluida Bercampur , yang Lain

Tidak Bercampur

m C Ch h ph

3.5

The Effectivenes - NTU Method

Untuk mendefinisikan efektivitas pesawat penukar kalor terlebih dahulu harus

ditentutkan kemungkinan maksimum perpindahan panas (qmax):

Kalor yang dipindahkan:

q mC (T )

Heat capasity:

Cc mc*C pc

*

Definisi qmax:

C min

18)

19)

20)

21)

Dimana: HX effectiveness dapat dinyatakan sebagai berikut:

22)

Dari pembahasan LMTD didapat pers.:

Maka:

Substitusi nilai Tco dari pers.:

Tco C min

C max

(Thi Tho ) Tci

23)

Cr

Cmin

Cmax

DAFTAR PUSTAKA

1. Theodore L Bergman, Adrienne S Lavine, Frank P Incropera, David P Dewitt: Fundamental of Heat and Mass Transfer, 7nd edition, copyright John Wiley & Sons Inc. U S A, 2011.

2. Theodore L Bergman, Adrienne S Lavine, Frank P Incropera, David P Dewitt:

Introduction to Heat Transfer, 6th edition, copyright John Wiley & Sons Inc. USA,

2011.