Dalam MacMillan Dictionary, cooler adalah kotak untuk menjaga sesuatu (umumnya makanan atau minuman) agar tetap dingin. Umumnya terbuat dari bahan dengan tingkat insulasi tinggi, dengan kata lain, mencegah panas dari luar masuk ke dalam sehingga benda di dalam tetap terjaga suhunya dalam waktu yang lama. Prinsip kerjanya ada pada prinsip pindah panas (konduksi, konveksi, dan radiasi), dan material pembuatannya haris mencegah masuknya panas dengan ketiga cara tersebut. Misal, untuk mencegah konduksi, digunakan bahan yang tidak memiliki konduktivitas termal (kuat rambat panas) yang tinggi, misalnya styrofoam. Sama seperti prinsip termos.Namun jika yang dimaksud adalah mesin pendingin, maka prinsip kerjanya adalah dengan menggunakan siklus Carnot (dibaca karno, karena dia orang Prancis) yang dibalik. Siklus Carnot, seperti yang kamu tahu, adalah prinsip termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Siklus Carnot yang dibalik, yaitu menggunakan kerja untuk memindahkan panas. Seperti yang kamu ketahui, hukum termodinamika menyatakan bahwa panas tidak dapat berpindah secara spontan dari wilayah bertemperatur rendah ke wilayah temperatur tinggi. Secara spontan dapat terjadi sebaliknya, dari temperatur tinggi ke temperatur rendah. Tidak bisa dilakukan secara spontan, berarti dibutuhkan sesuatu untuk memindahkan panas dari wilayah bertemperatur rendah ke temperatur tinggi, sehingga wilayah bertemperatur rendah tersebut akan semakin rendah (atau setidaknya tetap rendah) temperaturnya dan wilayah bertemperatur panas akan semakin panas (atau setidaknya tetap panas) temperaturnya.Secara umum, prinsip siklus termodinamika biasa yaitu menggunakan panas untuk diubah menjadi kerja, dan akan ada panas yang terbuang ke reservoir. Secara teori, tidak mungkin mengubah seluruh panas yang ada untuk diubah menjadi kerja. Jadi, jika dituliskan dalam notasi matematika adalah total kerja = panas yang masuk - panas yang keluar.Pada siklus Carnot terbalik, kerja digunakan untuk memindahkan panas. Dan kerja yang diberikan pada akhirnya juga akan menjadi panas, namun dibuang ke wilayah bertemperatur tinggi, bukan ke wilayah bertemperatur rendah di mana panas akan dipindahkan dari wilayah tersebut. Jadi, total panas yang dibuang = kerja + panas yang dipindahkan.

Sedangkan cara kerja heater adalah menggunakan prinsip termodinamika biasa, yaitu menggunakan panas lalu dialirkan ke wilayah bertemperatur rendah agar menjadi lebih hangat. Perpindahan panas tersebut terjadi secara spontan, yang kita butuhkan hanyalah panas untuk dipindahkan ke temperatur yang lebih tinggi.Ada banyak jenis heater yang ditawarkan, yaitu Air preheater, Air heater, Block heater, Cathode heater, Central heater, Dielectric heater, District heater, Electric heater, Convector heater, Fan heater, Flameless ration heater, Gas heater, Gasoline heater, Geothermal heater, Heating pad, Heat pump, Hydronic heater, Induction heater, Infrared heater, Kerosene heater, Oil heater, Radioisotope heater unit, Salamander heater, Solar furnace, Solar heater, Space heater, Storage heater, Underfloor heating, Water heater (atau Aquarium heater), Wood heater. Secara umum, perbedaan dari semua jenis heater di atas pada sumber panasnya, konsep penghantaran panas, dan tujuan atau fungsinya. Jika dijelaskan satu-satu, tidak akan selesai hari ini.

RefrigerasiMateri ajar kelas X Teknik Kendaraan Ringan semester genap SMKN 1 RembangREFRIGERASIRefrigerasiadalah suatu sistem yang memungkinkan untuk mengatur suhu sampai mencapai suhu di bawah suhu lingkungan. Penggunaan refrigerasi sangat dikenal pada sistem pendingin udara pada bangunan, transportasi, dan pengawetan suatu bahan makanan dan minuman.Refrigasi dicapai dengan melakukan penyerapan panas pada suhu rendah secara terus menerus, yang biasanya bisa dicapai dengan menguapkan suatu cairan secara kontinu. Uap yang terbentuk dapat kembali ke bentuk asalnya kembali, cairan, biasanya dengan dua cara. yang paling umum, uap itu hanya akan ditekan lalu diembunkan (memakaifinseperti pada kulkas). Cara lain, bisa diserap dengan cairan lain yang mudah menguap yang setelah itu diuapkan pada tekanan tinggi.Refrigerasiatau disebut jugaAir Conditioningadalah perlatan untuk mengontrol: -temperatur-sirkulasi udara-kelembaban-memurnikan udara (purification)Air Conditioneristilah umum untuk perlengkapan memelihara udara di dalam ruangan agar temperatur dan kelembannya menyenangkan. Bila temperaturnya tinggi, maka panas yang diambil agar temperatur turun yang disebutpendinginan.Sebaliknya, ketika temperatur ruangan rendah panas yang diberikan agar temperatur naik disebutpemanasan. Sebagai tanbahan, kelembabannya ditambah atau dikurangi agar terasa nyaman.Dengan demikian, perlengkapan yang diperlukan untuk suatu air conditioner terdiri atas:cooler, heater, moisture controller dan ventilator.Air Conditioner untuk mobil pada umumnya terdiri dari:heaterataucoolerdengan pembersih embun(moisture remover)dan pengatur aliran udara.Heateradalah suatu alat yang memanaskan udara di dalam mobil atau udara segar dari luar yang dihisap kedalam ruang dan digunakan untuk pemanasan.Ada beberapa tipe heater termasuk: heater air panas(hot water heater), heater pembakaran (combustion heater)danheater gas buang (exhaust heater)tetapi biasanya yang digunakan adalahheater air panas.1. Prinsip DasarPada heater sistem air panas, air pendingin mesin disirkulasikan melaluiheater coreagarheater coremenjadi panas. Kemudianblowermeniupkan udara dingin melaluiheater corepanas untuk memanaskan udara.Secara alamiah, karena air pendingin berfungsi sebagai sumber panas heater core tidak akan panas selama temperatur air pendingin rendah dan udara yang melewati heater tetap dingin.2. Tipe HeaterAda 2 tipe heater air panas, yaitu:a. Tipe campuran udara(air mix type)Tipe ini menggunakanair mix control damperyang mengubah temperatur udara dengan cara mengatur perbandingan udara dingin yang melewatiheater coredan yang tidak melewatiheater core.b. Tipe pengaturan aliran air(water flow control type)Tipe ini mengontrol temperatur dengan cara mengatur ejumlah air yang melewatiheater coredengan sebuahwater valve.Hal ini menyebabkan perubahan temperaturheater coreitu sendiri dan penyetelan temperatur udara yang melewatiheater core.3. CoolerCooler ialah alat untuk mendinginkan dan menghilangkan kelembaban udara di dalam ruangan/kendaraan atau udara segar dari luar yang dihisap ke dalam ruangan/kendaraan untuk membuat udara terasa nyaman.Teori Dasar PendinginanKita merasa sedikit dingin stelah berenang meskipun saat hari panas, sebab air di badan menyerap panas dan menguap.Contoh lain, kita merasa dingin saat mengoleskan alkohol pada lengan. Alkohol menyerap panas dan terjadi penguapan. Jadi dapat kita simpulkan apabila suatu benda yang diolesi/dialiri cairan yang mendinginkan maka cairan tersebut akan menyerap panas benda tersebut dan menguapkan panas tersebut sehingga benda tersebut menjadi dingin.

Bagan ACKomponen-komponen utama Air Conditioner:a. CoolerSistem AC coolerpada mobil dari komponen-komponen yang meliputisiklus pendinginandanalat bantuagar potensi pendingin berpotensi penuh, serta sebagai alat koreksi bila terdapat masalah di dalam sistem.b. KompresorKompresoradalah alat yang digunakan untuk menaikkan tekananrefrigerantdengan mengkompresikan dalam bentuk gas/uap, akibatnya temperaturrefrigerantjuga ikut naik. Panas yang ditimbulkan akan dikondensasikan meleluikondensor.Kompresor ACc. Magnetic ClutchMagnetic Clutchdigunakan untuk menghubungkan dan melepaskan kompresor dengan putaran mesin. Komponen utamanya terdiri dari:stator, rotor dan plat penekan.Prinsip kerjamagnetic clutchadalah melekatkan 2 keping logam besi karena gaya elektromagnetik. Kedua kopling logam tersebut adalah penekandrive pulley.Magnetic Clucth dan Kondensord. Kondensor/CondenserKondensorberfungsi untuk mengembunkan gas/uaprefrigerant. Semakin besar jumlah panas yang dilepaskan olehkondensor, maka semakin besar pula efek pendinginan yang diperolehevaporator.Kondensor diletakkan di bagian depan kendaraan agar proses pendinginannya sempurna.e. Receiver atau DryerReceiver/Dryerberfungsi menampung sementararefrigerantdalam bentuk cairan, kemudian disalurkan sesuai dengan beban pendinginan. Dalamreceiverdandryerterdapat:filter, desiccont, receiverdandryerjugasight glasspada bagian atas untuk melihat kondisi aliranrefrigerant.

Receiver Dryer dan Katup Ekspansid. Katup Ekspansi/Expansion ValveKatup Ekspansidigunakan untuk menurunkan tekanan dan temperatur serta menginjeksikanrefrigerantmelaluiorifice, sehinggarefrigerantyang keluar temperatur dan tekannya menjadi rendah.e. Evaporator dan BlowerEvaporatorberfungsi untuk menguapkan gas/uap yang bertemperatur dan bertekanan rendah. Bila udara melewatievaporatormenjadi dingin sampai temperatur dan tekanan di bawah pengembunan. Uap air akan mengembun dan menempel padasirip evaporatordalam bentuk tekanan air. Bila saat pada ini temperatur sirip di bawah 0C, tetesan air akan berubah menjadi es.Blowerdigunakan untuk menghisap udara segar yang telah disirkulasikan ke dalam ruangan.Blowerterdiri dari motor dan kipas(fan).

Siklus Pendinginan:1. Kompresor melepaskanrefrigerantyang bertemperatur dan bertekanan tinggi, karena menyerap panas darievaporatorditambah panas yang dihasilkan kompresor saat langkah pengeluaran.2.Gas refrigerantini mengalir ke dalamcondenser. Di dalamcondenser,gas refrigerantmengembun kembali menjadi cairan.3.Cairan refrigerantini mengalir ke dalamreceiveryang menyimpan dan menyaringcairan refrigerantsampaievaporatormemerlukanrefrigerant.4.Expansion valvemengubah cairanrefrigerantmenjadi campuran dan cairan yang bertemperatur dan bertekanan rendah.5.Gas refrigerantyang dingin dan berembun ini mengalir ke dalamcondencer. Di dalamcondencergas refrigerantmengembun kembali menjadi cairan.

HEAT EXCHANGER (Alat Penukar Panas)

1.ALAT PENUKAR PANASMenurut Sitompul (1993), peralatan penukar panas adalah suatu peralatan di mana terjadi perpindahan panas dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi kepada fluida lain yang temperaturnya lebih rendah. Klasifikasi peralatan penukar panas didasarkan pada :a.Proses perpindahan panasb.Jumlah fluida yang mengalirc.Kompak tidaknya luas permukaand.Mekanisme perpindahan panase.Konstruksif.Tipe pelatg.Pengaturan aliran2.KLASIFIKASI ALAT PENUKAR PANAS1.CondenserCondensermerupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mendinginkan fluida sampai terjadi perubahan fase dari fase uap menjadi fase cair. Media pendingin yang dipakai biasanya air sungai atau air laut dengan suhu udara luar (Sitompul, 1993).2.ChillerChillermerupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mendinginkan (menurunkan suhu) cairan atau gas pada temperatur yang sangat rendah. Temperatur pendingin di dalamchillerjauh lebih rendah dibandingkan dengan pendinginan yang dilakukan oleh pendingin air. Media pendingin yang digunakan antara lain freon (Sitompul, 1993).3.ReboilerReboilermerupakan alat penukar panas yang bertujuan untuk mendidihkan kembali serta meenguapkan sebagian cairan yang diproses. Media pemanas yang digunakan antara lain uap (steam) dan minyak (oil). Alat penukar panas ini digunakan pada peralatan distilasi (Sitompul, 1993).

4.CoolerCooleradalah alat penukar panas yang digunakan untuk mendinginkan (menurunkan suhu) cairan atau gas dengan menggunakan air sebagai media pendingin. Dengan perkembangan teknologi saat ini, media pendingincoolermenggunakan udara dengan bantuan kipas (fan) (Sitompul, 1993).5.Heat ExchangerHeat Exchanger(HE) adalah alat penukar panas yang bertujuan memanfaatkan panas suatu aliran fluida untuk pemanasan aliran fluida yang lain. Dalam hal ini terjadi 2 fungsi sekaligus yaitu :Memanaskan fluida yang dinginMendinginkan fluida yang panas (Sitompul, 1993).6.HeaterHeatermerupakan alat penukar kalor yang bertujuan memanaskan (menaikkan suhu) suatu fluida proses dengan menggunakan media pemanas. Media pemanas yang biasa digunakan antara lain uap atau fluida panas lain (Sitompul, 1993).7.ThermosiphondanForced Circulation ReboilerThermosiphon reboilermerupakan reboiler dimana terjadi sirkulasi fluida yang akan dididihkan dan diuapkan dengan proses sirkulasi alamiah (natural circulation). SedangkanForced Circulation Reboileradalah reboiler yang sirkulasi fluida terjadi akibar adanya pompa sirkulasi sehingga menghasilkan sirkulasi paksaan (forced circulation) (Sitompul, 1993).8.Steam GeneratorAlat ini sering disebut sebagai ketel uap dimana terjadi pembentukan uap dalam unit pembangkit. Panas hasil pembakaran bahan bakar dalam ketel dipindahkan dengan cara konveksi, konduksi dan radiasi. Berdasarkan sumber panasnya,steam generatordibagi 2 macam, yaitu :Steam generatortipe pipa airTipe ini, fluida yang berada di dalam pipa adalah air ketel, sedangkan pemanas (berupa nyala api dan gas asap) berada di luar pipa. Hasilnya berupa uap dengan tekanan tinggi.Steam generatortipe pipa apiTipe ini, fluida yang berada di dalam pipa adalah nyala api, sedangkan air yang akan diuapkan berada di luar pipa dalam bejana khususpemanas (berupa nyala apidan gas asap) berada di luar pipa (Sitompul, 1993).

9.WHB (Waste Heat Boiler)WHB adalah alat penukar panas sejenis dengan ketel uap tetapi memiliki perbedaan pada sumber panas yang digunakan. Sumber panas pada ketel uap yaitu hasil pembakaran bahan bakar sedangkan sumber panas pada WHB yaitu memanfaatkan panas dari gas asap pembakaran atau cairan panas yang diperoleh dari reaksi kimia (Sitompul, 1993).10.SuperheaterAlat penukar panas jenis ini digunakan untuk mengubah uap basah (saturated steam) padasteam generator(ketel uap) menjadi uap kering (superheated steam) (Sitompul, 1993).11.EvaporatorEvaporatoradalah alat penukar panas yang digunakan untuk menguapkan cairan yang ada pada larutan sehingga diperoleh larutan yang lebih pekat (mother liquor) (Sitompul, 1993).12.VaporizerAlat penukar panas ini digunakan untuk menguapkan suatu cairan sehingga fasenya berubah dari cair menjadi gas (Sitompul, 1993).13.EkonomizerEkonomizer(disebut juga pemanas air pengisi ketel uap) digunakan untuk menaikkan suhu air sebelum air masuk ke dalam ketel uap. Tujuannya untuk meringankan beban ketel (Sitompul, 1993).

3. ALAT PENUKAR PANAS TIPE SHELL AND TUBEMenurut Sitompul (1993), alat penukar panas tipeshell and tubemerupakan salah satu jenis alat penukar panas berdasarkan konstruksinya. Tipeshell and tubesering digunakan dalam industri karena memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan tipe lainnya, antara lain :Konfigurasi yang dibuat dapat memberikan luas permukaan yang besar (> 200 ft2) dengan volume yang kecil.Mempunyai lay-out mekanik yang baik dan bentuknya cukup baik untuk operasi bertekanan.Menggunakan teknik fabrikasi yang sudah mapan.Dapat dibuat dari berbagai material.Mudah dibersihkan dan konstruksinya sederhana

4. JUMLAH LINTASAN PADA ALAT PENUKAR PANAS SHELL AND TUBEMenurut Walas (1990) dan Sitompul (1993), pada alat penukar panas tipe shell and tube terdapat 2 jenis lintasan yaitu :Shell pass(lintasan shell)Merupakan lintasan yang dilakukan oleh fluida sejak masuk mulai saluran masuk (inlet nozzle) melewati bagian dalam shell dan mengelilingi tube, keluar dari saluran buang (outlet nozzle) sehingga lintasan ini disebut 1 lintasan shell atau 1 pass shell.Tube pass(lintasan tube)Merupakan lintasan yang dilakukan oleh fluida masuk ke dalam penukar kalor melalui salah satu ujung (front head) lalu mengalir ke dalam tube dan langsung ke luar dari ujung yang lain sehingga disebut 1 pass tube. Apabila fluida tersebut membelok lagi masuk ke dalam tube sehingga terjadi 2 kali lintasan dalam tube maka disebut 2 pass tube.Di bawah ini contoh lintasan dalam alat penukar panas tipeshell and tubeyaitu:

Gambar 1 Lintasan Pada Alat Penukar Panas Tipeshell and tube: (a) 1-2 pass; (b) 2-4 pass; (c) 3-6 pass; (d) 4-8 pass

5. KELAYAKAN ALAT PENUKAR PANAS TIPE SHELL AND TUBESuatu alat penukar panas yang telah dirancang perlu diuji kelayakannya untuk mengetahui kinerja alat tersebut dalam melakukan proses perpindahan panas. Menurut Kern (1965), untuk menentukan kelayakan suatu alat penukar panas (heat axchanger) dapat dilakukan melalui 2 macam besaran yang perlu ditentukan yaitu :Faktor kekotoran (Rd)Semakin besar harga Rd hasil kalkulasi dari harga Rd yang dibutuhkan maka alat penukar panas dapat dikatakan layak digunakan apabila telah dilakukanservicesehingga alat penukar panas perlu dibersihkan dan diservis. Apabila harga Rd hasil kalkulasi lebih kecil dari harga Rd yang dibutuhkan maka alat penukar panas dapat dikatakan tidak layak digunakan.Pressure drop(P)Kelayakan alat penukar panas baik apabila memiliki harga P untuk gas sebesar < 2 psia dan untuk cair sebesar < 10 psia.

http://irbmevonnovembri.blogspot.com/2011/08/heat-exchanger-alat-penukar-panas.html

BAB IPENDAHULUAN

A.JUDUL PERCOBAAN ALAT PENUKAR PANAS (HEAT EXCHANGER)B.TUJUANPERCOBAANUntuk mempelajari dasar-dasar penukar panasUntuk menghitung neraca panas dari penukar panasMenghitung koefisien pemindahan panas keseluruhan dari penukar panasUntuk menghitung efisiensipenukar panasUntuk mempelajari hubungan antara bilangan reynold dengan karakteristik penukar panas.

C.LATAR BELAKANGFindantubemerupakan suatu jenisheat exchangeryang banyak digunakanpada berbagai bidang industri yang diantaranyaberkerja pada sistem refrigerasi dantata udara karena bentuknya yang ringkas (compact) dan ringan. Pada umumnyafluida cair mengalir sepanjang pipa dan gas mengalir pada saluran diantarafin. Salahsatu hal penting yang perlu diperhatikan dalamheat exchangeradalah perpindahanpanasnya pada sisi udara. Untuk mendapatkan effisiensifinyang tinggi perlu diperhatikan bahan dan geometri darifintersebut. Bentukfinyang umum digunakanadalahplain(datar) danwavy(bergelombang). Bentukwavybanyak digunakankarena pola tersebut dapat memperpanjang aliran udara di dalamheat exchangerdanmemperbaikiplateHeat Exchanger (HE) adalah alat penukar panas yang bertujuan memanfaatkanmixing(pencampuran) dari aliran udara jika dibandingkan denganpanas suatu fluida untuk pemanasan aliran fluida yang lain. Dalam hal ini terjadi 2 fungsi sekaligus yaitu :- Memanaskan fluida yang dingin-Mendinginkan fluida yang panasDefenisi panas adalah energy yang ditransfer akibat daripada perbedaan temperatur. Pengertian diatas adalah berdasarkan prinsip termodinamika. Walaupun hukum termodinamika menelaah transfer energy, metode ini hanya dapat menganalisa suatu sistem yang dalam keadaan setimbang. Sehingga dapat diperhitungkan jumlah energy yang diperlukan untuk merubah suatu sistem dari suatu keadaan kesetimbangan ke kesetimbangan lain, tetapi hukum termodinamika tidak dapat menganalisa bagaimana kecepatan perubahan itu terjadi.Pemanasan batangan baja dalam air panas. Hukum termodinamika dapat digunakan untuk menentukan temperature akhir sesudah kedua sistem mencapai kesetimbangan dan jumlah energy yang ditransfer dapat dihitung dari keadaan mula-mula dan pada keadaan akhir kesetimbangan, tetapi tidak dapat menjelaskan bagaimana kecepatan panas itu ditransfer dan tidak dapat menjelaskan berapa lama waktu yang diperlukan untuk mencapai temperature tertentu yang diinginkan ?Untuk analisa transfer panas yang sempurna, maka perlu memahami tiga mekanisme transfer panas yaitu :1.Konduksi2.Konveksi3.RadiasiKonduksi adalah suatu metode transfer panas hanya dengan media padat. Bila pada suatu benda terdapat Gradien Temperatur, maka panas akan ditransfer dari daerah temperature yang lebih tinggi ke daerah temperature yang lebih rendah. Bila suatu fluida berkontak dengan permukaan zat padat pada temperature yang berbeda, maka hasil dari proses pertukaran energy termis itu disebut transfer panas secara konveksi. Kebanyakan masalah transfer panas sangat kompleks, maka praktis tidak mungkin memperhitungkan seluruh factor-faktor seperti : diameter pipa, kecepatan fluida, densitas, viscositas, konduktifitas thermal, kapasitas panas dan lain-lain

BAB IILANDASAN TEORITISA.DEFENISI PERCOBAAN1.Klasifikasi Alat Penukar PanasUntuk melaksanakan proses perpindahan panas khususnya dalam industry kimia, hal diatas dilakukan dengan menggunakan alat penukar panas atau disebut Heat Exchanger. Nama alat ini adalah secara umum, karena itu perlu dipahami fungsi yang sebernarnya dari alat tersebut yang merupakan dasar pemberian nama alat dimaksud. Jelasnya seperti dibawah ini :1.Disebut pendingin atau Cooler, apabila alat tersebut hanya mendinginkan fluida proses dari temperature yang lebih tinggi hingga temperature tertentu yang lebih rendah tanda ada terjadi perubahan fasa dari uap menjadi cair maupun sebaliknya.2.Disebut pendingin atau Condeser, sama seperti diatas, tetapi proses pendinginnan menghasilkan fasa cair dari fasa uap (ada perubahan fasa) yang disebut kondesat.3.Disebut pemanas atau Heater, bila alat tersebut bertugas memanaskan suatu fluida hingga suhu tertentu (tidak ada perubahan fasa)4.Disebut penguap atau Vaporizer, bila alat tersebut berfungsi memanaskan suatu fluida hingga menghasilkan uap.Khusus untuk alat penguap (vaporizing equipment) juga mempunyai nama umum yang disebut EVAPORIZER dan masing-masing mempunyai nama sesuai dengan fungsi atau tugasnya. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut :5.Disebut alat penguap atau evaporator, bila alat tersebut berfungsi untuk menguapkan air dari campurannya dengan zat lain.6.Disebut alat pendingin ulang atau Reboiler, bila alat tersebut berfungsi untuk mendidihkan kembali suatu fluida oleh reboiler pada suatu menara destilasi (untuk mensupplai panas) yang mana uap dihasilkan dapat uap air atau tidak.7.Bila alat pada no 6 tidak digunakan untuk menghasilkan uap air (steam) dan juga tidak merupakan bagian dari proses destilasi maka alat penguap itu disebut Vaporizer.8.Bila suatu alat penguap (evaporator) digunakan untuk sistem pembangkit tenaga untuk memproduksi air murni atau untuk proses yang bersifat penguapan dan bertujuan untuk membangkitkan tenaga, alat ini disebut power-plant evaporator.9.Disebut alat penguap kimia (chemical evaporator) bila alat tersebut berfungsi untuk memekatkan suatu larutan kimia dari pelarut air.Demikianlah pemberian nama alat-alat tersebut berdasarkan fungsi dan tugasnya (agar tidak terjadi perbedaan persepsi), khususnya dalam membicarakan lebih lanjut tentang alat-alat penukar panas yang disebut Heat Exchanger.

Jenis-jenis Alat Penukar PanasAlat penukar panas atau disebut Heat Exchanger, disingkat HE, berdasarkan konstruksi disainnya dapat dibagi menjadi lima (5) jenis yaitu : shell and tube, hairpin exchanger, aerial coolers, plane type exchangers, berbagai jenis lain exchanger.Penukar panasatau dalamindustri kimiapopuler dengan istilahbahasa Inggrisnya,heat exchanger(HE), adalah suatu alat yang memungkinkanperpindahan panasdan bisa berfungsi sebagaipemanasmaupun sebagaipendingin. Biasanya, medium pemanas dipakaiuap lewat panas(super heated steam) dan air biasa sebagaiair pendingin(cooling water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antarfluidadapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung begitu saja. Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri sepertikilang minyak,pabrikkimiamaupunpetrokimia,industri gas alam,refrigerasi,pembangkit listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalahradiatormobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara sekitar.Menurut Sitompul (1993), peralatan penukar panas adalah suatu peralatan dimana terjadi perpindahan panas dari suatu fluida yang temperaturnya tinggi kepada fluida lain yang temperaturnya lebih rendah. Klasifikasi peralatan penukar panas didasarkan pada :1.Proses perpindahan panas2.Jumlah fluida yang mengalir3.Kompak tidaknya luas permukaan4.Mekanisme perpindahan panas5.Konstruksi6.Tipe plat7.Pengaturan aliran.

Klasifikasi Alat Penukar Panas

1.CondenserCondenser merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mendinginkan fluida sampai terjadi perubahan fase uap menjadi fase cair. Media pendingin yang dipakai biasanya air sungai atau air laut dengan suhu udara luar2.ChillerChiller merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mendinginkan (menurunkan suhu) cairan atau gas pada temperatur yang sangat rendah. Temperatur pendingin di dalam chiller jauh lebih rendah dibandingkan dengan pendinginan yang dilakukan oleh pendingin air. Media pendingin yang digunakan antara lain freon.3.ReboilerRebiler merupakan alat penukar panas yang bertujuan untuk mendidihkan kembali serta menguapkan sebagian cairan yang diproses. Media pemanas yang digunakan antara lain uap (steam) dan minyak (oil). Alat penukar panas ini digunakan pada peralatan distilasi.4.CoolerCooler merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mendinginkan (menurunkan suhu) cairan atau gas dengan menggunakan air sebagai media pendingin. Dengan perkembangan teknologi saat ini, media pendingin cooler menggunakan udara dengan bantuan kipas (fan).5.Heat ExchangerHeat Exchanger (HE) adalah alat penukar panas yang bertujuan memanfaatkan panas suatu fluida untuk pemanasan aliran fluida yang lain. Dalam hal ini terjadi 2 fungsi sekaligus yaitu : - Memanaskan fluida yang dingin-Mendinginkan fluida yang panas6.HeaterHeater merupakan alat penukar kalor yang bertujuan memanaskan (menaikkan suhu) suatu fluida proses dengan menggunakan media pemanas. Media pemanas yang biasa digunakan antara lain uap atau fluida panas lain.

7.ThermosiphondanForced Circulation ReboilerThermosiphon reboilermerupakan reboiler dimana terjadi sirkulasi fluida yang akan dididihkan dan diuapkan dengan proses sirkulasi alamiah (natural circulation). SedangkanForced Circulation Reboileradalah reboiler yang sirkulasi fluida terjadi akibar adanya pompa sirkulasi sehingga menghasilkan sirkulasi paksaan (forced circulation)8.Steam GeneratorAlat ini sering disebut sebagai ketel uap dimana terjadi pembentukan uap dalam unit pembangkit. Panas hasil pembakaran bahan bakar dalam ketel dipindahkan dengan cara konveksi, konduksi dan radiasi. Berdasarkan sumber panasnya,steam generatordibagi 2 macam, yaitu :Steam generatortipe pipa airTipe ini, fluida yang berada di dalam pipa adalah air ketel, sedangkan pemanas (berupa nyala api dan gas asap) berada di luar pipa. Hasilnya berupa uap dengan tekanan tinggi.Steam generatortipe pipa apiTipe ini, fluida yang berada di dalam pipa adalah nyala api, sedangkan air yang akan diuapkan berada di luar pipa dalam bejana khususpemanas (berupa nyala apidan gas asap) berada di luar pipa9.WHB (Waste Heat Boiler)WHB adalah alat penukar panas sejenis dengan ketel uap tetapi memiliki perbedaan pada sumber panas yang digunakan. Sumber panas pada ketel uap yaitu hasil pembakaran bahan bakar sedangkan sumber panas pada WHB yaitu memanfaatkan panas dari gas asap pembakaran atau cairan panas yang diperoleh dari reaksi kimia10.SuperheaterAlat penukar panas jenis ini digunakan untuk mengubah uap basah (saturated steam) padasteam generator(ketel uap) menjadi uap kering (superheated steam)11.EvaporatorEvaporatoradalah alat penukar panas yang digunakan untuk menguapkan cairan yang ada pada larutan sehingga diperoleh larutan yang lebih pekat (mother liquor)12.VaporizerAlat penukar panas ini digunakan untuk menguapkan suatu cairan sehingga fasenya berubah dari cair menjadi gasB.PERKEMBANGAN SERTA PENGUNAAN DALAM DUNIA INDUSTRISejak menggulirnya isu global akan menipisnya cadangan energi fosil didunia dewasa ini, mendorong pengguna energi terutama yang mengkomsumsi energidalam skalar besar untuk mengantisipasinya dengan membenahi system thermalnya.Perkembangan industri terutama pada bidang teknologi banyak dibutuhkansuatu alat untuk memindahkan sejumlah energi panas dari sistem ke lingkungan atauantara bagian-bagian yang berbeda di dalam sistem.Heat Exchangeradalah peralatanyang digunakan untuk melakukan proses pertukaran kalor antara dua fluida, baik cair( panas atau dingin ) maupun gas, dimana fluida ini mempunyai temperatur berbeda.Heat Exchangerbanyak digunakan di berbagai industri tenaga atau industrilainnya dikarenakan mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :1. Konstruksi sederhana dan kokoh.2. Biaya yang digunakan relatif murah.3. Kemampuannya untuk bekerja pada tekanan dan temperatur yangtinggi dan tidak membutuhkan tempat yang luas.Dikarenakan ada banyak jenis penukar kalor, maka alat penukar kalor dapatdikelompokkan menjadi beberapa bagian:1. Concentric Tube.2. Shell and Tube.3.Compact Heat Exchanger.Jenis dariconcentric tube heat exchangerberupa dua buah pipa yang tersusunsecara konsentris dimana aliran yang mengalir berupa aliran pararel serta fluida yangdigunakan di dalamconcentrictersebut adalah fluida panas dan dingin. Fluida panasdan dingin masuk pada ujung yang sama, dan juga keluar pada ujung yang sama juga.Tipe aliran keduanya adalah tipe alirancounteryang dimana fluida panas dan fluidadingin mengalir pada arah yang berlawanan.Penukar Panas, khususnya jenis shell-and-tube, merupakan peralatan yang banyak dipergunakan di berbagai bidang industri, seperti perminyakan, petrokimia, energi dan lain sebagainya. Fungsi alat penukar panas, sebagaimana namanya, adalah untuk memindahkan panas dari satu fluida ke fluida yang lainnya. Salah satu parameter yang menentukan pemilihan suatu jenis penukar panas adalah kemampuannya untuk memindahkan panas, yang pada umumnya disebut efektivitas. Untuk satu ukuran penukar panas tertentu, efektivitas yang tinggi menunjukkan semakin banyaknya fluks panas yang dapat dipindahkan per satuan massa fluida. Sehingga upaya untuk mengembangkan suatu rancangan penukar panas yang memberikan efektivitas perpindahan panas tinggi senantiasa menjadi topik litbang di berbagai lembaga riset, universitas ataupun industri di dunia.Dilatarbelakangi oleh keinginan untuk memperoleh rancangan penukar panas shell-and-tube yang memiliki keunggulan kinerja dan untuk mengembangkan kemampuan di bidang rekayasa dan rancang bangun alat penukar panas, khususnya jenis shell-and-tube, maka telah diusulkan kegiatan Riset Unggulan Terpadu (RUT) VIII yang dilaksanakan tahun 2001 hingga 2003. Orisinalitas rancangan adalah pada jenis baffle yang akan membentuk aliran di sisi shell berpilin sehingga meningkatkan koefisien perpindahanPenelitian dilakukan secara eksperimental dan simulasi numerik. Eksperimen dilakukan dalam skala laboratorium dan skala industri (uji prototipe). Eksperimen skala laboratorium untuk mempelajari dinamika aliran berpilin dan memperoleh korelasi koefisien perpindahan panas serta rugi tekanan. Untuk eksperimen ini dibuat model penukar panas dengan daya 10 kW yang dinamakan SEPHIA (Shell-and-tube Performance and Heat Transfer Investigation Apparatus). Eksperimen skala industri untuk menguji protoipe yang dibuat dengan daya 300 kW.Menurut Prof Bambang yang juga Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin ISTN, alat penukar kalor (Heat Exchanger) harus ada agar setiap proses pembuatan berbagai produk seperti susu, kadar suhunya bisa diatur.Setiap mesin dalam dunia industri ada yang berfungsi mengeluarkan panas dan dingin. Untuk menentukannya harus disesuaikan dengan fungsi alat penukar kalor yang diinginkan, paparnya.

BAB IIIMATERI DAN METODEA.MATERI 1.ALATTangkiPompa sirkulasiPemanas listrik

2.BAHANAir

B.METODEMasukkan air kedalam tangki persediaan airSediakan terlebih dahulu air kedalam tangki persediaan airKemudian di atur dan Dimasukkan air kedalam tangki air panas dan tangki air dingin, kedua tangki itu diisi sampai penuh ataupun tumpahSelanjutnya, atur arah sirkulasinya searah atau berlawananJalankan pompa sirkulasi air panasSelanjutnya keluarkan (vent) semua udara dari jalur pipaDan diperiksa alat pemanas listrik dengan saklar pada ONKemudian atur temperatureDan tunggu beberapa menit sampai terdengar tiga kali ketukanKemudian lihat masing-masing temperature dan jangan lupa sesuaikan dengan THERMOMETER bagian bawah.

BAB IVHASIL KERJA PRAKTEK DAN PEMBAHASANA. HASIL KERJA PRAKTEK

(equation)MEASUREMENTS

High Temp Fluid(Hot Water)Low Temp Fluid(Cold Water)

TermometerFlow RateTermometerFlow Rate

InletOutletInletOutlet

SymbolDimension

T1T2Wt1t2W

Kg/hoursKg/hours

A64531002732200

B64531002833300

C64531002832400

A645410029,532200

B6453,51002931300

C64531003930400

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

Bilangan Reynold pada REW lebih besar dari rew. Hal ini menyatakan bahwalaju air dingin lebih besar dari laju air panas. Nilai yang begitu besar sangat mempengaruhi proses perpindahan panas pada alat penukar panas.Dalam aplikasinya maka arus yang paling efisien digunakan adalah arus berlawanan.

heat exchanger

Heat ExchangerHeat Exchanger adalah alat penukar panas yang dapat digunakan untuk memanfaatkan atau mengambil panas dari suatu fluida untuk dipindahkan ke fluida lain. Proses perpindahan panas ini biasanya terjadi dari fase cair ke fase cair atau dari fase uap ke fase cair.Klasifikasi heat exchanger berdasarkan fungsinya yaitu:1.Heat exchangerAlat ini menjalankan dua fungsi yaitua. memanfaatkan fluida dinginb. menggunakan fluida panas yang didinginkanHampir tidak ada panas yang hilang di dalam perpindahan panas. Tipe heat exchanger yang banyak digunakan adalah1). Tipe shell and tubeTipe ini mempunyai luas penampang perpindahan panas yang besar jika dibandingkan dengan tipe double pipe. Oleh karena itu tipe ini banyak digunakan dalam industri minyak dan gas bumi.2). Tipe double pipeTipe ini dipergunakan bila aliran fluida tidak terlalu banyak (luas perpindahan panasnya tidak terlalu besar). Tipe ini akan lebih efektif bila digunakan dengan memakai sirip (fin), apabila fluida berbentuk vapor atau viscous.

2.CoolerAlat ini berfungsi untuk mendinginkan fluida cair, gas dengan menggunakan mediapendingin air atau udara.Tipe-tipe cooler, antara lain:a. tipe pipe coil1). Spiral COIL2). PIPE COIL3). Box cooler (lebih baik/bagus yang tube-3 dan shell)b. Tipe air coolermedia pendingin yang digunakan adalah udara3.CondenserAlat ini berfungsi untuk mengembunkan uap atau campuran uap. Sebagai media pendingin biasanya digunakan air. Umumnya condenser memiliki tipe shell and tube dan dapat mempunyai dua tipe yaitu tipe vertical dan tibe horizontal yang masing-masing mempunyai keuntungan sendiri-sendiri.Tipe-tipe condenser berdasarkan fungsi:a. Partial condenserCondenser ini memiliki fungsi hanya mengembunkan sebagian dari total uap yang dihasilkan (kondensat) yang dipakai sebagai reflux. Condenser ini biasanya dipasang dekat puncak dalam fraksinasi.b. Overhead condenserCondenser ini memerankan 3 hal pada saat bersamaan yakni mendinginkan uap, mengembunkan uap menjadi cairan, kemudian mendinginkan menjadi cairan tersebutc. Surface condenserCondenser ini berfungsi untuk mengkondensasikan steam, yang mana kondensasi ini dijalankan dengan tekanan vakum dari 1 sampai 1,5 inHg absolute. Untuk membuat tekanan vakum digunakan ejector.

4.HeaterAlat ini berfungsi untuk memanaskan fluida cair atau uap dengan menggunakan steam atau air panas yang mana dengan memberikan sensible heat5.EvaporatorAlat ini berfungsi untuk mendinginkan atau menguapkan fluida cair dengan menggunakan steam atau media panas lainnya.6.ChillerAlat ini berfungsi untuk mendinginkan fluida pada temperature rendah. Sebagai media pendinginnya dapat digunakan air, propane, Freon, ataupun amoniak7.ReboilerBiasanya dihubungkan dengan dasar kolom fraksionasi atau stripper untuk melengkapi panas pendidihan yang diperlukan untuk destilasi. Sebagai media pemanas dapat berupa steam atau fluida panas (misalnya residu). Tipe dari alat ini adalah tipe ketel dengan tipe shell and tube, dimana shell membesar untuk memindahkan penguapan. Selain itu dapat digunakan furnace.Macam-macam reboiler:a. Natural Circulation/thermosiphon reboiler yang memdidih diperoleh dengan mempertahankan head yang cukup dari liquid untuk melengkapi sirkulasi.b. Forced circulation reboiler dengan menggunakan pompa untuk mendorong liquid masuk reboiler8.Air cooled exchanger (air cooler)Air cooler exchanger digunakan untuk mendinginkan fluida pada suhu ambient dengan udara. Diklasifikasikan sebagai berikuta. Forced draftBila letak tube pada daerah discharge dan fanb. Induced draftBila letak tub pada daerah suction dan fan

Klasifikasi Heat Exchanger berdasarkan kontruksinya:1.Fixed tube sheetKedua tube sheet tepat pada shell. Kelemahan dari tipe ini adalah jika perbedaan suhu telalu besar maka tube akan bengkok2.Floating Heat/tube sheet (removeable and non removeable bundles)Satu tube sheet loates dalam shell, yang lain tepat pada shell. Tipe ini dapat digunakan pada suhu tinggi (>200oF), dapat dioperasikan pada fluida yang kotor3.U-tube, U-bundleHanya pada satu tube sheet dioperasikan pada tube bentuk U. dapat digunakan pada suhu yang tinggi.4.KettleTube bundle removable sebagai tipe U dan floating head. Shell membesar untuk memudahkan pendidihan dan penguapan.5.Double pipeMasing-masing tube mempunyai shell sendiri-sendiri untuk membentuk ruang annulus. Biasa digunakan finned tube6.Pipe coilTipe pipe coil yaitu:a. Spiral coilCoil yang direndam dal;am box coil yang berisi air, digunakan untuk pemanasan dan pendinginan. Coil berbentuk spiral.b. Pipe coilBiasa dipasang pada dasar suatu tankiuntuk memanaskan isi tanki dengan aliran steam dalam pipa. Dapat berbentuk hair pain, spiral, tipe ring.c. Box coilPendinginan dilakukan dengan jalan mengalirkan fluida panas dalam suatu coil yang tercelup dalam media pendingin air.

Klasifikasi Heat exchanger berdasarkan Standar TEMA.

TEMA (Tubular Exchanger Manufacturing Assosiation), mengklasifikasikan HE berdasarkan perencanaan dan pembuatannya menjadi tiga kelas yaitu:1.Hean exchanger kelas R umumnya digunakan untuk industri minyak dan peralatan untuk proses tersebut2.Heat exchanger kelas C umumnya digunakan untuk keperluan komersil3.Heat exchanger kelas B umumnya digunakan untuk proses kimia.Klasifikasi heat exchanger berdasarkan jenis alirannya:1.Heat exchanger counter current (aliraran berlawanan arah)Jika aliran kedua fluida yang mengalir dalam HE berlawanan arahnya2.Heat exchanger co-current (aliran searah)Jika aliran fluida yang didinginkan dengan media pendinginnya searah.3.Hear exchanger cross current (aliran silang)Jika aliran fluida yangmengalir dalam HE saling memotong arahAlat Penukar Panas Dilihat dari arah Aliran dan Tube LayoutApabila ditinjau aliran fluida alat penukar panas ini dibagi dalam tiga macam aliran, yaitu:1.Aliran sejajar2.Aliran berlawanan arah atau counter flow3.aliran kombinasiSusunan tube (tube layout) akan mempengaruhi baik bruknya perpindahan panas. Disamping itu, pemilihan harus mempertimbangkan system pemeliharaan yang akan dilakukan. Pembersihan tube dengan mekanikan atau secara kimiawi akan mempengaruhi pemilihan dari tube. Selain susunannya yang terjadi, aliran laminar atau turbulen, bersih atau kotor fluida yang mengalir. Susunan tube terdiri dari:1.Tube dengan susunan bujur sangkar (In-line square pitch)2.Tube dengan susunan segitiga samam sisi (Triangular pitch)3.Tube dengan susunan berbentuk belah ketupat (Diamond square pitch)4.Tube dengan susunan segitiga diputar 60oC (Rotated triangular pitch)Shell and Tube Heat exchangerSecara keseluruhan komponen utama penyusun shell and tube heat exchanger adalah:1.ShellBiasanya berbentuk silinder yang berisi tube bundle sekaligussebagai wadah mengalirnya zat2.Head stationerHead stationer merupakan salah satu bagian ujung dari penukar panas. Pada bagian ini terdapat saluran masuk fluida yang mengalir kedalam tube.3.Head bagian belakangHead bagian belakang ini terletak diujung lain dari alat penukar panas4.Sekat (baffle)Sekat digunakan untuk membelokkan atau membagi aliran dari fluida dalam alat penukar panas. Untuk menentukan sekat diperlukan pertimbangan teknis dan operasional.Macam-macam baffle yaitu:a. Horisontal cut baffle1)Baik untuk semua fase gas atau fase liquid dalam shell2)Baik ada dissolves gas dalam liquid yang dapat dilepaskan dalam heat exchanger maka perlu diberi notches dalam baffleb. Vertical cut baffleBaik untuk liquid yang membawa suspended matter atau yang heavy fouling fluidac. Disc and doughtnut baffle1)Fluida harus bersih, bila tidak akan terbentuk sediment dibelokkan doughtnut2)Kurang baik, sebab bila ada dissolved gas yang terlepas, bias dilepaskan melalui top dari doughtnut, bila ada kondensat liquid tidak dapat di drain tanpa large ports pada doughtnut.d. Baffle dengan annular orificeBaffel ini jarang digunakan kerena terdiri dari full circular plate dengan lubang-lubang untuk semua tube.e. Longitudinal baffleDigunakan pada shell side untuk membagi aliran shell side menjadi dua atau beberapa bagian untuk memberikan kecepatan yang lebih tinggi untuk perpindahan panas yang lebih baik.5.TubeTube merupakan pemisah dan sebagai pengantar panas yang berbeda suhunya diantara dua zat yang berada di dalam suatu alat. Pemilihan tube ini harus sesuai dengan suhu, tekanan, dan sifat korosi fluida yang mengalir.Tube ada dua macam, yaitu:a. Tube polos (bare tube)b. Tube bersirip (finned tube)6. Tube sheetBerfungsi sebagai tempat duduk tube bundle pada shell7. Channel and pass partitionChannel merupakan tempat keluar masuknya fluida pada tube, sedangkan pass partition merupakan pembatas antara fluida yang masuk dan keluar tube.

8. Shell cover and channel coverShell cover and channel cover adalah tutup yang dapat dibuka pada saat pembersihan.

2.7.Fouling factor (Rd)

Dalam heat exchanger, fouling adalah peristiwa terakumulasinya padatan yang tidak dikehendaki dipermukaan penukar panas yang terkontak dengan fluida kerja, termasuk permukaan perpindahan panas. Peristiwa tersebut adalah pengedapan, pengerakan, korosi, polimerisasi dan proses-proses biologi. Fouling mengakibatkan kenaikan tahanan perpindahan panas, sehingga meningkatkan biaya, baik investasi maupun perawatan. Akibatnya terjadinya fouling, ukuran penukar panas menjadi lebih besar, kehilangan energi meningkat, waktu shut down dapat lebih panjang, dan biaya perawatan meningkat.Antisipasi terhadap terjadinya fouling dalam perancangan , dengan memiliki variable operasi dan konfigurasi yang tepat, dapat menekan terjadinya fouling dan kerugian diatas.Pencegahan fouling dapat dilakukan dengan tindakan :1.Menekan potensi fouling, misalnya dengan penyaringan2.Menggunakan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi3.Menepatkan nozzle ( tube side dan shell side ) di permukaan tertinggi atau terendah pada heat exchanger, untuk menghindari terjadinya kantung-kantung gas ataupun kantung volume fluida diam. Interface gas cair merupakan lokasi terjadinya korosi, dan kantung udara diam memungkinkan terjadinya pengendapan. Fouling factor adalah suatu angka yang menunjukan hambatan akibat adanya kotoran yang terbawa oleh fluida yang mengalir dalam heat exchanger. Kotoran ini berupa lumpur, polimer, dan deposit lain yang terbentuk di bagian dalam maupun bagian luar dinding tube exchanger. Nilai ini digunakan untuk mendesain agar mengetahui hambatan yang masih diperbolehkan selama operasi normal sebelum pembersihan. Fouling factor tergantung pada nilai koefisien perpindahan panas ke seluruh permukaan bersih, Uc, dan nilai koefisien perpindahan panas keseluruhan untuk permukaan kotor, Ud. Jika fouling factor makin besar efisiensi perpindahan panas semakin menurun dan akibatnya pressure drop makin besar. Secara umum yang dapat menyebabkan terjadinya fouling pada alat operasi adalah :1.Hard Deposit, yaitu kerak yang berasal dari hasil korosi maupun cooking2.Porous Deposit, yaitu kerak yang berasal dari dekomposisi dari kerak keras3.Loss Deposit, yaitu berasal dari deposit seperti lumpur dan material lunak yang lain.

http://iswahyudi8962.blogspot.com/2011/12/heat-exchanger.html