Cek Performa HE

Click here to load reader

  • date post

    17-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    229
  • download

    2

Embed Size (px)

Transcript of Cek Performa HE

Contoh 1CrudeGasoilm1149000lb/hrm243800lb/hrt in100oFT in390oFt out170oFCp0.605Btu/lb.oFCp0.49Btu/lb.oFDimensi HE :HE 1-4Perhitungan HE didapat :ID shell21.25inhio121Btu/hr.ft2.oFOD tube1inho162Btu/hr.ft2.oFL16ftNt158buahApakah HE ini memenuhi syarat kalau dengann4passmengecek kemampuan pada saat kotor ( Rd tabel )BWG13Rd tabel0.002(Tabel 12)Outside area = 4,19 ft2/tubeJawaban :Heat BalanceQ tugas5110700Btu/hr....(1)T out (Gasoil)197.14oF....(2)dT197.14oFdT2220oFLMTD150.29oF100% counter currentR2.755S0.241Ft0.89harus diatas 0,8 (Fig. 18 Kern)CMTD133.76oF....(3)a'0.2618ft2/ft(Tabel 10 Kern)L16ftNt158buahAo661.83ft2....(4)hio121Btu/hr.ft2.oFho162Btu/hr.ft2.oF1/Uc0.0144373023Uc69.265Btu/hr.ft2.oF....(5)AktualTabelBulanQtQkQkPada saat keadaan bersih (Rd hitung)Pada saat keadaan kotor (Rd tabel)03679.7044414.8104414.810Qd5110700Btu/hrRd tabel0.002hr.ft2.oF/Btu483679.7043877.6413679.704Ao661.83ft2Uc69.265Btu/hr.ft2.oF703679.7043631.4303342.750CMTD133.76oF1/Ud0.0164373023y = -11,191x + 4414,8y = -11.191 x +4414.8AktualUd57.73Btu/hr.ft2.oF....(6)Ud60.84Btu/hr.ft2.oF....(8)y = -15,315x + 4414,8y = -15.315 x +4414.8Tabel

Rd hitung0.0028841866hr.ft2.oF/Btu....(7)Ao661.83ft2703679.7043631.4303342.750Rd tabel0.002hr.ft2.oF/BtuCMTD133.76oF65.693679.7043679.704-AktualQd5385612.04529775Btu/hr....(9)483679.704-3679.704TabelTugas HE5110700Btu/hrKesimpulanhijau = yg diharapkanRd hitung > Rd tabel, berartiKemampuan HE pada saat kotor (Rd tabel) masihmerah = melebihi yg diharapkanHE masih layak beroperasi.lebih tinggi dari Tugas HE, berarti HE masih layak beroperasi.

Tambahan Menghitung Rd Tabel

Perhitungan VelocityRata2 temp Crude =135oFDari Fig 4 Kern diperoleh SG=0.865(pada T = 135 oF dan Cp = 0,49 Btu/lb.oF)Density air =62.5lb/ft3shg Density minyak (m)=54.0625lb/ft3Nt=158buahFlow area (at)=at'=0.515in2(Tabel 10 Kern)n=4passat=0.14127ft2Kecepatan alir massa (Gt)=w=149000lb/hrat=0.14127ft2Gt=1054737.61828684lb/hr.ft2Linear Velocity = Gt / mV=19509.60ft/hrV=5.419ft/sSesuai Tabel 12 Kern, dengan range temp 0-199 oF dan velocity diatas 4 ft/sMaka Rd Tabel adalah=0.002hr.ft2.oF/Btu

Contoh 2Rich OilLean Oilm186357lb/hrm284438lb/hrt in100oFT in350oFt out295oFCp0.56Btu/lb.oFCp0.53Btu/lb.oFDimensi HE : (asumsi)Perhitungan HE didapat :HE 4-8dalam hal ini dipakai 2-4 serihio107Btu/hr.ft2.oFID shell31inho121Btu/hr.ft2.oFOD tube0.75inL16ftApakah HE ini memenuhi syarat kalau denganNt580buahmengecek kemampuan pada saat kotor ( Rd tabel )n6passRd tabel0.004(Tabel 12)BWG16Outside area = 3,1408 ft2/tubeHeat BalanceQ tugas8924995.95Btu/hr....(1)T out (Rich Oil)161.25oF....(2)dT161.25oFdT255oFLMTD58.07oF100% counter currentR0.968S0.780Ft0.9harus diatas 0,8 (Fig. 21 Kern)CMTD52.26oF....(3)a'0.1963ft2/ft(Tabel 10 Kern)L16ftNt580buahAo3643.33ft2....(4)hio107Btu/hr.ft2.oFho121Btu/hr.ft2.oF1/Uc0.0176102572Uc56.785Btu/hr.ft2.oF....(5)Pada saat keadaan bersih (Rd hitung)Pada saat keadaan kotor (Rd tabel)Qd8924995.95Btu/hrRd tabel0.004hr.ft2.oF/BtuAo3643.33ft2Uc56.785Btu/hr.ft2.oFCMTD52.26oF1/Ud0.0216102572Ud46.87Btu/hr.ft2.oF....(6)Ud46.27Btu/hr.ft2.oF....(8)Rd hitung0.0037hr.ft2.oF/Btu....(7)Ao3643.33ft2Rd tabel0.004hr.ft2.oF/BtuCMTD52.26oFQd8811148.55928852Btu/hr....(9)Tugas HE8924995.95Btu/hrKesimpulanRd hitung < Rd tabel, berartidesign HE tidak layak dan perlu asumsi ulang.

84, 438 lb/jam , 35o API lean oil yang panas, bersuhu 350 F harus memindahkan panas dengan Rich oil 86,357 lb/jam bersuhu 100 F, dan akan dipanasi mencapai 295 F. Cp lean 0,56 sedang Rich 0.53HE yang mungkin adalah HE 4-8 ( mengapa ) dengan catatan berupa HE 2-4 secara seri. Pemilihan pertama adalah HE dengan jumlah tubes 580 tubes tiap shell. , 6 tubes passes,3/4 in dengan Id Shell 31 in.Dari perhitungan didapat hio 107 dan ho 121 btu /jam sqft oF.evaluasi HE ini dan pilihlah HE lain yang cocok. Rd yangdibutuhkan ( yang timbul selama ta ) 0.004.

Contoh 2 Trial 1KERN, 11.2Lean OilRich OilDensity35oAPI36Mass flow84438lb/hr86357T in350oF100T out161oF295Specific Heat (Cp)0.56Btu/lb oF0.53Visc. 100 oF (Cp)2.6merah = hitungan, dipilih210 oF (Cp)1.15biru = lihat grafik, tabel P (Psi)10blok kuning = asumsiRd0.004Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long. Lay out Square pitch1Heat BalanceLean OilT oFCp (Btu/lb oF)3500.611610.51(Fig 4)Latihan Soal dari Buku Kern Hal 235Cp mean0.56Btu/lb oFQ =m . Cp . dT892499684348 x 0.56 x (350 - x)161oFRich OilT oFCp (Btu/lb oF)2950.581000.48(Fig 4)Cp mean0.53Btu/lb oFQ =m . Cp . dT86357 x 0.53 x (295 - 100)8924996BTU/hr2 TRich OildT100295195t1t2T2T1161350Lean Oil189 t161 t255ColdHot

0.1571428571R =0.968

S =0.780LMTD =58.07oF

Dengan, R =0.968S =0.780Dari :Fig 18, HE 1-2 Ft tidak diperoleh.Fig 19, HE 2-4 Ft tidak diperoleh.Fig 20, HE 3-6 Ft didapatkan Ft0.78Fig 21, HE 4-8 Ft didapatkan Ft0.9Karena nilai minimum Ft sebesar 0,8 sehingga HE 4-8 yang diperlukan.HE 4-8 akan sama dengan 4 buah HE 1-2, atau 2 buah HE 2-4 yang disambung secara seri.Dalam hal ini digunakan 2 buah HE 2-4 T =52.26oF3Tc dan tctc/th =6155tc/th =1.11

Dengan menggunakan Fig 17 didapat :T1 - T2 =195oAPI =36sehingga Kc =0.32Masih dalam grafik yg sama Fig 17 didapat :tc/th =1.11sehingga Fc =0.49Tc =253.74oFtc =195.55oFMenentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr Ft2 oFaAsumsi Ud = 50Btu/hr Ft2 oFMeskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Rich Oil dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Rich Oil akan digunakan sebagai kendali/dasar.Karena alasan ini, pressure drop yang diijinkan akan setara, Fluida dingin mesti ditempatkan di Shell.Ud akan lebih rendah dari Tabel 8, pressure drop sulit untuk diperoleh jika menggunakan HE 4-8 dan kecepatan aliran massa akan jauh lebih rendah.Asumsi Ud = 50 merupakan pilihan diantara medium dan Heavy organic, dan mungkin terlalu tinggi, tetapi akan membantu untuk menentukan nilai yang tepat.

Luas area A =3415ft2(keseluruhan)Anggap digunakan HE 2-4 dua buah tersusun seri dengan removable longitudinal baffleLuas area masing2 HE = 3513 / 2A =1708ft2(masing2 HE)Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter =0.1963ft2/ftAsumsi L = 16ft, maka jumlah masing2 HE :Nt = 1757 / (16 x 0.1963)Nt = 544buahbAsumsi digunakan tube 6 pass (n).Dari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = 0.302in2Laju alir massa (G) adalah :G =444064lb/hr ft2cAsumsi digunakan IDs =31inchDari Tabel 9, dengan 544 tube 6 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan :Jumlah tube terdekat580buahID shell31inchdKoreksi UdDari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter =0.1963ft2/ftLuas area untuk 2 buah HE adalah :A =3643ft2(sebenarnya)Ud =46.87Btu/hr Ft2 oF

Menghitung hio & hoHot Fluid, Tube Side, Lean OilCold Fluid, Shell side, Rich Oil4Flow area4Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,at' =0.302in2jumlah baffle dapat diasumsikanAsumsi baffle, B =12inat =0.203ft25Mass Velocity C' (clearance) = 1 - 3/4 =0.25inw =84438lb/hrPt (pitch) =1inGt =416502lb/hr ft2ID =31inas =0.6458ft2Untuk masing2 HE luas areanya adalah :6Reynold Numberas =0.3229ft2Tc =253.74oFDengan API 35, dilihat di Fig 14 didapat :5Mass Velocity (lb/hr ft2) =0.86cP(ngga jelas) =2.0812lb/ft hrw =86357lb/hrdari Tabel 10, D =0.62inGs =267428lb/hr ft2D =0.0517ft6Reynold Number, dimensionlesstc =195.55oFDengan API 36, dilihat di Fig 14 didapat :Ret =10340 =1.4cP(ngga jelas) =3.388lb/ft hr7jH (factor for Heat transfer) dimensionlessUntuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :Dengan data Ret, dari Fig 24 didapat :equivalent diameter (De) =0.95inL/D =309.68De = 0.0792ftjH =378Dengan : =0.86cPRes =6249oAPI =35Dari Fig 16 didapat :7jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDari Fig 28, dengan data Res didapat :=0.183Btu/hr ft2 oF/ftjH =438Dengan :9hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF =1.4cPoAPI =36Dari Fig 16 didapat :=0.22Btu/hr ft2 oF/ft9ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF131.05Btu/hr ft2 oFKoreksi viskositasAsumsi bahwa koreksi viskositas, t = 1 sehingga :hi =131.05Btu/hr ft2 oF10hio (besarnya hi yang mengacu pada dinding luar tube)119.49Btu/hr ft2 oFID =0.62inOD =0.75inAsumsi bahwa koreksi viskositas, s = 1 sehingga :ho =119.49Btu/hr ft2 oFhio =108.34Btu/hr ft2 oFMenghitung Rd1Uc, Clean overall coeficient.2Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

hio =108.34Btu/hr ft2 oFUc =56.82Btu/hr ft2 oFho =119.49Btu/hr ft2 oFUd =46.87Btu/hr ft2 oFUc =56.82Btu/hr ft2 oFRd =0.0037hr ft2 oF/Btu

Menghitung Pressure DropHot Fluid, Tube Side, Lean OilCold Fluid, Shell side, Rich Oil1Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity (s)1Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity (s)untuk Ret =10340untuk Res =6249dengan Fig 26 didapat :dengan Fig 29 didapat :f =0.00025ft2/in2f =0.0025ft2/in2dari Fig 6dari Fig 6TsTs3500.732950.7551610.811000.83s mean0.77s mean0.793

2Pressure Drop pada Tube, psi2Jumlah persilangan, N+1L =16ftn =6Gt =416502lb/hr ft2N+1 =32D =0.0517ftuntuk 2 HE, N + 1 =64t =1Ds =31inPt =2.005psiDs =2.583ftuntuk 2 HE Pt =4.01psi3Pressure Drop pada Shell, psi3Return Pressure Drop, psidenganGt =416502lb/hr ft2Dari Fig 27 didapat :Gs =267428lb/hr ft2=0.024De =0.0792ftPs =9.026psi

SUMMARYTUBESHELLPr =0.7481psi108.34h outside119.49untuk 2 HE Pr =1.4961psiUc56.82Ud46.874Total Pressure Drop, psiRd calc.0.0037Rd req.0.0045.506 P calc.9.026PT =5.506psi10 P req.10

84, 438 lb/jam , 35o API lean oil yang panas, bersuhu 350 F harus memindahkan panas dengan Rich oil 86,357 lb/jam bersuhu 100 F, dan akan dipanasi mencapai 295 F. Cp lean 0,56 sedang Rich 0.53HE yang mungkin adalah HE 4-8 ( mengapa ) dengan catatan berupa HE 2-4 secara seri. Pemilihan pertama adalah HE dengan jumlah tubes 580 tubes tiap shell. , 6 tubes passes,3/4 in dengan Id Shell 31 in.Dari perhitungan didapat hio 107 dan ho 121 btu /jam sqft oF.evaluasi HE ini dan pilihlah HE lain yang cocok. Rd yangdibutuhkan ( yang timbul selama ta ) 0.004.

Contoh 2 Tria