Cek Performa HE

115
Crude Gasoil m1 149000 lb/hr m2 43800 lb/hr t in 100 T in 390 t out 170 Cp 0.605 Cp 0.49 Dimensi HE : HE 1-4 Perhitungan HE didapat : ID shell 21.25 in hio 121 OD tube 1 in ho 162 L 16 ft Nt 158 buah Apakah HE ini memenuhi syarat kalau n 4 pass mengecek kemampuan pada saat kotor BWG 13 Rd tabel 0.002 (Tabel 12) Jawaban : Heat Balance Q tugas 5110700 Btu/hr ....(1) T out (Gasoil) 197.14 ....(2) dT1 97.14 dT2 220 LMTD 150.29 100% counter current R 2.755 S 0.241 Ft 0.89 harus diatas 0,8 (Fig. 18 Kern) CMTD 133.76 ....(3) a' 0.2618 (Tabel 10 Kern) L 16 ft Nt 158 buah Ao 661.83 ....(4) hio 121 ho 162 1/Uc 0.014437 Uc 69.265 ....(5) Pada saat keadaan bersih (Rd hitung) Pada saat keadaan Qd 5110700 Btu/hr Rd tabel 0.002 Ao 661.83 Uc 69.265 CMTD 133.76 1/Ud 0.016437 o F o F o F Btu/lb. o F Btu/lb. o F Btu/hr.ft 2 . o F Btu/hr.ft 2 . o F Outside area = 4,19 ft 2 /tube o F o F o F o F o F ft 2 /ft ft 2 Btu/hr.ft 2 . o F Btu/hr.ft 2 . o F Btu/hr.ft 2 . o F ft 2 o F l a nt Ao ho hio 1 1 Uc 1 ΔT Ao Ud Qd

Transcript of Cek Performa HE

Page 1: Cek Performa HE

Crude Gasoilm1 149000 lb/hr m2 43800 lb/hr

t in 100 T in 390

t out 170 Cp 0.605

Cp 0.49

Dimensi HE :HE 1-4 Perhitungan HE didapat :

ID shell 21.25 in hio 121

OD tube 1 in ho 162L 16 ftNt 158 buah Apakah HE ini memenuhi syarat kalau dengann 4 pass mengecek kemampuan pada saat kotor ( Rd tabel )BWG 13 Rd tabel 0.002 (Tabel 12)

Jawaban :Heat BalanceQ tugas 5110700 Btu/hr ....(1)

T out (Gasoil) 197.14 ....(2)

dT1 97.14

dT2 220

LMTD 150.29 100% counter currentR 2.755S 0.241Ft 0.89 harus diatas 0,8 (Fig. 18 Kern)

CMTD 133.76 ....(3)

a' 0.2618 (Tabel 10 Kern)L 16 ftNt 158 buah

Ao 661.83 ....(4)

hio 121

ho 1621/Uc 0.014437

Uc 69.265 ....(5)

Pada saat keadaan bersih (Rd hitung) Pada saat keadaan kotor (Rd tabel)

Qd 5110700 Btu/hr Rd tabel 0.002

Ao 661.83 Uc 69.265

CMTD 133.76 1/Ud 0.016437

oF oFoF Btu/lb.oF

Btu/lb.oF

Btu/hr.ft2.oF

Btu/hr.ft2.oF

Outside area = 4,19 ft2/tube

oF

oFoFoF

oF

ft2/ft

ft2

Btu/hr.ft2.oF

Btu/hr.ft2.oF

Btu/hr.ft2.oF

hr.ft2.oF/Btu

ft2 Btu/hr.ft2.oFoF

lantAo

hohio

11

Uc

1

ΔTAoUdQd Rd

Uc

1

Ud

1

Page 2: Cek Performa HE

Ud 57.73 ....(6) Ud 60.84

Rd hitung 0.002884 ....(7) Ao 661.83

Rd tabel 0.002 CMTD 133.76Qd 5385612 Btu/hrTugas HE 5110700 Btu/hr

KesimpulanRd hitung > Rd tabel, berarti Kemampuan HE pada saat kotor (Rd tabel) masihHE masih layak beroperasi. lebih tinggi dari Tugas HE, berarti HE masih layak beroperasi.

Tambahan Menghitung Rd Tabel

Perhitungan Velocity

Rata2 temp Crude = 135

Dari Fig 4 Kern diperoleh SG= 0.865

Density air = 62.5

shg Density minyak (ρm)= 54.0625Nt= 158 buah

Flow area (at)= at'= 0.515 (Tabel 10 Kern)n= 4 pass

at= 0.14127Kecepatan alir massa (Gt)=

w= 149000 lb/hr

at= 0.14127

Gt= 1054738

Linear Velocity = Gt / ρmV= 19509.60 ft/hrV= 5.419 ft/s

Maka Rd Tabel adalah= 0.002

Btu/hr.ft2.oF Btu/hr.ft2.oF

hr.ft2.oF/Btu ft2

hr.ft2.oF/Btu oF

oF

(pada T = 135 oF dan Cp = 0,49 Btu/lb.oF)

lb/ft3

lb/ft3

in2

ft2

ft2

lb/hr.ft2

Sesuai Tabel 12 Kern, dengan range temp 0-199 oF dan velocity diatas 4 ft/s

hr.ft2.oF/Btu

RdUc

1

Ud

1ΔTAoUdQd

n

atNtat

144

'

at

wGt

Page 3: Cek Performa HE

Aktual TabelBulan Qt Qk Qk

0 3679.704 4414.810 4414.810

48 3679.704 3877.641 3679.704

70 3679.704 3631.430 3342.750y = -11,191x + 4414,8 y = -11.191 x + 4414.8 Aktual

RdUc

1

Ud

1

Page 4: Cek Performa HE

....(8) y = -15,315x + 4414,8 y = -15.315 x + 4414.8 Tabel

70 3679.704 3631.430 3342.750

65.69 3679.704 3679.704 - Aktual....(9) 48 3679.704 - 3679.704 Tabel

hijau = yg diharapkanKemampuan HE pada saat kotor (Rd tabel) masih merah = melebihi yg diharapkanlebih tinggi dari Tugas HE, berarti HE masih layak beroperasi.

ΔTAoUdQd

Page 5: Cek Performa HE

0 10 20 30 40 50 60 70 803000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

Grafik HubunganTugas dengan Kemampuan HE

QtQk (aktual)Linear (Qk (aktual))Qk (tabel)Linear (Qk (tabel))

Bulan

Tran

sfer

Pan

as (x

10^6

)

Page 6: Cek Performa HE

0 10 20 30 40 50 60 70 803000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

Grafik HubunganTugas dengan Kemampuan HE

QtQk (aktual)Linear (Qk (aktual))Qk (tabel)Linear (Qk (tabel))

Bulan

Tran

sfer

Pan

as (x

10^6

)

Page 7: Cek Performa HE

0 10 20 30 40 50 60 70 803000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

Grafik HubunganTugas dengan Kemampuan HE

QtQk (aktual)Linear (Qk (aktual))Qk (tabel)Linear (Qk (tabel))

Bulan

Tran

sfer

Pan

as (x

10^6

)

Page 8: Cek Performa HE

0 10 20 30 40 50 60 70 803000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

4400

4600

Grafik HubunganTugas dengan Kemampuan HE

QtQk (aktual)Linear (Qk (aktual))Qk (tabel)Linear (Qk (tabel))

Bulan

Tran

sfer

Pan

as (x

10^6

)

Page 9: Cek Performa HE

Rich Oil Lean Oilm1 86357 lb/hr m2 84438 lb/hr

t in 100 T in 350

t out 295 Cp 0.56

Cp 0.53

Perhitungan HE didapat :

HE 4-8 dalam hal ini dipakai 2-4 seri hio 107

ID shell 31 in ho 121OD tube 0.75 inL 16 ft Apakah HE ini memenuhi syarat kalau denganNt 580 buah mengecek kemampuan pada saat kotor ( Rd tabel )n 6 pass Rd tabel 0.004 (Tabel 12)BWG 16

Heat BalanceQ tugas 8924996 Btu/hr ....(1)

T out (Rich Oil) 161.25 ....(2)

dT1 61.25

dT2 55

LMTD 58.07 100% counter currentR 0.968S 0.780Ft 0.9 harus diatas 0,8 (Fig. 21 Kern)

CMTD 52.26 ....(3)

a' 0.1963 (Tabel 10 Kern)L 16 ftNt 580 buah

Ao 3643.33 ....(4)

hio 107

ho 1211/Uc 0.01761

Uc 56.785 ....(5)

Pada saat keadaan bersih (Rd hitung) Pada saat keadaan kotor (Rd tabel)

Qd 8924996 Btu/hr Rd tabel 0.004

Ao 3643.33 Uc 56.785

CMTD 52.26 1/Ud 0.02161

Ud 46.87 ....(6) Ud 46.27

oF oFoF Btu/lb.oF

Btu/lb.oF

Dimensi HE : (asumsi)

Btu/hr.ft2.oF

Btu/hr.ft2.oF

Outside area = 3,1408 ft2/tube

oF

oFoFoF

oF

ft2/ft

ft2

Btu/hr.ft2.oF

Btu/hr.ft2.oF

Btu/hr.ft2.oF

hr.ft2.oF/Btu

ft2 Btu/hr.ft2.oFoF

Btu/hr.ft2.oF Btu/hr.ft2.oF

•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 0.53•HE 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.

lantAo

hohio

11

Uc

1

ΔTAoUdQd Rd

Uc

1

Ud

1

Page 10: Cek Performa HE

Rd hitung 0.0037 ....(7) Ao 3643.33

Rd tabel 0.004 CMTD 52.26Qd 8811149 Btu/hrTugas HE 8924996 Btu/hr

KesimpulanRd hitung < Rd tabel, berartidesign HE tidak layak dan perlu asumsi ulang.

hr.ft2.oF/Btu ft2

hr.ft2.oF/Btu oFRd

Uc

1

Ud

1ΔTAoUdQd

Page 11: Cek Performa HE

....(8)

•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 0.53•HE 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.

RdUc

1

Ud

1

Page 12: Cek Performa HE

....(9)

ΔTAoUdQd

Page 13: Cek Performa HE
Page 14: Cek Performa HE

KERN, 11.2Lean Oil Rich Oil

Density 35 oAPI 36Mass flow 84438 lb/hr 86357T in 350 oF 100T out 161 oF 295Specific Heat (Cp) 0.56 Btu/lb oF 0.53

Visc. 100 oF (Cp) 2.6 merah = hitungan, dipilih210 oF (Cp) 1.15 biru = lihat grafik, tabel

Δ P (Psi) 10 blok kuning = asumsiRd 0.004Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long. Lay out Square pitch

1 Heat BalanceLean Oil T oF Cp (Btu/lb oF)

350 0.61

161 0.51 (Fig 4) Latihan Soal dari Buku Kern Hal 235Cp mean 0.56 Btu/lb oF

Q = m . Cp . dT8924996 84348 x 0.56 x (350 - x)

161 oF

Rich Oil T oF Cp (Btu/lb oF)295 0.58100 0.48 (Fig 4)

Cp mean 0.53 Btu/lb oFQ = m . Cp . dT

86357 x 0.53 x (295 - 100)8924996 BTU/hr

2 Δ TRich Oil dT

100 295 195t1 t2

T2 T1161 350 Lean Oil 189

Δ t1 61 Δ t2 55Cold Hot

R = 0.968

S = 0.780

LMTD = 58.07 oF

Dengan, R = 0.968S = 0.780

Dari :Fig 18, HE 1-2 Ft tidak diperoleh.Fig 19, HE 2-4 Ft tidak diperoleh.Fig 20, HE 3-6 Ft didapatkan Ft 0.78Fig 21, HE 4-8 Ft didapatkan Ft 0.9Karena 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

Δ T = 52.26 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth =6155

Δtc/Δth = 1.11

Dengan menggunakan Fig 17 didapat :

•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 0.53•HE 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.

2

1

21

ln

t LMTD

t

tt

12

21

tt

T T R

11

12

tT

ttS

FtLMTDT

Page 15: Cek Performa HE

T1 - T2 = 195 oAPI = 36sehingga Kc = 0.32

Masih dalam grafik yg sama Fig 17 didapat :Δtc/Δth = 1.11

sehingga Fc = 0.49

Tc = 253.74 oFtc = 195.55 oF

a Asumsi Ud = 50 Btu/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 = 3415 ft2 (keseluruhan)Anggap digunakan HE 2-4 dua buah tersusun seri dengan removable longitudinal baffleLuas area masing2 HE = 3513 / 2

A = 1708 ft2 (masing2 HE)Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter = 0.1963 ft2/ft

Asumsi L = 16 ft, maka jumlah masing2 HE :Nt = 1757 / (16 x 0.1963)Nt = 544 buah

b Asumsi digunakan tube 6 pass (n).Dari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = 0.302 in2Laju alir massa (G) adalah :

G = 444064 lb/hr ft2

c Asumsi digunakan IDs = 31 inchDari Tabel 9, dengan 544 tube 6 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan :Jumlah tube terdekat 580 buahID shell 31 inch

d Koreksi UdDari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter = 0.1963 ft2/ftLuas area untuk 2 buah HE adalah :

A = 3643 ft2 (sebenarnya)

Ud = 46.87 Btu/hr Ft2 oF

Menghitung hio & hoHot Fluid, Tube Side, Lean Oil Cold Fluid, Shell side, Rich Oil

4 Flow area 4at' = 0.302 in2 jumlah baffle dapat diasumsikan

Asumsi baffle, B = 12

at = 0.203 ft2

5 Mass Velocity C' (clearance) = 1 - 3/4 = 0.25w = 84438 lb/hr Pt (pitch) = 1

Gt = 416502 lb/hr ft2 ID = 31as = 0.6458 ft2

Untuk masing2 HE luas areanya adalah :

Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr Ft2 oF

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

TA

QUd

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

n

atNtat

144

'

at

wGt

Pt

BCIDas

144

'

1963.0165802 A

Page 16: Cek Performa HE

6 Reynold Number as = 0.3229 ft2Tc = 253.74 oF

Dengan API 35, dilihat di Fig 14 didapat : 5μ = 0.86 cP (ngga jelas)

μ = 2.0812 lb/ft hr w = 86357 lb/hrdari Tabel 10, D = 0.62 in Gs = 267428 lb/hr ft2

D = 0.0517 ft6

tc = 195.55 oFDengan API 36, dilihat di Fig 14 didapat :

Ret = 10340 μ = 1.4 cPμ = 3.388 lb/ft hr

7 Untuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :Dengan data Ret, dari Fig 24 didapat : equivalent diameter (De) = 0.95

L/D = 309.68 De = 0.0792jH = 37

8 Dengan :μ = 0.86 cP Res = 6249

oAPI = 35Dari Fig 16 didapat : 7

Dari Fig 28, dengan data Res didapat := 0.183 Btu/hr ft2 oF/ft jH = 43

8 Dengan :9 μ = 1.4

oAPI = 36Dari Fig 16 didapat :

= 0.22

9131.05 Btu/hr ft2 oF

Koreksi viskositas

Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga :hi = 131.05 Btu/hr ft2 oF

10119.49 Btu/hr ft2 oF

ID = 0.62 inOD = 0.75 in Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga :

ho = 119.49 Btu/hr ft2 oF

hio = 108.34 Btu/hr ft2 oF

Menghitung Rd1 2

hio = 108.34 Btu/hr ft2 oF Uc = 56.82 Btu/hr ft2 oFho = 119.49 Btu/hr ft2 oF Ud = 46.87 Btu/hr ft2 oFUc = 56.82 Btu/hr ft2 oF Rd = 0.0037 hr ft2 oF/Btu

Menghitung Pressure DropHot Fluid, Tube Side, Lean Oil Cold Fluid, Shell side, Rich Oil

1 1untuk Ret = 10340 untuk Res = 6249dengan Fig 26 didapat : dengan Fig 29 didapat :

Mass Velocity (lb/hr ft2)

Reynold Number, dimensionless

jH (factor for Heat transfer) dimensionless

jH (factor for Heat transfer) dimensionless

hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

hio (besarnya hi yang mengacu pada dinding luar tube)

Uc, Clean overall coeficient. Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity (s) Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

0517.0

183.037

t

hi

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

t

hiohio

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho 3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

0792.0

22.043

s

ho

s

ho

3/1

k

ck

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 17: Cek Performa HE

f = 0.00025 ft2/in2 f = 0.0025 ft2/in2dari Fig 6 dari Fig 6

T s T s350 0.73 295 0.755161 0.81 100 0.83

s mean 0.77 s mean 0.793

2 2

L = 16 ftn = 6

Gt = 416502 lb/hr ft2 N+1 = 32D = 0.0517 ft untuk 2 HE, N + 1 = 64

Φt = 1 Ds = 31 inΔPt = 2.005 psi Ds = 2.583 ft

untuk 2 HE ΔPt = 4.01 psi3

3dengan

Gt = 416502 lb/hr ft2Dari Fig 27 didapat :

Gs = 267428 lb/hr ft2= 0.024 De = 0.0792 ft

ΔPs = 9.026 psi

SUMMARYTUBE SHELL

ΔPr = 0.7481 psi 108.34 h outside 119.49untuk 2 HE ΔPr = 1.4961 psi Uc 56.82

Ud 46.874 Rd calc. 0.0037

Rd req. 0.0045.506 Δ P calc. 9.026

5.506 psi 10 Δ P req. 10

Pressure Drop pada Tube, psi Jumlah persilangan, N+1

Pressure Drop pada Shell, psiReturn Pressure Drop, psi

Total Pressure Drop, psi

ΔPT =

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

B

LN

121

12

16122

Page 18: Cek Performa HE

Latihan Soal dari Buku Kern Hal 235

0.157142857142857

•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 0.53•HE 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.

Page 19: Cek Performa HE

Menghitung hio & ho

in

ininin

Selama jumlah fluida cukup besar,

Page 20: Cek Performa HE

(ngga jelas)

Untuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :inft

cP

Btu/hr ft2 oF/ft

Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga :

Menghitung Rd

Menghitung Pressure Drop

(factor for Heat transfer) dimensionless

Specific gravity (s)

Page 21: Cek Performa HE

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

Page 22: Cek Performa HE

KERN, 11.2Lean Oil Rich Oil

Density 35 oAPI 36Mass flow 84438 lb/hr 86357T in 350 oF 100T out 161 oF 295Specific Heat (Cp) 0.56 Btu/lb oF 0.53

Visc. 100 oF (Cp) 2.6 merah = hitungan, dipilih210 oF (Cp) 1.15 biru = lihat grafik, tabel

Δ P (Psi) 10 blok kuning = asumsiRd 0.004Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long. Lay out Square pitch

1 Heat BalanceLean Oil T oF Cp (Btu/lb oF)

350 0.61

161 0.51 (Fig 4) Latihan Soal dari Buku Kern Hal 235Cp mean 0.56 Btu/lb oF

Q = m . Cp . dT8924996 84348 x 0.56 x (350 - x)

161 oF

Rich Oil T oF Cp (Btu/lb oF)295 0.58100 0.48 (Fig 4)

Cp mean 0.53 Btu/lb oFQ = m . Cp . dT

86357 x 0.53 x (295 - 100)8924996 BTU/hr

2 Δ TRich Oil dT

100 295 195t1 t2

T2 T1161 350 Lean Oil 189

Δ t1 61 Δ t2 55Cold Hot

R = 0.968

S = 0.780

LMTD = 58.07 oF

Dengan, R = 0.968S = 0.780

Dari :Fig 18, HE 1-2 Ft tidak diperoleh.Fig 19, HE 2-4 Ft tidak diperoleh.Fig 20, HE 3-6 Ft didapatkan Ft 0.78Fig 21, HE 4-8 Ft didapatkan Ft 0.9Karena 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

Δ T = 52.26 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth =6155

Δtc/Δth = 1.11

Dengan menggunakan Fig 17 didapat :

•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 0.53•HE 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.

2

1

21

ln

t LMTD

t

tt

12

21

tt

T T R

11

12

tT

ttS

FtLMTDT

Page 23: Cek Performa HE

T1 - T2 = 195 oAPI = 36sehingga Kc = 0.32

Masih dalam grafik yg sama Fig 17 didapat :Δtc/Δth = 1.11

sehingga Fc = 0.49

Tc = 253.74 oFtc = 195.55 oF

a Asumsi Ud = 50 Btu/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 = 3415 ft2 (keseluruhan)Anggap digunakan HE 2-4 dua buah tersusun seri dengan removable longitudinal baffleLuas area masing2 HE = 3513 / 2

A = 1708 ft2 (masing2 HE)Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter = 0.1963 ft2/ft

Asumsi L = 16 ft, maka jumlah masing2 HE :Nt = 1757 / (16 x 0.1963)Nt = 544 buah

b Asumsi digunakan tube 6 pass (n).Dari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = 0.302 in2Laju alir massa (G) adalah :

G = 444064 lb/hr ft2

c Asumsi digunakan IDs = 33 inchDari Tabel 9, dengan 544 tube 6 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan :Jumlah tube terdekat 676 buahID shell 33 inch

d Koreksi UdDari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter = 0.1963 ft2/ftLuas area untuk 2 buah HE adalah :

A = 4246 ft2 (sebenarnya)

Ud = 40.22 Btu/hr Ft2 oF

Menghitung hio & hoHot Fluid, Tube Side, Lean Oil Cold Fluid, Shell side, Rich Oil

4 Flow area 4at' = 0.302 in2 jumlah baffle dapat diasumsikan

Asumsi baffle, B = 12

at = 0.236 ft2

5 Mass Velocity C' (clearance) = 1 - 3/4 = 0.25w = 84438 lb/hr Pt (pitch) = 1

Gt = 357354 lb/hr ft2 ID = 33as = 0.6875 ft2

Untuk masing2 HE luas areanya adalah :

Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr Ft2 oF

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

TA

QUd

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

n

atNtat

144

'

at

wGt

Pt

BCIDas

144

'

1963.0166762 A

Page 24: Cek Performa HE

6 Reynold Number as = 0.3438 ft2Tc = 253.74 oF

Dengan API 35, dilihat di Fig 14 didapat : 5μ = 0.86 cP (ngga jelas)

μ = 2.0812 lb/ft hr w = 86357 lb/hrdari Tabel 10, D = 0.62 in Gs = 251220 lb/hr ft2

D = 0.0517 ft6

tc = 195.55 oFDengan API 36, dilihat di Fig 14 didapat :

Ret = 8871 μ = 1.4 cPμ = 3.388 lb/ft hr

7 Untuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :Dengan data Ret, dari Fig 24 didapat : equivalent diameter (De) = 0.95

L/D = 309.68 De = 0.0792jH = 34

8 Dengan :μ = 0.86 cP Res = 5870

oAPI = 35Dari Fig 16 didapat : 7

Dari Fig 28, dengan data Res didapat := 0.172 Btu/hr ft2 oF/ft jH = 42

8 Dengan :9 μ = 1.4

oAPI = 36Dari Fig 16 didapat :

= 0.22

9113.19 Btu/hr ft2 oF

Koreksi viskositas

Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga :hi = 113.19 Btu/hr ft2 oF

10116.72 Btu/hr ft2 oF

ID = 0.62 inOD = 0.75 in Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga :

ho = 116.72 Btu/hr ft2 oF

hio = 93.57 Btu/hr ft2 oF

Menghitung Rd1 2

hio = 93.57 Btu/hr ft2 oF Uc = 51.93 Btu/hr ft2 oFho = 116.72 Btu/hr ft2 oF Ud = 40.22 Btu/hr ft2 oFUc = 51.93 Btu/hr ft2 oF Rd = 0.0056 hr ft2 oF/Btu

Menghitung Pressure DropHot Fluid, Tube Side, Lean Oil Cold Fluid, Shell side, Rich Oil

1 1untuk Ret = 8871 untuk Res = 5870dengan Fig 26 didapat : dengan Fig 29 didapat :

Mass Velocity (lb/hr ft2)

Reynold Number, dimensionless

jH (factor for Heat transfer) dimensionless

jH (factor for Heat transfer) dimensionless

hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

hio (besarnya hi yang mengacu pada dinding luar tube)

Uc, Clean overall coeficient. Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity (s) Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

0517.0

172.034

t

hi

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

t

hiohio

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho 3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

0792.0

22.042

s

ho

s

ho

3/1

k

ck

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 25: Cek Performa HE

f = 0.00028 ft2/in2 f = 0.0026 ft2/in2dari Fig 6 dari Fig 6

T s T s350 0.73 295 0.755161 0.81 100 0.83

s mean 0.77 s mean 0.793

2 2

L = 16 ftn = 6

Gt = 357354 lb/hr ft2 N+1 = 32D = 0.0517 ft untuk 2 HE, N + 1 = 64

Φt = 1 Ds = 33 inΔPt = 1.653 psi Ds = 2.750 ft

untuk 2 HE ΔPt = 3.31 psi3

3dengan

Gt = 357354 lb/hr ft2Dari Fig 27 didapat :

Gs = 251220 lb/hr ft2= 0.017 De = 0.0792 ft

ΔPs = 8.818 psi

SUMMARYTUBE SHELL

ΔPr = 0.5299 psi 93.57 h outside 116.72untuk 2 HE ΔPr = 1.0597 psi Uc 51.93

Ud 40.224 Rd calc. 0.0056

Rd req. 0.0044.366 Δ P calc. 8.818

4.366 psi 10 Δ P req. 10

Pressure Drop pada Tube, psi Jumlah persilangan, N+1

Pressure Drop pada Shell, psiReturn Pressure Drop, psi

Total Pressure Drop, psi

ΔPT =

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

B

LN

121

12

16122

Page 26: Cek Performa HE

Latihan Soal dari Buku Kern Hal 235

0.157142857142857

•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 0.53•HE 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.

Page 27: Cek Performa HE

Menghitung hio & ho

in

ininin

Selama jumlah fluida cukup besar,

Page 28: Cek Performa HE

(ngga jelas)

Untuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :inft

cP

Btu/hr ft2 oF/ft

Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga :

Menghitung Rd

Menghitung Pressure Drop

(factor for Heat transfer) dimensionless

Specific gravity (s)

Page 29: Cek Performa HE

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

Page 30: Cek Performa HE

Solar CrudeDensity 35.98 oAPI 33.3Mass flow 7638.44 lb/hr 29805.6849T in 458 oF 122T out 244 oF 176Specific Heat (Cp) 0.63 Btu/lb oF 0.64

Visc. 70 oF (Cp) 9.3 merah = hitungan, dipilih100 oF (Cp) 5.5 biru = lihat grafik, tabel

Δ P (Psi) 10 blok kuning = asumsiRd 0.002Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long. Lay out Square pitch

1 Heat BalanceSolar T oF Cp (Btu/lb oF)

458 0.61

244 0.51 (Fig 4)Cp mean 0.63 Btu/lb oF

Q = m . Cp . dT1030084 84348 x 0.56 x (350 - x)

244 oF

Crude T oF Cp (Btu/lb oF) Soal :295 0.58 Carilah HE yang cocok !100 0.48 (Fig 4)

Cp mean 0.64 Btu/lb oFQ = m . Cp . dT

86357 x 0.53 x (295 - 100)1030084 BTU/hr

2 Δ TCrude dT

122 176 54t1 t2

T2 T1244 458 Solar 214

Δ t1 122 Δ t2 282Cold Hot

R = 3.964

S = 0.161

LMTD = 190.92 oF

Dengan, R = 3.964S = 0.161

Dari :Fig 18, HE 1-2 Ft didapatkan Ft 0.94 yg dipakaiFig 19, HE 2-4 Ft didapatkan Ft -Fig 20, HE 3-6 Ft didapatkan Ft -Fig 21, HE 4-8 Ft didapatkan Ft -Karena 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

Δ T = 179.46 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth =122282

Δtc/Δth = 0.43

Dengan menggunakan Fig 17 didapat :

2

1

21

ln

t LMTD

t

tt

12

21

tt

T T R

11

12

tT

ttS

FtLMTDT

Page 31: Cek Performa HE

T1 - T2 = 54 oAPI = 33.3sehingga Kc = 0.17

Masih dalam grafik yg sama Fig 17 didapat :Δtc/Δth = 0.43

sehingga Fc = 0.37

Tc = 323.14 oFtc = 141.98 oF

a Asumsi Ud = 10 Btu/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 = 574 ft2 (keseluruhan)Anggap digunakan HE 2-4 dua buah tersusun seri dengan removable longitudinal baffleLuas area masing2 HE = 3513 / 2

A = 287 ft2 (masing2 HE)Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter = 0.1963 ft2/ft

Asumsi L = 16 ft, maka jumlah masing2 HE :Nt = 1757 / (16 x 0.1963)Nt = 183 buah

b Asumsi digunakan tube 4 pass (n).Dari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = 0.302 in2Laju alir massa (G) adalah :

G = 310644 lb/hr ft2

c Asumsi digunakan IDs = 19.25 inchDari Tabel 9, dengan 544 tube 6 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan :Jumlah tube terdekat 204 buahID shell 19.25 inch

d Koreksi UdDari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter = 0.1963 ft2/ftLuas area untuk 2 buah HE adalah :

A = 641 ft2 (sebenarnya)

Ud = 8.96 Btu/hr Ft2 oF

Menghitung hio & hoHot Fluid, Tube Side, Lean Oil Cold Fluid, Shell side, Rich Oil

4 Flow area 4at' = 0.302 in2 jumlah baffle dapat diasumsikan

Asumsi baffle, B = 7

at = 0.107 ft2

5 Mass Velocity C' (clearance) = 1 - 3/4 = 0.25w = 29805.68494 lb/hr Pt (pitch) = 1

Gt = 278666 lb/hr ft2 ID = 19.25as = 0.2339 ft2

Untuk masing2 HE luas areanya adalah :

Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr Ft2 oF

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

TA

QUd

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

n

atNtat

144

'

at

wGt

Pt

BCIDas

144

'

1963.0166762 A

Page 32: Cek Performa HE

6 Reynold Number as = 0.1170 ft2Tc = 323.14 oF

Dengan API 35, dilihat di Fig 14 didapat : 5μ = 0.45 cP (ngga jelas)

μ = 1.089 lb/ft hr w = 7638.44 lb/hrdari Tabel 10, D = 0.62 in Gs = 32651 lb/hr ft2

D = 0.0517 ft6

tc = 141.98 oFDengan API 36, dilihat di Fig 14 didapat :

Ret = 13221 μ = 1.3 cPμ = 3.146 lb/ft hr

7 Untuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :Dengan data Ret, dari Fig 24 didapat : equivalent diameter (De) = 0.95

L/D = 309.68 De = 0.0792jH = 6

8 Dengan :μ = 0.45 cP Res = 822

oAPI = 33.3Dari Fig 16 didapat : 7

Dari Fig 28, dengan data Res didapat := 0.15 Btu/hr ft2 oF/ft jH = 5

8 Dengan :9 μ = 1.3

oAPI = 35.98Dari Fig 16 didapat :

= 0.2

917.42 Btu/hr ft2 oF

Koreksi viskositas

Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga :hi = 17.42 Btu/hr ft2 oF

1012.63 Btu/hr ft2 oF

ID = 0.62 inOD = 0.75 in Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga :

ho = 12.63 Btu/hr ft2 oF

hio = 14.40 Btu/hr ft2 oF

Menghitung Rd1 2

hio = 14.40 Btu/hr ft2 oF Uc = 6.73 Btu/hr ft2 oFho = 12.63 Btu/hr ft2 oF Ud = 8.96 Btu/hr ft2 oFUc = 6.73 Btu/hr ft2 oF Rd = -0.0370 hr ft2 oF/Btu

Menghitung Pressure DropHot Fluid, Tube Side, Lean Oil Cold Fluid, Shell side, Rich Oil

1 1untuk Ret = 13221 untuk Res = 822dengan Fig 26 didapat : dengan Fig 29 didapat :

Mass Velocity (lb/hr ft2)

Reynold Number, dimensionless

jH (factor for Heat transfer) dimensionless

jH (factor for Heat transfer) dimensionless

hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

hio (besarnya hi yang mengacu pada dinding luar tube)

Uc, Clean overall coeficient. Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity (s) Friction factor (ft2/in2), dan Specific gravity

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

0517.0

172.034

t

hi

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

t

hiohio

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho 3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

0792.0

22.042

s

ho

s

ho

3/1

k

ck

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 33: Cek Performa HE

f = 0.0045 ft2/in2 f = 0.006 ft2/in2dari Fig 6 dari Fig 6

T s T s458 0.845 176 0.79244 0.81 122 0.695

s mean 0.8275 s mean 0.742

2 2

L = 16 ftn = 6

Gt = 278666 lb/hr ft2 N+1 = 27.4285714D = 0.0517 ft untuk 2 HE, N + 1 = 54.8571429

Φt = 1 Ds = 19.25 inΔPt = 15.032 psi Ds = 1.604 ft

untuk 2 HE ΔPt = 30.06 psi3

3dengan

Gt = 278666 lb/hr ft2Dari Fig 27 didapat :

Gs = 32651 lb/hr ft2= 0.01 De = 0.0792 ft

ΔPs = 0.092 psi

SUMMARYTUBE SHELL

ΔPr = 0.2900 psi 14.40 h outside 12.63untuk 2 HE ΔPr = 0.5801 psi Uc 6.73

Ud 8.964 Rd calc. -0.0370

Rd req. 0.00215.322 Δ P calc. 0.092

15.322 psi 10 Δ P req. 10

Pressure Drop pada Tube, psi Jumlah persilangan, N+1

Pressure Drop pada Shell, psiReturn Pressure Drop, psi

Total Pressure Drop, psi

ΔPT =

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

B

LN

121

12

16122

Page 34: Cek Performa HE

0.615720524017467

Page 35: Cek Performa HE

Menghitung hio & ho

in

ininin

Selama jumlah fluida cukup besar,

Page 36: Cek Performa HE

(ngga jelas)

Untuk tube 3/4 in square pitch 1inch, dari Fig 28 didapat :inft

cP

Btu/hr ft2 oF/ft

Asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga :

Menghitung Rd

Menghitung Pressure Drop

(factor for Heat transfer) dimensionless

Specific gravity (s)

Page 37: Cek Performa HE

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

Page 38: Cek Performa HE

Evaluasi dan pilih HE! Dibutuhkan Rd = 0.002

Perhitungan1 Material Balance

- Crude m =Cp =

Q = 1030084 BTU

- Residu Solar m =Cp =

Q = 1030084 BTU

Residu Solar458

176

2 LMTD

∆T =Q = m Cp ∆T

∆T =Q = m Cp ∆T

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

397 oF 458 oF

86 oF 122 oF 176 oF

HE RESIDU SOLARHE RESIDU KERO

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 39: Cek Performa HE

3 LMTD Koreksi

R= 3.9640018S= 0.1607143Dari :

Fig 18, HE 1-2 Ft didapatkan Ft

Karena nilai minimum Ft sebesar 0.94 sehingga HE 1-2 yang diperlukan.

LMTD x Ft= 190.91891 X 0.94= 179.46378 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth = 121.9439282

= 0.4324252

Dengan menggunakan Fig 17 diperolehResidu Solar (t2 - t1) = 54 Kc = 0.17

Crude (T1 - T2) = 214.0561Kc rata - rata = 0.17

sehingga Fc = 0.37

Tc = 323.14466

tc = 141.98

4 Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr ft2 oFa. Asumsi Ud = 10 Btu/hr ft2 oF

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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.

Q =

Sehingga ∆T =

1

2

12

lnt

ttt

LMTD

12

21

tt

TTR

11

12

tT

ttS

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

Page 40: Cek Performa HE

Ud =

A = 573.97904 ft2Anggap digunakan HE 1-2 dengan removeble longitudinal baffle

Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter =Karena panjang tube 16 ft, maka junlah tube masing2 HE adalah :

Nt = 183 buah

b. Asumsi digunakan tube 4 passDari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = Laju alir massa (G) adalah:

w = 29805.68494n = 4

Nt = 183at = 0.302

G = 310644.42 lb/hr ft2

c. Asumsi digunakan ID shell 19.25 inDari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:Jumlah tube terdekat 204 buahID shell 19.25 in

d. Koreksi Uda" = 0.1963 ft2

Luas area HE adalah:A = 640.7232 ft2

Ud = 8.9582996

Hot Fluid, Tube Side, Crude5 Flow area

at' = 0.302 in2

at = 0.107 ft2

6 Mass Velocityw = 29805.685 lb/hr

Gt = 278666 lb/hr ft2

7 Reynold NumberTc = 323.14466 oF

∆T =

TA

QUd

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

lantAo

n

atNtat

144

'

at

wGt

Page 41: Cek Performa HE

Dengan API 33.3, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 0.45 cP

μ = 1.089 lb/ft hrdari Tabel 10, ID = 0.62 in

ID = 0.0517 ft

Ret = 13221

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDengan data Ret, dari Fig 24 diperoleh :

jH = 6

9 Dengan:μ = 0.45 cP

API = 33.3Dari Fig 16 diperoleh

= 0.15 Btu/hr ft2 oF/ft

10 hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

17.42

Koreksi viskositas

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga:hi = 17.42 Btu/hr ft2 oF

11 hio (besarnya hi yang mengacu pada tube)

ID = 0.62 inOD = 0.75 inhio = 14.4 Btu/hr ft2 oF

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

3/1

k

ck

Page 42: Cek Performa HE

12,13 Karena digunakan asumsi Φt = 1, maka:

14.4 Btu/hr ft2 oF

Pressure Drop1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)

untuk Ret = 13221dengan Fig 26 didapat:

f = 0.0045 ft2/in2dari Fig 6

T s122 0.845176 0.81

s mean 0.8275

2 tube pressure drop, psi

L = 16 ftn = 6

Gt = 278666 lb/hr ft2D = 0.0517 ft

Φt = 1ΔPt = 15.032 psi

HE ΔPt = 15.03 psi

3 Return pressure drop, psidengan

Gt = 278666 lb/hr ft2Dari Fig 27 diperoleh :

= 0.01

ΔPr = 0.2900 psiHE ΔPr = 0.2900 psi

Total pressure drop

15.322 psiΔPT =

t

hiohio

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

Page 43: Cek Performa HE

14 Uc, Clean overall coeficient.

hio = 14.4 Btu/hr ft2 oFho = 12.63 Btu/hr ft2 oFUc = 6.73 Btu/hr Ft2 oF

15 Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Uc = 6.73 Btu/hr Ft2 oFUd = 9 10Rd = -0.0370 hr ft2 oF/Btu

SUMMARYTUBE SHELL14.4 h outside 12.63Uc 6.73Ud 8.96

Rd calc. -0.0370Rd req. 0.00215.322 Δ P calc. 0.092

10 Δ P req. 10

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 44: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

oAPImass flow (lb/hr)T in (oF)T out (oF)CpVisc.

70 oF (Cp)100 oF (Cp)

Δ P (Psi)RdTube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

Q out = Q in29805.68494 lb/hr Q out = m Cp dT

0.64 BTU/lb oF 1030084.47 =54 oF 214.05609826 =

t = 243.943901739812

7638.44025 lb/hr0.63 BTU/lb oF

214.05609826 oF

T1 = 458243.9439017 T2 = 243.9439

t1 = 122122 t2 = 176Crude dT1 = 121.9439

dT2 = 282

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

458 oF605 oF

176 oF 266 oF

HE RESIDU CRUDEHE RESIDU SOLAR

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 45: Cek Performa HE

LMTD = 190.918913060063 oF

= 0.94

API R.S = 35.9754408805776API C.O = 33.3

Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr ft2 oF

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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

Asumsi Ud = 50 merupakan pilihan diantara medium dan Heavy organic, dan mungkin terlalu tinggi,

1030084.47 BTU

11

12

tT

ttS

Page 46: Cek Performa HE

10 Btu/hr ft2 oF179.46377828 oF

0.1963 ft20.33024.2926

0.302 in2

lb/hrpassbuahin2

Dari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:

Cold Fluid, Shell side, Residu Solar5

jumlah baffle dapat diasumsikanAsumsi baffle, B = 7 in

C' (clearance antar tube)= 1 - 3/4 = 0.25 inPt (pitch) = 1 in

ID = 19.25 inas = 0.2339 ft2

HE luas areanya adalah:as = 0.2339 ft2

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

Pt

BCIDas

144

'

Page 47: Cek Performa HE

6 Mass Velocity (lb/hr ft2)

w = 7638.44025 lb/hrGs = 32651 lb/hr ft2

7 Reynold Number, dimensionlesstc = 141.98 oF

Dengan API 35.97, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 1.3 cPμ = 3.146 lb/ft hr

Untuk tube 3/4 in square pitch 1 inch, dari Fig 28 diperolehequivalent diameter (De)= 0.95 in

De = 0.0792 ft

Res = 822

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDari Fig 28, dengan data Res didapat:

jH = 5

9 Dengan:μ = 1.3 cP

API = 35.975441Dari Fig 16 didapat:

= 0.2 Btu/hr ft2 oF/ft

10 ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

12.63

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga:ho = 12.63 Btu/hr ft2 oF

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho

3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

s

ho

Page 48: Cek Performa HE

1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)untuk Res = 822dengan Fig 29 didapat:

f = 0.006 ft2/in2dari Fig 6

T s243.9439017 0.79

458 0.695s mean 0.742

2 Jumlah persilangan,

N+1 = 27.428571N + 1 = 27.428571

Ds = 19.25 inDs = 1.604 ft

3 Pressure drop pada Shell

Gs = 32651 lb/hr ft2De = 0.0792 ft

ΔPs = 0.092 psi

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

B

LN

121

Page 49: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

Crude Residu Solar33.3 35.97544088

29805.68494 7638.44025122 458176 243.9439017

0.64 0.63

9.35.510

0.002Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

7638.44025 0.63 ( 458 - t )( 458 - t )

Page 50: Cek Performa HE
Page 51: Cek Performa HE

Evaluasi dan pilih HE! Dibutuhkan Rd = 0.002

Perhitungan1 Material Balance

- Crude m =Cp =

Q = 1030084 BTU

- Residu Solar m =Cp =

Q = 1030084 BTU

Residu Solar458

176

2 LMTD

∆T =Q = m Cp ∆T

∆T =Q = m Cp ∆T

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

397 oF 458 oF

86 oF 122 oF 176 oF

HE RESIDU SOLARHE RESIDU KERO

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 52: Cek Performa HE

3 LMTD Koreksi

R= 3.9640018S= 0.1607143Dari :

Fig 18, HE 1-2 Ft didapatkan Ft

Karena nilai minimum Ft sebesar 0.94 sehingga HE 1-2 yang diperlukan.

LMTD x Ft= 190.91891 X 0.94= 179.46378 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth = 121.9439282

= 0.4324252

Dengan menggunakan Fig 17 diperolehResidu Solar (t2 - t1) = 54 Kc = 0.17

Crude (T1 - T2) = 214.0561Kc = 0.17

sehingga Fc = 0.37

Tc = 323.14466

tc = 141.98

4 Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr ft2 oFa. Asumsi Ud = 10 Btu/hr ft2 oF

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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.

Q =

Sehingga ∆T =

1

2

12

lnt

ttt

LMTD

12

21

tt

TTR

11

12

tT

ttS

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

Page 53: Cek Performa HE

Ud =

A = 573.97904 ft2Anggap digunakan HE 1-2 dengan removeble longitudinal baffle

Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter =Karena panjang tube 16 ft, maka junlah tube masing2 HE adalah :

Nt = 183 buah

b. Asumsi digunakan tube 4 passDari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = Laju alir massa (G) adalah:

w = 29805.68494n = 4

Nt = 183at = 0.302

G = 310644.42 lb/hr ft2

c. Asumsi digunakan ID shell 29 inDari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:Jumlah tube terdekat 480 buahID shell 29 in

d. Koreksi Uda" = 0.1963 ft2

Luas area HE adalah:A = 1507.584 ft2

Ud = 3.8072773

Hot Fluid, Tube Side, Crude5 Flow area

at' = 0.302 in2

at = 0.252 ft2

6 Mass Velocityw = 29805.685 lb/hr

Gt = 118433 lb/hr ft2

7 Reynold NumberTc = 323.14466 oF

∆T =

TA

QUd

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

lantAo

n

atNtat

144

'

at

wGt

Page 54: Cek Performa HE

Dengan API 33.3, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 0.45 cP

μ = 1.089 lb/ft hrdari Tabel 10, ID = 0.62 in

ID = 0.0517 ft

Ret = 5619

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDengan data Ret, dari Fig 24 diperoleh :

jH = 24

9 Dengan:μ = 0.45 cP

API = 33.3Dari Fig 16 diperoleh

= 0.15 Btu/hr ft2 oF/ft

10 hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

69.68

Koreksi viskositas

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga:hi = 69.68 Btu/hr ft2 oF

11 hio (besarnya hi yang mengacu pada tube)

ID = 0.62 inOD = 0.75 inhio = 57.6 Btu/hr ft2 oF

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

3/1

k

ck

Page 55: Cek Performa HE

12,13 Karena digunakan asumsi Φt = 1, maka:

57.6 Btu/hr ft2 oF

Pressure Drop1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)

untuk Ret = 5619dengan Fig 26 didapat:

f = 0.0003 ft2/in2dari Fig 6

T s122 0.845176 0.81

s mean 0.8275

2 tube pressure drop, psi

L = 16 ftn = 6

Gt = 118433 lb/hr ft2D = 0.0517 ft

Φt = 1ΔPt = 0.181 psi

HE ΔPt = 0.18 psi

3 Return pressure drop, psidengan

Gt = 118433 lb/hr ft2Dari Fig 27 diperoleh :

= 0.0022

ΔPr = 0.0638 psiHE ΔPr = 0.0638 psi

Total pressure drop

0.245 psiΔPT =

t

hiohio

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

Page 56: Cek Performa HE

14 Uc, Clean overall coeficient.

hio = 57.6 Btu/hr ft2 oFho = 30.32 Btu/hr ft2 oFUc = 19.86 Btu/hr Ft2 oF

15 Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Uc = 19.86 Btu/hr Ft2 oFUd = 4 10Rd = 0.2123 hr ft2 oF/Btu

SUMMARYTUBE SHELL57.6 h outside 30.32Uc 19.86Ud 3.81

Rd calc. 0.2123Rd req. 0.0020.245 Δ P calc. 0.038

10 Δ P req. 10

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 57: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

oAPImass flow (lb/hr)T in (oF)T out (oF)CpVisc.

70 oF (Cp)100 oF (Cp)

Δ P (Psi)RdTube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

Q out = Q in29805.68494 lb/hr Q out = m Cp dT

0.64 BTU/lb oF 1030084.47 =54 oF 214.05609826 =

t = 243.943901739812

7638.44025 lb/hr0.63 BTU/lb oF

214.05609826 oF

T1 = 458243.9439017 T2 = 243.9439

t1 = 122122 t2 = 176Crude dT1 = 121.9439

dT2 = 282

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

605 oF

176 oF 266 oF

HE RESIDU CRUDEHE RESIDU SOLAR

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 58: Cek Performa HE

LMTD = 190.918913060063 oF

= 0.94

API R.S = 35.9754408805776API C.O = 33.3

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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

Asumsi Ud = 50 merupakan pilihan diantara medium dan Heavy organic, dan mungkin terlalu tinggi,

1030084.47 BTU

11

12

tT

ttS

Page 59: Cek Performa HE

10 Btu/hr ft2 oF179.46377828 oF

0.1963 ft2

0.302 in2

lb/hrpassbuahin2

Dari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:

Cold Fluid, Shell side, Residu Solar5

jumlah baffle dapat diasumsikanAsumsi baffle, B = 7 in

C' (clearance antar tube)= 1 - 3/4 = 0.25 inPt (pitch) = 1 in

ID = 29 inas = 0.3524 ft2

HE luas areanya adalah:as = 0.3524 ft2

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

Pt

BCIDas

144

'

Page 60: Cek Performa HE

6 Mass Velocity (lb/hr ft2)

w = 7638.44025 lb/hrGs = 21674 lb/hr ft2

7 Reynold Number, dimensionlesstc = 141.98 oF

Dengan API 35.97, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 1.3 cPμ = 3.146 lb/ft hr

Untuk tube 3/4 in square pitch 1 inch, dari Fig 28 diperolehequivalent diameter (De)= 0.95 in

De = 0.0792 ft

Res = 545

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDari Fig 28, dengan data Res didapat:

jH = 12

9 Dengan:μ = 1.3 cP

API = 35.975441Dari Fig 16 didapat:

= 0.2 Btu/hr ft2 oF/ft

10 ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

30.32

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga:ho = 30.32 Btu/hr ft2 oF

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho

3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

s

ho

Page 61: Cek Performa HE

1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)untuk Res = 545dengan Fig 29 didapat:

f = 0.0037 ft2/in2dari Fig 6

T s243.9439017 0.79

458 0.695s mean 0.742

2 Jumlah persilangan,

N+1 = 27.428571N + 1 = 27.428571

Ds = 29 inDs = 2.417 ft

3 Pressure drop pada Shell

Gs = 21674 lb/hr ft2De = 0.0792 ft

ΔPs = 0.038 psi

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

B

LN

121

Page 62: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

Crude Residu Solar33.3 35.97544088

29805.68494 7638.44025122 458176 243.9439017

0.64 0.63

9.35.510

0.002Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

7638.44025 0.63 ( 458 - t )( 458 - t )

Page 63: Cek Performa HE
Page 64: Cek Performa HE

Evaluasi dan pilih HE! Dibutuhkan Rd = 0.002

Perhitungan1 Material Balance

- Crude m =Cp =

Q = 1030084 BTU

- Residu Solar m =Cp =

Q = 1030084 BTU

Residu Solar458

176

2 LMTD

∆T =Q = m Cp ∆T

∆T =Q = m Cp ∆T

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

397 oF 458 oF

86 oF 122 oF 176 oF

HE RESIDU SOLARHE RESIDU KERO

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 65: Cek Performa HE

3 LMTD Koreksi

R= 3.9640018S= 0.1607143Dari :

Fig 18, HE 1-2 Ft didapatkan Ft

Karena nilai minimum Ft sebesar 0.94 sehingga HE 1-2 yang diperlukan.

LMTD x Ft= 190.91891 X 0.94= 179.46378 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth = 121.9439282

= 0.4324252

Dengan menggunakan Fig 17 diperolehResidu Solar (t2 - t1) = 54 Kc = 0.17

Crude (T1 - T2) = 214.0561Kc = 0.17

sehingga Fc = 0.37

Tc = 323.14466

tc = 141.98

4 Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr ft2 oFa. Asumsi Ud = 10 Btu/hr ft2 oF

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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.

Q =

Sehingga ∆T =

1

2

12

lnt

ttt

LMTD

12

21

tt

TTR

11

12

tT

ttS

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

Page 66: Cek Performa HE

Ud =

A = 573.97904 ft2Anggap digunakan HE 1-2 dengan removeble longitudinal baffle

Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter =Karena panjang tube 16 ft, maka junlah tube masing2 HE adalah :

Nt = 183 buah

b. Asumsi digunakan tube 4 passDari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = Laju alir massa (G) adalah:

w = 29805.68494n = 4

Nt = 183at = 0.302

G = 310644.42 lb/hr ft2

c. Asumsi digunakan ID shell 25 inDari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:Jumlah tube terdekat 370 buahID shell 25 in

d. Koreksi Uda" = 0.1963 ft2

Luas area HE adalah:A = 1162.096 ft2

Ud = 4.9391706

Hot Fluid, Tube Side, Crude5 Flow area

at' = 0.302 in2

at = 0.194 ft2

6 Mass Velocityw = 29805.685 lb/hr

Gt = 153643 lb/hr ft2

7 Reynold NumberTc = 323.14466 oF

∆T =

TA

QUd

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

lantAo

n

atNtat

144

'

at

wGt

Page 67: Cek Performa HE

Dengan API 33.3, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 0.45 cP

μ = 1.089 lb/ft hrdari Tabel 10, ID = 0.62 in

ID = 0.0517 ft

Ret = 7289

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDengan data Ret, dari Fig 24 diperoleh :

jH = 30

9 Dengan:μ = 0.45 cP

API = 33.3Dari Fig 16 diperoleh

= 0.15 Btu/hr ft2 oF/ft

10 hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

87.10

Koreksi viskositas

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga:hi = 87.10 Btu/hr ft2 oF

11 hio (besarnya hi yang mengacu pada tube)

ID = 0.62 inOD = 0.75 inhio = 72 Btu/hr ft2 oF

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

3/1

k

ck

Page 68: Cek Performa HE

12,13 Karena digunakan asumsi Φt = 1, maka:

72 Btu/hr ft2 oF

Pressure Drop1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)

untuk Ret = 7289dengan Fig 26 didapat:

f = 0.00029 ft2/in2dari Fig 6

T s122 0.845176 0.81

s mean 0.8275

2 tube pressure drop, psi

L = 16 ftn = 6

Gt = 153643 lb/hr ft2D = 0.0517 ft

Φt = 1ΔPt = 0.294 psi

HE ΔPt = 0.29 psi

3 Return pressure drop, psidengan

Gt = 153643 lb/hr ft2Dari Fig 27 diperoleh :

= 0.003

ΔPr = 0.0870 psiHE ΔPr = 0.0870 psi

Total pressure drop

0.381 psiΔPT =

t

hiohio

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

Page 69: Cek Performa HE

14 Uc, Clean overall coeficient.

hio = 72 Btu/hr ft2 oFho = 32.84 Btu/hr ft2 oFUc = 22.55 Btu/hr Ft2 oF

15 Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Uc = 22.55 Btu/hr Ft2 oFUd = 5 10Rd = 0.1581 hr ft2 oF/Btu

SUMMARYTUBE SHELL

72 h outside 32.84Uc 22.55Ud 4.94

Rd calc. 0.1581Rd req. 0.0020.381 Δ P calc. 0.042

10 Δ P req. 10

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 70: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

oAPImass flow (lb/hr)T in (oF)T out (oF)CpVisc.

70 oF (Cp)100 oF (Cp)

Δ P (Psi)RdTube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

Q out = Q in29805.68494 lb/hr Q out = m Cp dT

0.64 BTU/lb oF 1030084.47 =54 oF 214.05609826 =

t = 243.943901739812

7638.44025 lb/hr0.63 BTU/lb oF

214.05609826 oF

T1 = 458243.9439017 T2 = 243.9439

t1 = 122122 t2 = 176Crude dT1 = 121.9439

dT2 = 282

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

605 oF

176 oF 266 oF

HE RESIDU CRUDEHE RESIDU SOLAR

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 71: Cek Performa HE

LMTD = 190.918913060063 oF

= 0.94

API R.S = 35.9754408805776API C.O = 33.3

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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

Asumsi Ud = 50 merupakan pilihan diantara medium dan Heavy organic, dan mungkin terlalu tinggi,

1030084.47 BTU

11

12

tT

ttS

Page 72: Cek Performa HE

10 Btu/hr ft2 oF179.46377828 oF

0.1963 ft2

0.302 in2

lb/hrpassbuahin2

Dari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:

Cold Fluid, Shell side, Residu Solar5

jumlah baffle dapat diasumsikanAsumsi baffle, B = 7 in

C' (clearance antar tube)= 1 - 3/4 = 0.25 inPt (pitch) = 1 in

ID = 25 inas = 0.3038 ft2

HE luas areanya adalah:as = 0.3038 ft2

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

Pt

BCIDas

144

'

Page 73: Cek Performa HE

6 Mass Velocity (lb/hr ft2)

w = 7638.44025 lb/hrGs = 25141 lb/hr ft2

7 Reynold Number, dimensionlesstc = 141.98 oF

Dengan API 35.97, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 1.3 cPμ = 3.146 lb/ft hr

Untuk tube 3/4 in square pitch 1 inch, dari Fig 28 diperolehequivalent diameter (De)= 0.95 in

De = 0.0792 ft

Res = 633

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDari Fig 28, dengan data Res didapat:

jH = 13

9 Dengan:μ = 1.3 cP

API = 35.975441Dari Fig 16 didapat:

= 0.2 Btu/hr ft2 oF/ft

10 ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

32.84

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga:ho = 32.84 Btu/hr ft2 oF

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho

3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

s

ho

Page 74: Cek Performa HE

1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)untuk Res = 633dengan Fig 29 didapat:

f = 0.0036 ft2/in2dari Fig 6

T s243.9439017 0.79

458 0.695s mean 0.742

2 Jumlah persilangan,

N+1 = 27.428571N + 1 = 27.428571

Ds = 25 inDs = 2.083 ft

3 Pressure drop pada Shell

Gs = 25141 lb/hr ft2De = 0.0792 ft

ΔPs = 0.042 psi

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

B

LN

121

Page 75: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

Crude Residu Solar33.3 35.97544088

29805.68494 7638.44025122 458176 243.9439017

0.64 0.63

9.35.510

0.002Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

7638.44025 0.63 ( 458 - t )( 458 - t )

Page 76: Cek Performa HE
Page 77: Cek Performa HE

Evaluasi dan pilih HE! Dibutuhkan Rd = 0.002

Perhitungan1 Material Balance

- Crude m =Cp =

Q = 1030084 BTU

- Residu Solar m =Cp =

Q = 1030084 BTU

Residu Solar458

176

2 LMTD

∆T =Q = m Cp ∆T

∆T =Q = m Cp ∆T

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

397 oF 458 oF

86 oF 122 oF 176 oF

HE RESIDU SOLARHE RESIDU KERO

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 78: Cek Performa HE

3 LMTD Koreksi

R= 3.9640018S= 0.1607143Dari :

Fig 18, HE 1-2 Ft didapatkan Ft

Karena nilai minimum Ft sebesar 0.94 sehingga HE 1-2 yang diperlukan.

LMTD x Ft= 190.91891 X 0.94= 179.46378 oF

3 Tc dan tc

Δtc/Δth = 121.9439282

= 0.4324252

Dengan menggunakan Fig 17 diperolehResidu Solar (t2 - t1) = 54 Kc = 0.17

Crude (T1 - T2) = 214.0561Kc = 0.17

sehingga Fc = 0.37

Tc = 323.14466

tc = 141.98

4 Menentukan Ud (Design overall coeficient of Heat Transfer) Btu/hr ft2 oFa. Asumsi Ud = 10 Btu/hr ft2 oF

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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.

Q =

Sehingga ∆T =

1

2

12

lnt

ttt

LMTD

12

21

tt

TTR

11

12

tT

ttS

)( 212 TTFcTTc

)( 121 ttFcttc

TAUdQ TUd

QA

Page 79: Cek Performa HE

Ud =

A = 573.97904 ft2Anggap digunakan HE 1-2 dengan removeble longitudinal baffle

Dari Tabel 10, luas area tube (a") dg 3/4 inch diameter =Karena panjang tube 16 ft, maka junlah tube masing2 HE adalah :

Nt = 183 buah

b. Asumsi digunakan tube 4 passDari Tabel 10, luas area per tube (at') untuk 3/4 inch 16 BWG = Laju alir massa (G) adalah:

w = 29805.68494n = 4

Nt = 183at = 0.302

G = 310644.42 lb/hr ft2

c. Asumsi digunakan ID shell 21.25 inDari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:Jumlah tube terdekat 246 buahID shell 21.25 in

d. Koreksi Uda" = 0.1963 ft2

Luas area HE adalah:A = 772.6368 ft2

Ud = 7.4288338

Hot Fluid, Tube Side, Crude5 Flow area

at' = 0.302 in2

at = 0.129 ft2

6 Mass Velocityw = 29805.685 lb/hr

Gt = 231089 lb/hr ft2

7 Reynold NumberTc = 323.14466 oF

∆T =

TA

QUd

TAUdQ TUd

QA

atNt

nw

at

wG

144

lantAo

n

atNtat

144

'

at

wGt

Page 80: Cek Performa HE

Dengan API 33.3, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 0.45 cP

μ = 1.089 lb/ft hrdari Tabel 10, ID = 0.62 in

ID = 0.0517 ft

Ret = 10964

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDengan data Ret, dari Fig 24 diperoleh :

jH = 55

9 Dengan:μ = 0.45 cP

API = 33.3Dari Fig 16 diperoleh

= 0.15 Btu/hr ft2 oF/ft

10 hi (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

159.68

Koreksi viskositas

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φt = 1 sehingga:hi = 159.68 Btu/hr ft2 oF

11 hio (besarnya hi yang mengacu pada tube)

ID = 0.62 inOD = 0.75 inhio = 132 Btu/hr ft2 oF

hrftlbcP /42.2

DGt

Ret

tH k

c

D

kjhi 3/1

3/1

k

c

D

kj

hiH

t

t

hi

14.0

wt

OD

IDhihio

3/1

k

ck

Page 81: Cek Performa HE

12,13 Karena digunakan asumsi Φt = 1, maka:

132 Btu/hr ft2 oF

Pressure Drop1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)

untuk Ret = 10964dengan Fig 26 didapat:

f = 0.00025 ft2/in2dari Fig 6

T s122 0.845176 0.81

s mean 0.8275

2 tube pressure drop, psi

L = 16 ftn = 6

Gt = 231089 lb/hr ft2D = 0.0517 ft

Φt = 1ΔPt = 0.574 psi

HE ΔPt = 0.57 psi

3 Return pressure drop, psidengan

Gt = 231089 lb/hr ft2Dari Fig 27 diperoleh :

= 0.007

ΔPr = 0.2030 psiHE ΔPr = 0.2030 psi

Total pressure drop

0.777 psiΔPT =

t

hiohio

tsD

nLGfPt t

10

2

1022.5

'2

2

g

V

'2

4Pr

2

g

V

s

n

Pr PtPT

Page 82: Cek Performa HE

14 Uc, Clean overall coeficient.

hio = 132 Btu/hr ft2 oFho = 35.37 Btu/hr ft2 oFUc = 27.89 Btu/hr Ft2 oF

15 Rd, Dirt Factor (hr ft2 oF/Btu)

Uc = 27.89 Btu/hr Ft2 oFUd = 7 10Rd = 0.0988 hr ft2 oF/Btu

SUMMARYTUBE SHELL132 h outside 35.37Uc 27.89Ud 7.43

Rd calc. 0.0988Rd req. 0.0020.777 Δ P calc. 0.046

10 Δ P req. 10

hohio

hohioUc

UdUc

UdUcRd

Page 83: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

oAPImass flow (lb/hr)T in (oF)T out (oF)CpVisc.

70 oF (Cp)100 oF (Cp)

Δ P (Psi)RdTube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

Q out = Q in29805.68494 lb/hr Q out = m Cp dT

0.64 BTU/lb oF 1030084.47 =54 oF 214.05609826 =

t = 243.943901739812

7638.44025 lb/hr0.63 BTU/lb oF

214.05609826 oF

T1 = 458243.9439017 T2 = 243.9439

t1 = 122122 t2 = 176Crude dT1 = 121.9439

dT2 = 282

CRUDE OIL HARUS DIPANASI DARI 86 Of sampai 266 oF dengan 3 HE RESIDU, SOLAR DAN KEROSIN

605 oF

176 oF 266 oF

HE RESIDU CRUDEHE RESIDU SOLAR

CARILAH HE YANG COCOK. (data yang diperlukan dan tidakTersedia diasumsikan)

Page 84: Cek Performa HE

LMTD = 190.918913060063 oF

= 0.94

API R.S = 35.9754408805776API C.O = 33.3

meskipun kedua minyak mempunyai jumlah yang hampir sama, range temperatur dari Residu Solar dingin dan berhubungmempunyai viskositas yang lebih besar maka Residu Solar 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

Asumsi Ud = 50 merupakan pilihan diantara medium dan Heavy organic, dan mungkin terlalu tinggi,

1030084.47 BTU

11

12

tT

ttS

Page 85: Cek Performa HE

10 Btu/hr ft2 oF179.46377828 oF

0.1963 ft2

0.302 in2

lb/hrpassbuahin2

Dari Tabel 9, dengan 183 tube 4 pass 3/4 in OD pada 1 in square pitch didapatkan:

Cold Fluid, Shell side, Residu Solar5

jumlah baffle dapat diasumsikanAsumsi baffle, B = 7 in

C' (clearance antar tube)= 1 - 3/4 = 0.25 inPt (pitch) = 1 in

ID = 21.25 inas = 0.2582 ft2

HE luas areanya adalah:as = 0.2582 ft2

Flow area, ( as ) Selama jumlah fluida cukup besar,

Pt

BCIDas

144

'

Page 86: Cek Performa HE

6 Mass Velocity (lb/hr ft2)

w = 7638.44025 lb/hrGs = 29578 lb/hr ft2

7 Reynold Number, dimensionlesstc = 141.98 oF

Dengan API 35.97, dilihat di Fig 14 didapat:μ = 1.3 cPμ = 3.146 lb/ft hr

Untuk tube 3/4 in square pitch 1 inch, dari Fig 28 diperolehequivalent diameter (De)= 0.95 in

De = 0.0792 ft

Res = 744

8 jH (factor for Heat transfer) dimensionlessDari Fig 28, dengan data Res didapat:

jH = 14

9 Dengan:μ = 1.3 cP

API = 35.975441Dari Fig 16 didapat:

= 0.2 Btu/hr ft2 oF/ft

10 ho (heat transfer coefficient) Btu/hr ft2 oF

35.37

asumsi bahwa koreksi viskositas, Φs = 1 sehingga:ho = 35.37 Btu/hr ft2 oF

as

wGs

DeGs

s Re

3/1

k

ck

se

H k

c

D

kjho

3/1

3/1

k

c

D

kj

hoH

s

s

ho

Page 87: Cek Performa HE

1 Friction factor (ft2/in2), dan specific gravity (s)untuk Res = 744dengan Fig 29 didapat:

f = 0.0033 ft2/in2dari Fig 6

T s243.9439017 0.79

458 0.695s mean 0.742

2 Jumlah persilangan,

N+1 = 27.428571N + 1 = 27.428571

Ds = 21.25 inDs = 1.771 ft

3 Pressure drop pada Shell

Gs = 29578 lb/hr ft2De = 0.0792 ft

ΔPs = 0.046 psi

ssD

NDGfPs

e

ss

10

2

1022.5

1

B

LN

121

Page 88: Cek Performa HE

HE RESIDU SOLAR & CRUDE

Crude Residu Solar33.3 35.97544088

29805.68494 7638.44025122 458176 243.9439017

0.64 0.63

9.35.510

0.002Tube : 3/4 inch OD 16 BWG and 16 Ft long.

7638.44025 0.63 ( 458 - t )( 458 - t )

Page 89: Cek Performa HE