Cek Performa HE
Transcript of 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
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
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
....(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
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
)
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
)
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
)
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
)
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
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
....(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
....(9)
ΔTAoUdQd
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
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
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
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
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.
Menghitung hio & ho
in
ininin
Selama jumlah fluida cukup besar,
(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)
ssD
NDGfPs
e
ss
10
2
1022.5
1
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
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
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
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
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.
Menghitung hio & ho
in
ininin
Selama jumlah fluida cukup besar,
(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)
ssD
NDGfPs
e
ss
10
2
1022.5
1
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
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
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
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
0.615720524017467
Menghitung hio & ho
in
ininin
Selama jumlah fluida cukup besar,
(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)
ssD
NDGfPs
e
ss
10
2
1022.5
1
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)
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
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
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
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
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
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)
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
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
'
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
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
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 )
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)
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
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
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
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
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
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)
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
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
'
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
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
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 )
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)
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
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
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
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
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
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)
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
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
'
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
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
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 )
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)
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
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
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
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
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
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)
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
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
'
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
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
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 )