Cooler
16
COOLER - 01 (C - 01) Kode : C - 01 Fungsi : Menurunkan temperatur produk Absorber sebelum masuk ke tangki penyimpanan produk dari suhu 40 o C sampai suhu 32 o C. Tujuan : a. Menentukan tipe cooler. b. Menentukan jalur fluida masuk cooler. c. Menentukan bahan konstruksi. d. Menentukan spesifikasi cooler. Gambar Diagram Alir Cooler- 01 (C-01) 1. Menentukan Tipe Alat Penukar Panas 1. Umpan a. Fluida panas produk reaktor = 3850,799 kg/jam C-71
-
Upload
amy-gardner -
Category
Documents
-
view
15 -
download
0
description
prarancangan cooler pabrik methanol
Transcript of Cooler
BAB I
PAGE
5. COOLER - 01 (C - 01)Kode: C - 01Fungsi : Menurunkan temperatur produk Absorber sebelum masuk ke tangki penyimpanan produk dari suhu 40 oC sampai suhu 32 oC.Tujuan :
a. Menentukan tipe cooler.b. Menentukan jalur fluida masuk cooler.c. Menentukan bahan konstruksi.d. Menentukan spesifikasi cooler.
Gambar Diagram Alir Cooler- 01 (C-01)1. Menentukan Tipe Alat Penukar Panas
1. Umpana. Fluida panas produk reaktor= 3850,799 kg/jam
= 7720,853 lb/jamb. Fluida dingin berupa air
= 4343,056331 kg/jam
= 8707,83 lb/jamDari data neraca panas diperoleh:
a. Beban panas (Q)
= 65145,84497 kkal/jam
= 193373,7145 BTU/jamb. Fludia panas
= Produk setelah digunakan kalornya
T masuk
= 45 oC= 113,27 oFT keluar
= 30 oC= 86,27 oFc. Fluida dingin
= air pendingin
T masuk
= 32 oC= 89,87 oFT keluar
= 40,36 oC= 104,918 oF2. Menghitung TLMTD
Blok Diagram Cooler- 01 (C-01)Fluida panasFluida dingin T
113,27T tinggi104,9188,352
86,27T rendah89,873,6
27Different15,04811,952
(TLMTD=
=
= 5,64 oF
R=
=
S=
Ft = 0,91
(fig.18 kern, 1950)
t = Ft x (TLMTDt = 0,91 x 5,64 = 5,1324 oFMenghitung Tc dan tc :
Tc= (104,918+ 89,87) = 97,394 oF
tc= (113,27 + 86,27) = 99,77 oF
Dari tabel 8, Kern, 1950, untuk coolers dengan fluida panas gas dan fluida dingin water diperoleh harga UD berkisar antara 2-50 Btu/(ft2.jam.oF), maka dipilih harga 45 Btu/(ft2.jam.oF).
3. Menghitung luas perpindahan panas (A)
Q = 193373,7145 btu/jam
A =
Dimana:
A= Luas perpindahan panas, ft2
Q= Jumlah panas yang diserap, Btu/jam
UD= Koefisien perpindahan panas keseluruhan, Btu/(ft2.jam.oF)
t= Perbedaan suhu sebenarnya, oF
A =
= 837 ft2
Dalam perancangan dipilih shell and tube dengan pertimbangan luas perpindahan panas A > 200 ft2.
2. Menentukan letak fluida masuk cooler
Fluida masuk ke dalam Tube berupa air pendingin, dengan pertimbangan :
Tube mudah dibersihkan dan mudah diganti bila terjadi kerusakan.
Air pendingin tidak memerlukan treatment seperti air umpan boiler.Fluida masuk ke dalam shell berupa produk keluar reaktor, dengan pertimbangan :
Fluida berupa gas.
Pressure drop rendah (max 2 Psi)3. Menentukan Bahan Konstruksi
Dalam perancangan ini, bahan konstruksi yang digunakan untuk shell adalah Carbon Steel dengan pertimbangan :
1. Fluida panas berupa gas
2. Carbon Steel tahan terhadap korosi
Sedangkan bahan konstruksi yang digunakan untuk tube adalah Cast Steel dengan pertimbangan :1. Harganya lebih murah2. Paling umum digunakan
4.Menentukan spesifikasi heat exchanger1. Memilih jenis dan ukuran pipaDari tabel 10. kern dipilih pipa dengan kriteria :
OD = 1,25 in
BWG = 16Surface area = 0,3271 ft2
Flow surface area = 0,985 in2
ID = 1,12 inDirencanakan panjang tube ( L ) = 10 ft2. Menghitung jumlah tubeNt =
Dimana:
Nt= Jumlah tube, buah
A= Luas perpindahan panas, ft2
L= Panjang tube, ft
Ao= Surface per lin ft, ft2/ft
Nt =
= 255,88 = 256Dari tabel 9 Kern, 1950, dipilih tube dengan ukuran :ID shell = 21 = 21,25 in Jumlah pipa(N) = 256Pt = 1 triangular pitchPass = 2 PassOD = 0,75 inBWG = 16B = 5 in3. Mengoreksi harga UD
A terkoreksi= Nt L Ao
Dimana:
A terkoreksi= Luas perpindahan panas terkoreksi, ft2
Nt= Jumlah tube, buah
L= Panjang tube, ft
Ao= Surface per in ft, ft2
A terkoreksi= 256 x 10 x 0,3271
= 837,376 ft2 UD=
Dimana:
A= Luas perpindahan panas terkoreksi, ft2
Q= Jumlah panas yang diserap, Btu/jam
= Btu/jam
UD= Koefisien perpindahan panas keseluruhan Btu/(ft2.jam.oF)
t= Perbedaan suhu antara fluida dan dinding tube, oF
UD=
= 44,99 Btu/(ft2.jam) (memenuhi)Jarak antara dinding tube (C) :
C = Pt OD
= 1 0,75 = 0,254. Menghitung clean overall coefficient Fluida panas (produk) pada shellFluida dingin (Cooling water) pada tube
a. Flow area, asas =
(Kern,1950, hal 138)as =
as = 0,18 ft2
b. Mass velocity, Gs Gs = Ws / as (Kern,1950, hal 138)= 7720,853 / 0,18 = 42893,62778 lb/ft2 hrc. Pada Tc = 97,394 oF Res =
(Kern,1950, hal 112)
Des = 1,08 in = 0,09 ft
(Kern,1950, fig.28) s = 0,39 lb/ft hrRes =
Res = 9898,5295d. jH = 200 (Kern,1950, fig.28)e. c = 37,147 Btu/lb oF k = 0,17 Btu/hr ft2 (oF/ft)
= = 4,69ho = jH x x x (C.49) (Kern,1950, hal 112) = 200 x x 4,69= 1817,33 BTU/hr ft2 oFf. Tube-wall Temperature, tw tw = tc + (Tc tc) (Kern,1950, hal 98) =99,77+(97,394-99,77)tw = 97,706 oFg. Pada tw = 97,706 oF
w = 0,046 lb/ft hr
= (/w)0,14 = (0,48 / 0,046)0,14 = 1,39h. ho = x
(Kern,1950, hal 121) = 1817,33 x 1,39 = 2526,68 Btu/hr (ft2) (oF)a. Flow area, at=0,985 in2 (Kern,tabel 10) at = (Kern,1950, hal 150) =
= 0,875 ft2b. Mass velocity, Gt Gt = W / at (Kern,1950, hal 138)
= 8707,83 / 0,875 = 9951,806 lb/ft2 hrc. pada tc = 99,77 oF = 0,75 cp x 2,42 = 1,815 lb/ft hr (Kern,1950, fig.14) De = (1,12/12)ft (Kern,tabel 10) = 0,093 ft
Ret = (Kern,1950, hal 112) Ret =
= 509,927d. jH = 46 (Kern,1950, fig.28)e. c = 1,05 BTU/lboF (Kern,1950 fig.2) k = 0,356 Btu/hr ft2 (oF/ft)
(Kern,1950, Tabel.4) = = 1,75hi = jH x x x
(Kern,1950, hal 112)
= jH x x
= 46x x 1,75 = 306,93 BTU/hr ft2 oF f. = x
(Kern,1950, hal 111) = 306,93 x
= 275,01 BTU/hr ft2 oF
g. pada tw = 97,706 oF w = 0,33 cp x 2,42 = 0,7986 lb/hr ft
(Kern,1950, fig.14)
= (/w)0,14 = (1,815/0,7986)0,14 = 1,12h. hio =x (Kern,1950, hal 121) = 275,01 x 1,12 = 308,51 Btu/hr (ft2) (oF)
Clean Overall Coefficient, Uc:
Uc = = = 274,939 Btu/hr (ft2) (oF)5. Dirt factor (Rd) :
Rd = = = 0,0186 (hr) (ft2) (oF)/Btu6. Menentukan Pressure DropShell, Fluida PanasTube, Fluida Dingin
a. Untuk Res = 9898,5295f = 0,0013 ft2/in2 (Kern,1950, fig.29)s = 1,55Ds = 21,25 / 12 = 1,77 ft
Gs = 42893,62778 lb/ft2 hr b. N + 1 = 12L/B (Kern,1950, hal 147) = 12 x (10/5) = 24 c. Ps =
(C.59) (Kern,1950, hal 147)=
= 1,9 Psia. Untuk Ret = 509,927f = 0,0003 ft2/in2 (Kern,1950, fig.26)
s = 1 (Kern,1950, Tabel.6)Gt = 9951,806 lb/ft2 hr b. Pt =
(Kern,1950, hal 148)=
= 0,002 Psic. Gt = 9951,806 lb/ft2 hr
= 0,004 (Kern,1950, fig.27) d. Pr =
(Kern,1950, hal 148) = x 0,004 = 0,032 Psi
PT = Pt + Pr (Kern,1950, hal 148)
= 0,002+ 0,032 = 0,034 Psi
RINGKASAN C-01
Kode: C- 02Fungsi:Menurunkan temperatur produk Absorber sebelum masuk tangki penyimpanan produk suhu 40,36 sampai suhu 32 oC
Tipe: Shell and TubeShellTube
308,51 Btu/jam.ft2.0Fh outside, Btu/jam. Ft2. 0F2526,68 Btu/jam ft2.0F
A = 837,376 ft2UC = 274,939 Btu/jam ft2.0F
UD = 44,99 Btu/jam ft2.0F
Rd perhitungan = 0,0186Rd minimum = 0,01
1,9 psi(P perhitungan0,034 psi
2 psi(P yang diijinkan2 psi
t2 = 104,918 oF
t1 = oF89,87 oF
C - 01
T1 = 113,27 oF
T2 = 86,27 oF
EMBED Visio.Drawing.11
PAGE C-81
_1265712907.unknown
_1302423989.unknown
_1302428793.unknown
_1302429928.unknown
_1302430736.unknown
_1302431530.unknown
_1302431809.unknown
_1302431097.unknown
_1302430146.unknown
_1302428919.unknown
_1302429367.unknown
_1302427823.unknown
_1302428142.unknown
_1302424039.unknown
_1302423933.unknown
_1302423973.unknown
_1274635905.unknown
_1302423618.unknown
_1274635379.unknown
_1219423869.unknown
_1265578282.unknown
_1265605991.unknown
_1265712881.unknown
_1265578516.unknown
_1265605909.unknown
_1265578395.unknown
_1265576402.unknown
_1265576960.unknown
_1265575834.unknown
_1220197732.unknown
_1218296366.unknown
_1218298317.unknown
_1218311315.unknown
_1218313414.unknown
_1218315116.unknown
_1218312799.unknown
_1218313252.unknown
_1218300201.unknown
_1218297966.unknown
_1218298277.unknown
_1218297182.unknown
_1218297886.unknown
_1218294190.unknown
_1218294827.unknown
_1218294212.unknown
_1218291187.unknown
_1218293570.unknown
_1218293823.unknown
_1218292253.unknown
_1142112990.unknown
_1218236779.vsdC - 01
