IstiLah~istiLah PenTInG

HEAT EXCHANGER1. Driving force terjadinya perpindahan panas adalah perbedaan temperature2. Macam-macam perpindahan panas : Konduksi adalah PP dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, dimana media PP nya diam / tidak ikut mengalir (padat)

Berlaku hukum Fourier : , k = koef PP konduksi, Btu/jam ft F Konveksi adalah PP dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, dimana media PP nya bias mengalir (cair dan gas)

Berlaku hukum Newton : Radiasi adalah PP dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, dimana tidak memerlukan media/ secara pancaran

, = konstanta Stepan_Bolzman

= Emisivitas (1 untuk benda hitam, 200 ft24. Plot diagram aliran fluida dalam PP : Counter Current (berlawanan arah)

T2T1HETh1 Th2

t1 t2 tc2 tc1

Co Current (searah)

T2T1HETh1 Th2

t1 t2 tc1 tc2

5. HE Shell & Tube Jenis yang paling banyak digunakan dalam industri Terdiri dari sebuah shell yang didalamnya disusun banyak tube Di dalam shell dipasang sekat-sekat ((buffle) yang berfungsi untuk menjaga aliran tetap turbulen meskipun laju alir kecil, sehingga transfer panas tetap besar Dengan heat exchanger jenis ini dapat diperoleh luas bidang perpindahan panas yang besar dengan volume alat yang relatif kecil (A>200 ft2) Tipe ini biasa dibuat dari bahan konstruksi cast iron, stainless steel dan carbon steel.

6. HE Double Pipe Merupakan jenis alat penukar panas yang paling sederhana Terdiri dari 2 pipa tersusun konsentris Aliran kedua fluida dapat dibuat searah (cocurrent) atau berlawanan arah (countercurrent) Kekurangan alat ini adalah bidang perpindahan panas yang kecil (A Ud12. Fouling factor (Rd) adalah factor yang mempengaruhi permukaan perpindahan panas sebagai akibat : Ada endapan pada sistem aliran Adanya korosi karena interaksi fluida dengan bahan yang digunakan pada HERd perancangan > Rd min, kalau tidak maka Uc harus > atau Ud harus < dengan cara memperbesar alat.Untuk memperbesar Uc yaitu dengan mem > h.hio > dengan menambah jumlah passes (N)ho > dengan memperkecil baffle (B)13. Shell & tube banyak digunakan di industri karena : Luas perpindahan panasnya besar sehingga heat transfer besar Velocity pada tube besar Alirannya turbulen

ISTILAH~ISTILAH PENTING

# Condensor : Fluida proses mengalami pengembunan dan dibutuhkan media pendingin.

# A < 200 ft2 : Digunakan double pipe

A > 200 ft2 : Digunakan Shell and Tube

# Keuntungan Shell and Tube :

a. Luas per satuan volume >>

b. Susunan pipa (Lay out) cukup baik untuk tekanan relatif tinggi

c. Pembuatan di pabrik sudah umum

d. Mudah dibersihkan

# Pemilihan fluida yang mengalir pada HE

a. Shell : dipilih fluida yang bersih, tidak korosif, tidak membuat kerak.

b. Tube : ~ bisa dipilih fluida yang tidak terlalu korosif dan membuat kerak

~ Tube dapat dengan mudah diganti

# Besaran-besaran yang bisa dipakai untuk mengecek dapat tidaknya suatu HE melaksanakan

tugasnya :

a. Fouling factor (Rd) : umum Rd min = 0,003

b. Pressure drop : ~ Cairan = 10 psi

~ Gas = 2 psi

# Untuk P terlalu besar perlu diperkecil dengan cara :

~Ps >> : * perbesar B

* memperpendek ukuran pipa

~Pt >> :* kurangi jumlah passes (n)

* memperbesar ukuran pipa

* memperpendek ukuran pipa

#

; hr.ft2.F/Btu

Uc > Ud; Btu/hr.ft2.F

~ Ud : koefisien perpindahan panas overall design, yaitu koefisien yang ditentukan

untuk mengantisipasi adanya pengurangan transfer panas karena sejumlah

pengotor yang akan menempel pada permukaan perpindahan panas

~ Uc : koefisien perpindahan panas overall suatu alat tanpa adanya pengaruh faktor

pengotor

~ Rd : tahanan yang diperlukan agar masih bisa mengatasi deposit pipa sehingga

transfer panas tetap tercukupi dan suhu keluar HE tetap seperti yang diharapkan

~ h : koefisien perpindahan panas konveksi

~ hi : koefisien perpindahan panas konveksi untuk cairan di dalam pipa

~ ho : koefisien perpindahan panas konveksi untuk cairan di luar pipa

~ hio : koefisien perpindahan panas konveksi pada cairan bagian dalam berdasarkan

luas perpindahan panas bagian luar

# Buffle :dipasang pada shell yang berfungsi untuk menjaga aliran tetap turbulen meskipun

laju alir kecil, sehingga transfer panas tetap besar

Pitch = Pt= jarak antar dua pusat pipa

# Crosses : jumlah aliran melewati buffle

# Susunan tube :

a. Square pitch

b. Triangular pitch

c. Square pitch rotated

d. Triangular pitch with cleaning cones

# Kelebihan triangular pitch :

a. turbulensi yang terjadi pada susunan sama sisi lebih besar dibanding dengan

susunan bujur sangkar, karena fluida yang mengalir diantara pipa yang letaknya

berdekatan akan langsung menumbuk pipa yang terletak pada deretan berikutnya

b. koefisien perpindahan panas konveksi (h) pada segi tiga 25% lebih tinggi dari pada

fluida yang mengalir dalam shell pada susunan segi empat

# Pressure drop

Disebabkan karena kecepatan umpan yang tinggi, sedangkan untuk mendapatkan

konversi tinggi mass velocity harus tinggi, maka dicari P optimum.

# Pressure drop tidak boleh terlalu tinggi, karena :

a. Dapat menyebabkan rusaknya katalis

b. Dapat meningkatkan kecepatan pembentukan produk yang tidak diinginkan

c. Dapat menyebabkan kenaikan biaya untuk kompresi

# Secara umum ada 2 tipe perpindahan panas :

1. Direct heat exchanger : dimana kedua medium penukar panas saling kontak satu sama lain.

ex. Cooling tower

2. indirect heat exchanger : dimana kedua medium penukar panas dipisahkan oleh sekat / dinding

dan panas yang berpindah melawatinya.

ex. Shell and tube, pelat, spiral

# Prinsip kerja HE : fluida panas dipaksa turun suhunya untuk memberikan kandungan energi

kepada fluida dingin melalui dinding pembatas, dan sebaliknya.

# Macam - macam HE :

1. Double pipe exchanger

2. Shell and tube exchanger

3. Plate and frame exchanger

4. pendingin ------> Cooler & Condensor

5. Kontak langsung ------> Cooling & quenching

# T LMTD ( Log Mean Temperature Difference ) :

Suhu rata - rata yang mengalir dalam HE atau beda suhu pada satu ujung penukar kalor

dikurangi beda suhu pada ujung yang satu lagi dibagi dengan logaritma alamiah daripada

pebandingan kedua beda suhu tersebut.

Penentuan T LMTD

Fluida panas, oFFluida dingin, oFt

320,00Higher temp.104,00216,00t2

89,60Lower temp.86,003,60t1

T LMTD = (t2 - t1)/ln(t2/t1)

=51,88oF =11,04oC

Koreksi LMTD

R =(T1 - T2)/(t2 - t1)

=12,8

S =(t2 - t1)/(T1-t1)

=0,08

Dari fig, 18, Kern, diperoleh Ft (Temperature Differece Factor pada HE 1 - 2)

Ft =0,74

Jadi, T rata-rata nyata =LMTD * Ft

=38,39oF

A,Ft =A / Ft

=6453,788sq ft

PT 60o 60o 60o