Makalah Pap Compile_ada Contoh

download Makalah Pap Compile_ada Contoh

of 42

  • date post

    25-Sep-2015
  • Category

    Documents

  • view

    20
  • download

    5

Embed Size (px)

description

fewefwef

Transcript of Makalah Pap Compile_ada Contoh

  • i Universitas Indonesia

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur saya ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

    memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga saya dapat

    menyelesaikan penulisan makalah ini. Makalah ini disusun untuk memenuhi

    sebagian persyaratan akademis dalam memenuhi mata kuliah Perancangan Alat

    Proses. Dalam penyusunan makalah ini, penulis mendapatkan banyak bantuan dan

    bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan

    terima kasih kepada:

    1. Orang tua penulis, atas seluruh dukungan dan doa yang telah diberikan ;

    2. Ir. Yuliusman, M.Eng. selaku dosen pengampu yang telah menyediakan

    waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan kami dalam penyusunan

    makalah ini;

    3. Seluruh dosen Departemen Teknik Kimia UI yang telah mengajar dan

    memberi wawasan sebagai mahasiswa Teknik Kimia ;

    4. Pihak-pihak lain yang telah mendukung dan membantu saya baik langsung

    maupun tidak langsung, yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

    Terima kasih atas dukungan dan bantuan yang telah diberikan. Dalam

    penulisan makalah ini mungkin masih terdapat kesalahan-kesalahan yang tidak

    disadari ataupun belum diketahui, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak

    yang bersifat membangun selalu saya harapkan demi kesempurnaan seminar ini.

    Semoga tulisan ini bermanfaat bagi pembaca, serta dapat menjadi kontribusi nyata

    bagi dunia pendidikan dan ilmu pengetahuan, terutama di Indonesia.

    Depok, 12 Maret 2015

    Penulis

  • ii Universitas Indonesia

    DAFTAR ISI

    KATA PENGANTAR ............................................................................................. i

    DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii

    INTRO, SELEKSI, DAN KLASIFIKASI HEAT EXCHANGER ......................... 3

    1.1. Pendahuluan ............................................................................................. 3

    1.2. Klasifikasi Heat Exchanger ...................................................................... 4

    1.2.1. Klasifikasi Berdasarkan Tipe Konstruksi.......................................... 5

    1.2.2. Klasifikasi Berdasarkan Proses Perpindahan Panas ........................ 14

    1.2.3. Klasifikasi Berdasarkan Arah Aliran Fluida ................................... 15

    1.2.4. Klasifikasi Berdasarkan Tipe Pass Fluida ....................................... 17

    1.3. Kriteria Pemilihan Heat Exchanger ........................................................ 17

    1.4. Analisis Efektivitas Heat Exchanger...................................................... 20

    DESAIN SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER ........................................ 26

    2.1. Langkah Mendesain Shell and Tube Heat Exchanger ................................ 26

    2.2. Metode Bell-Delaware ............................................................................... 28

    2.2.1. Faktor Koreksi Koefisien Perpindahan Panas ..................................... 28

    2.2.2. Perhitungan Koreksi Koefisien Perpindahan Panas ............................. 29

    2.2.3. Koreksi Pressure Drop ......................................................................... 38

    2.2.4. Perhitungan Pressure Drop .................................................................. 39

    DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 42

  • 3 Universitas Indonesia

    BAB I

    INTRO, SELEKSI, DAN KLASIFIKASI HEAT EXCHANGER

    1.1.Pendahuluan

    Heat exchanger atau yang biasa kita kenal dengan sebutan alat penukar

    kalor adalah suatu macam alat proses yang berguna untuk menukarkan energi

    termal antara dua buah fluida atau lebih yang memiliki perbedaan temperatur.

    Serupa dengan energi potensial, energi kinetik, dan energi dalam, energi termal

    adalah energi yang dimiliki oleh suatu zat yang dikarenakan suhunya. Dapat

    dikatakan zat yang memiliki suhu pasti memliki energi termal. Perbedaan antara

    energi termal yang dimiliki oleh suatu fluida dengan fluida lain dapat

    dikarakterisasi dari adanya perbedaan suhu antara kedua fluida tersebut. Adanya

    perbedaan suhu mengindikasikan adanya perbedaan energi termal yang dikandung

    oleh setiap fluida. Tujuan diciptakannya alat penukar kalor adalah untuk

    mentransferkan energi termal yang dimiliki oleh suatu fluida ke fluida lain yang

    memiliki energi termal yang lebih rendah. Adanya peristiwa perpindahan panas

    yang dialami oleh fluida melalui alat penukar kalor akan menyebabkan adanya

    kenaikan temperatur bagi fluida yang menerima transfer energi termal, sedangkan

    untuk fluida yang mentransferkan energi termalnya akan mengalami penurunan

    suhu.

    Alat penukar kalor atau yang dapat disingkat dengan sebutan HE (heat

    exchanger) merupakan suatu alat proses yang pasti ada pada setiap industri

    industri, baik itu industri pengilangan, petrokimia, ataupun industri industri yang

    menyangkut proses liquifikasi gas. Karena kegunaannya yang luas pada setiap

    industri, oleh sebab itu terdapat cukup banyak klasifikasi HE yang ada, menyangkut

    adanya perbedaan tipe konstruksi, tipe perpindahan panas, arah aliran fluida, serta

    tipe pass fluida yang dimiliki dari setiap HE yang ada. Namun demikian terdapat

    syarat umum yang harus dipenuhi oleh HE agar alat tersebut dapat menjalankan

    fungsinya untuk menukarkan kalor, yaitu:

    Elemen Penukar Panas

    Elemen penukar panas yang dimaksud disini adalah adanya area kontak

    antara fluida panas dan fluida dingin, baik secara langsung maupun tidak

  • 4 Universitas Indonesia

    langsung. Adanya area kontak pada HE inilah yang mengindikasikan proses

    perpindahan panas dapat berjalan di dalam HE. Terkadang untuk dapat

    memperoleh efektivitas HE yang tinggi, seringkali ke dalam HE ditambahkan

    area kontak sekunder yang berfungsi untuk memperluas area kontak total dari

    HE agar proses perpindahan panas yang terjadi berjalan dengan lebih maksimal.

    Elemen Pendistribusi Fluida

    Elemen ini berfungsi untuk menjaga kontinuitas proses yang terjadi di

    dalam HE,

    mengingat HE bekerja secara kontinu. Untuk dapat menjaga proses yang

    berlangsung di dalamnya maka seringkali terdapat tanki yang berfungsi untuk

    menampung fluida proses yang akan dipertukarkan energi termalnya satu

    dengan yang lainnya. Hal ini dimaksudkan agar di dalam HE selalu dipastikan

    terdapat fluida proses yang akan dipertukarkan kalornya.

    Nozzle

    Nozzle disini tentunya berfungsi sebagai sarana masuk dan keluarnya fluida

    proses yang telah mengalami proses perpindahan kalor di dalam HE. Tanpa

    adanya bagian ini maka tidak akan ada fluida yang dapat mempertukarkan

    kalornya di dalam HE.

    Gambar 1.1. Berbagai Jenis Heat Exchanger

    1.2. Klasifikasi Heat Exchanger

    Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, mengingat kegunaan HE yang

    luas di dalam industri, maka untuk dapat mempermudah karakterisasi antara satu

    jenis HE dengan HE yang lain maka dilakukanlah klasifikasi HE ke dalam beberapa

    kelompok. Klasifiasi HE secara umum dibedakan ke dalam 4 kategori yang berbeda

  • 5 Universitas Indonesia

    berdasarkan tipe konstruksinya, proses perpindahan panas yang terlibat, arah aliran

    fluida, serta tipe pass fluida.

    1.2.1. Klasifikasi Berdasarkan Tipe Konstruksi

    Berdasarkan tipe konstruksinya, HE dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:

    Tubular Heat Exchanger

    Plate Heat Exchanger

    Compact Heat Exchanger

    Tubular Heat Exchanger

    Tubular heat exchanger adalah tipe HE yang memiliki area kontak

    perpindahan panasnya berbentuk tubular. Jenis HE yang masuk ke dalam kelompok

    ini adalah double pipe heat exchanger, shell and tube heat exchanger, dan coiled

    tube heat exchanger.

    Double Pipe Heat Exchanger

    Heat exchanger jenis ini terdiri dari dua buah pipa yang dikonstruksi secara

    konsentris, dimana fluida mengalir di dalam pipa yang berukuran kecil (inner

    tube) serta di dalam annulus. Pada umumnya fluida yang memiliki tekanan yang

    lebih tinggi serta fluida yang bersifat korosif akan dialirkan di dalam pipa kecil,

    sedangkan fluida yang lainnya akan dialirkan pada annulus. Heat exchanger

    jenis ini memiliki luas permukaan area kontak yang berkisar pada angka 300

    6000 ft2, dimana luas permukaan area kontak ini terbilang kecil untuk suatu unit

    HE. Oleh sebab itu HE jenis ini memiliki efektivitas yang paling rendah

    dibandingkan jenis jenis HE yang ada di dalam kelompok tubular heat

    exchanger. Untuk mengkompensasi hal ini, maka seringkali HE jenis ini

    dikonstruksi dengan bentuk U dengan cara menempatkan beberapa hairpin pada

    setiap ujung HE. Dengan digunakannya hairpin, maka HE jenis ini dapat

    memiliki luas permukaan yang lebih besar, sebab HE jenis ini dikonstruksi

    dengan bentuk yang berkelok kelok. Adanya luas permukaan yang lebih besar

    melalui proses instalasi hairpin, diharapkan HE jenis ini akan mengalami

    peningkatan efektivitas pertukaran kalornya. Disamping dengan melakukan

    konstruksi HE dengan bentuk hairpin, sering juga HE jenis ini dikonstruksi

    dengan menambahkan fin pada dinding pipa dalam (inner tube) yang berfungsi

  • 6 Universitas Indonesia

    untuk memberikan luas permukaan kontak yang lebih besar guna

    mengkompensasi kecilnya