TEKNOLOGI TEKNOLOGI PENUKAR KALORPENUKAR KALOR

Prof. Dr. Ir. Bambang Teguh P., DEA

I. DefinisiII. KlasifikasiIII. Domaine Aplikasi

I. Definisi

suatu alat untuk memindahkan energi termal darisumber panas ke sumber yang lebih dingin,

alat yang memungkinkan terjadinya perpindahanenergi dalam bentuk kalor/panas antara dua fluidaatau lebih yang mempunyai temperatur berbeda.

Definisi

Isobutan cair masukAPK, 195oF

Isobutan cairkeluarAPK, 200oF

Minyak masukAPK, 665oF

Minyak keluarAPK, 530oF

Uap Isobutan keluarAPK, 200oF

1. Bagaimana panas berpindah2. Bagimana teknologinya3. Bagaimana perancangannya,4. Apa problematikanya, dan

bagaimana solusinya,.........

Klasifikasi secara umum :Kontak langsung antara fluidakerjanya, Fluida kerja terpisah

Fluida Panas

Fluida Dingin

Dinding pemisah

II. Klasifikasi

Gambar 1.1. Penukarkalor kontak langsung(aliran berlawanan)

Gambar 1.2- Dua fluida kerja dengandinding pemisah.

II. Klasifikasi

Klasifikasi APK

1. Kriteria Fisik 2. Kriteria Konstruksi dari Geometri 3. Menurut fungsi

Proses per-pan,Cara per-pan,Juml. fluida kerja, Tatanan aliran,

Kekompakan,Tubular,Plate,Extended Surface,Regenerative

Exchanger, Condenser, Evaporator,Reboiler,Heater, Cooler, Chiller, Heat Pipe,Jacketed Vessel,Dll.

2.1. Klasifikasi menurut Kriteria Fisik

1. Proses Perpindahan Panas

A. Recuperative

B. Storage/Regenative

C. Fluidized Bed

D. Kontak Langsung

E. Tipe Perapian

2.1.1.A. Recuperative

Ciri² :Fluida dingin & panas mengalir secara simultanDinding pemisah & pp melalui dindingKedua fluida tidak bercampur

Gambar 1.3. Concentric Tube Heat Exchanger (parallel flow).

2.1.1.B. Storage/Regenerative

Ciri² :Fluida dingin & panas mengalir secara bergantianDinding pemisah & panas melalui dindingMedia perantara : padat & porous (susunan matriks)Fluida dingin menerima panas dari med. perantara

Gb. 1.4. Single Matrix Storage Type HE

Gb. 1.5. Rotary Storage Type HE

2.1.1.B. Fixed Regenerator

Gb. 1.6 Periodic Flow Regenerator

Gb. 1.7 Ceramic Matrix

2.1.1.B. Rotary Regenerator

Gb. 1.8 Rotary Storage Type

2.1.1.C. Tipe Fluidized Bed

Ciri² :Tipe per-pan langsung : fluida – benda padat (butiran)Fluida ke-2 ditiupkan melalui butiran : Fluidizing mediumFluidisasi dicirikan : bertambahnya koef. Per-pan di fluida sekunder , pressure drop rendah terhadap laju aliran fluida

Gambar 1.9. Fluidized Bed HE

2.1.1.D. Tipe Kontak langsung

Ciri² :Tidak ada dinding pemisahTemperatur ke-2 fluida bisa saling mendekatiPembentukan kerak dapat dihindariKeterbatasan : kemungkinan terkontaminasi

Gambar 1.10. PenukarKalor Kontak Langsung(Cross-Flow Wet Cooling Tower)

2.1.1.E. Tipe Perapian (Fired Type)

Ciri² :Panas yang dipindahkan langsung dari api : furnace, boiler, fired heaterProsentase terbesar per-pan radiasi (langsung dari api), sisanya konveksi

Gambar 1.11. Boiler Furnace

2.1.1.E. Fired Type ; Direct Fired Heater

Vertical cylinder,horizontal tube convection

Cabin / box type,horizontal tube

Cabin / box type,Double fire

Gambar 1.12. Boiler Furnace

2.1.2. Menurut Cara Perpindahan Panas

EVAPORATORS

CONDENSERS

CONVECTION RADIATION

FURNACE

CONDUCTION

FREE

Gr

FORCED

Re

WALLSLONGITUDINAL-

EFFECTSLIQUID METALS

2.1.3. Jumlah Fluida Kerja

3. Jumlah Fluida Kerja

A. Dua Fluida Kerja

B. Tiga Fluida Kerja

C. N jumlah fluida ( N>3 )

2.1.4. Tatanan Bentuk Aliran

4. Tatanan Bentuk Aliran

A. Single Pass B. Multi Pass

FLUIDA PANAS

FLUIDA DINGIN

FLUIDA PANAS

FLUIDA DINGIN

2.1.4. Tatanan Bentuk Aliran

A. Single Pass (Basic Flow Arrangement)

FLUIDA DINGIN

FLUIDA PANAS

PARALLEL FLOW

FLUIDA DINGIN

FLUIDA PANAS

COUNTER FLOW

CROSS FLOW

2.1.4. Tatanan Bentuk Aliran

B. Multi Pass

1. Extended Surface 2. Shell & Tube 3. Plate

• Cross Counter Flow

• Cross Paralel Flow

• Compound Flow

• Paralel Counter FlowM Shell PassesN Tube Passes

• Split Flow

• Divided Flow

• N Paralel Plate Multi Pass

2.1.4.B. Multi-Pass

Shell & Tube Extended survace Plate

Gambar 1.13. Shell & Tube(single pass on shell side, 2 passes on tube side)

Gambar 1.14. Multi pass cross-counter current Flow HE

Gambar 1.15. N Parallel Plate, Counter flow