Print Laporan He Uye

Laporan HE (Heat Exchanger) Water to Water

LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN OPERASI TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1.1.1 Menghitung Kecepatan perpiindahan panas

1.1.2 Menghitung Temperatur Rata-rata Logaritmik (LMTD)

1.1.3 Mengetahui koefisien perpindahan panas keseluruhan (Ud)

1.1.4 Mengetahui perbandingan aliran-aliran searah dan berlawanan arah

1.1.5 Menentukan bilangan Re

2.1. Dasar Teori

Dalam industri proses kimia masalah perpindahan energi atau

panas adalah hal yang sangat banyak dilakukan. Sebagaimana diketahui

bahwa panas dapat berlangsung lewat 3 cara, dimana mekanisme

perpindahan panas itu sendiri berlainan adanya. Adapun perpindahan itu

dapat dilaksanakan dengan:

1. Secara molekular, yang disebut dengan konduksi

2. Secara aliran yang disebut dengan perpindahan konveksi.

3. Secara gelombang elektromagnetik, yang disebut dengan radiasi.

Pada alat heat exchanger menyangkut konduksi dan konveksi

2.1.2 Pengertian Heat Exchanger

Menurut Incropera dan Dewitt (1981), efektivitas suatu heat

exchanger didefinisikan sebagai perbandingan antara perpindahan panas

yang diharapkan (nyata) dengan perpindahan panas maksimum yang

mungkin terjadi dalam heat exchanger tersebut. Secara umum pengertian

alat penukar panas atau heat exchanger (HE), adalah suatu alat yang

memungkinkan perpindahan panas dan bisa berfungsi sebagai pemanas

maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai uap lewat

panas (super heated steam) dan air biasa sebagai air pendingin (cooling

water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas



antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi

karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang

memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung begitu saja.

Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak,

pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi,pembangkit

listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator

mobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara

sekitar.

2. 1.2 Prinsip Kerja Heat Exchanger

Gambar 1. Perpindahan Kalor pada Heat Exchanger

Prinsip kerja dari alat penukar kalor yaitu memindahkan

panas dari dua fluida pada temperatur berbeda di mana transfer

panas dapat dilakukan secara langsung ataupun tidak langsung.

a. Secara kontak langsung, panas yang dipindahkan antara fluida

panas dan dingin melalui permukaan kontak langsung berarti tidak

ada dinding antara kedua fluida. Transfer panas yang terjadi yaitu

melalui interfase / penghubung antara kedua fluida. Contoh : aliran

steam pada kontak langsung yaitu 2 zat cair yang immiscible (tidak

dapat bercampur), gas-liquid, dan partikel padat-kombinasi fluida.



b. Secara kontak tak langsung, perpindahan panas terjadi antara

fluida panas dan dingin melalui dinding pemisah. Dalam sistem ini,

kedua fluida akan mengalir.

Heat exchanger yang digunakan oleh teknisi kimia tidak

dapat dikarakterisasi dengan satu rancangan saja, perlu bermacam-

macam peralatan yang mendukung. Bagaimanapun satu

karakteristik heat exchanger adalah menukar kalor dari fase panas

ke fase dingin dengan dua fase yang dipisahkan oleh solid

boundary.

Beberapa jenis heat exchanger:

1. Concentric Tube Heat Exchanger (Double Pipe)

Double pipe heat exchanger atau consentric tube heat exchanger yang

ditunjukkan pada gambar 2.1 di mana suatu aliran fluida dalam pipa seperti pada

gambar 2.1 mengalir dari titik A ke titik B, dengan space berbentuk U yang

mengalir di dalam pipa. Cairan yang mengalir dapat berupa aliran cocurrent atau

countercurrent. Alat pemanas ini dapat dibuat dari pipa yang panjang dan

dihubungkan satu sama lain hingga membentuk U. Double pipe heat exchanger

merupakan alat yang cocok dikondisikan untuk aliran dengan laju aliran yang

kecil.

A

A’B

B’

Hot fluit out

Cold fluit in

Cold fluit out

Gambar 2.1. Aliran double pipe heat exchanger



Gambar 2.2 Hairpin heat exchanger

Exchanger ini menyediakan true counter current flow dan cocok untuk

extreme temperature crossing, tekanan tinggi dan rendah untuk kebutuhan surface

area yang moderat (range surface area: 1 – 6000 ft2). Hairpin heat exchanger

tersedia dalam :

- Single tube (double pipe) atau berbagai tabung dalam suatu hairpin shell

(multitube),

- Bare tubes, finned tube, U-Tubes,

- Straight tubes,

- Fixed tube sheets

Double pipe heat exchanger sangatlah berguna karena ini bisa digunakan

dan dipasang pada pipe-fitting dari bagian standar dan menghasilkan luas

permukaan panas yang besar. Ukuran standar dari tees dan return head diberikan

pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. double Pipe Exchanger fittings

Outer Pipe, IPS Inner Pipe, IPS

3

2½

3

4

1¼

1¼

2

3

(source : Kern, “Process Heat Transfer”, 1983)

Double pipe exchangers biasanya dipasang dalam 12-, 15- atau 20-ft Panjang

efektif, panjang efektif dapat membuat jarak dalam each leg over di mana terjadi



perpindahan panas dan mengeluarkan inner pipe yang menonjol melewati the

exchanger section.(Kern, 1983).

Susunan dari concentric tube ditunjukan pada gambar di bawah ini. Aliran

dalam type heat exchanger dapat bersifat cocurrent atau counter current dimana

aliran fluida panas ada pada inner pipe dan fluida dingin pada annulus pipe.

T2

t1

T1

t2

T1

t1

T2

t2

L

T

T1

T2

L

TT

T

L

L

T1

T1

T2T2

t2

t1

t1

t2

(a)

(c) (d)

(b)

Gambar 2.3 Double pipe heat exchanger aliran cocurrent dan counter

current

Pada susunan cocurrent maka fluida di dalam tube sebelah dalam (inner

tubes) maupun yang di luar tube (dalam annulus), artinya satu lintasan tanpa

cabang. Sedangkan pada aliran counter current, di dalam tube sebelah dalam dan

fluida di dalam annulus masing-masing mempunyai cabang seperti terlihat pada

gambar 2.3 dan gambar 2.4.

Gambar 2.3. Double-pipe heat exchangers in series



Gambar 2.4. Double-pipe heat exchangers in series–parallel

Keuntungan dan kerugian penggunaan double pipe heat exchanger:

a) Keuntungan

1. Penggunaan longitudinal tinned tubes akan mengakibatkan suatu heat

exchanger untuk shell sides fluids yang mempunyai suatu low heat

transfer coefficient.

2. Counter current flow mengakibatkan penurunan kebutuhan surface area

permukaan untuk service yang mempunyai suatu temperature cross.

3. Potensi kebutuhan untuk ekspansi joint adalah dihapuskan dalam kaitan

dengan konstruksi pipa-U.

4. Konstruksi sederhana dalam penggantian tabung dan pembersihan.

b) Kerugian

a) Bagian hairpin adalah desain khusus yang mana secara normal tidak

dibangun untuk industri standar dimanapun selain ASME code.

b) Bagian multiple hairpin tidaklah selisih secara ekonomis bersaing dengan

single shell dan tube heat exchanger.

c) Desain penutup memerlukan gasket khusus.

Beberapa perhitungan pada alat Heat Excheanger (Double Pipe):

1. Distribusi Temperatur pada Alat Perpindahan Panas Berbentuk Tabung

konsentris yang Sederhana.

Perbedaan temperatur antara dua aliran bervariasi tergantung pada

posisi dalam alat perpindahan panas, data ditunjukkan bahwa antara dua



aliran fluida perbedaan temperature rata-rata logaritmik (LMTD)

dirumuskan:

LMTD= ( ) ( )

( )

( )

Jadi, kecepatan perpindahan panas berbentuk tabung konsentris yang

sederhana.

Q = U x A x LMTD

Pada alat-alat Hilton water-water turbulen flow heat taransfer unit,

perpindahan panas telah dibagi menjadi tiga bagian dengan memisahkan

aliran panas dan dingin dengan batas intermediate (antara). Ini

memudahkan perhitungan kondisi temperatur intermediate.

Koefisien Perpindahan Panas Permukaan dalam Tube inti

hi = Q / (Ai x (LMTD)i)

Koefisien Perpindahan Panas Permukaan luar Tube inti

ho = (Ao x (LMTD)o)

2. Toleransi dari Koefisiensi Perpindahan Panas

Dengan meninjau temperatur dan kecepatan aliran massa dari kedua

aliran, hal-hal yang dapat dihitung :

- Perpindahan panas dari air panas

Qi = mi x Cpi x (t3 - t2)

- Perpindahan panas dari air dingin

Qi = mo x Cpi x (t1 - to)

3. Koefisien Transfer Panas Overall, U (Dinding Plat Datar)

Kecepatan transfer panas antara dua fluida melalui dinding pemisah yang

datar, dapat dihitung dengan persamaan:



q = U . A. (Ta – Tb)

- Koefisien perpindahan panas keseluruhan

U = Q / (Am x LMTD overall)

4. Log Mean Temperature Difference (LMTD)

Sebelum menentukan luas permukaan panas alat penukar kalor, maka

ditentukan dulu nilai dari ΔT . ΔT dihitung berdasarkan temperatur dari fluida

yang masuk dan keluar. Selisih temperatur rata-rata logaritmik (Tlm) (logaritmic

mean overall temperature difference-LMTD) depat dihitung dengan formula

berikut :

- Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) antara air panas dan

permukaan dalam tube panas

outletΔt

inletΔt ln

outletΔt inletΔt (LMTD)i

102

13

10213

tt

ttln

tttt(LMTD)i

- Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) antara air dingin dan

permukaan dalam tube panas

outletΔt

inletΔt ln

outletΔt inletΔt (LMTD)o

02

71

0271

tt

ttln

tttt(LMTD)o



- Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) antara aliran air panas

dengan aliran air dingin

outletΔt

inletΔt ln

outletΔt inletΔt all(LMTD)over

02

73

0273

tt

ttln

ttttall(LMTD)over

Catatan : (LMTD)overall = (LMTD)i + (LMTD)0

Untuk aliran countercurrent ;

Ta

Th, in

T

0

mc

mh

Tc, in

a

Area

dA

dTh

b

Th, out

Tc, out

Atotal

dTc

Tb

Gambar 2.12. LMTD untuk aliran countercurrent

12

21

1221

tT

tTln

tTtTLMTD

........................................................ (2.12)

Untuk aliran cocurrent;

Ta

Th, in

T

0

mc

mh

Tc, in

a

Area

dA

dTc

dTh

b

Th, out

Tc, out

Atotal

Gambar 2.13. LMTD untuk aliran cocurrent



22

11

2211

tT

tTln

tTtTLMTD

..................................................... (2.13)



BAB II

METODOLOGI

2.1 Alat dan Bahan

2.1.1 Alat yang digunakan:

1. Satu unit peralatan Heat Exchanger jenis double pipe

2. Satu buah stop watch

3. Gelas ukur 100 ml

4. Gelas kimia 100 ml

2.1.2 Bahan yang digunakan:

1. Aquades

2. Air

2.2 Prosedur Kerja

1. Mengalirkan aliran listrik dengan memasukkan steker ke sumber arus

listrik untuk masing-masing alat pompa dan alat HE.

2. Menyalakan pompa dan menyalakan HE.

3. Mengatur kran kontrol aliran air searah (co-current flow).

4. Menyeting Cooling Water Flow meter pada posisi 20 L/min.

5. Menyeting High Flow untuk Hot Water actual pada posisi 1 g/s, 1.5 g/s, 2

g/s, 2.5 g/s, 3 g/s, 3.5 g/s, 4 g/s, 4.5 g/s, dan 5 g/s.

6. Memutar kran temperatur pada pada posisi t1, dan setiap dicapai suhu yang

konstan dilanjutkan t2 sampai t9.

7. Mencatat data t0 sampai t9

8. Melakukan hal yang sama untuk aliran yang berlawanan arah (counter

current) dengan High Flow Rate masing-masing pada 1 g/s, 1.5 g/s, 2 g/s,

2.5 g/s, 3 g/s, 3.5 g/s, 4 g/s, 4.5 g/s, dan 5 g/s.

9. Setelah melakukan percobaan, mematikan dan memutuskan aliran listrik

pada pompa dan alat HE.

9. Membersihkan alat percobaan.



BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Data Pengamatan

Tabel 3.1 Data Counter Current

Data 1 L/min 1.5 L/min 2 L/min 2.5 L/min 3 L/min 3.5 L/min 4 L/min 4.5 L/min 5 L/min

to (0C) 34.6 34.4 34.35 34.3 34.25 34.15 34.05 33.8 33.8

t1(0C) 78.25 77.3 76.45 76.15 75.45 75.15 74.75 74.3 74.75

t2(0C) 61.7 63.95 64.85 65.9 66.4 66.75 66.95 67.1 67.85

t3(0C) 81.2 79.5 78.15 77.5 76.75 76.05 75.7 75.05 75.3

t4(0C) 79.4 78.45 77.5 76.9 76.45 75.95 75.4 75 75.35

t5(0C) 75.6 75.85 75.25 75.2 74.8 74.3 74 73.9 74.1

t6(0C) 61.7 63.95 64.85 65.9 66.4 66.75 66.95 67.1 67.85

t7(0C) 72.1 72.6 72.2 72.2 72.05 71.55 71.45 71.3 71.7

t8(0C) 63.9 65.8 65.8 66.3 66.55 66.45 66.35 66.4 67

t9(0C) 58.85 55.75 56.25 56.75 57.3 57.4 57.3 57.6 58.05

Tabel 3.2 Data Co-Current

Data 1 L/min 1.5 L/min 2 L/min 2.5 L/min 3 L/min 3.5 L/min 4 L/min 4.5 L/min 5L/min

To (0C) 56.75 64.1 66.4 67.6 68.25 68.15 68.2 68.55 69.9

t1(0C) 59 65.45 67.3 68.4 68.6 68.65 68.7 68.7 69.75

t2(0C) 60.25 67.7 69.7 70.75 71.35 71.15 71.1 71.3 72.55

t3(0C) 71.55 76.45 77.1 76.95 76.55 76.05 75.4 75.25 75.65

t4(0C) 66.6 72.55 73.75 74.25 74.1 73.6 74.5 73.35 74.3

t5(0C) 63.1 69.35 71.35 72.15 72.35 72.25 72 72.15 73.1

t6(0C) 60.25 67.7 69.7 70.75 71.35 71.15 71.1 71.3 72.55

t7(0C) 32.45 32.8 33.05 33.2 33.35 33.45 33.45 33.55 33.95

t8(0C) 46.45 50.9 52.85 54.3 54.55 54.6 55 55.25 56.05

t9(0C) 54.6 60.3 62.4 63.55 64 63.9 64.15 64.45 66.45



Data: laju alir air dingin konstan: 20 L/min

3.2 Hasil Perhitungan

Tabel 3.2 Hasil Perhitungan Co-current

Mo (kg/s) 0.331882333

Vi (L/min) 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

ρ (kg/m3) 983.18 979.02 977.9 977.32 976.98 977.09 977.12 977.014 976.32

t rerata air

panas (oC)

65.90 72.08 73.40 73.85 73.95 73.60 73.25 73.28 74.10

Mi (kg/s) 0.016281667 0.0244 0.0325 0.0406 0.0487 0.05683 0.06498 0.073105 0.081208

to (K) 329.75 337.1 339.4 340.6 341.25 341.15 341.2 341.55 342.9

t3 (K) 344.55 349.45 350.1 349.95 349.55 349.05 348.4 348.25 348.65

t6 (K) 333.25 340.7 342.7 343.75 344.35 344.15 344.1 344.3 345.55

t7(K) 305.45 305.8 306.05 306.2 306.35 306.45 306.45 306.55 306.95

Qh (kJ/s) 0.001672404 0.0019 0.0022 0.0023 0.0023 0.00253 0.00254 0.002625 0.002288

Qc (kJ/s) 0.073308493 0.0944 0.1006 0.1038 0.10529 0.10468 0.10483 0.105588 0.108454

LMTD 14.75122128 16.05 15.725 15.431 15.2215 14.9251 14.6158 14.32565 14.16939

Ud 0.003971066 0.0042 0.0049 0.0052 0.0053 0.00594 0.00609 0.006418 0.005657

Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Re pada aliran co current

Vi(L/min) Vi

(m3/min)

ui density Re

1 2x 10-5

0,000584 983,18 109,050905

1.5 3 x 10-5

0,000876 979,02 162,884238

2 3 x 10-5

0,001168 977,9 216,930531

2.5 4 x 10-5

0,001459 977,32 271,002335

3 5 x 10-5

0,001751 976,98 325,089667

3.5 6 x 10-5

0,002043 977,09 379,313981

4 7 x 10-5

0,002335 977,12 433,515003

4.5 8 x 10-5

0,002627 977,014 487,651471

5 8 x 10-5

0,002919 976,32 541,450088



Tabel 3.4 Hasil perhitungan Counter Current

Mo (kg/s) 0.331882333

Vi (L/min) 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

ρ (kg/m3) 982,37 981,1 980,6 980 979,75 979,55 979,4 979,36 978.94

t rerata air panas 71,45 71,73 71,50 71,70 71,58 71,40 71,33 71,08 71.58

Mi (kg/s) 0,01619 0,024 0,032 0,041 0,0487 0,0568 0,065 0,073114 0.081224

to (K) 307,6 307,4 307,4 307,3 307,25 307,15 307.1 306.8 306.8

t3 (K) 354,2 352,5 351,2 350,5 349,75 349,05 348,7 348.05 348.3

t6 (K) 334,7 337 337,9 338,9 339,4 339,75 340 340.1 340.85

t7 (K) 345,1 345,6 345,2 345,2 345,05 344,55 344,5 344.3 344.7

Qh (kJ/s) 0,00287 0,003 0,004 0,004 0,0046 0,0048 0,005 0.005284 0.005501

Qc (kJ/s) 0,11313 0,115 0,114 0,114 0,114 0,1128 0,113 0.11313 0.114337

LMTD 16,4947 15,57 15,02 14,73 14,276 14,19 14 13.53145 13.55203

Ud 0,00609 0,008 0,009 0,01 0,0112 0,0119 0,013 0.013677 0.014217

Tabel 3.5 Hasil Perhitungan Re pada aliran counter current

Vi (L/min) Vi (m3/min) ui density Re

1 2 x 10-5

0.0006 982.37 108.96

1.5 3 x 10-5

0.0009 981.12 163.23

2 3 x 10-5

0.0012 980.61 217.53

2.5 4 x 10-5

0.0015 980.02 271.75

3 5 x 10-5

0.0018 979.75 326.01

3.5 6 x 10-5

0.002 979.55 380.27

4 7 x 10-5

0.0023 979.4 434.53

4.5 8 x 10-5

0.0026 979.36 488.82

5 8 x 10-5

0.0029 978.94 542.9



3.3 Pembahasan

Kurva 1. Hubungan antara laju alir air panas (vi) dan Perpindahan Panas pada air

dingin (Qc)

Pada kurva vi vs Qc semakin besar laju alir air panas (vi) pada

kondisi laju alir air dingin konstan maka semakin besar perpindahan panas

pada air dingin yang terjadi.

Kurva 2. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Perpindahan Panas

pada Air Panas (Qh)

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 2 4 6

Qc

(KJ/

s)

Vi (L/min)

vi vs Qc (co current)

0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,003

0 1 2 3 4 5 6

Qh

(K

J/m

in)

Vi (L/min)

Vi vs Qh (co-current)



Pada kurva vi vs Qh semakin besar laju alir air panas (vi), maka

besarnya perpindahan panas seharusnya lebih besar pula, karena semakin

besar laju alir air panas maka semakin besar panas yang tersedia sehingga

panas yang berpindah pun akan semakin banyak. Pada kurva vi vs Qh

terlihat bahwa semakin besar laju alir air panas maka semakin besar Qh,

terkecuali pada data yang terakhir mengalami penurunan, hal ini

dikarenakan pada laju alir 5 L/min, beda temperatur hot stream inlet dan

exit sangat kecil dibandingkan yang lain. Hal ini dikarenakan mungkin

ada factor pengotor yang menyebabkan perpindahan panasnya mengalami

penurun

Kurva 3. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Koefisien

Perpindahan Panas Keseluruhan (Ud) pada aliran co current

Pada kurva vi vs ud, semakin besar laju alir air panas (vi), maka

besar perpindahan panas seharusnya lebih besar pula, karena semakin


panas yang berpindah pun akan semakin banyak. Semakin banyak panas

yang berpindah menunjukkan kemampuan perpindahan panas (koefisien

perpindahan panas overall) yang semakin besar. Terkecuali pada data yang

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0 2 4 6 8 10

Ud

Vi (L/min)

vi vs ud



terakhir mengalami penurunan, hal ini dikarenakan pada laju alir 5 L/min,

beda temperatur hot stream inlet dan exit sangat kecil dibandingkan yang

lain. Hal ini dikarenakan mungkin ada factor pengotor yang

menyebabkan perpindahan panasnya mengalami penurunan.

Kurva 4. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Bilangan Reynold

(Re) pada aliran co current

Semakin besar laju alir air panas akan berpengaruh pada besarnya

bilangan Re. karena meningkatnya laju alir air panas akan meningkatkan

pola aliran menjadi lebih turbulen. Namun bukan berarti aliran dalam HE

ini turbulen, karena jika dilihat dari rentang nilai Re sekitar 150-550 ,

maka aliran dalam HE laminar. Jika nilai laju alir air panas semakin

diperbesar maka bisa jadi akan terjadi turbulensi.

0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5

Re

Vi (L/min)

vi vs Re



Kurva 5. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) Temperatur Rata-Rata

Logaritmik (LMTD) pada aliran co current

Semakin besar laju alir air panas maka semakin kecil LMTD, hal

ini dikarenakan semakin besar laju alir air panas saat laju alir air dingin

konstan maka akan menyebabkan semakin kecil beda temperature yang

terjadi. Namun, terjadi penyimpangan pada data laju alir 1 L/min, karena

pada data tersebut merupakan awal digunakannya HE, sehingga butuh

penyesuaian dan menyebabkan beda temperaturnya sangat beda jauh

dengan data yang kedua.

Kurva 6. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Temperatur Rata-

Rata pada aliran co current

14

14,5

15

15,5

16

16,5

0 1 2 3 4 5 6

LMTD

Vi (L/min)

vi vs LMTD (co current)

64,00

66,00

68,00

70,00

72,00

74,00

76,00

0 1 2 3 4 5 6

Tem

pe

ratu

re r

ata

-rat

a (0 C

)

Vi (L/min)

vi vs temperatur rata-rata



Pada percobaan ini, perpindahan panas pada HE menghasilkan temperature

rata-rata air panas yang tidak stabil nilainya seiring peningkatan laju alir air panas.

Hal ini dikarenakan perpindahann panas yang kurang baik pada HE.

2. Counter current

Kurva 7. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Perpindahan

Panas pada Air Dingin (Qc) pada aliran counter current

Pada kurva vi vs Qc aliran counter current, seiring dengan

meningkatnya laju alir air panas nilai Qc yang didapat tidak stabil. Hal ini

mungkin dikarenakan belum stabilnya aliran air dingin, sehingga

perpindahan panas dari alir panas ke air dingin menjadi tidak seimbang.

0,1125

0,113

0,1135

0,114

0,1145

0,115

0,1155

0 1 2 3 4 5 6

Qc

(KJ/

s)

Vi (L/min)

vi vs Qc (counter current)



Kurva 8. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Perpindahan

Panas pada Air Panas (Qh) pada aliran counter current

Pada kurva vi vs Qh semakin besar laju alir air panas (vi), maka

besarnya perpindahan panas seharusnya lebih besar pula, karena semakin


panas yang berpindah pun akan semakin banyak.

Kurva 9. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Koefisien

Perpindahan Panas keseluruhan (Ud) pada aliran counter current

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0 1 2 3 4 5 6

Qh

(K

J/s)

Vi (L/min)

Vi vs Qh (counter current)

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0,014

0,016

0 1 2 3 4 5 6

UD

Vi (L/min)

Vi vs Ud



Pada kurva vi vs ud, semakin besar laju alir air panas (vi), maka

besar perpindahan panas seharusnya lebih besar pula, karena semakin


panas yang berpindah pun akan semakin banyak. Semakin banyak panas

yang berpindah menunjukkan kemampuan perpindahan panas (koefisien

perpindahan panas overall) yang semakin besar.

Kurva 10. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Bilangan

Reynold (Re) pada aliran counter current

Semakin besar laju alir air panas akan berpengaruh pada besarnya

bilangan Re. karena meningkatnya laju alir air panas akan meningkatkan

pola aliran menjadi bergolak. Dilihat dari rentang nilai Re sekitar 150-550,

maka aliran dalam HE laminar. Jika nilai laju alir air panas semakin

diperbesar maka bisa jadi akan terjadi turbulensi.

0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5 6

Re

Vi (L/min)

Vi Vs Re



Kurva 11. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Temperatur

Rata-Rata Logaritmik (LMTD) pada aliran counter current

Semakin besar laju alir air panas maka semakin kecil LMTD, hal ini

dikarenakan semakin besar laju alir air panas saat laju alir air dingin

konstan maka akan menyebabkan semakin kecil beda temperatur yang

terjadi

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 1 2 3 4 5 6

LMTD

Vi (L/min)

vi vs LMTD (counter current)



Kurva 12. Hubungan antara Laju Alir Air Panas (vi) dan Temperatur Rata-Rata

pada aliran counter current

Pada percobaan ini, perpindahan panas pada HE menghasilkan

temperature rata-rata air panas yang tidak stabil nilainya seiring peningkatan

laju alir air panas. Hal ini dikarenakan perpindahan panas yang kurang baik

pada HE.

3. Perbandingan antara aliran co current dan counter current

Dari hasil pengamatan, pada percobaan ini, jika dibandingkan

antara aliran co current dengan counter current, maka yang lebih baik

adalah aliran counter current. karena pada data pengamatan, nilai koefisien

perpindahan panas, dan nilai Qh dan Qc lebih besar dibanding aliran co-

current. Dari kurva pun, dapat dilihat bahwa pada aliran counter current ,

kurva yang dihasilkan lebih stabil dibandingkan pada aliran co current.

71,00

71,10

71,20

71,30

71,40

71,50

71,60

71,70

71,80

0 1 2 3 4 5 6

Tem

pe

ratu

r ra

ta-r

ata

(0 C)

Vi (L/min)

vi vs temp.rata-rata



BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

- Semakin besar laju alir air panas (vi) pada kondisi laju alir air dingin

konstan maka semakin besar perpindahan panas pada air dingin yang

terjadi.

- Semakin besar laju alir air panas (vi), maka perpindahan panas pada

air panas (Qh) menjadi lebih besar pula. karena semakin besar laju

alir air panas maka semakin besar panas yang tersedia sehingga

panas yang berpindah pun akan semakin banyak.

- semakin besar laju alir air panas (vi), maka koefisien perpindahan

panas semakin besar

- Semakin besar laju alir air panas (vi), maka nilai LMTD akan

semakin menurun.

- Semakin besar laju alir air panas (vi), maka bilangan Re semakin

besar.

- perbandingan antara co current dan counter current, lebih baik

counter current nilai koefisien perpindahan panas, nilai Qh dan Qc

lebih besar dibanding aliran co-current.

Print Laporan He Uye

Documents

Transcript of Print Laporan He Uye