Raka Fajar Nugroho 03091403037

Hairpin Heat ExchangerDesain hairpin heat exchanger dapat meningkatkan koefisien perpindahan panas pada single-pass aliran proses dengan perbedaan suhu tinggi.

Kadang-kadang disebut sebagai G-sirip, double-pipa atau penukar panas multitube, hairpin heat exchanger telah digunakan dalam industri proses selama bertahun-tahun. Sebuah hairpin heat exchanger dapat digambarkan sebagai unit single-pass shell-dan-tabung yang telah dilipat dua untuk memberikan penampilan yang tajam. Apa yang membedakan hairpin heat exchanger dari exchanger shell and tube tradisional adalah pendekatannya. Pendekatan pada hairpin heat exchanger memungkinkan untuk bundel tabung dilepas dan mengakomodasi ekspansi termal tanpa memerlukan perluasan dari area sambungan. Banyak kemajuan telah dibuat dalam 20 tahun terakhir sehubungan dengan teknologi penutup pada heat exchanger, dan peningkatan telah dibuat dalam kekuatan sealing atau penutup, bolting dan perawatan. Penutupan saat ini menggunakan gasketing independen pada sisi shell dan sisi tabung yang mencegah kebocoran interstream. Penutup heat exchanger modern menggunakan sistem bolt, sedangkan desain yang lebih tua digunakan baut dan flange yang rentan terhadap korosi dan kerusakan dalam flange.

Gambar 1. Desain penutup pada HE Fitur lain yang digunakan dalam desain penutupan saat ini adalah split ring eksternal terletak di bagian luar cincin penyegel shell-side, yang dapat dihapus tanpa mengganggu unsur tabung (gambar 1). Fungsi split ring adalah untuk mengunci elemen tabung ke shell. Desain sebelumnya menggunakan split ring internal, artinya cincin itu sendiri dibatasi bawah flange penutupan shell, membutuhkan unsur tabung didorong ke depan untuk memungkinkan penghapusan. Desain perpecahan internal yang cincin juga berarti bahwa cincin itu sendiri datang dalam kontak dengan cairan sisi shell dan rentan terhadap korosi dan fouling. Pertimbangkan Manfaat Proses[Type text]

Raka Fajar Nugroho 03091403037

Gambar 1. Shell-dan-Tube Penutup Dalam desain penutupan saat ini,sebuah split ring eksternal terletak di bagian luar cincin penyegel shell-side. Fungsi split ring adalah untuk mengunci elemen tabung ke shell. Proses personil pabrik mengevaluasi penukar panas berbeda tergantung pada kebutuhan spesifik mereka. Process engineer mengevaluasi penukar panas berdasarkan efisiensi dan kinerja termal dan hidrolik. Mechanical engineer biasanya mengamati daya tahan alat dan kehandalan sementara operator dan personil pemeliharaan biasanya bertugas untuk dengan mudah menjaga dan membersihkan peralatan yang mereka gunakan. Hairpin heat exchanger digunakan seusai dengan kebutuhan. Sebagaimana diketahui, bahwa desain single-pass memiliki arah aliran dari fluida yang berlawanan (counter current) pada sisi shell and tube. Aliran countercurrent memiliki efisiensi perpindahan panas yang paling maksimal. Manfaat lain yang ditawarkan oleh aliran arus balik adalah kemampuan untuk mencapai pendekatan suhu lebih dekat. Kapan Gunakan Hairpin Heat Exchanger Pada heat exchanger shell and tube konvensional, sering digunakan aliran single pass pada sisi shell dan aliran multi pass pada sisi tube nya. Hasil pengaturan ini adalah setengah dari sisi tabung mempunyai aliran countercurrent sementara separuh lainnya berjalan dalam aliran cocurrent. Inefisiensi yang melekat dengan pengaturan ini membutuhkan penerapan faktor perbedaan koreksi suhu, yang diterjemahkan ke dalam peningkatan luas permukaan yang dibutuhkan untuk melakukan tugas yang diberikan. Juga, aliran cocurrent tidak mampu menangani cross temperature di bagian shell-dan-tabung tunggal. Sebaliknya, aplikasi yang memerlukan beberapa shell-dan-tabung bagian terhubung secara seri sering dapat dilakukan dalam bagian hairpin heat exchanger tunggal. Oleh karena itu desainhairpin heat exchanger digunakan jika terdapat temperatur cross antara feed dan effluent, contohnya adalah lean to rich amine dan glikol. Selain aliran arus balik(countercurrent), peningkatan perangkat yang digunakan dengan hairpin heat exchanger dapat meningkatkan koefisien perpindahan panas. Shell sisi perangkat termasuk fintubes untuk luas permukaan maksimum dengan penurunan tekanan yang relatif rendah, mendukung penurunan tekanan tabung rendah, baffle segmental tradisional dan tabung pair. Teknologi twisted-tube memberikan manfaat aliran pusaran tanpa harus memasukkan di dalam tabung.

[Type text]

Raka Fajar Nugroho 03091403037

Berikut ini adalah beberapa keuntungan dari hairpin heat exchanger : 1. Independen tubesheets untuk perbedaan suhu terminal tinggi. 2. Thermal shock. 3. Sirkulasi. 4. Panjang jari-jari U-tikungan untuk ekspansi termal efektif. 5. Perbedaan suhu tinggi. 6. Kemudahan pembersihan. 7. Baffle yang di las (welded baffle) memperpanjang masa pakai dan daya tahan. 8. Tinggi tekanan penutup untuk tekanan sampai 10.000 psi. 9. Tidak ada internal bolting.

Bagian-bagian pada hairpin heat exchanger Perlu diketahui bahwa untuk alat-alat ini terdapat suatu terminology yang telah distandarkan untuk menamai alat dan bagian-bagian alat tersebut yang dikeluarkan oleh Asosiasi pembuat Heat Exchanger yang dikenal dengan Tublar Exchanger Manufactures Association (TEMA). Standarisasi tersebut bertujuan untuk melindungi para pemakai dari bahaya kerusakan atau kegagalan alat, karena alat ini beroperasi pada temperature dan tekanan yang tinggi. Didalam standar mekanik TEMA, terdapat dua macam kelas heat Exchanger, yaitu : 1. Kelas R, yaitu untuk peraalatan yang bekerja dengan kondisi berat, misalnya untuk industri minyak dan kimia berat. 2. Kelas C, yaitu yang dibuat untuk general purpose, dengan didasarkan pada segi ekonomis dan ukuran kecil, digunakan untuk proses-proses umum industri. Jenis-jenis Heat Exchanger dapat dibedakan atas : Jenis Shell and Tube Jenis ini merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam industri perminyakan. Alat ini terdiri dari sebuah shell (tabung/slinder besar) dimana didalamnya terdapat suatu bandle (berkas) pipa dengan diameter yang relative kecil. Satu jenis fluida mengalir didalam pipa-pipa sedangkan fluida lainnya mengalir dibagian luar pipa tetapi masih didalam shell. Keuntungan Shell and Tube Heat exchanger merupakan Heat exchanger yang paling banyak digunakan di proses-proses industri karena mampu memberikan ratio area[Type text]

Raka Fajar Nugroho 03091403037

perpindahan panas dengan volume dan massa fluida yang cukup kecil. Selain itu juga dapat mengakomodasi ekspansi termal, mudah untuk dibersihkan, dan konstruksinya juga paling murah di antara yang lain. Untuk menjamin bahwa fluida pada shell-side mengalir melintasi tabung dan dengan demikian menyebabkan perpindahan kalor yang lebih tinggi, maka di dalam shell tersebut dipasangkan sekat/penghalang (baffles).

Gambar 2. Konstruksi alat penukar kalor jenis shell and tube

Berdasarkan konstruksinya, Heat exchanger tipe Shell and Tube dibedakan atas: Fixed Tube Sheet Merupakan jenis shell and tube Heat exchanger yang terdiri dari tube-bundle yang dipasang sejajar dengan shell dan kedua tube sheet menyatu dengan shell. Kelemahan pada tipe ini adalah kesulitan pada penggantian tube dan pembersihan shell. Floating Tube Sheet Merupakan Heat exchanger yang dirancang dengan salah satu tipe tube sheetnya mengambang, sehingga tube-bundle dapat bergerak di dalam shell jika terjadi pemuaian atau penyusutan karena perubahan suhu. Tipe ini banyak digunakan dalam industri migas karena pemeliharaannya lebih mudah dibandingkan fix tube sheet, karena tube-bundlenya dapat dikeluarkan, dan dapat digunakan pada operasi dengan perbedaan temperatur antara shell dan tube side di atas 200oF. U tube/U bundle Jenis ini hanya mempunyai 1 buah tube sheet, dimana tube dibuat berbentuk U yang ujung-ujungnya disatukan pada tube sheet sehingga biaya yang dibutuhkan paling murah di antara Shell and Tube Heat exchanger yang lain. Tube bundle dapat dikeluarkan dari shellnya setelah channel headnya dilepas. Tipe ini juga dapat digunakan pada tekanan tinggi dan beda temperatur yang tinggi. Masalah yang sering terjadi pada Heat exchanger ini adalah[Type text]

Raka Fajar Nugroho 03091403037

terjadinya erosi pada bagian dalam bengkokan tube yang disebabkan oleh kecepatan aliran dan tekanan di dalam tube, untuk itu fluida yang mengalir dalam tube side haruslah fluida yang tidak mengandung partikel-partikel padat Jenis Double Pipe (Pipa Ganda) Pada jenis ini tiap pipa atau beberapa pipa mempunyai shell sendiri-sendiri. Untuk menghindari tempat yang terlalu panjang, heat exchanger ini dibentuk menjadi U. pada keperluan khusus, untuk meningkatkan kemampuan memindahkan panas, bagian diluar pipa diberi srip. Bentuk siripnya ada yang memanjang, melingkar dan sebagainya.

Gambar 3. Alat penukar kalor jenis double pipa

Pada alat ini, mekanisme perpindahan kalor terjadi secara tidak langsung (indirect contact type), karena terdapat dinding pemisah antara kedua fluida sehingga kedua fluida tidak bercampur. Fluida yang memiliki suhu lebih rendah (fluida pendingin) mengalir melalui pipa kecil, sedangkan fluida dengan suhu yang lebih tinggi mengalir pada pipa yang lebih besar (pipa annulus). Penukar kalor demikian mungkin terdiri dari beberapa lintasan yang disusun dalam susunan vertikal. Perpindahan kalor yang terjadi pada fluida adalah proses konveksi, sedang proses konduksi terjadi pada dinding pipa. Kalor mengalir dari fluida yang bertemperatur tinggi ke fluida yang bertemperatur rendah. Keistimewaan jenis ini adalah mampu beroperasi pada tekanan yang tinggi, dank arena tidak ada sambungan, resiko tercampurnya kedua fluida sangat kecil, mudah dibersihkan pada bagian fitting, Fleksibel dalam berbagai aplikasi dan pengaturan pipa, dapat dipasang

[Type text]

Raka Fajar Nugroho 03091403037

secara seri ataupun paralel, dapat diatur sedimikian rupa agar diperoleh batas pressure drop dan LMTD sesuai dengan keperluan,mudah bila kita ingin menambahkan luas permukaannya dan kalkulasi design mudah dibuat dan akurat Sedangkan kelemahannya terletak pada kapasitas perpindahan panasnya sangat kecil, mahal, terbatas untuk fluida yang membutuhkan area perpindahan kalor kecil (