BAB II DASAR TEORI. Analisis perpindahan panas dapat dilakukan dengan metode Log Mean

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II DASAR TEORI. mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung. Kalor

BAB II DASAR TEORI. ke tempat yang lain dikarenakan adanya perbedaan suhu di tempat-tempat

ANALISA HEAT EXCHANGER JENIS SHEEL AND TUBE DENGAN SISTEM SINGLE PASS

ANALISA KINERJA ALAT PENUKAR KALOR JENIS PIPA GANDA

ANALISIS KEEFEKTIFAN ALAT PENUKAR KALOR TIPE SHELL AND TUBE SATU LALUAN CANGKANG DUA LALUAN TABUNG SEBAGAI PENDINGINAN OLI DENGAN FLUIDA PENDINGIN AIR

Re-design dan Modifikasi Generator Cooler Heat Exchanger PLTP Kamojang Untuk Meningkatkan Performasi.

SIDANG HASIL TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN TEMPORARY AIR CONDITIONER BERBASIS PENYIMPANAN ENERGI TERMAL ES

ANALISIS KINERJA PROSES CO2 REMOVAL PADA KOLOM STRIPPER DI PABRIK AMONIAK UNIT 1 PT. PETROKIMIA GRESIK

PENGARUH DEBIT ALIRAN AIR TERHADAP PROSES PENDINGINAN PADA MINI CHILLER

ANALISIS EFEKTIFITAS ALAT PENUKAR KALOR SHELL & TUBE DENGAN MEDIUM AIR SEBAGAI FLUIDA PANAS DAN METHANOL SEBAGAI FLUIDA DINGIN

Karakteristik Perpindahan Panas pada Double Pipe Heat Exchanger, perbandingan aliran parallel dan counter flow

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) B-91

EFEKTIVITAS PENUKAR KALOR TIPE WL 110 MODEL CONSENTRIS TUBE MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER. ALAT DAN BAHAN - Alat Seperangkat alat Double Pipe Heat Exchanger Heater Termometer - Bahan Air

Perancangan Termal Heat Recovery Steam Generator Sistem Tekanan Dua Tingkat Dengan Variasi Beban Gas Turbin

Cara Kerja Pompa Sentrifugal Komponen Komponen Pompa Sentrifugal Klasifikasi Pompa Sentrifugal Boiler...

STUDI EKSPERIMEN ANALISA PERFORMANCE COMPACT HEAT EXCHANGER LOUVERED FIN FLAT TUBE UNTUK PEMANFAATAN WASTE ENERGY

KAJIAN EXPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI DENGAN NANOFLUIDA Al2SO4 PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTER FLOW

Analisa Ekperimen Terhadap Laju Aliran Volume pada Sistem AC Central Jenis Water Chiller

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 3, (2013) ISSN: ( Print) B-409

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS PADA GAS TURBINE CLOSED COOLING WATER HEAT EXCHANGER DI SEKTOR PEMBANGKITAN PLTGU CILEGON

VERIFIKASI ULANG ALAT PENUKAR KALOR KAPASITAS 1 kw DENGAN PROGRAM SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER DESIGN

Karakteristik Perpindahan Panas dan Pressure Drop pada Alat Penukar Kalor tipe Pipa Ganda dengan aliran searah

EFEKTIVITAS ALAT PENUKAR KALOR DOUBLE PIPE BERSIRIP HELICAL SEBAGAI PEMANAS AIR DENGAN MEMANFAATKAN GAS BUANG MESIN DIESEL

PERPINDAHAN PANASPADA GAS TURBINE CLOSED COOLING WATER HEAT EXCHANGERDI SEKTOR PEMBANGKITAN PLTGU CILEGON

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH PEMBEBANAN GENERATOR PADA PERFORMA SISTEM ORGANIC RANKINE CYCLE (ORC)

MODIFIKASI DAN EVALUASI PERFORMA SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER SINGLE PHASE

LAPORAN TUGAS AKHIR MODIFIKASI KONDENSOR SISTEM DISTILASI ETANOL DENGAN MENAMBAHKAN SISTEM SIRKULASI AIR PENDINGIN

RANCANG BANGUN HEAT EXCHANGER TUBE NON FIN SATU PASS, SHELL TIGA PASS UNTUK MESIN PENGERING EMPON-EMPON

ANALISIS PENGARUH EFEKTIVITAS PERPINDAHAN PANAS DAN TAHANAN TERMAL TERHADAP RANCANGAN TERMAL ALAT PENUKAR KALOR SHELL & TUBE

BAB IV PENGOLAHAN DATA

PENGARUH GEOMETRI PIPA KONDENSOR TERHADAP PERPINDAHAN PANAS PADA DESTILASI MINYAK PLASTIK

SIMULASI EFEKTIFITAS ALAT KALOR TABUNG SEPUSAT DENGAN VARIASI KAPASITAS ALIRAN FLUIDA PANAS, FLUIDA DINGIN DAN SUHU MASUKAN FLUIDA PANAS DENGAN ALIRAN

ANALISIS PERUBAHAN TEKANAN VAKUM KONDENSOR TERHADAP KINERJA KONDENSOR DI PLTU TANJUNG JATI B UNIT 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISIS KEEFEKTIFAN ALAT PENUKAR KALOR TABUNG SEPUSAT ALIRAN BERLAWANAN DENGAN VARIASI PADA FLUIDA PANAS (AIR) DAN FLUIDA DINGIN (METANOL)

Evaluasi Performa Lube Oil Cooler pada Turbin Gas dengan Variasi Surface Designation dan Reynolds Number

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II LANDASAN TEORI

Pengaruh Kecepatan Aliran Terhadap Efektivitas Shell-and-Tube Heat Exchanger

PENERAPAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK PENENTUAN KINERJA PENUKAR KALOR

RANCANG BANGUN HEAT EXCHANGER TUBE FIN TIGA PASS SHELL SATU PASS UNTUK MESIN PENGERING EMPON-EMPON

ANALISA EFEKTIVITAS ALAT PENUKAR KALOR JENIS SHELL AND TUBE HASIL PERENCANAAN MAHASISWA SKALA LABORATORIUM

BAB I PENDAHULUAN. Pembangkit Listrik Tenaga Air Panglima Besar Soedirman. mempunyai tiga unit turbin air tipe Francis poros vertikal, yang

ANALISIS EFEKTIFITAS ALAT PENUKAR KALOR SHELL & TUBE DENGAN AIR SEBAGAI FLUIDA PANAS DAN FLUIDA DINGIN

ANALISA PERFORMANSI HEAT EXCHANGER PADA SISTEM PENDINGIN MAIN ENGINE FIREBOAT WISNU I (Studi Kasus untuk Putaran Main Engine rpm)

PENDEKATAN TEORI ... (2) k x ... (3) 3... (1)

Taufik Ramuli ( ) Departemen Teknik Mesin, FT UI, Kampus UI Depok Indonesia.

KAJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PANJANG TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS ALAT PENUKAR PANAS PIPA KONSENTRIK. Budi Santoso *)

ANALISIS PERHITUNGAN LAJU PERPINDAHAN PANAS ALAT PENUKAR KALOR TYPE PIPA GANDA DI LABORATORIUM UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 JAKARTA

WATER TO WATER HEAT EXCHANGER BENCH BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Tujuan Pengujian

ANALISIS PENGARUH KECEPATAN FLUIDA PANAS ALIRAN SEARAH TERHADAP KARAKTERISTIK HEAT EXCHANGER SHELL AND TUBE. Nicolas Titahelu * ABSTRACT

Analisa Unjuk Kerja Secondary Superheater PLTGU Dan Evaluasi Peluang Peningkatan Effectiveness Dengan Cara Variasi Jarak, Jumlah dan Diameter Tube

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUN DAN EVALUASI PERFORMA SHELL AND COIL HEAT EXCHANGER

Pengaruh Tebal Isolasi Termal Terhadap Efektivitas Plate Heat Exchanger

LAPORAN KERJA PRAKTEK 1 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

BAB II PENERAPAN HUKUM THERMODINAMIKA

PENINGKATAN UNJUK KERJA KETEL TRADISIONAL MELALUI HEAT EXCHANGER

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik SUHERI SUSANTO NIM

ANALISIS KINERJA COOLANT PADA RADIATOR

Jurnal ELEMENTER. Vol. 1, No. 2, Nopember Jurnal Politeknik Caltex Riau Mustaza Ma a

ANALISA PERFORMANCE HEAT EXCHANGER

RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN HEAT EXCHANGER CROSS FLOW UNMIXED, FINNED TUBE FOUR PASS, UNTUK MENGERINGKAN EMPON-EMPON DENGAN VARIASI MASS FLOW RATE

PENGARUH VARIASI DEBIT ALIRAN FLUIDA DINGIN TERHADAP EFEKTIVITAS PENUKAR KALOR WL 110 TIPE CONCENTRIC TUBE DENGAN METODE NTU

Analisa Teoritis Berat Jenis dan Panas Spesifik Gas Pembakaran Pada Ketel Uap Mini Model Horizontal Di Tinjau Dari Susunan Pipa (Tubes)

BAB II LANDASAN TEORI

UNIVERSITAS DIPONEGORO TUGAS SARJANA. Disusun oleh:

TUGAS AKHIR EKSPERIMEN HEAT TRANSFER PADA DEHUMIDIFIER DENGAN AIR DAN COOLANT UNTUK MENURUNKAN KELEMBABAN UDARA PADA RUANG PENGHANGAT

PEMODELAN SISTEM KONVERSI ENERGI RGTT200K UNTUK MEMPEROLEH KINERJA YANG OPTIMUM ABSTRAK

ANALISIS PERFORMANSI PADA HEAT EXCHANGER JENIS SHEEL AND TUBE TIPE BEM DENGAN MENGGUNAKAN PERUBAHAN LAJU ALIRAN MASSA FLUIDA PANAS (Mh)

PENGARUH VARIASI SUDUT STATIC MIXER TERHADAP KINERJA HEAT EXCHANGER

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PROSIDING SEMINAR NASIONAL TEKNIK MESIN 9 Meningkatkan Penelitian dan Inovasi di bidang Teknik Mesin Dalam menyongsong AFTA 2015

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

ANALISIS DAN SIMULASI KEEFEKTIFAN ALAT PENUKAR KALOR TABUNG SEPUSAT ALIRAN BERLAWANAN PADA FLUIDA PANAS (AIR) DAN FLUIDA DINGIN (METANOL)

BAB IV PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ALAT

Perencanaan dan Analisa Perhitungan Jumlah Tube dan Diameter Shell pada Kondensor Berpendingin Air pada Sistem Refrigerasi NH 3

PENGARUH KECEPATAN DAN SIFAT FLUIDA PENDINGIN TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN KALOR PADA PENUKAR KALOR SHELL AND TUBE

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Alat Penukar Kalor Selongsong dan Tabung. Alat penukar kalor selongsong dan tabung di disain untuk dapat melakukan

PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP UNJUK KERJA PLTU TANJUNG JATI B UNIT 1

Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015

EFEKTIVITAS PENUKAR KALOR TIPE PLATE P41 73TK Di PLTP LAHENDONG UNIT 2

pada Jurusan B-41 digunakan penelitian heater Sehingga banyak ε eff fectiveness[3]. Cascade A. Sistem laju panas yang Keterangan : memasuki kompresor.

Sujawi Sholeh Sadiawan, Nova Risdiyanto Ismail, Agus suyatno, (2013), PROTON, Vol. 5 No 1 / Hal 44-48

Analisa Unjuk Kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG) dengan Menggunakan Pendekatan Porous Media di PLTGU Jawa Timur

OPTIMASI SHELL AND TUBE KONDENSOR DAN PEMANFAATAN ENERGI PANAS TERBUANG PADA AC UNTUK PEMANAS AIR

BAB IV HASIL PENGAMATAN & ANALISA

Analisa Perfomansi Alat Penukar Kalor Tiga Saluran Satu Laluan Dengan Aliran Yang Terbagi Dalam Konfigurasi Aliran Berlawanan Arah dan Searah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Perpindahan kalor (heat transfer) ialah ilmu untuk meramalkan

Pengaruh Penggunaan Baffle pada Shell-and-Tube Heat Exchanger

Oleh : Rahman NRP : Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

BAB II LANDASAN TEORI

PERANCANGAN HEAT EXCHANGER

Analisa Pengaruh Laju Alir Fluida terhadap Laju Perpindahan Kalor pada Alat Penukar Panas Tipe Shell dan Tube

STUDI EKSPERIMENTAL PENINGKATAN PERPINDAHAN PANAS PADA PENUKAR KALOR PIPA KONSENTRIK DENGAN REGULARLY SPACED HELICAL SCREW TAPE INSERT

Transkripsi:

BAB II DASAR TEORI Analisis perpindahan panas dapat dilakukan dengan metode Log Mean Temperature Difference (LMTD) atau ΔT lm. Namun metode ini digunakan bila temperatur fluida masuk dan temperatur fluida keluar ditentukan besarnya atau dapat ditentukan dari persamaan kesetimbangan energi, sehingga nilai dari ΔT lm dapat ditentukan. Tetapi jika hanya temperatur fluida masuk yang diketahui, penggunaan metode (LMTD) memerlukan posedur coba coba sehingga tidak praktis. Oleh karena itu, lebih baik menggunakan metode lain yaitu dengan metode effectiveness NTU (ε NTU method). Disamping itu, metode LMTD cocok digunakan untuk mendesain heat exchanger sedangkan metode ε NTU cocok untuk analisis performa dari suatu heat exchanger yang sudah ada. 2.1 Definisi Untuk mendefinisikan effectivenes alat penukar panas, pertama kita harus menentukan kemungkinan laju perpindahan panas maksimum (maximum possible heat transfer rate), q max pada alat penukar panas. Laju perpindahan panas ini secara prinsip dapat dicapai pada alat penukar panas counterflow, gambar 2.1, dengan panjang tak terhingga. 5

6 Gambar 2.1 Distribusi temperatur untuk couterflow heat exchanger Alat penukar panas pada kondisi ini, kemungkinan perbedaan temperatur maksimum pada fluida adalah T h,i T c,i. Untuk menggambarkan hal ini, perhatikan kondisi dimana C c < C n dari persamaan 2.1 dan 2.2, [2] maka [dt c ] > [dth]. dq = - ṁ h C p h dt h = - C h dt h (2.1) dq = ṁ c C p c dt c = C c dt c (2.2) Kemudian fluida dingin akan mengalami perubahan temperatur yang besar dan jika L, maka fluida dingin tersebut akan dipanaskan mencapai panas (T c,o = T h,i ). Berdasarkan persamaan maka akan didapat persamaan 2.3. [2] C c < C h : q max = C c (T h,i -T c,i ) (2.3) Demikian pula jika C h < C c fluida panas akan mengalami perubahan temperatur terbesar dan akan menjadi dingin pada temperature masukan dari fluida yang dingin ( T h,o = T c,i ). Kemudian dari persamaan 2.4 maka didapatkan persamaan 2.5. [2] q = ṁ h C p h (T h i T h o ) (2.4) C h < C c : q max = C h (T h,i T c,i ) (2.5) Dari hasil tersebut kita dapatkan kondisi umum : [2]

7 q max = (T h i T c i ) (2.6) Dimana sama dengan C c atau C h,mana yang lebih kecil. Untuk temperatur masuk fluida panas dan dingin yang telah diketahui, dari persamaan 2.6 diatas dapat digunakan untuk menghitung kemungkinan besarnya laju perpindahan panas maksimum yang dialami oleh alat penukar panas. Sekarang sangat logis untuk mendefinisikan effectivenes (ε) sebagai perbandingan antara laju perpindahan panas aktual untuk sebuah alat penukar panas pada kemungkinan laju perpindahan panas maksimum, dan dinyatakan sebagai, [2] ԑ = q q max (2.7) Dari persamaan 2.3, 2.5 dan 2.7 diatas didapat bahwa : [2] ԑ = C h T h,i T h,o T h,i T c,i (2.8) atau [2] ԑ = C c T c,o T c,i T h,i T c,i (2.9) Dari definisi effectiveness, yang tidak berdimensi harus pada range 0 ε 1. Jika ε, T h,i dan T c,i diketahui, laju perpindahan panas aktual untuk alat penukar panas dapat ditentukan dengan persamaan [2] q = ԑ (T h i T c i ) (2.10) Untuk setiap alat penukar panas itu dapat ditunjukkan bahwa : [2] ԑ = f NTU, (2.11) dimana / adalah sama dengan C c /C h atau C h /C c, tergantung pada besaran relatif antara laju kapasitas fluida panas dan dingin. Satuan jumlah perpindahan

8 NTU (Number of Thermal Unit) adalah parameter yang tidak berdimensi yang kegunaannya sangat luas pada analisis alat penukar panas dan didefinisikan sebagai, [2] NTU = UA (2.12) Kemudian itu menyatakan laju perpindahan panas per derajat perbedaan temperatur rata-rata antara fluida, persamaan q = U A T lm, terhadap laju perpidahan panas per derajat perubahan temperatur untuk fluida yang mempumyai laju kapasitas panas minimum. 2.2 Hubungan Effectiveness - NTU Untuk menentukan bentuk spesifik dari hubungan Effectiveness NTU, persamaan 2.12, dengan memperhatikan alat penukar aliran paralel = C h, maka dari persamaan 2.9 kemudian kita dapatkan: [2] ԑ = T h i T h o (2.13) dan dari pesamaan 2.2 dan 2.4 kemudian didapat bahwa, [2] = ṁ h C p h ṁ c C p c = T c o T c i T h i T h o (2.14) Sekarang perhatikan persamaan 2.15 dibawah ini: [2] ln ΔT 2 ΔT 1 = UA 1 C h + 1 C c (2.15) Dari persamaan 2.15 dapat dinyatakan sebagai: [2] ln = UA Atau dari persamaan 2.12, [1] 1 + (2.16) = exp NTU 1 + (2.17)

9 Dengan menyusun suku sebelah kiri persamaan ini sebagai berikut: [2] T c o T c i = T h o T h i +T h i T c o (2.18) Dan memasukkan untuk T c o dari persamaan 2.14, sehingga didapat: [2] = (T h o T h i )+( ) ( )(T h i T h o ) Atau dari persamaan 2.13, [1] (2.19) = ԑ + 1 (C T h i T min )ԑ c i = 1 ԑ 1 + (2.20) Masukkan persamaan diatas dalam persamaan 2.17 dan menjawab untuk ԑ, kemudian kita dapatkan untuk alat penukar panas aliran paralel (paralel-flow-heat exchanger), [1] ԑ = 1 exp NTU 1+( {1+( )} ) (2.21) Karena akan didapat hasil yang sama persis untuk Cmin = Cc, pesamaan 2.21 berguna untuk setiap alat penukar panas aliran paralel, tanpa memperhatikan apakah laju kapasitas panas minimum terjadi pada fluida panas atau dingin. 2.3 Hubungan Effectiveness NTU pada Alat Penukar Panas Aliran melintang (Cross-Flow) Hasil bentuk yang mirip dengan alat penukar panas aliran parelel telah dikembangkan untuk bermacam-macam alat penukar panas. Untuk alat penukar panas aliran melintang (cross-flow) dengan satu fluida bercampur (mixed) sedangkan fluida yang lain tidak bercampur (unmixed), [2] ԑ = (1 C r ) 1 exp C r 1 exp( NTU) (2.22)

10 jika pada fluida yang bercampur (mixed) dan pada fluida yang tidak bercampur (unmixed) atau, [2] ԑ = 1 exp C r 1 1 exp C r (NTU) (2.23) jika pada fluida yang tidak bercampur (unmixed) dan pada fluida yang bercampur (mixed). Dalam bentuk perhitungan desain alat penukar panas, akan lebih mudah menggunakan hubngan ԑ-ntu dalam bentuk, [2] NTU = f e, (2.24) Dari persamaan 2.24 akan didapat persamaan sebagai berikut: [2] NTU = ln 1 + 1 C r ln(1 ԑc r ) (2.25) jika pada fluida yang bercampur (mixed) dan pada fluida yang tidak bercampur (unmixed) atau, [1] NTU = 1 C r ln{c r ln(1 ԑ) + 1} (2.26) jika pada fluida yang tidak bercampur (unmixed) dan pada fluida yang bercampur (mixed). Hubungan antara ԑ-ntu dapat ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 2.2 Hubungan Effectiveness NTU pada Alat Penukar Panas Aliran melintang (Cross-Flow) dengan satu fluida bercampur (mixed) sedangkan fluida yang lain tidak bercampur (unmixed)