-07504046-Indra wibawads- HEAT EXCHANGER [ PENUKAR PANAS ] ALOGARITAMA PERANCANGAN. Menuliskan data-data yang diketahui Data-data dari fluida panas dan fluida dingin meliputi suhu masuk dan suhu keluar, kapasitas panas dan laju alirnya. Sehingga dapat dikatahui beban panasnya. 2. Menentukan tipe Heat Exchanger Memilih tipe HE berdasarkan kondisi proses. Biasanya didasarkan pada luas penampang yang dibutuhkan. Untuk A < 200 ft 2 ( luas permukaan yang dibutuhkan kecil ) menggunakan double pipe dan kalau A> 200 ft 2 menggunakan shell and tube. Tipe-tipe HE dapat pula dipilh dari buku-buku referensi yang ada seperti Kern, Ulrich A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics tabel 4-2 halaman 52, Ernest E Luwig Applied design for Chemical Engineering and Petrochemical Plants vol III tabel 0- halaman 7, serta Carl R. Branan Rules of thumb for che,ical engineers hal 24-25. 3. Memilih bahan konstruksi Memilih bahan kontruksi yang sesuai dengan proses. Bcontoh-contoh bahan kontruksi untuk HE antara lain : Steel, 36 Stainless Steel, Titanium, Hastelloy C, Zirconium, Quartz, Teflon ( De Wallace technical ) 4. Menentukan Spesifikasi Shell dan Tube a. MenentuKan delta ΔT LMTD T t2 T 2 t T t2 T t T LMTD ( persamaan 5.4, Kern ) 2,3 log 2 delta t = Ft.LMTD, Ft diperoleh dari pembacaan grafik di kern. b. Menentukan harga Ud Harga Ud bisa dilihat pada tabel 8 Kern halaman 840.
-07504046-Indra wibawadsc. Penentuan luas perpindahan panas Luas Perpindahan panas ( A ) = Q / ( Ud x T LMTD ) d. Memilih spesifikasi tube Dapat dipilih dari tabel 0 Kern. Meliputi OD, ID, BWG, at, at e. Memilih pola Tube Ada dua pola tube yakni triangular pitch dan square pitch. Alasan pemilihan bisa dilihat pada halaman 26, Rules of thumb for Che Eng oleh Carl R Branan. Dipilih triangular picth biasanya karena :. Kapasitas fluida yang akan didinginkan besar sehingga dengan susunan ini akan lebih banyak terpasang pada shell dan tube 2. Pressure drop rendah 3. Viskositas cairan rendah Sedangkan untuk square dengan alasan :. Lebih mudah untuk dibersihkan 2. Pressure drop lebih rendah dari pada triangular 3. tetapi membutuhkan shell yang lebih besar. P T triangular pitch square pitch Dari tabel 9 Kern dengan pola dan OD yang dipilih, kan didapatkan Pt, ID shell, Nt, Passes ( n ). f. Koreksi harga A Mengoreksi kembali harga luas permukaan yang diperoleh dari ukuran yang dipilih. A' = Nt x a x L
-07504046-Indra wibawadsg. Koreksi harga Ud Ud = Q / ( A' x T LMTD ) 5. Menentukan Design Bagian Tube Ditentukan pula, tube untuk fluida panas atau dingin. a. Menghitung Flow Area a t = N t a' t 44 n b. Menghitung Laju Massa ( G t ) G t = w a t Velocity : dalam lb / ft 2.hr ( persamaan 7.48, Kern ) V = G t 3600 dalam fps c. Mencari Bilangan Reynold pada t avg tertentu dicari sifat fisis fluida seperti viskositas (μ) Diameter dari tabel 0, Kern hal 843 Ret = DxG t Yang digunakan untuk menghitung pressure drop d. Mencari hi Dari fig. 25 kern diperoleh : hi dalam Btu/h.Ft 2. F dengan faktor koreksi akan dipero;eh hi sebenarnya dalam Btu/h.Ft 2. F e. Mencari hio ID hio = hi OD dalam Btu/h.ft 2.F 6. Menentukan Design Bagian Shell a. Menghitung flow area c' = Pt - OD tube, in ( persamaan 6.5, Kern )
-07504046-Indra wibawadsas = IDshell xc' xb 44xP b. Menghitung laju alir massa ( G s ) G s = W a s c. Mencari sifat fisis t dalam ft 2 ( persamaan 7., Kern ) dalam lb / ft 2.jam Pada suhu fluida dicari sifat fisis fluida tersebut seperti μ, k f,, cp, s Dari fig. 28, Kern di peroleh De, ft Re = Gs.De d. Dari fig. 28, Kern diperoleh nilai jh e. Menghitung ho k c. 3 ho = jh.. De k 7. Mencari harga Uc Uc = hioho h h 8. Mencari dirt factor Rd = io U U U C C xu 9. Menentukan Pressure Drop D o D a. Bagian Tube dalam Btu/hr.ft 2 F ( pers. 6.5b ) dalam Btu / hr. ft 2. F ( persamaan 6.38, Kern ) dalam hr.ft 2.F/Btu ( persamaan 6.3, Kern ). Untuk : Ret diatas akan diperoleh f dari fig 26, Kern 2. Mencari delta Pt ΔP t = (f x Gt 2 x L x n) / (5,22 x 0 0 x D x s x Φ) dengan : s : specific gravity Φ : viscosity ratio ΔP t dalam psi ( persaman 7.45, Kern )
-07504046-Indra wibawads- 3. Mencari delta Pr ΔP r = (4. n / s ) x ( V 2 / 2 g' ) ( persamaan 7.46, Kern ) Nilai V 2 / 2 g 'dapat dicari dengan fig. 27, Kern 4. Mencari delta Pt ΔPT = ΔP r + ΔP t dalam psi b. Bagian Shell. Pada : Tavg tertentu akan diperoleh sifat fisis fluida yang mengalir dalam shell seperti viskositas (μ) Dari fig 28, Kern akan diperoleh nilai De sehingga Res dapat dihitung. Res = De x Gs / μ Dengan Res, dari fig 29, Kern akan diperoleh f dalam ft 2 / in 2. 2. Mencari jumlah crosses N + = 2 x ( L / B ) ( persamaan 7.43, Kern ) 3. Mencari delta P s ΔP s = (((f x G 2 s x Ds x (N+)) / (5,22 x 0 0 x De x s)) (persamaan 7.44, Kern ) dalam psi Nilai batasan pressure drop biasanya 2 psi untuk shell dan 0 psi untuk tube. Sedangkan Rd perancangan harus lebih besar dari Rd yang dibutuhkan.