INTISARI Panas adalah salah satu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan sama sekali. Dalam suatu proses, panas dapat mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu suatu zat dan atau perubahan tekanan, reaksi kimia dan kelistrikan. Proses terjadinya perpindahan panas dapat dilakukan secara langsung, yaitu fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin tanpa adanya pemisah dan secara tidak langsung, yaitu bila diantara fluida panas dan fluida dingin tidak berhubungan langsung tetapi dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah. Perpindahan panas secara konduksimerupakan perpindahan panas antara molekul-molekul yang saling berdekatan antar yang satu dengan yang lainnya dan tidak diikuti oleh perpindahan molekul-molekul tersebut secara fisik. Molekul-molekul benda yang panas bergetar lebih cepat dibandingkan molekul-molekul benda yang berada dalam keadaan dingin. Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya dilimpahkan kepada molekul di sekelilingnya sehingga menyebabkan getaran yang lebih cepat maka akan memberikan panas. Dan perpindahan secara konveksi yaitu perpindahan panas dari suatu zat ke zat yang lain disertai dengan gerakan partikel atau zat tersebut secara fisik. Kemudian perpindahan panas secara radiasi merupakan perpindahan panas tanpa melalui media (tanpa melalui molekul). Suatu energi dapat dihantarkan dari suatu tempat ke tempat lainnya (dari benda panas ke benda yang dingin) dengan pancaran gelombang elektromagnetik dimana tenaga elektromagnetik ini akan berubah menjadi panas jika terserap oleh benda yang lain. Pada jenis ini tiap pipa mempunyai shell sendiri. Untuk menhindari tempat yang terlalu panjang, Heat Exchanger ini dibentuk menjadi U. Pada beberapa keperluan khusus, bagian pipa luar diberi sirip. Dalam pipa jenis u-bend memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing. Kekurangannya adalah pada bagian dalam dari U-tube tidak dapat dibersihkan secara efektif, memerlukan drill shaft yang fleksibel untuk membersihkannya. Dan sebaiknya pada alat jenis ini tidak digunakan untuk tube dengan fluida yang kotor. Lalu pada kelebihannya ialah bundle dapat meregang atau mengkerut jika ada perbedaan tegangan, bagian luar dari U-tube bisa dibersihkan, dan juga tube bundle bisa dilepas. Didalam optimasi panjang pipa pada jenis U-bend ini, akan dihitung seberapa besar panjang pipa dalam Alat Heat Exchanger jenis U-Bend. Kata kunci : Panas, Perpindahan Panas, Heat Exchanger iii
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji dan syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Diponegoro Semarang. Pada kesempatan kali ini, perkenankanlah penyusun mengucapkan terimaksih kepada : 1. Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 2. Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 3. Ir. Isti Pudjihastuti, MT selaku Dosen Wali kelas A Angkatan 2011, yang telah banyak memberikan dorongan semangat dan doa kepada kami. 4. Ir. Edy Supriyo, MT selaku dosen pembimbing, terimakasih atas segala bimbingannya selama ini hingga terselesaikannya LaporanTugas Akhir ini. 5. Seluruh Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya membangun guna kesempurnaan laporan ini. 6. Ayah, Ibu dan kakakserta seluruh keluarga tercinta atas segala doa dan dorongan motivasi selama ini agar tak kenal putus asa sehingga dapat menyelesaikan laporan ini tepat waktu. 7. Guntur Rian Muhammad Nur yang selalu memberi dorongan, motivasi serta berperan penting dalam kehidupan saya. iv
8. Teman-teman mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, terutama angkatan 2011 kelas A. 9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan ini. Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya membangun guna kesempurnaan laporan ini. Semarang, Agustus 2014 Penyusun v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii RINGKASAN... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Perumusan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Perpindahan Panas... 4 2.2 Alat Penukar Panas(Heat Exchanger)... 5 2.3 Jenis-jenis Heat Exchanger... 6 2.4 Tipe Heat Exchanger berdasarkan susunan aliran fluida... 9 2.5 Shell and Tube Exchanger... 12 2.6 Variabel yang mempengaruhi laju perpindahan panas 14 2.7 Sistem Komputer...15 2.7.1 Bahasa Pemrograman Delphi.15 2.7.2 Sensor suhu...16 vi
2.7.3 Sensor suhu LM 35...16 2.8 Cara Kerja LM 35... 17 BAB III TUJUAN DAN MANFAAT 3.1 Tujuan... 19 3.1.1 Tujuan Umum... 19 3.1.2 Tujuan Khusus... 19 3.2 Manfaat... 20 BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1 Spesifikasi Alat Heat Exchanger... 21 4.2Gambar Alat... 22 4.2.1 Rangkaian Alat Penukar Panas. 22 4.3 Cara Kerja... 23 BAB V METODOLOGI 5.1 Alat dan Bahan yang Digunakan... 26 5.1.1 Alat yang digunakan.26 5.1.2 Bahan yang digunakan....26 5.1.3 Variabel Percobaan.26 BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengamatan...27 6.1.1 Tabel Hasil Pengamatan.27 6.2 Hasil pengujian alat dan perhitungan kinerja alat...28 6.2.1 Menentukan Panjang Pipa (L)....28 vii
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan... 37 7.2 Saran... 37 DAFTAR PUSTAKA... 38 LAMPIRAN... 39 viii
DAFTAR TABEL Tabel 1. Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 1... 27 Tabel 2. Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 2... 27 Tabel 3. Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 3. 27 Tabel 4. Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 4... 28 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Penukar kalor tabung dan pipa tipe u... 8 Gambar 2. Penukar kalor tabung dan pipa dua... 8 Gambar 3. Tipe aliran heat exchanger... 11 Gambar 4. Bagian heat exchanger tipe U-Bend... 12 Gambar 5. Jenis tube pitch... 13 Gambar 6. Sensor LM 35... 18 Gambar 7. Rangkaian alat penukar panas... 22 x
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Hasil Pengamatan... 33 Lampiran 2. Perhitungan.34 xi