21 jurnal.docx

8/18/2019 21 jurnal.docx

1/13

PERANCANGAN LUBE OIL COOLER TIPE SHELL & TUBE UNTUK SYNTHESIS GAS COMPRESSOR (103-J) PADA PABRIK AMMONIA

PUSRI-III

Kadir, MZ 1, I!ra"i#, S A U S $1Dosen Tetap Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Email : zahrikadir yahoo!"om# Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Email : aulia$i%rahim!mesin11 yahoo!"omJl! &aya 'alem%an( ) 'ra%umulih *m +#, -(an .lir, Sumatera Selatan, .ndonesia

A!% ra'

Di era (lo%alisasi ini, alat)alat produksi san(atlah pentin( untuk kemajuan suatu pa%rik khususnya

pa%rik petrokimia yan( memproduksi urea %aik su%sidi maupun non)su%sidi seperti 'T! 'upuk Sriwidjaja'alem%an(! 'a%rik /mmonia 'US&.)... mempunyai dua unit alat penukar kalo %erupa pendin(in 0 Cooler) yan(

%ertu(as untuk mendin(kan pelumas pada %antalan didalam poros antara kompresor as Synthesis dan tur%in!/kan tetapi, per2orma kedua unit Cooler menurun karena kurun waktu operasi yan( telah lama sehin((a harusada penam%ahan satu unit Cooler tam%ahan!

Untuk men(uran(i %iaya produksi, peran"an(an alat penukar kalor san(atlah e2ekti2 daripada mem%elialat penukar kalor yan( sudah jadi! /lat penukar kalor tipe shell dan tube merupakan jenis penukar kalor yan(

%anyak di(unakan dalam pa%rik! 'eran"an(an dilakukan den(an pendekatan 3MTD atau pendekatan %edatemperatur lo(aritma! 4asil ran"an(an %erupa dimensi alat penukar kalor, koe2isien perpindahan kalor keseluruhan dan penurunan tekanan yan( terjadi %aik di shell maupun di tube serta 2aktor pen(otoran yan(

%erpen(aruh pentin( dalam kualitas ran"an(an penukar kalor!

Ka a K *i + alat penukar kalor, dimensi, penurunan tekanan

A!% ra*

In this globalization era, the production tools are very important to achieve a plant especially petrochemicals plant that produces urea either subsidized or non-subsidized like fertilizier plant at PT. Pupuk

ri!id"a"a Palembang. #mmonia plant P$ %I-III has t!o units heat e&cahnger in the form of the cooler !hose function is to lubricating the bearings in the shaft bet!een the compressor and turbine 'as ynthesis.

(o!ever, the performance both of units Cooler decreased because the period of operation that has long sothere should be adding one additional Cooler unit.

To reduce production costs, the design of heat e&changer is more effective than buy a heat e&changer that is already done. # heat e&changer shell and tube type is the type of heat e&changer !hich is !idely used inthe plant. The design using *T+ approach or logarithmic temperature different approach. The design resultsare a heat e&changer dimension, the overall heat transfer coefficient and pressure drop that occurs either in the

shell or on the tube and the important fouling factor influence in heat e&changer design uality.

Keywords: heat e&changer, dimensions, pressure drop

1 P da" aDalam industri petrokimia, khususnya

industri pem%uatan pupuk, selain peralatan utamaseperti yntesis 'as Compressor 015+)J6diperlukan ju(a peralatan pendukun( yan(menunjan( %eroperasinya peralatan utama! Salahsatu peralatan pendukun( yan( diperlukan adalah

ube il Cooler ! ube il Cooler yan( %anyak

di(unakan di industri adalah tipe hell and Tube (eat &changer dikarenakan san(at mudah dalam proses pemeliharaan dan pem%ersihannya! 'ada peralatan yntesis 'as Compressor 015+)J6 yan( %eroperasi di 'a%rik 'usri ..., terdapat # unit ube

il Cooler , satu untuk %eroperasi mendin(inkantemperatur ube il , sedan(kan satu unit la(idikondisikan dalam keadaan standby !

Jurnal Teknik Mesin 71


2/13

Selama %ersirkulasi untuk melakukan proses pelumasan pada peralatan yntesis 'asCompressor 015+)J6, ube il yan( keluar dari

peralatan yntesis 'as Compressor 015+)J6 akanmen(alami kenaikan temperatur menjadi sekitar 185 oF 098!9 o 6! Se%elum didin(inkan di ube il

Cooler , ube il akan ditampun( sementara didalam tan(ki reservoir! Selanjutnya ube il akandialirkan ke ube il Cooler untuk didin(inkanden(an media pendin(in Cooling /ater yan(men(alir di dalam tube ! ube il akan men(alami

penurunan temperatur menjadi sekitar 1#5 oF 0;!< o 6!

Dikarenakan sudah "ukup lama %eroperasi, satu unit ube il Cooler yan( %eroperasi pada peralatan yntesis 'as Compressor

015+)J6 men(alami penurunan kinerja! Untuk mendin(inkan ube il yan( akan %ersirkulasi pada peralatan yntesis 'as Compressor 015+)J6sesuai den(an temperatur operasi, men(haruskansatu unit il Cooler yan( di) standby- kan untuk dioperasikan! *ondisi ini men(aki%atkan tidak adanya unit il Cooler yan( %erada dalam keadaan

standby ! /pa%ila kedua unit il Cooler ini %ermasalah dan tidak mampu mendin(inkan ube

il yan( %ersirkulasi pada peralatan yntesis 'asCompressor 015+)J6 sedan(kan tidak ada unit yan(di) standby )kan, maka akan dapat men(aki%atkan

shutdo!n )nya 'a%rik! Untuk men(hindari hal

terse%ut, maka dilakukan penam%ahan satu unit il Cooler yan( %aru den(an kapasitas dan "ara

pen(operasian yan( sama den(an il Cooler terpasan(, sehin((a nantinya terdapat satu unit il Cooler yan( dapat di) standby )kan!

$ Ti .a a P % a'a

$ 1 Shell and T !e Hea" E#$han%er

/lat penukar kalor tipe shell and tubemerupakan salah satu jenis alat penukar panas

%erdasarkan konstruksinya! Tipe shell and tubeserin( di(unakan dalam industri karena memilikikele%ihan %ila di%andin(kan den(an tipe lainnya,antara lain mempunyai lay-out mekanik yan( %aik dan %entuknya "ukup %aik untuk operasi

%ertekanan, men((unakan teknik 2a%rikasi yan(sudah mapan, dapat di%uat dari %er%a(ai materialdan mudah di%ersihkan dan konstruksinyasederhana!

$ 1 1 Pri %i/ K r.a Shell and T !e Hea" E#$han%er

Menurut Dean / ?arlet 01==96 %ahwa alat penukar kalor memiliki tujuan untuk men(ontrol

suatu sistem 0temperatur6 den(an menam%ahkanatau men(hilan(kan ener(i termal dari suatu 2luidake 2luida lainnya! @alaupun ada %anyak per%edaanukuran, tin(kat kesempurnaan, dan per%edaan jenisalat penukar kalor, semua alat penukar kalor men((unakan elemenAelemen konduksi termal

yan( pada umumnya %erupa ta%un( B tube C atau plat untuk memisahkan dua 2luida! Salah satu darielemen tere%ut, memindahkan ener(i kalor keelemen yan( lainnya

am%ar #!1 ?entuk hell and Tube (eat &changer 0.n"ropera, #55>6

'ersamaan umum untuk menyatakan jumlah kalor yan( dipindahkan dari 2luida pada alat penukar kalor dinyatakan den(an persamaan:

Q= U A∆T mDimana:

3aju perpindahan kalor 0%tu hr6

U *oe2isien perpindahan kalor menyeluruh

/ 3uas perpindahan kalor menyeluruh 02t #6

∆ T m ?eda suhu rata)rata 0 5F6

$ 1 $ K #/ -K #/ Shell and T !e Hea" E#$han%er

am%ar #!# Tube ayout Patterns.0a6Triangular Pitch 0%6 %otated Triangular

Pitch 0"6 uare Pitch 0d6 +iamond uare Pitch 0Mukherjee, 1==>!6

1! Tube

Tube atau pipa merupakan %idan( pemisah

Jurnal Teknik Mesin 7#


3/13

antara kedua jenis 2luida yan( men(alir didalamnya dan sekali(us se%a(ai %idan(

perpindahan panas!

Tube Pitch merupakan jarak antara daricenter ke center antar lu%an(! 3u%an( yan( tidak

dapat di%or den(an jarak yan( san(at dekat, karena jarak tube yan( terlalu dekat akan melemahkanstruktur penyan((a tube !

#! hell

*ontruksi shell san(at ditentukan olehkeadaan tubes yan( akan ditempatkan didalamnya!

hell ini dapat di%uat dari pipa yan( %erukuran %esar atau pelat lo(am yan( dirol! hell merupakan %adan dari heat e&changer , dimana didapat tubebundle !

+! Sekat 0 0affle 6

/dapun 2un(si dari pemasan(an sekat0baffle 6 pada heat e&changer ini antara lain adalahuntuk : Se%a(ai penahan dari tube bundle , untuk men(uran(i atau menam%ah terjadinya (etaran danse%a(ai alat untuk men(arahkan aliran 2luida yan(

%erada di dalam tube !

am%ar #!+ Jenis)jenis baffle 0Mukherjee,1==>6

;! Tubesheet

Terdapat dua jenis tube sheet 0Mukherjee,1==>6, yaitu:

1! 1i&ed tube sheet ,dimana tubesheet dipasan( kokoh pada shell !?iasanya tubesheet ini dipasan( den(an "aracompression fitting 0den(an %aut)mur6! Untuk keperluan khusus dapat dilakukan sam%un(anlas!

2. 1loating tube sheet : tubesheet ini tidak dikatkan pada shell , tetapi terpasan( den(an

%aik pada tube bundle 0%erkas pipa6! 'emakaian floating tube sheet %iasanya dimaksudkan untuk men(atasi ekspansi termal pada operasi

temperatur tin((i! Untuk men"e(ahter"ampurnya 2luida di dalam penukar kalor,

pada %a(ian saluran pipa dipasan( tutuptubesheet.

*omponen lainnya dari hell and Tube (eat &changer yaitu tie rod, shell cover, channel,

channel cover, nozzles, pass partition plate, gasket, flange, impingement plate, dan saddle.

$ $ P r"i a r#a

$ $ 1 P d 'a a B da T #/ ra r Ra a-ra a2 ari #a (2MTD)

'ada dasarnya penurunan pendekatanditentukan oleh jenis aliran pada penukar kalor terse%ut! 'ada aliran sejajar, dua 2luida masuk

%ersama)sama dalam alat penukar kalor, %er(erak dalam arah yan( sama dan keluar %ersama)sama

pula! Sedan(kan pada aliran %erlawanan dua 2luida %er(erak den(an arah yan( %erlawanan dan padaaliran menyilan(, dua 2luida %er(erak salin(menyilan( atau %er(erak salin( te(ak lurus!

am%ar #!= menunjukkan %ahwa %eda suhu antara2luida panas dan 2luida din(in pada waktu masuk dan pada waktu keluar tidak sama dan perlumenentukan nilai rata)rata untuk menunjukkan

jumlah kalor yan( dipindahkan dar 2luida pada alat penukar kalor!

am%ar #!; 'ro2il temperatur pada alat penukar kalor 0a6 aliran sejajar 0%6 aliran %erlawanan

Sehin((a:

Untuk aliran sejajar:

untuk aliran %erlawanan:

$ $ $ K i%i P r/i da"a Pa a% T a

Jurnal Teknik Mesin 7+


4/13

'erhitun(an lain dalam shell dan tube heat e&changer , salah satunya adalah koe2isien

perpindahan kalor total 0 overall heat transfer coefficient 6 pada %a(ian shell dan tube !

1! *oe2isien perpindahan panas dan 'enurunan

tekanan pada hell

Dalam shell umumnya terdapat %a22le0sekat6 selain %er2un(si se%a(ai

penyan((a penunjan( pipa)pipa dalam selu%un(dan pen(aruh aliran 2luida dalam ta%un( tetapi ju(a

%er2un(si se%a(ai permukaan perpindahan kalor,karena koe2isien perpindahan kalor dapat le%ih

%esar apa%ila terdapat baffle di%andin( tanpamen((unakan baffle !

Se"ara umum dapat ditulis:

ho= Nu k De Gilai %ilan(an reynold pada 2luida shell

dapat di"ari den(an men((unakan rumus:

ℜs=G s D e

μ

Dimana:

s ke"epatan aliran massa dalam shell0l% hr)2t#6

De diameter ekivalen 02t6

H viskositas 2luida dalam shell 0l% hr)2t6

Diameter ekivalen 0De dapat ditentukanapa%ila susunan pipa diketahui, seperti ditunjukkan

pada (am%ar #!86! Untuk masin()masin( tipesusunan tube pada shell memiliki nilai yan(

%er%eda, yan( dapat kita tentukan pada kurva heat transfer shell ! Gilai laju aliran massa per satuanluas dapat di"ari den(an rumus :

G s= w As*eteran(an:

s 3aju aliran massa per satuan luas 0l% hr)2t#6

w 3aju aliran massa 0l% hr6

/ s 3uas aliran dari shell

As= D e . 'C .B

PT

Dimana:

De Diameter dalam shell 02t6

I Clearance 02t6

? Jarak antara baffle 02t6

' T Jarak antara tube 02t6

Pressure drop shell 0 ∆ P shell 6 dan Pressure drop tube 0 ∆ PTube 6 untuk masin()masin( aliran tidak %oleh mele%ihi %atas yan(ditetapkan atau ter(antun( dari sistem atau alat

pen((erak media yan( di(unakan! ?atasan

pressure drop terse%ut adalah: maksimal 15 psiuntuk aliran li uid, maksimal 1,8 ) # psi untuk aliran (as atau uap!

'enurunan Tekanan pada shell dapat dihitun(den(an :

∆ P s= f Gs

2 ID s( N +1)5,22 × 10 10 De sϕs

Dimana :

2 Faktor (esekan pada sisi shell atauselu%un( 02t# in#6

.D s Diameter dalam shell 02t6

G Jumlah %a22les atau sekat

S Spesi2i" (ravities 2luida dalam shell

ϕs rasio viskositas 2luida dalam shell

#! *oe2isien perpindahan panas dan 'enurunanTekanan pada tube pipa

hio= h i ID t OD t

Dimana :

hi koe2isien perpindahan panas %a(iandalam tu%e 0%tu hr)2t#5F6

.D t diameter dalam tube 02t6

Jurnal Teknik Mesin 7;


5/13

-D t diameter luar tube 02t6

?ilan(an &eynold dalam tube :

ℜs= ID iG t μ

'enurunan tekanan pada tube dapat dihitun(den(an persamaan :

∆ P t = f Gt L

5,22 × 10 10 IDt sϕt

*eteran(an:

3 panjan( tube 02t6

n jumlah pass laluan tube

friction factor pada tu%e 02t# in#6

.D t diameter dalam tube 02t6

t 3aju aliran massa persatuan luas dalamtu%e 0l% hr)2t#6

s Spesi2ik (ravity 2luida dalam tu%e

ϕt rasio viskositas 2luida dalam tu%e

'ada saat 2luida dalam tu%e %eru%ah arahketika melakukan pass laluan 0%ila pass tu%e G t K16, maka akan terjadi penurunan tekanan tam%ahanyan( dise%a%kan oleh kontraksi dan ekspansi pipa!'enurunan tekanan tam%ahan ini dapat dihitun( :

∆ P ! = 4 " 2

s 2 #'

Dimana :

L Lelo"ity o2 Fluid 02t s6

S( Spesi2i" ravity 2luid adalam tu%e

( *onstanta ravitasi 0+#,1 2t s #6

maka pressure drop total 0N' T6 sisi Tu%e yaitu :

N' T N' t O N' r

$ $ 3 4a' r P ra

'en(otoran perpindahan kalor akandilapisi oleh %er%a(ai endapan yan( %iasa terdapat

dalam sistem aliran, atau permukaan itu mun(kinmen(alami korosi se%a(ai aki%at interaksi antara2luida den(an %ahan yan( di(unakan dalamkonstruksi penukar kalor!

'ada akhirnya, lapisan itu mem%erikan

tahanan tam%ahan terhadap aliran kalor, dan hal inimenye%a%kan menurunnya kemampuan kerja alat!'en(aruh menyeluruh ini dinyatakan den(an 2aktor

pen(otoran 02oulin( 2a"tor6!

Faktor pen(otoran harus didapatkan darilapan(an atau per"o%aan, yaitu den(an menentukanU untuk kondisi %ersih dan kondisi kotor pada

penukar kalor itu! Faktor pen(otoran dirumuskanse%a(ai %erikut :

$ %=U &− U %U &U %

Dimana :

U" *oe2isien perpindahan panaskeseluruhan %ersih!

Ud *oe2isien perpindahan panaskeseluruhan operasi!

3 M d i

Metodolo(i peran"an(an disajikan dalamdia(ram alir seperti ditunjukkan pada (am%ar di

%awah ini:



6/13

Ga#!ar 3 1 Dia(ram alir peran"an(an ube ilCooler

5 A a i%a P r"i a T r#a da Di# %iP 'ar Ka r

?erikut adalah perhitun(an termal den(andata yan( telah diketahui se%a(ai %erikut:

5 1 P r"i a Pada Si%i S"

5 1 1 2 a% 2a a S"

3uas daerah aliran dari shell dapat diperolehse%a(ai %erikut:

s= ID s × ' C × B

144 × P T

Dimana:

.Ds diameter dalam dari shell 1>,#8 in

I Jarak antara diameter luar den(an pit"h0' t)-D t6 5,18 in

? Jarak antara %a22le 1#,


7/13

144 × 0,78 ∈¿17,25 ∈× 0,15 ∈× 12,89 ∈¿¿

s= ¿

s= 0,31 ft 2

5 1 $ K * /a a A ira Ma%%a /ada S"

*e"epatan aliran massa 3u%e oil didalam shelldapat diperoleh se%a(ai %erikut:

G s=w

s

Dimana:

w 3aju aliran lube oil 15


8/13

Dimana:

De Diameter EPivalen 0susunan tu%e: trian(ular6

De=4

(12 PT 0,86 PT −

12

+ (OD t )2

4 )12 + (OD t )3,14 ¿(0,625 )2

¿3,14

¿0,625

12

¿

12

(0,78 )0,86 (0,78 )−

12

(¿ 4 ¿)¿

4 ¿ De= ¿

De= 0,44 ∈¿0,037 ft

μs Liskositas 2luida lu%e oil padatemperatur kalorik 1#;,< 5F +>,< l% 2t hr

Sehin((a:

ℜ= 0,037 ft × 351317,1 lb /h!ft 2

37,8 lbft

h!

ℜ=343,8

5 3 $ Bi a a R 6 d Pada T !

?ilan(an reynold pada tu%e dapat diperoleh se%a(ai %erikut:

ℜ= ID t × G t

μt

Dimana:

.D t Diameter dalam tu%e

%erdasarkan ta%el yan( terdapat padaCharasteristics of Tubing dalam %uku TEM/den(an diameter 5,9#8 in pada ?@ 0kete%alan

dindin( tu%e6 1< maka dapat diperoleh diameter dalam tu%e se%esar 5,8#> in 5,5;+ 2t!

μt Liskositas 2luida air pendin(in padatemperatur kalorik 15;,; 5F 1,8>+ l% 2t hr

Sehin((a:

ℜ=0,043 ft × 209964,1 lb /h! ft 2

1,573 lbft

h!

ℜ=5739,6

5 5 4a' r P r/i da"a Pa a%

5 5 1 4a' r P r/i da"a Pa a% Pada S"

Faktor perpindahan panas pada shell dapat

diperoleh den(an men((unakan (ra2ik hell ide (eat Transfer Curve for egmental 0affle , untuk &e +;+,< den(an pemoton(an %a22le se%esar #8Qdapat diperoleh har(a 2aktor perpindahan panas

pada shell, J4 s =

5 5 $ 4a' r P r/i da"a Pa a% Pada T !

Faktor perpindahan panas pada tu%e dapatdiperoleh den(an men((unakan (ra2ik Tube ide

(eat Transfer, untuk &e 8>+=,9 dan L

ID t =14,76 ft 0,043 ft = 343,2 dapat diperoleh

har(a 2aktor perpindahan panas tu%e, J4 t 1>!

5 7 M 'a Bi a a Pra d

5 7 1 Bi a a Pra d Pada S"

?ilan(an 'randtl pada shell dapat diperoleh se%a(ai %eikut:

P !s=(& ,s μsk s )

Dimana:

ps 'anas spesi2ik dari lu%e oil padatemperatur kalorik 1#;,> 5F 5,; 5F 5,5> %tu hr2t#

Sehin((a:



9/13

P !s=(0,482 Btulb -× 37,8 lbft h!0,0787 Btu /h!ft 2 ) P !s= 231,5

5 7 $ Bi a a Pra d Pada T !

?ilan(an 'randtl pada tu%e dapat diperoleh se%a(ai %eikut:

P !t =(& ,t μt k t )Dimana:

pt 'anas spesi2ik dari air pendin(in padatemperatur kalorik 15;,; 5F 1?tu l%5F

k t *onduktivitas termal air pendin(in padatemperatur kalorik 15;,; 5F 5,+8<?tu hr2t#

Sehin((a:

P !t =

(1 Btu

lb - × 1,573 lb

ft h!

0,358 Btu / h!ft 2 ) P !t = 4,395 8 M 'a K i%i P r/i da"a Pa a%

5 8 1 K i%i P r/i da"a Pa a% Pada S"

*oe2isien 'erpindahan 'anas 'ada Shell dapatdiperoleh se%a(ai %erikut:

hoϕs

= ./ s( k s De)( P !s )13

hoϕs

= 9(0,0787 Btu /h!ft 20,037 ft )6,03hoϕs

= 115,2 Btu /h!ft 2 -

5 8 $ K i%i P r/i da"a Pa a% Pada T !

*oe2isien 'erpindahan 'anas 'ada Shell dapatdiperoleh se%a(ai %erikut:

P !t ¿¿

hiϕt

= / s( k t ID t )¿hiϕt

= 17 (0,358 Btu / h!ft 20,043 ft )1,62hiϕt

= 229,2 Btu /h!ft 2 -

5 9 M 'a T #/ ra r /ada Di di T !

Untuk menentukan har(a temperaur pada dindn(tu%e 06, maka se%elumnya perlu ditentukan dahulu

har(ahioϕt

, dimana har(ahioϕt

, dapat

diperoleh se%a(ai %erikut:

hioϕt

=hiϕt

ID t OD t

0,625∈¿0,527 ∈¿¿

hioϕt

= 229,2 btu /h!ft 2 -× ¿

hioϕt

= 193,2 btu /h!ft 2 -

Maka %esarnya har(a temperatur pada dindin( tu%eadalah:

t w= T &&+( hoϕs

h ioϕt

+ hoϕs)(T &h− T &&)

t w= 104,4 - +( 115,2193,2 +115,2 )Btu /h!ft 2 - (124,8 - − 104,4 - )t w= 111,9 -

Jurnal Teknik Mesin 7=


10/13

5 : M 'a Ra%i ;i%' %i a% da K i%iDi di T !

5 : 1 Ra%i ;i%' %i a% Pada S"

&asio viskositas pada shell dapat diperoleh se%a(ai

%erikut:

ϕs ¿( μ s μw )

0,14

Dimana:

μw viskositas dari lu%e oil pada temperarurdindin( tu%e t w 111,= 5F 85,>; l% hr 2t

ϕs= ( 37,8 lb / h!ft 50,74 lb / h!ft )

0,14

ϕs= 0,95

5 : $ Ra%i ;i%' %i a% PadaT !

&asio viskositas pada Tu%e dapat diperoleh se%a(ai %erikut:

ϕt ¿( μt μw )0,14

Dimana:

μw viskositas dari air pendin(in padatemperarur dindin( tu%e t w 111,= 5F 1,;8; l% hr 2t

ϕs= (1,273 lb / h!ft 1,454 lb / h!ft )

0,14

ϕt = 0,97

5 : 3 K i%i 2a/i%a 4i # Pada Di diBa ia 2 ar T !

3apisan 2ilm pada dindin( %a(ian luar tu%e dapatdiperoleh se%a(ai %erikut:

Dimana :

hoϕs

= 115,2 btu /h!ft 2 -

ho = 115,2 btu

h!ft 2 -× 0,95

ho= 110,5 btu /h! ft 2 -

5 : 5 K i%i 2a/i%a 4i # Pada Di diBa ia Da a# T !

3apisan 2ilm pada dindin( %a(ian dalam tu%e dapatdiperoleh se%a(ai %erikut:

Dimana:

hiϕt

= 229,2 btu /h!ft 2 -

hi= 229,2 btuh!ft 2

- × 0,97

hi= 222,3 btu /h!ft 2 -

5 : 7 K i%i 2a/i%a 4i # Pada K % r "aDi di T !

3apisan 2ilm pada keseluruhan dindin( tu%e dapatdiperolweh se%a(ai %erikut:

Dimana:

hioϕt = 193,2 btu /h!ft

2

-

hio= 193,2 btuh!ft 2

-× 0,97

hio= 187,4 Btu /h!ft 2 -

5 < M 'a K i%i P r/i da"a Ka rK % r "a (U)

5 < 1 K i%i P r/i da"a Ka rK % r "a B r%i" (U*)

*oe2isien perpindahan kalo keseluruhan %ersih 0U"6 adalah koe2isien perpindahan panas pada alat penukar kalor pada saat %ersih dan %elumterdapat endapan atau kotoran, dapat diperolehse%a(ai %erikut:

U &= hio h ohio +ho

= (187,4 × 110,5 )Btu /h!ft 2 -

(187,4 +110,5 )Btu /h!ft 2 -= 69,7 btu

h! ft 2 -



11/13

5 10 $ K i%i P r/i da"a Ka rK % r "a O/ ra%i (U d)

*oe2isien perpindahan kalor keseluruhan operasi0Ud6 adalah hantaran perpindahan panas pada alat

penukar kalor setelah dioperasikan dan sudah

terdapat endapan atau kotoran, dapat diperolehse%a(ai %erikut:

U %= Q

A L0TD

Dimana:

'anas yan( diserap oleh air pendin(in 991;##,1 ?tu hr

3MTD %eda temperatur rata)rata lo(aritma 19 2t

-D t 5,58# 2t

A= 262 × 3,14 (0.052 ft )× 14,76 ft = 631,4 ft 2

Maka koe2isien perpindahan kalor keseluruhanoperasi 0U d6 adalah:

U %=661422,1 Btu /h!

631,4 ft 2 18,8 -

U %= 55,7 BTU h!ft 2

-

5 11 4a' r P ra (R d)

Faktor 'en(otoran 0& d6 adalah ham%atan perpindahan panas aki%at adanya endapat ataukotoran pada dindin( perpindahan panas dan dapatdiperoleh se%a(ai %erikut:

$ %=U &− U %U

&U

%

= 69,7 − 55,769,7 × 55,7

= 0,0036 h! ft 2 - /bt

5 P r a T 'a a Si%i S"

'enurunan tekanan pada sisi shell dapat diperolehse%a(ai %erikut:

∆ P s= f Gs

2 ID s( N +1)5,22 × 10 10 De sϕs

Dimana:

∆ P s ?eda tekanan antara 2luida pada saatmasuk den(an tekanan 2luida pada saatkeluar dari penukar kalor 0'si6

2 Fri"tion 2a"tor 02t# in#6, dari (ra2ikshell side 2ri"tion 2or %undles with #8Q"ut se(mental %a22les untuk har(a &e diperoleh har(a 2 5,55+= 2t # in#

s Spesi2ik (ravity dari 2luida lu%e oil pada temperatur kalorik 1#;,< 5F 5,; 2t

s *e"epatan aliran massa 2luida panas0lu%e oil6 +81+1>,1 l% hr2t#

0GO16 Jumlah laluan dari %a22le 1# 3 ? 1#01;,>9 2t6 1#, 1 1;

Sehin((a:

∆ P s= 0,0039 × (351317,1 )2 × 1,43 × 145,22 × 10 10 × 0,037 × 0,848 × 0,95

∆ P s= 6,04 Psi

5 $ P r a T 'a a Si%i T !

'enurunan tekanan pada sisi shell dapat diperolehse%a(ai %erikut:

∆ P t = f Gt L

5,22 × 10 10 IDt sϕt

Dimana:

∆ P t ?eda tekanan antara 2luida pada saatmasuk den(an tekanan 2luida pada saat

keluar dari penukar kalor 0'si6



12/13

2 Fri"tion 2a"tor 02t # in#6, dari (ra2iktu%e side 2ri"tion 2a"tor untuk har(a &e

;91,1 #5==9;,1

&e +;+,< 8>+=,9

'r #+1,8 ;,+=

0R'6 0psi6 9,5; 5,#9

&an"an(an dimensi alat penukar kalor:

Di# %i K ra a

0-Dt6 02t6 5,58#

0.Dt6 02t6 5,5;+

0' T6 02t6 5,598

0I 6 02t6 5,51+

036 02t6 1;,>9

0Gt6 #9#

0.Ds6 02t6 1,;+

0GO16 1;

Para# r K ra a

3MTD 0 5F6 1


13/13

8! K %i#/ a

1! Dimensi dari ube il Cooler tipe shell and tube heat e&changer didapatkan panjan(tube 1;,>9 2t, susunan tu%e trian(ular 95 5

den(an jumlah tube se%anyak #9# %uah!Diameter dalam shell se%esar 1,;+ 2t dan

jarak %a22le 1#,! B tandards of the Turbular changer *anufactures #ssociation 4th ed C! Gew ork : Tur%ular E "han(er Manu2a"ture/sso"iation, .n"!

.n"ropera, F!'!, #559! B 1undamentals of (eat and

*ass Transfer5. Si th Edition, John @iley VSons, .n"!

Mukherjee, &! 1==>, 6 ffectively +esign hell #nd Tube (eat &changer5 ! .ndia : En(ineers.ndia 3td!

Su(iyanto! #51#! B #nalisis #lat Penukar 7alor Tipe hell and Tube dan #plikasi Perhitungandengan *icrosoft 3isual 0asic 8.95. Jakarta:Jurnal Teknik Mesin Universitas unadarma!

?izzy, .!, Setiadi &! #51+! B tudi Perhitungan #lat Penukar 7alor Tipe hell and Tube dengan Program (eat Transfer %search Inc :(T%I)5.'alem%an(: Jurnal Teknik Mesin UniversitasSriwijaya!

4olman, J!'! #515! 6(eat Transfer C! Gew ork:The M" raw 4il ompanies, .n"!

Jurnal Teknik Mesin 71+

Documents

21 jurnal.docx