11
SIMULASI PERANCAI\GAI\ THERMOHIDROLIK PADA ALAT PENUKAR PANAS JENIS RECAPERATOR EXTENDED SURFACE Cokorda PraptiMahandari Laboratorium Fisika Dasar, Universitas Gunadarma Jl. Akses UI Kelapa Dua,Cimanggis Depok E-mail: [email protected] Abstrak Proses perancangan alat penukar panas secara manual yang menimbullcan kesalahan karena kendala kejenuhan dan paralal<s saat proses ploaing data thermoJisis dan karaWeristik pennulrnan $ dan fl, dapat diatasi dengan menyelesaikan persamaan natematisnya secara simultan dan iteratif,, Proses perancangan alat penukar panas dapat dilahtkan dengan menyelesaikan persatnaan matematis tersebut dengan bantuan aplikasi perangkat lunak komputer visaal dengan tampilan antar muka yang berbasispada linglangan Windows. Dalam penulisan ini dikembanglwn metodologi perancangan alat penukar paNB berupa uhapan algoritma simulasi rating dan simulasi sizing sebagai langl<ah awal dalam penrysunan program komputernya. Tahapan algoritma perancangan alat penuknr panas dijadikan dasar untuk menyusun bahasa penrograman Turbo Pascal dengan bahasa latnpilernya Borland Delphi sehingga diperoleh perangkat lunakvisual sebagai alat bantu perancangan thermohidrolilcAnalisa Wrancangan didasarlcan pada metode Effectiveness-NumberTransfer Unit (NTU). Penyelesaian perancangan thermohidrolik dari alat penukar panas dengan program ini memiliki beberapa utilitas meliputi variasi jenis fin sesuai standard Kays-London maupun autodisain, jenis material permukaan dan jenis fluida yang digunalcan sebagai paratneter analisa sizing dan rating. Dengan aplikasi ini penyelesaian perancangan thermohidrolik alat penukar panas dapat diel<selari secara cepat, alatrat dan dapat mengubah lcriteria peraneangan. Pengembangannya masih dapat dilahtkan dengan menambahkan variasi jenis fluida, jenis permulrnan, dan perancangan mekanilotya. Kata Kunci : perancangan, alat penukar panas, simulasi 1. Pendahuluan Sejak menggulirnya isu global akan menipisnya'cadanganenergi fosil di dunia dewasaini, mendorong pengguna energi terutamayang mengkonsumsi energi dalam skala besar unhrk segera mengantisipasinya denganmembenahisistemthermalnya. Banyak langkah yang di tempuh seperti rekayasapemanfaatan energi lain sebagai energi alternatif pengganti energi fosil dengan lompatan energi yang canggih. Respon dalam bidang thermal adalah maraknya kembali perhatianakanpentingnya alat penukar panas (heat exchanger). Terobosan yang dilakukan adalah dengan rekayasa alat penukar panas sebagai Heat Recovery Equipment. Alat ini dipakai untuk memanfaatkan kembali energi residu yaitu energi panas yang terbuang ke atrnosfir Pada proses perancangan alat penukar pils, analisa thermohidrolik baik rating dan.sizing seqra klasik dilakukan secara manual grafis yang berbasis pada kondisi permukaannya. Bila hasil analisa kurang bisa diterima dari batasan perencanaan maka perancang akan mencoba pada permukaan yang lain. Sedangkan setiap proses analisa ini selalu melibatkan plotting data thermofisis dan karakteristik permukaan. Selain itu juga melibatkan penyelesaian persamaan matematis secara simultan dan iterative. Proses analisa melalui simulasi program komputer memiliki urgensi sebagai alternatif mendapatkan hasil perancangan yang cepat dan akurat. Untuk itu dibutuhkan pemahaman langkah- langkah perancangan yang akan dibuat dalam tahapanalgoritma sederhanasebelum diterjemahkan dalam bahasa program yang sesuai.

SIMULASI PERANCAI\GAI\ THERMOHIDROLIK PADA ALAT

Embed Size (px)

Citation preview

SIMULASI PERANCAI\GAI\ THERMOHIDROLIKPADA ALAT PENUKAR PANAS

JENIS RECAPERATOR EXTENDED SURFACE

Cokorda Prapti MahandariLaboratorium Fisika Dasar, Universitas Gunadarma

Jl. Akses UI Kelapa Dua, Cimanggis DepokE-mail: [email protected]

AbstrakProses perancangan alat penukar panas secara manual yang menimbullcan kesalahan

karena kendala kejenuhan dan paralal<s saat proses ploaing data thermoJisis dan karaWeristikpennulrnan $ dan fl, dapat diatasi dengan menyelesaikan persamaan natematisnya secarasimultan dan iteratif,, Proses perancangan alat penukar panas dapat dilahtkan denganmenyelesaikan persatnaan matematis tersebut dengan bantuan aplikasi perangkat lunak komputervisaal dengan tampilan antar muka yang berbasis pada linglangan Windows.

Dalam penulisan ini dikembanglwn metodologi perancangan alat penukar paNB berupauhapan algoritma simulasi rating dan simulasi sizing sebagai langl<ah awal dalam penrysunanprogram komputernya. Tahapan algoritma perancangan alat penuknr panas dijadikan dasar untukmenyusun bahasa penrograman Turbo Pascal dengan bahasa latnpilernya Borland Delphisehingga diperoleh perangkat lunakvisual sebagai alat bantu perancangan thermohidrolilcAnalisa

Wrancangan didasarlcan pada metode Effectiveness-Number Transfer Unit (NTU).Penyelesaian perancangan thermohidrolik dari alat penukar panas dengan program ini

memiliki beberapa utilitas meliputi variasi jenis fin sesuai standard Kays-London maupunautodisain, jenis material permukaan dan jenis fluida yang digunalcan sebagai paratneter analisasizing dan rating. Dengan aplikasi ini penyelesaian perancangan thermohidrolik alatpenukar panas dapat diel<selari secara cepat, alatrat dan dapat mengubah lcriteria peraneangan.Pengembangannya masih dapat dilahtkan dengan menambahkan variasi jenis fluida, jenispermulrnan, dan perancangan mekanilotya.

Kata Kunci : perancangan, alat penukar panas, simulasi

1. Pendahuluan

Sejak menggulirnya isu global akan menipisnya'cadangan energi fosil di dunia dewasa ini,mendorong pengguna energi terutama yang mengkonsumsi energi dalam skala besar unhrk segeramengantisipasinya dengan membenahi sistem thermalnya.

Banyak langkah yang di tempuh seperti rekayasa pemanfaatan energi lain sebagai energialternatif pengganti energi fosil dengan lompatan energi yang canggih. Respon dalam bidangthermal adalah maraknya kembali perhatian akan pentingnya alat penukar panas (heat exchanger).

Terobosan yang dilakukan adalah dengan rekayasa alat penukar panas sebagai HeatRecovery Equipment. Alat ini dipakai untuk memanfaatkan kembali energi residu yaitu energipanas yang terbuang ke atrnosfir

Pada proses perancangan alat penukar pils, analisa thermohidrolik baik rating dan.sizingseqra klasik dilakukan secara manual grafis yang berbasis pada kondisi permukaannya. Bila hasilanalisa kurang bisa diterima dari batasan perencanaan maka perancang akan mencoba padapermukaan yang lain. Sedangkan setiap proses analisa ini selalu melibatkan plotting datathermofisis dan karakteristik permukaan. Selain itu juga melibatkan penyelesaian persamaanmatematis secara simultan dan iterative.

Proses analisa melalui simulasi program komputer memiliki urgensi sebagai alternatifmendapatkan hasil perancangan yang cepat dan akurat. Untuk itu dibutuhkan pemahaman langkah-langkah perancangan yang akan dibuat dalam tahapan algoritma sederhana sebelum diterjemahkandalam bahasa program yang sesuai.

SIMULASI PERANCAI\GAI\I TITN',PI4OIIIDROLIKPADA ALAT PENIIKAR PANAS

JENIS RECAPERATOR EXTENDED SURFACE

Cokorda Prapti MahandariLaboratorium Fisika Dasar, Universitas Gunadarma

Jl. Akses UI Kelapa Dua, Cimanggis DepokE-mail: pidika2@[email protected]

AbstrakProses perancangon alat penukar panos Eecara manual yang menimbulkan kesalahan

brena kendala kejenuhan dan paralalcs saat proses plotting dan thermofuis dan l<arafueristik

nnnulraan (7 dan fl, dapat diatasi dengan menyelesaikan persamaan matematisnya secarafur dan iteratif, Proses perancangan alat penukar panas dapat dilala*an dengan

-ydesaikan persamaan matematis tersebut dengan bantuan aplikasi perangkat lunak komputer

frof dengan tampilan antar mukayang berbosis padalinglatngan Windows.Dalam penulisan ini dikembanglun metodologi peranccrngan alat penukar panos berupa

&pan algoritma simulasi rating dan simulasi sizing sebagai langkah awal dalam penwunan

,ngram komputernya. Tahapan algoritma perancangan alat penukar panas dijadilmn dasar untukE)tusun bahasa pernrograman Turbo Pascal dengan bahasa lampilernya Borland Delphidingga diperoleh perangkat lunakvisual sebagai alat bantu perancangan thertnohidrolilcAnalisa

,auncangan didasarlenn pada metode Elfectiveness-Number Transfer Unit (NTU).Penyslesaltn perancangan thermohidrolik dari alat penukar panas dengan program ini

uniliki beberapa utilitas meliputi variasi jenis fin sesuai standard Kays-London maupun

-disain,

jenis material permukaan dan jenis fluida yang digunakan sebagai parameter analisa

dzing dan rating. Dengan aplikasi ini penyelesaian perancangan thermohidrolik alat

pnatlcar panas dapat diekselani secara cepat, alatrat dan dapat mengubah kriteria perancangan.

hrgembangannya masih dapat dilahtkan dengan menambahkan variasi ienis fluida, ienis

lamrknan, dan p erancangan mekaniknya.

Efra Kunci : perancangan, alat penukar panas, simulasi

l. Pendahuluan

Sejak menggulirnya isu global akan menipisnya cadangan energi fosil di dunia dewasa ini,

mdorong pengguna energi terutama yang mengkonsumsi energi dalam skala besar untuk segera

mgantisipasinya dengan membenahi sistem thermalnya.Banyak langkah yang di tempuh seperti rekayasa pemanfaatan energi lain sebagai energi

&rnatif pengganti energi fosil dengan lompatan energi yang canggih. Respon dalam bidang

lcrrnal adalah maraknya kembali perhatian akan pentingnya alat penr.rkar panzrs (heat exchanger)'

Terobosan yang dilakukan adalah dengan rekayasa alat penukar panas sebagai Heat

l3povery Equipment. Alat ini dipakai untuk memanfaatkan kembali energi residu yaitu energi

Fas yang terbuang ke atmosfirPada proses perancangan alat penukar pffis, analisa thermohidrolik baik rating dan sizing

Gsara klasik Oitutot an secara manual grafis yang berbasis pada kondisi permukaannya. Bila hasil

ralisa kurang bisa diterima dari batasan perencanaan maka perancang akan mencoba pada

prmukaan yang lain. Sedangkan setiap proses analisa ini selalu melibatkan plotting data

kmofisis dan karakteristik permukaan. Selain itu juga melibatkan penyelesaian Persamaanrtematis secara simultan dan iterative.

Proses analisa melalui simulasi program komputer memiliki urgensi sebagai alternatif

mdapatkan hasil perancangan yang cepat dan akurat. Untuk itu dibutuhkan pemahaman langkah-

hgkah perancangan yang akan dibuat dalam tahapan algoritma sederhana sebelum diterjemahkan

delam bahasa program yang sesuai.

Procecdings, Komputerdan Sistem Intelijen (KOMMIT 2002)Auditorium Universitas Gunadarma, Jakartq 2l - z2Agustus 2002

Pembuatan tahapan algorifina perancangan alat pcnukar pailas dapat dibuat dengan terlebihdahulu melakukan shrdi pustaka tentang dasardasar pe'rpindahan P&s, thermodinamika,mckanika fluida, p€rancangan alat penukar panas kompak (compact heat exchanger) sertapengcnalan bahasa pemrograman komputer. Tahapan algoritrna disusun denganrnempertirnbangkan kcmungkinan kemudahan pemakaian rumus analitis dari setiap tabel maupungrafrk data thermofisis dan karakteristik permukaan untuk diimplementasikan pada bahasapernrograman.

Perencanaan alat penukar panas dibatasi pada perencanaan thermal dan hidraulik dengantidak membahas masalah tegangan thermal, ekspansi thermal, biayq bagian pengumpul fluida(header), ketidakseragaman aliran, korosi, dan lain sebagainya Demikian pula asumsi kondisioperasi penukar panas ,pada kondisi tunak Kerugian panas ke lingkungan, perubahan energipotensial dan energi kinetilg diabaikan. Pada jenis rckuperator sedikit kernungkinan adanya energitersirnpan sehinggn fluida yang mengalir didalamnya dapat dianggap tidak akan mcngalamiperubahan fase. Simulasi perencanaan penukar panas tidak melibatkan proses optimasi disain.balam hal torsebut keputusan atas rancangan yang terbaik terletak pada pengguna dari hasilsimulasi.

2. Studi pustaka

Penukar panas jenis rekuperator dibedakan menjadi 2 golongan yaitu berdasarkanpengaturan aliran dan berdasarkan permukaan geometrisnya. Berdasarkan pengaturan aliran,umumnya alat penukar panas jenis rekuperator dirancang untuk aliran melintang atau cross flow-Jenis ini dibedakan menjadi 2 yakni yang kedua fluidanya bercampur dan yang hanya salah satufluida bercampur.

Sedangkan berdasarkan permukaan geomehisnya penukar panas ini terbagi menjadi 3kelompok besar, yaitu yang permukaannya tubular atau tanpa sirip, tubular bersirip (finned tube)dan yang plat bersirip (plate fin). Penukar panas rekuperator permukaan tubular tanpa siripdibedakan menjadi 2 yakni : aliran normal pada konfigurasi circular tube dan aliran dalam circulartube dan flattened circular tube. Penukar panas finned tube, berdasarkan pengaturan finnyadibedakan menjadi 2 yaiat yang konfigurasi berseling (stagered) dan konfigurasi sebaris (in-line)-

Sedangkan dari bentuk permukaan siripnya, penukar panas finned tube dibedakan menjadi 3 yakni :circular lndial fin pada circular tube, flat tube dengan continous fin, dan circular tube dengancontinous fin. Penukar panas pemukaan plat bersirip (plate fin) dibedakan menjadi 7 jenis yakni :plane triangular fin, plane rectangular fin, wavy fin, offset strip fin, pin fin, multilouver fin danround perforated fin.

Kays dan London memberikan kontribusi dasar secara umum mengenai simbol geomerispada masing-masing sisi fluida alat penukar panas sebagai berikut : -

Dh : diameter hidrolik laluan fluida (m" ft)A = luasan perpindahan panas total 1m2, ft2;Ao : luas alir bebas minimum/free flow area (m', ft')Afr : luas muka frontal (tnt, ftt)L : panjang alir (m, ft)V - volume total (m', ft )cr. : rasio luasan perpindahan panas total terhadap volume total (m2lm3 , frtff)

I = rasio luasan perpindahan panas total pada salah satu sisi penukar panas terhad4rvolume antar plat pada sisi tersebut (m', ff)

o : porositas atau rasio Ao terhadap Afr (tanpa dimensi)Af/A - rasio luasan fin terhadap luasan perpindahan panas total pada salah satu sisiSedangkan simbol-simbol geometri untuk tiap jenis penukar panas dengan ragam siripnya

mengacu pada simbol baku yang dapat diperoleh pada buku acuan perancangan penukar pac(Heat Exchanger Design Hand Book)

Simulasi Perancangan Thennohidrolik Pada Alat Pcauh,Pmr fipe RoaperatorEsnded Surface Dengan Borland Delphi

3. Tahapan algoritma perancangan

Tahapan algoritnna perancangan penukar panas dibedakan menjadi 2 jenis berdasarkanpermasalahannya yaitu rating problem dan sizing problem. Rating problem dipcrgunakan untukmcnyelesaikan pernrasalahan dengan ukuran geometris penukar panas telah diketatrui. Sedangkansizing problem untuk memperoleh ukuran geometris dari penukar panas dengan informasi thermalyang telah diketahui.

3-1. Rating problem

Tahapan algoritma simulasi rating problem dinyatakan scbagai berikut :1. Input informasi proses2. Input dan atau pilih informasi mekanik3. Hitung properti geometri permukaan kedua sisi

Properti geometri yang dihitung adalah :o Luasan heat transfer ( A)o Luasan alirbebas minimum ( Ao)s Luasan frontal (Afr)tr Volume(V)o Porositas (o)o Diameter hidrolik (Dh)o Rasio AflAtr dan atau B

Khusus untuk konstruksi standar maka parameter o, p,karena telah ditampilkan dalam informasi mekanik saatUntuk parameter lain dihitung sebagai berikut :

Afr: L1 L2Khusus penukar panas plat sirip konstruksi standar

F',b,cl, = --_:___

' br+br+a

B,.Dh,v-t =-,4

V:L1 L2 L3A1 :Vcr1

Estimasi harga effectiveness, saran R.K. Shah estimasi awal e pada harga0,75Prediksi temperatur outlet iterasi pertama

Tc,o = Tc,i + e o(Th,i - Tc,i)Th,o =Th, i+ e o(Th, i -Tc, i )

oDh dan Af/A tidak dihitungpemilihan kode desain standar.

( l )

(2)

(3)

(4)(6)

4.5.

7.8.

Hitung temperatur bulk rata-rataTc,i +Tc,otc.m = ___r_

* Th, i +Th,oI h.t71 =

,

Evaluasi sifat thermofisis fluida pada kedua sisiHitung kecepatan massa maksimum (G)

\Jr=-=-

Ao o.Afr

(7)(8)

(e)

(10)

(1 1)

Proce€dings, Komputcrdan Sistem Intelijen (KOMMIT 2002)

Auditorium Universitas Gunadarma" Jakart4 2l -22 Agustus 209?

9. Hitung Reynold NumberPV max.Dh G.Dh

l \E = -- : -

pp(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

( 17)

(1 8)

( le)

(20)

(2r)

rectangular :(22)

10.11.

Korelasikan karakteristik permukaan ( j dan f )Hitung koefisien konveksi kedua sisi

h= jc.Cp.pr-zt3

atau

, Nu.kfL=-

Dh12. Hitung temperatur dinding kedua sisi

Tw,ci=Tc, i* , Q

,' hc.Ac

Tw,co=Tc,o*J,' hc.Ac

Tw'hi = Th,i -=+' ho'4,

Tw,ho=Th,o-r+' hr 'An

13. Hitung temperatur dinding rata-rata

Tw'm-Tw'c+Tw'h2

untuk fin pinI =bl2-26dengan 6 = do/Zuntuk fin circular tubeI =t f +512untuk continous fin tube

l=Xr l2+612Hitung efisiensi permukaan menyeluruh

. AJi ,10 =r- i0-4r)

14.15.16.

Cek kondisi batas analisa bila melibatkan fluks panas konstan maka koreksi j dan f

Evaluasi konduktivitas thermal materialHitung efisiensi fin

tznh(ml)qr=T

'mt

t2hm- I-

\ k^5nilai I ditentukan sebagai berikut:untuk fin wavy, plain, strip dan perforatqd dengan bentuk laluan

I =b/2-5untuk fin plain dan louver dengan bentuk laluan triangular:

(23)

(24)

(2s)

(26)

(27)17.

!|bd Perancangan Thermohidrolik Pada Alat PenukarPanas Tipe Recuperator B-87qn bcd Surface Borland Delphi

It. Hitung konduktivitas thermal menyeluruh (U)

,n--l-L.-*:f ,g:' + Rw+y+.r-l=-llvt"hA)" vt"A)" '*m*@^ 1

dengan Rw :untuk plate fin exchanger :

Rw= a

- o

Aw.kw L,LrNp.kw

untuk tube fin exchanger:

, (ao\"[aJ

longitudinal23. Tentukan temperatur outlet aktual fluida

Th,o = Th,i - ,clin 1rn,i -Tc,i),Ch

Tc.o = Tc,i +, c

\i" 1rn,i - Tc,i)'c"24. Tentukan laju heat transfer aktual

Q = e Cmin(rh,l-Tc,i)

(28)

(2e)

(30)2r.lcw.L.Nt

19. Tentukan Cmin dan hitung rasio C (C*)

Cc = m".Cp" (31)

Ch -- m^.Cph Q2)

Tentukan cmin dari nilai cc dan ch yang terkecil, kemudian hitung c* :

c* = cminC max

20. Hitung number of transfer unit

NW= UA

Cmin21. Tentukan effektiveness actual

e = ! -*n[[*)tt"o'" {"*p[- c * (uru)''^ 1- ril^"L[c*)" ' - r^PL-" \ rvrv l J ' 'J

22. Cek effectiveness, bila melampaui nilai 80 Yo maka koreksi terhadap efek konduksi

(37)

(38)

25. Hitung pressure drop aktual kedua sisi

M - g-]-[(r-o,+rc)+ rLL*r( L-1]- (t-.,-K"i l (3e)pi 2gc Pi.pi I' Ao p^ \p, ) )

Ada dua iterasi yang harus dilakukan antara lain :a. Proses ke 4-22 dengan mengganti nilai effectiveness yang terbaru hasil proses ke

24b. Proses ke 5-23 dengan merevisi nilai temperatur outlet hasil proses ke 23

32. Sizing Problem

Tahapan algoritma simulasi sizing problem adalah :

1. Input informasi proses2. Pilih informasi mekanik

(33)

(34)

(35)

(36)

proceeains, Kornpu$cr dan Siststl Inteliicn (KOMMIT 2002)Auditorium Universitas Guntdsrm& Jal@ 2l -22 Agustus 2002

3.4.5.6.

Hittmg temperahr bulk rata-rata ( perunl0)Evaluasi sifat thcrmofisis fluida kdua sisiHitung Rasio C ( C*) (penm. 32 dan 33)Tentukan effectiveness aktual

E= (40)

7.8.

InputNTU kescluruhanTentukan NTU spesifikUntuk gas *gas exchanger

MUt=ZNWuntuk gas * liquid exchanger

NTUt =L'l NTUHitung kecepafan massa maksimum (G) kedua sisi

rlz$"; ; r tPn / ; \

G =t l *#_ rr t" l* lI R.Pr''" NTU -\J )

Cmin

(41)

(42)

9.

(43)

dengan F =+ dan R =C

dari persamaan 73 yangtidak diketahui adalah F, r1o dan j/f sehingga sebuah pendekatanprediksi direkomendasikan oleh R-L Webb antara lain :

j/f ditentukan secara ball park melalui input informasi prosestro diestimasi awal pada nilai 0.8F diprediksi pada nilai awal 0.5

10. Hitung Reynold Number (pen. 12)11. Korelasikan karakteristik permukaan ( dan f112. Hitung koefisien konveksi kedua sisi (pers. 13)13. Hitung temperatur dinding kedua sisi

Twoci = Tc,i +NTU.Cmin

(44)

(45)

(46)

(47)

Tw,hi =Th, i -

Tw,ho = Th,o -NTU.C min

14. Hitung temperatur dinding rata-rata (pers. 19)15. Cek kondisi batas analisa bila melibatkan fluks panas konstan maka koreksi j dan f16. Evaluasi konduktivitas thermal material17- Hitung efisiensi fin ( pers. 20sld26)18. Hitung efisiensi permukaan menyeluruh ( pers. 27)19. Hitung konduktivias thermal menyeluruh (U)

Tw.co=Tc.o+ q

NTU.C min

NTU.C min

Rfu. d, al

1 1 'ot* o,

u,=6il*-W"6il (48)

(4e)qr

a2U, =U,

)l

Simulasi Perancangan Thermohidrolik Pada Alat Penukar Panas Tipc RecuperatorExtended Surface Dengan Borland

20. Hitung sifat geometri permukaan kedua sisi

AI = NTUCTNul

Ao, = *t

,GI

Afn=Ao, -4Ao,ot Dh.a,

| - D\ 'AI

tJr - -' 4Ao,

(50)

(sl)

(52)

(53)

[ '-, ' +Kc+t*fr.r(fr-')- (-o, .")A

identik untuk sisi kedua21. Hitung tinggi core heat exchanger

Lz = AhlLz (s4)22. Hitungpressure drop aktual kedua sisi ( pers. 39)23. Cek apakah selisih AP aktual dengan AP kebutuhan memenuhi persyaratan permintaan

misalkan dengan nllai 2 %oBila tidak maka iterasi dilakukan pada proses ke 9 - 22 dengan merevisi nilai G koreksiyaitu:

G_ (5s)

Dari kedua tahapan algoritma dapat terlihat banyaknya persamaan matematika yangterlibat. Iterasi juga melibatkan tahapan proses yang cukup panjang. Selain dari pada itu alternatifuntuk tiap proses juga dapat melibatkan lebih dari 4 persamaan maupun 9 variasi sehinggamenambah rumitnya pen)rusunan program. Kesulitan berikutnya adalah penentuan nilaikarakteristik permukaan j dan f yang ditetapkan pada saat input informasi proses. Namun denganpendekatan prediksi hal ini masih dapat diatasi.

4. EksekusiProgram

Beberapa contoh eksekusi simulasi program dapat ditampilkan pada gambar-gambarberikut ini. Setelah program dipasang pada lingkungan Windows, dan di akses, langkah paling awaladalah memulai perancangan baru dengan memilih satuan perhitungan, Satuan Intemasional (SI)atau Satuan British. Langkah selanjutnya adalah memasukkan data proses kondisi inlet, jenis fluidadan material permukaan seperti ditampilkan pada gambar 1.

zg"9 Pt.e,

Proceedirlgs, Komputer dah Sistem Intelijen (KOMMIT 2002)Auditorium Universitas Gunadarma" Jakarta' 2l -22 Agustus 2002

9..'; flidr githrn =

Gambar l. Proses memasukkan data awal

Gambar 2 menunjukkan tampilan input data mekanik untuk kondisi permukaan menurut

standar Kays dan London. Sedangkan gambar 3 proses memasukkan data mekanik berupa

pe(mukaan autodesainSimulasi rating telah dapat dilakukan sampai output data, namun untuk simulasi

sizing belum dapat ailakot* sampai selesai karena data terutama untuk pilihan fin

autodesain belum tersedia.

l-;T ",ctrt*r-:;ag zI ir

Gambar 2. Proses input data mekanikuntuk landisi permukaan

menurut standar KaYs dan London

i

I. t

II

I

Simulasi Perancangan Thermohidrolik Pada Alat Pentrkar Panas Tipe RecuperatorExtended Surface Dengan Borland Delphi

reoirfi.1a.9n1 -- '-= p.mz oltrlr'orc4 in

Densilrr fin(gamma) =- p.lE 3pl&17.78 frnsfin

i',Pilth tipe latuan'i :''i

la'Rta*gut"r' ' . :! f Tr i lqulrr-- . - - -1

pAplikasi urduk =--l

I c fluid: dngir .'

I c Fbida panas :l . . - . . . . . .

Gambar 3. Proses input data mekanikpermukaan auto desain

5. Kesimpulan

Dari hasil simulasi program ini disamping kecepatan dan keakuratan hasil perancanganbeberapa kemudahan yang dapat ditampilkan antara lain:l. Tampilan grafis dengan visual control standar library aplikasi Windows2. Memiliki menu pilihan dan ragamnya berupa :

9 jenis fluida baik gas maupun liquid9 jenis material permukaan penukar panas2 versi satuan6 variasi jenis fin standar dan2 ragam jenis autodesain untuk penukar panas permukaanplate fin

2 variasi jenis fin standar danZ variasi autodesain untuk penukar panas permukaan tube finPengembangan program masih sangat dibutuhkan terutama untuk kondisi aliran fluida

maupun perancangan mekaniknya.

6. Daftar Pustaka

A.C. Mueller, "Heat Exchanger Basic Thermal Design Methods," in Hand book of HeatTransfer Application, W.M Rohsenow, J.P Harnett,2d, New York:McGraw Hill, 1985B.S.V. Prasad, SMKA Gurukul, 'Differential Methods for the Performance Prediction ofMulti Stream Plate Fin Heat Exchangers," Trans ASME Journal of Heat Transfer, pp 4l-49,February 1992C.P. Hedderich, M.D. Keller, G.N Vander Plaats, "Design and Optimization of Air CooledHeat Exchangers," Trans ASME Journal of Heat Transfer, pp 683-690, November 1982D. A. Olson,"Heat Transfer in thin Compact Heat Exchanger With Circular, Rectangular, onPin Fin Flow Passage," Trans ASME Journal of Heat Transfer, pp 373-382,May 1992W.M. Kay and A.L London, Compact Heat Exchangers,2*, New York:McGraw Hill, 1964Ralph L Webb, "Compact Heat Exchanger", Heat Exchanger.Design Hand Book,, Kenneth JBel/, New York:Hemisphere Publishing, 1986Ralph L Webb, Principles of Enhanced Heat Transfer, New York:John Wiley & Sons, 1994

t l l

t2)

t3l

t4l

t5lt6l

17l

Proceedings, Komputer dan Sistem Intelijen (KOMMIT 2002)

Auditorium Universitas Gunadarmq Jakart4 2l -22 Agustus 2002

Wiley & Sons, 1990

t9] nobert F Boehm, Design Analysis of Thermal Syslerz, New York: John Wiley & Sons, 1987

if bt William H. McAdams, Heat Transmissioz, 3d, Tokyo:McGraw Hill, 1983

if fl A.C. Truup, H.M Soliman, "Performance Optimization of Internally Finned Tubes fa

Laminar Flow Heat Exchanger, in Heat Exchanger, Theory and Practice, N AfghanTabore\G.F. Hewitt, New York:Hemisphere Publishing, 1983

tl2l Kenichi Hashizume, " Heat Transfer and Pressure Drop Across Finned Tube," Hand book dHeat and Mass Transfer vol. I Heat Transfer Operation, Nicholas P. Cheremisinofr

Houston: Gulf Publishing, 1986

ll3] Tunggul M Sitompul, Alai Penukar Kalor, Jakarta: PT Raja Grafindo Persada, 1993

it1i MiciielJ. Moran, Howard N. Saphiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamr'es, Ner

YorkJohn WileY&Sons, 1988

tl5] Anthony Pranata, Tip dan Trik Pemrograman Delphi, Yogyakarta : Penerbit Andi, 1997

if Oj Djoko ir"-orro,' Siri Penuntun Prahis Contoh Penggunaan Rutin-Rutin Program Delphl

Jakarta: PT Elex Media Komputindo,1996 :

tl7] Abdul Kadir, Pemrograman Turbo Pascal untuk IBM PC Menggunaknn versi 5 dan 5.5.

Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 1995

tg] F.p. Incropera, D.P Dewitt, Fundamental of Heat and Mass Transfer,3d, Singapore: John