87 Dengan cara yang sama seperti cara diatas didapat distribusi temperatur
pada pipa sisi ruang bakar seperti tabel 4.14 berikut ini:
Tabel 4.14 Hasil perhitungan temperatur pada pipa pada daerah postdryoutDNB
z [m]
z T
g
[ C]
xz
g
h
[Wm
2 0
C] z
T
w
[ C]
9,20 226,00
0,57 1637,54
836,67 9,30
229,30 0,58
1647,81 836,17
9,40 232,61
0,58 1657,95
835,77 9,50
235,91 0,59
1667,94 835,46
9,60 239,22
0,59 1677,79
835,24 9,70
242,52 0,60
1687,51 835,11
9,80 245,83
0,61 1697,08
835,08 9,90
249,13 0,61
1706,50 835,13
9,91 249,46
0,61 1707,43
835,14
c. Distribusi kwalitas uap
Sebelum menghitung distribusi kwalitas uap pada pipa terlebih dahulu dihitung harga z
sebagai berikut ini :
+
∆ =
f i
SUB pf
v G
T D
c G
z ε
η φ
4 Dimana :
Untuk Kecepatan massa G yang besar 620 [kgm
2
s] :
] [
10 6
. 16
10 ]
26 1
. 14
[ 10
] 1
. 14
[
3 6
6 6
J m
C p
− −
−
× =
× ×
+ =
× +
= η
η
] [
196 30
226 C
T T
T
fi SAT
i SUB
= −
= −
= ∆
Menurut Bowring untuk tekanan 9.5 – 50 bar 1+ ε =2.3, sehingga :
ε = 2.3-1 ε = 1.3
Dari tabel saturasi uap pada temperatur saturasi T
SAT
=226 C:
pf
c
=4.6562 [kJkg C] dan
f
v
= 1.2012 x 10
-3
[m
3
kg] Sehingga :
] [
1989 .
9 10
2012 .
1 3
. 1
877 .
474 10
6 .
16 000
000 1
196 4
0762 .
10 6562
. 4
877 .
474
3 6
3
m z
z =
× ×
× ×
+ ×
× ×
=
− −
88 Distribusi kwalitas uap dari z
FDB
= 0 meter sampai z = 9.1989 meter dihitung
dengan persamaan : 1
4
FDB fg
z z
i G
D z
x −
+ =
ε φ
Maka untuk z=0 meter
00 .
3 .
2 1830940
8772 .
474 0762
. 000
1000 4
= −
× ×
× ×
= z
x z
x
Sehingga didapatkan kwalitas uap disepanjang pipa sebelum mengalami dryoutDNB seperti tabel 4.15 berikut ini :
Tabel 4.15 Hasil perhitungan distribusi kwalitas uap x pada daerah subcooled
z [m] xz
0,0000
0,00
0,7565
0,02
1,5166
0,04
2,2835
0,06
3,0614
0,08
3,8557
0,10
4,6746
0,12
5,5296
0,15
6,4354
0,17
7,4092
0,19
8,2561
0,22
8.3000
0,22
8.4000
0,22
8.5000
0,22
8.6000
0,23
8.7000
0,23
8.8000
0,23
8.9000
0,23
9.0000
0,24
9.1000
0,24
d. Jenis aliran fluida pada pipa sisi ruang bakar
Dari perhitungan diatas, dapat diketahui jenis aliran pada pipa. Dari syarat- syarat yang telah ditentukan pada bab 2 diatas, maka dapat dibuat syarat-syarat
untuk jenis aliran dalam pipa yaitu
89 Jika tidak timbul gelembung pada dinding pipa, maka aliran adalah aliran
aliran fasa cair. Jika
] s
[kgm 168
2 2
g g
j
ρ maka aliran adalah aliran Gelembung
bubbly flow atau aliran sumbat. Aliran Gelembung terjadi jika
] s
[kgm 5124
2 2
f f
j
ρ sebaliknya aliran sumbat terjadi jika
] s
[kgm 5124
2 2
f f
j
ρ Jika
] s
[kgm 168
2 2
g g
j
ρ maka jenis aliran adalah aliran annular atau
aliran wispy annular. Aliran
annular terjadi jika
] s
[kgm 000
1
2 2
f f
j
ρ sebaliknya aliran wispy annular terjadi
jika
] s
[kgm 000
1
2 2
f f
j
ρ .
Aliran Fasa Uap terjadi jika melewati titik kritis dan aliran fluida sebelum terjadi dryout adalah aliran annular.
Dimana : ]
s [kgm
x] -
[G1
2 f
2 2
ρ ρ
=
f f
j
] s
[kgm ]
[G x
2 g
2 2
ρ ρ
=
g g
j
Dan dari tabel uap saturasi yaitu pada temperatur 226 C didapatkan
f
ρ =832.487 [kgm
3
] dan
g
ρ =12.935 [kgm
3
]. Dan dari perhitungan diatas G=474.887 [kgm
2
]. Sehingga didapatkan jenis aliran disepanjang pipa seperti pada tabel 4.16
berikut ini.
Tabel 4.16 Hasil perhitungan jenis aliran disepanjang pipa sisi ruang bakar
z [m] xz
g 2
] [G x
ρ
f 2
x] -
[G1 ρ
Jenis Aliran
0,0000
0,00 0,00
270,90 Sumbat
0,7565
0,02 6,97
260,17 Sumbat
1,5166
0,04 27,90
249,66 Sumbat
2,2835
0,06 62,76
239,36 Sumbat
3,0614
0,08 111,58
229,29 Sumbat
3,8557
0,10 174,35
219,43 Annular
4,6746
0,12 251,06
209,78 Annular
5,5296
0,15 392,28
195,72 Annular
6,4354
0,17 503,86
186,62 Annular
7,4092
0,19 629,39
177,74 Annular
90
8,2561
0,22 843,84
164,81 Annular
8.3000
0,22 843,84
164,81 Annular
8.4000
0,22 843,84
164,81 Annular
8.5000
0,22 843,84
164,81 Annular
8.6000
0,23 922,29
160,61 Annular
8.7000
0,23 922,29
160,61 Annular
8.8000
0,23 922,29
160,61 Annular
8.9000
0,23 922,29
160,61 Annular
9.0000
0,24 1004,24
156,47 Annular
9.1000
0,24 1004,24
156,47 Annular
9,2000 0,57
5664,53 50,09
Fasa Uap
9,3000 0,58
5865,03 47,79
Fasa Uap
9,4000 0,58
5865,03 47,79
Fasa Uap
9,5000 0,59
6069,01 45,54
Fasa Uap
9,6000 0,59
6069,01 45,54
Fasa Uap
9,7000 0,60
6276,49 43,34
Fasa Uap
9,9000 0,61
6487,45 41,20
Fasa Uap
9,9000 0,61
6487,45 41,20
Fasa Uap
9,9100 0,61
6487,45 41,20
Fasa Uap Maka distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang sisi ruang
bakar adalah seperti pada tabel 4.17, yaitu dengan kecepatan massa = 474.877 [kgm
2
s] dan temperatur masuk ke pipa adalah 30 C.
Tabel 4.17 Hasil perhitungan distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa sisi ruang bakar
z [m]
z T
f
z T
W
xz Aliran
Keterangan
0,0000 30
242,44 0,00 Sumbat
Nucleat boiling 0,7565
50
242,44 0,02 Sumbat
Nucleat boiling 1,5166
70
242,44 0,04 Sumbat
Nucleat boiling 2,2835
90
242,44 0,06 Sumbat
Nucleat boiling 3,0614
110
242,44 0,08 Sumbat
Nucleat boiling 3,8557
130
242,44 0,10 Annular
Nucleat boiling 4,6746
150
242,44 0,12 Annular
Nucleat boiling 5,5296
170
242,44 0,15 Annular
Nucleat boiling 6,4354
190
242,44 0,17 Annular
Nucleat boiling 7,4092
210
242,44 0,19 Annular
Nucleat boiling 8,2561
226
242,44 0,22 Annular
Nucleat boiling 8,3000
226 242,44
0,22 Annular
Saturated Boiling 8,4000
226 242,44
0,22 Annular
Saturated Boiling 8,5000
226 242,44
0,22 Annular
Saturated Boiling 8,6000
226 242,44
0,23 Annular
Saturated Boiling 8,7000
226 242,44
0,23 Annular
Saturated Boiling 8,8000
226 242,44
0,23 Annular
Saturated Boiling 8,9000
226 242,44
0,23 Annular
Saturated Boiling 9,0000
226 242,44
0,24 Annular
Saturated Boiling 9,1000
226 242,44
0,24 Annular
Saturated Boiling
91
9,2000 226,00
836,67 0,57
Fasa Uap
DryoutDNB 9,3000
229,30 836,17
0,58
Fasa Uap
Post Dryout 9,4000
232,61 835,77
0,58
Fasa Uap
Post Dryout 9,5000
235,91 835,46
0,59
Fasa Uap
Post Dryout 9,6000
239,22 835,24
0,59
Fasa Uap
Post Dryout 9,7000
242,52 835,11
0,60
Fasa Uap
Post Dryout 9,9000
245,83 835,08
0,61
Fasa Uap
Post Dryout 9,9000
249,13 835,13
0,61
Fasa Uap
Post Dryout 9,9100
249,46 835,14
0,61
Fasa Uap
Keluar Pipa
4.3.2. Pipa layar Ruang bakar 1
Dengan cara yang sama dengan analisa pada pipa sisi ruang bakar, dengan kecepatan massa G 539,508 [kgm
2
s] dan temperatur masuk ke pipa layar ruang bakar adalah 38.23
C dan panjang pipa efektif 8.431 meter . Maka didapat distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa layar ruang
bakar 1 seperti tabel 4.18 berikut ini.
Tabel 4.18 Hasil perhitungan distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa layar ruang bakar 1
z [m]
z T
f
z T
W
xz Aliran
Keterangan 0,00
38,23
242,44
0,00
Sumbat Masuk Pipa
0,36 47,88
242,44
0,01
Sumbat Nucleat boiling
0,76 57,88
242,44
0,02
Sumbat Nucleat boiling
1,12 66,88
242,44
0,03
Sumbat Nucleat boiling
1,48 75,88
242,44
0,04
Sumbat Nucleat boiling
1,88 85,88
242,44
0,05
Sumbat Nucleat boiling
2,25 94,88
242,44
0,06
Sumbat Nucleat boiling
2,61 103,88
242,44
0,07
Sumbat Nucleat boiling
3,02 113,88
242,44
0,08
Sumbat Nucleat boiling
3,40 122,88
242,44
0,08
Sumbat Nucleat boiling
3,82 132,88
242,44
0,10
Annular Nucleat boiling
4,20 141,88
242,44
0,10
Annular Nucleat boiling
4,59 150,88
242,44
0,11
Annular Nucleat boiling
5,04 160,88
242,44
0,13
Annular Nucleat boiling
5,44 169,88
242,44
0,14
Annular Nucleat boiling
5,86 178,88
242,44
0,15
Annular Nucleat boiling
6,34 188,88
242,44
0,16
Annular Nucleat boiling
6,79 197,88
242,44
0,17
Annular Nucleat boiling
7,25 206,88
242,44
0,18
Annular Nucleat boiling
7,78 216,88
242,44
0,19
Annular Nucleat boiling
8,29 225,88
242,44
0,21
Annular Nucleat boiling
8,43 226
242,44
0,21
Annular Keluar Pipa
92
4.3.3. Pipa layar Ruang bakar 2
Dengan cara yang sama dengan analisa pada pipa sisi ruang bakar, dengan kecepatan massa G 476,128 [kgm
2
s] dan temperatur masuk ke pipa layar ruang bakar 2 adalah 39.32
C dan panjang pipa efektif 6.7 meter . Maka didapat distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa layar ruang
bakar 2 seperti tabel 4.19 berikut ini.
Tabel 4.19 Hasil perhitungan distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa layar ruang bakar 2
z [m]
z T
f
z T
W
xz Aliran
Keterangan 0,00
39,32 242,44
0,00
Sumbat Masuk Pipa
0,31 49,36
242,44 0,01
Sumbat Nucleat boiling
0,65 59,36
242,44 0,02
Sumbat Nucleat boiling
0,96 68,36
242,44 0,03
Sumbat Nucleat boiling
1,27 77,36
242,44 0,04
Sumbat Nucleat boiling
1,58 86,36
242,44 0,05
Sumbat Nucleat boiling
1,93 96,36
242,44 0,06
Sumbat Nucleat boiling
2,24 105,36
242,44 0,07
Sumbat Nucleat boiling
2,56 114,36
242,44 0,07
Sumbat Nucleat boiling
2,92 124,36
242,44 0,08
Sumbat Nucleat boiling
3,24 133,36
242,44 0,09
Sumbat Nucleat boiling
3,57 142,36
242,44 0,10
Annular Nucleat boiling
3,91 151,36
242,44 0,11
Annular Nucleat boiling
4,29 161,36
242,44 0,12
Annular Nucleat boiling
4,64 170,36
242,44 0,13
Annular Nucleat boiling
4,99 179,36
242,44 0,15
Annular Nucleat boiling
5,41 189,36
242,44 0,16
Annular Nucleat boiling
5,79 198,36
242,44 0,17
Annular Nucleat boiling
6,18 207,36
242,44 0,18
Annular Nucleat boiling
6,60 216,36
242,44 0,19
Annular Nucleat boiling
6,70 216,48
242,44 0,19
Annular Keluar Pipa
4.3.4. Pipa Ruang bakar
Dengan cara yang sama dengan analisa pada pipa sisi ruang bakar, dengan kecepatan massa G 410.39 [kgm
2
s] dan temperatur masuk ke pipa ruang bakar adalah 40.97
C dan panjang pipa efektif 7.7 meter . Maka didapat distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa ruang bakar seperti
tabel 4.20 berikut ini.
93
Tabel 4.20 Hasil perhitungan distribusi temperatur, kwalitas uap dan jenis aliran disepanjang pipa ruang bakar
z [m]
z T
f
z T
W
xz Aliran
Keterangan 0,00
40,97 242,44
0,00
Sumbat Masuk Pipa
0,33 48,68
242,44 0,01
Sumbat Nucleat boiling
0,69 58,68
242,44 0,02
Sumbat Nucleat boiling
1,03 67,68
242,44 0,03
Sumbat Nucleat boiling
1,36 76,68
242,44 0,04
Sumbat Nucleat boiling
1,73 86,68
242,44 0,05
Sumbat Nucleat boiling
2,06 95,68
242,44 0,06
Sumbat Nucleat boiling
2,40 104,68
242,44 0,07
Sumbat Nucleat boiling
2,78 114,68
242,44 0,08
Sumbat Nucleat boiling
3,12 123,68
242,44 0,08
Sumbat Nucleat boiling
3,47 132,68
242,44 0,09
Sumbat Nucleat boiling
3,82 141,68
242,44 0,10
Sumbat Nucleat boiling
4,22 151,68
242,44 0,11
Sumbat Nucleat boiling
4,59 160,68
242,44 0,12
Annular Nucleat boiling
4,96 169,68
242,44 0,13
Annular Nucleat boiling
5,39 179,68
242,44 0,15
Annular Nucleat boiling
5,78 188,68
242,44 0,16
Annular Nucleat boiling
6,19 197,68
242,44 0,17
Annular Nucleat boiling
6,66 207,68
242,44 0,18
Annular Nucleat boiling
7,10 216,68
242,44 0,19
Annular Nucleat boiling
7,57 225,68
242,44 0,21
Annular Nucleat boiling
7,70 226
242,44 0,21
Annular Keluar Pipa
4.4. Simulasi Proses evaporasi pada pipa evaporator Ketel uap
