friction factor di dalam pipa
2 t
t
1,64 Re
Ln 0,79
f
−
− ×
=
2.28 kecepatan gas buang di dalam pipa
t gas
t t
A m
V ×
=
2.29
Penurunan tekanan di dalam shell 1
N f
D D
g 2
V P
b s
e s
c 2
s air
s
+ ×
× ×
× ×
= 2.30
dimana : P
s
= penurunan tekanan di dalam shell Pa V
s
= kecepatan air di dalam pipa ms g
c
= 1 kg.mN.s
2
f
t
= friction factor
di dalam shell friction factor
di dalam shell
[ ]
s s
Re ln
0.19 -
0.576 exp
f ×
= 2.31
kecepatan air di dalam shell
s air
s s
A m
V ×
= 2.32
2.4. Perhitungan Alat Penukar Kalor
Gas panas yang diambil dari gas buang mesin diesel dialirkan ke alat penukar
kalor yang telah terpasang lengkap. 2.4.1. Analisa gas buang
Menurut Edward F Obert 1968 diperoleh suatu data bahan bakar mesin diesel dengan laju aliran gas panas dari gas buang pada temperatur 60
o
F dan 29,92
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
in Hg adalah 4460 ft
3
h. Jika Temperatur gas buang 300 C 572
F, maka laju aliran gas buang :
Vol
572
= 4460
. 460
60 460
572 +
+
= 8851 ft
3
hr = 2,46 ft
3
s Perbandingan volume gas buang dengan udara pada t,p sama :
= Vu
Vt Jumlah molekul gas buang jumlah molekul udara
3,76 2,9751
11,186 1,4875
0,975 1
Vu Vt
+ +
+ +
=
= 1,02877 Perbandingan massa gas buang dengan massa udara
= mu
m
t
massa udara + massa bahan bakar massa udara
= 28
. 76
, 3
32 975
, 2
28 .
76 ,
3 32
975 ,
2 95
, 1
12 +
+ +
+
= 1,03422 Perbandingan suatu gas buang dengan kerapatan udara
1 1,0053
Vt Vu
. m
m u
t
u t
≈ =
=
Sedangkan menurut Edward Obert 1968 perbandingan udara dengan bahan bakar AFR antara 1,013 sd 1,09.
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
Temperatur gas panas dari gas buang 300
o
C diperoleh:
t
= 0,0384 lbmft
3
c
t
= 0,249 Btulbm jadi laju massa gas buang
= . Vol
t o
t
m
t
= 0,0384 x 2,46 = 0,0944 lbms = 0,04 kgs
2.4.2. Data-data alat penukar kalor
Untuk merancang alat penukar kalor yang diperlukan perhitungan, data-data sementara yang diketahui, dipilih, dan diharapkan adalah :
• T
h,i
= 300
o
C Temperatur gas buang yang keluar dari mesin diesel •
T
c,i
= 30
o
C Temperatur air di laboratorium •
T
c,o
= 100
o
C Temperatur air yang diharapkan •
t o
m = 0,04 kgs Laju aliran massa gas buang •
s o
m = 0,025475 kgs Laju aliran massa air
• D
s
= 0,127 m Diameter Shell yang dipilih •
P
t
= 25,4 mm = 0,0254 m Jarak pitch •
N
t
= 19 Jumlah tabung yang diizinkan •
N
b
= 18 Jarak sekat yang direncanakan •
D
p,o
=19,05 mm = 0,01905 m Diameter tube yang dipilih
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
• t
= 2 mm = 0,002 m Tebal tube •
N
p
=1 Jumlah pass yang direncanakan •
Susunan pipa : staggered segitiga
2.4.3. Temperatur gas buang keluar dari Alat Penukar Kalor Perpindahan kalor secara termodinamika untuk fluida dingin
i c,
o c,
air s
o c
c air
o c
T T
cp m
Q T
cp m
Q −
× ×
= ×
× =
s
C 65
2 100
30 2
T T
T :
temperatur Pada
o o
, c
i ,
c c
= +
= +
=
K kg
J cp
diperoleh
air
⋅ = 4182,6
, sehingga :
kW Q
W Q
Q
c c
c
7,45862145 7458,62145
30 100
4182,6 025475
,
= =
− ×
× =
Perpindahan kalor secara termodinamika untuk fluida panas
o h,
i h,
gas o
h h
gas t
o h
T T
cp m
Q T
cp m
Q −
× ×
= ×
× =
t
Kalor yang di serap fluida dingin sama dengan kalor yang di lepas fluida panas
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
25 186465,536
T 300
cp 7458,62145
T 300
cp 0,04
Q T
T cp
m Q
Q
o h,
gas o
h, gas
c o
h, i
h, gas
o c
h
= −
× =
− ×
× =
− ×
× =
t
gas o
h, gas
o h,
cp 25
186465,536 300
T cp
25 186465,536
T 300
− =
= −
Trial-and error 1 misal :
300 T
T T
sem o
h, i
h, o
h,
= =
sifat fluida dievaluasi pada temperatur C
300 2
300 300
2 T
T T
o sem
o h,
i h,
h
= +
= +
=
diperoleh cp
gas
= 1063,89 Jkg.K,sehingga :
C 07591
124,732316 T
1063,89 25
186465,536 300
T
o sem
o h,
sem o
h,
= −
=
Trial-and error 2 Karena perbedaan T
h,o sem
yang dimisalkan dan T
h,o
yang di peroleh ini besar, maka sifat fluida di evaluasi kembali pada temperatur
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
C 037955
212,366158 2
07591 124,732316
300 2
T T
T
o sem
o h,
i h,
h
= +
= +
=
di peroleh cp
gas
= 1008,702603240 Jkg.K, sehingga :
C 14407
115,143199 T
3240 1008,70260
25 186465,536
300 T
o sem
o h,
sem o
h,
= −
=
Trial-and error 3 Karena perbedaan T
h,o
masih besar, maka sifat fluida di evaluasi kembali pada temperatur
C 572032
207,571599 2
14407 115,143199
300 2
T T
T
o sem
o h,
i h,
h
= +
= +
=
di peroleh cp
gas
= 1004,962847688 Jkg.K, sehingga :
C 86586
114,455293 T
7688 1004,96284
25 186465,536
300 T
o sem
o h,
sem o
h,
= −
=
demikian seterusnya sehingga di peroleh T
h,o
trial-and-error terakhir dengan T
h,o
trial-and-error sebelumnya besarnya dianggap sama [{T
h,o
i+1 - T
h,o
i} 0,000000000009], seperti ditunjukkan tabel 2.1.
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
Tabel 2.1. Hasil Perhitungan Temperatur Gas Keluar dengan Menggunakan Simulasi Iterasi i
T
h,i
T
h,o h
T Cp
gas
0 300 300
300 1063,89
1 300 124,732316075910
212,366158037955 1008,70260324000
2 300 115,143199144070
207,571599572032 1004,96284768800
3 300 114,455293865860
207,227646932929 1004,69456668800
4 300 114,405748341320
207,202874170661 1004,67524187600
5 300 114,402178457370
207,201089228685 1004,67384957600
6 300 114,401921251660
207,200960625832 1004,67374926800
7 300 114,401902721300
207,200951360649 1004,67374209200
8 300 114,401901395640
207,200950697821 1004,67374154600
9 300 114,401901294780
207,200950647389 1004,67374150500
10 300 114,401901287200
207,200950643598 1004,67374150201
11 300 114,401901286650
207,200950643325 1004,67374150179
12 300 114,401901286610
207,200950643305 1004,67374150178
13 300 114,401901286610
Berdasarkan tabel diatas, maka di peroleh : Th,o = 114,401901286610 C
2.4.4. Panjang Alat Penukar Kalor Perpindahan kalor secara perpindahan kalor
LMTD F
A U
Q
o o
× ×
× =
Log Mean Temperature Difference
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
K 06
133,991448 LMTD
30 286610
114,401901 100
300 ln
30 286610
114,401901 100
300 T
T T
T ln
T T
T T
LMTD
i c,
o h,
o c,
i h,
i c,
o h,
o c,
i h,
= −
− −
− −
= −
− −
− −
=
Untuk mencari F diperlukan parameter
i ,
h i
, c
i ,
h o
, h
T T
T T
P −
− =
6 0,68740036
P 300
30 300
286610 114,401901
= −
− =
dan
i ,
h o
, h
o ,
c i
, c
T T
T T
R −
− =
6 0,37715903
R 300
286610 114,401901
100 30
= −
− =
karena R ≠1, maka di peroleh
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
{ }
{ }
{ }
{ }
{ }
135643 0,85835372
1 6
0,37715903 1
6 0,37715903
6 0,68740036
2 1
6 0,37715903
1 6
0,37715903 6
0,68740036 2
Ln 1
6 0,37715903
6 0,37715903
6 0,68740036
1 6
0,68740036 1
Ln 1
6 0,37715903
1 R
1 R
P 2
1 R
1 R
P 2
Ln 1
R R
P 1
P 1
Ln 1
R F
2 2
2 2
2 2
= ⎥
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎣
⎡ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
+ +
− ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
− +
− ×
− ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ ×
− −
× +
= ⎥
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎢ ⎣
⎡ +
+ +
− +
− +
− ×
− ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ ×
− −
× +
=
F
Luas perpindahan kalor
L A
L ヾ
N L
D ヾ
A
o t
o p
o
× =
× ×
× =
× ×
× =
137099461 ,
1 19
01905 ,
,
Koefisien perpindahan kalor menyeluruh
o i
, p
o ,
p o
, p
i i
, p
o ,
p o
h 1
D D
Ln k
2 D
h 1
D D
1 U
+ ×
× +
× =
Untuk bahan pipa wrought stainless steels type 304, diperoleh : k = 18,85 Wm.K. Untuk mencari koefisien perpindahan panas pada pipa dan juga pada shell diperlukan
panjang pipa, oleh karena itu, maka panjang sementara dimisalkan, yaitu
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
m 0,3429
L 0,01905
18 D
N L
sem o
p, b
sem
= ×
= ×
=
• Mencari koefisien perpindahan kalor didalam pipa
Bilangan Reynolds
gas t
gas i
p, o
t
A D
m Re
× ×
×
t
aliran massa gas buang di dalam tube = 0,04 kgs
o t
m diameter dalam tube
D
p,i
= D
p,o
– 2 × t = 0,01905 – 2 × 0,002
D
p,i
= 0,01505 m pada temperatur :
C T
o h
643305 207,200950
=
diperoleh :
gas
= 1,10608614127151 kgm
3 gas
= 0,0000202280760514644 m
2
s luas aliran sisi tube
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
2 t
2 p
2 i
p, t
t
m 8
0.,0337999 A
1 4
0,01505 19
N 4
D N
A
= ×
× ×
= ×
× ×
=
di peroleh :
3 7960,42913
Re 4
8076051464 0,00002022
8 0,00337999
127151 1,10608614
01505 ,
04 ,
Re
= ×
× ×
=
t t
Untuk aliran 2100 Re
t
10.000, bilangan Nusselt didalam tube di peroleh dari persamaan [19]
3 1
gas 3
2 i
, p
3 2
t gas
i ,
p i
t
Pr L
D 1
125 Re
116 ,
k D
h Nu
× ⎥
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎢ ⎣
⎡ ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ +
× −
× =
× =
pada temperatur :
C T
o h
643305 207,200950
=
di peroleh :
gas
= 1,10608614127151 kgm
3
k
gas
= 0,0308494798540376 Wm-K
di peroleh :
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
[ ]
K m
W 5,76949003
6 77151
1060861412 ,
1 0,3429
01505 ,
1 125
3 7960,42913
116 ,
98540376 0,03084947
01505 ,
2 3
1 3
2 3
2
⋅ =
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
+ ×
− ×
= ×
i i
h x
h
• Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam shell
Bilangan Reynolds
air s
air e
o s
A D
m Re
× ×
× =
s
aliran massa di dalam shell = 0,025475 kgs
o s
m diameter ekivalen
, p
2 ,
p 2
t e
D D
P 4
D ×
π ×
π −
× =
m 6
0,01803352 D
0,01905 0,01905
0,0254 4
e 2
2
= ×
× −
× =
pada temperatur :
C 65
T
o c
=
diperoleh :
air
= 980,6 kgm
3 air
= 0,000000442677037859397 m
2
s
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
luas aliran sisi shell
t s
s
P B
C D
A ×
× =
m 0,00635
C 0,01905
0,0254 D
P C
o p,
t
= −
= −
=
m 8
0,01804736 B
1 18
0,3429 1
N L
B
b
= +
= +
=
2 s
s
m 4
0,00057300 A
0,0254 8
0,01804736 0,00635
0,127 A
= ×
× =
di peroleh :
7 1846,96363
Re 397
2677037859 0,00000044
4 0,00057300
980,6 6
0,01803352 025475
, Re
= ×
× ×
=
s s
Untuk bilangan Reynold yang berada pada interval : 0,1 Re
s
100000, bilangan Nusselt di dalam shell di peroleh dari persamaan
{ }
0,3 air
0,52 s
air e
o s
Pr Re
0,56 0,35
k D
h Nu
× ×
+ =
× =
pada temperatur :
C 65
T
o c
=
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
di peroleh : Pr
air
= 2,758
k
air
= 0,6585 Wm-K
di peroleh :
{ }
K h
h
o o
⋅ =
× ×
+ =
×
2 3
, 52
,
m W
1402,16748 2,758
7 1846,96363
56 ,
35 ,
0,6585 6
0,01803352
di peroleh koefisien perpindahan kalor menyeluruh :
K U
Ln U
o o
⋅ =
+ ×
× +
× =
2
m W
7 50,1029751
1402,16748 1
01505 ,
01905 ,
85 ,
18 2
01905 ,
3 65,7694900
1 01505
, 01905
, 1
Jadi perpindahan kalor secara perpindahan kalor
m 9
1,13829078 L
06 133,991448
135643 0,85835372
L 096683
1,13709946 7
50,1029751 7458,62145
LMTD F
A U
Q
o o
= ×
× ×
× =
× ×
× =
Karena besarnya L yang diperoleh ini tidak sama dengan L sementara yang dimisalkan, maka harus dilakukan iterasi dengan menggunakan panjang yang di
peroleh ini. Trial-and error 1
• Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam pipa
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
Bilangan Reynolds
gas t
gas i
p, o
t
A D
m Re
× ×
× =
t
aliran massa di dalam tube = 0,04 kgs
t o
m diameter dalam tube
D
p,i
= D
p,o
– 2 × t = 0,01905 – 2 × 0,002
D
p,i
= 0,01505 m pada temperatur :
C 643305
207,200950 T
o h
= di peroleh :
gas
= 1,10608614127151 kgm
3 gas
= 0,0000202280760514644 m
2
s luas aliran sisi tube
2 t
2 p
2 i
p, t
t
m 8
0.,0337999 A
1 4
0,01505 19
N 4
D N
A
= ×
× ×
= ×
× ×
=
di peroleh
7960,4291 Re
4 8076051464
0,00002022 8
0,00337999 127151
1,10608614 01505
, 04
, Re
= ×
× ×
=
t t
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
Untuk aliran 2100 Re
t
10.000, bilangan Nusselt didalam tube di peroleh dari
persamaan [19]
3 1
gas 3
2 i
, p
3 2
t gas
i ,
p i
t
Pr L
D 1
125 Re
116 ,
k D
h Nu
× ⎥
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎢ ⎣
⎡ ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ +
× −
× =
× =
pada temperatur : C
643305 207,200950
T
o h
= di peroleh :
gas
= 1,10608614127151 kgm
3
k
gas
= 0,0308494798540376 Wm-K
di peroleh
[ ]
K m
W 1
61,7621007 6402
7261789429 ,
9 1,13829078
01505 ,
1 125
3 7960,42913
116 ,
98540376 0,03084947
01505 ,
2 3
1 3
2 3
2
⋅ =
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
+ ×
− ×
= ×
i i
h x
h
Mencari koefisien perpindahan kalor di dalam shell
Bilangan Reynolds
air s
air e
o s
A D
m Re
× ×
× =
t
aliran massa didalam shell
= 0,025475 kgs
o s
m diameter ekivalen
, p
2 ,
p 2
t e
D D
P 4
D ×
π ×
π −
× =
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
m D
e
6 0,01803352
01905 ,
01905 ,
0254 ,
4
2 2
= ×
× −
× =
π π
pada temperatur :
C 65
T
o c
=
, diperoleh :
air
= 980,6 kgm
3 air
= 0,000000442677037859397 m
2
s luas aliran sisi shell
t s
s
P B
C D
A ×
× =
m 0,00635
C 0,01905
0,0254 D
P C
o p,
t
= −
= −
=
2 0,05991004
B 1
18 9
1,13829078 1
N L
B
b
= +
= +
=
2 s
s
m 4
0,00190214 A
0,0254 2
0,05991004 0,00635
0,127 A
= ×
× =
di peroleh
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
1 556,381407
Re 397
2677037859 0,00000044
4 0,00190214
980,6 6
0,01803352 025475
, Re
= ×
× ×
=
s s
Untuk bilangan Reynold yang berada pada interval : 0,1 R
e
100000, bilangan Nusselt di dalam shell di peroleh dari persamaan
{ }
0,3 air
0,52 s
air e
o s
Pr Re
0,56 0,35
k D
h Nu
× ×
+ =
× =
pada temperatur :
C 65
T
o c
=
, diperoleh Pr
air
= 2,758
k
air
= 0,6585 Wm,K
sehingga :
{ }
K h
h
o o
⋅ =
× ×
+ =
×
2 3
, 52
,
m W
3 759,380377
2,758 1
556,381407 56
, 35
, 0,6585
6 0,01803352
di peroleh koefisien perpindahan kalor menyeluruh
K U
Ln U
o o
⋅ =
+ ×
× +
× =
2
m W
4 45,5987718
3 759,380377
1 01505
, 01905
, 85
, 18
2 01905
, 1
61,7621007 1
01505 ,
01905 ,
1
Jadi perpindahan kalor secara perpindahan kalor
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
m 1
1,25073007 06
133,991448 135643
0,85835372 6683
1370994609 1,
4 45,5987718
7458,62145 =
× ×
× ×
= ×
× ×
=
L L
LMTD F
A U
Q
o o
Demikian seterusnya sehingga di peroleh L iterasi terakhir dengan L iterasi sebelumnya besarnya dianggap sama [{Li+1 - Li} 0,000000000009], seperti
ditunjukkan tabel 2.2.
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
2.4.5. Efektivitas Alat Penukar Kalor Efektivitas alat penukar kalor di peroleh dari persamaan
max
Q Q
= ε
Perpindahan kalor maksimum
i ,
c i
, h
min max
T T
C Q
− ×
= Kapasitas kalor yang minimum di pilih dari
min h
gas o
h c
air o
c
C K
W 600711
40,1869496 C
150178 1004,67374
0,04 Cp
m C
K W
106,551735 C
4182,6 0,025475
Cp m
C
⇒ =
× =
× =
= ×
= ×
=
t s
di peroleh :
W 1
10850,4764 Q
30 300
600711 40,1869496
Q
max max
= −
× =
di peroleh efektivitas alat penukar kalor adalah
740 ,
68 5605156
0,68740036 1
10850,4764 7458,62145
= =
=
ε ε
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
2.4.6. Penurunan tekanan di dalam Tube dan Shell Penurunan tekanan di dalam tube dari persamaan [2.27]
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
× +
× ×
× ×
ρ =
Δ
p i
, p
p t
c 2
t gas
t
N 4
D N
L f
g 2
V P
friction factor di dalam tube
4 0,03359358
f 1,64
3 7960,42913
Ln 0,79
1,64 Re
Ln 0,79
f
t 2
2 t
t
= −
× =
− ×
=
− −
Kecepatan gas buang di dalam tube
s m
3 10,6692801
V 9
0,00337998 127151
1,10608614 0,04
A m
V
t t
gas t
o t
= ×
= ×
=
di peroleh :
2 m
N 1
4 0,01505
1 1
2 2
1 431,109298
1,2586909 4
0,03359358 10,6692801
127151 1,10608614
= Δ
× +
× ×
× ×
= Δ
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
t P
t P
Penurunan tekanan di dalam shell dari persaamaan [2.30]
1 N
f D
D g
2 V
P
b s
e s
c 2
s air
s
+ ×
× ×
× ×
ρ =
Δ
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
friction factor di dalam shell
[ ]
[ ]
4 0,54554344
f 3
503,160729 ln
0.19 -
0.576 exp
Re ln
0.19 -
0.576 exp
f
s s
s
= ×
= ×
=
Kecepatan air di dalam shell
s m
2 0,01235131
V 9
0,00210333 980,6
0,025475 A
m V
s s
air s
o s
= ×
= ×
=
di peroleh :
2 m
N 1
18 0,127
1 2
2
2 5,46001792
0,54554344 6
0,01803352 2
0,01235131 980,6
= Δ
+ ×
× ×
× ×
= Δ
s P
s P
2.4.7. Perancangan Alat Penukar Kalor Dari temperatur 300
C dan laju aliran massa gas buang sebesar 0.04 kgs dilakukan simulasi dengan mempergunakan program Visual Basic.Temperatur air
masuk 30 C dan temperatur air yang keluar dari alat penukar kalor yang diharapkan
100 C. Harga tersebut dimasukan ke dalam simulator yang telah dirancang
mempergunakan program visual basic dan urutan perhitungan dapat dilihat dari
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
diagram alir seperti terlihat pada lampiran 1. Hasil simulasi dapat dilihat pada lampiran 2 .
Pertimbangan pemilihan dimensi alat penukar kalor sebagai berikut : 1. Dapat menghasilkan temperatur air keluar dari APK mencapai 100
C . 2.
Gas buang yang keluar dari APK dapat mengurangi dampak lingkungan . 3.
Efektivitas alat penukar kalor cukup tinggi . 4.
Bahan yang dipergunakan ada dipasaran . 5.
Biaya relatif terjangkau.
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu
