perbedaan temperatur maksimum yang berada pada sebuah alat penukar kalor adalah perbedaan antara temperatur masuk pada fluida panas dan pada fluida
dingin, yakni ΔT
maks
= T
h,i
– T
c,i
Perpindahan panas pada sebuah alat penukar kalor akan mendapatkan nilai maksimum pada saat
1. Fluida dingin dipanaskan hingga mencapai temperatur masuk fluida panas, atau 2. Fluida panas didinginkan hingga mencapai temperatur masuk fluida dingin
Kondisi pembatas diatas tidak akan dicapai kecuali kapasitas panas fluida panas dan fluida dingin adalah sama C
c
= C
h
. Pada saat C
c
≠ C
h
, yang adalah merupakan kasus yang biasanya terjadi, fluida yang memiliki kapasitas panas
yang lebih kecil akan memiliki perubahan temperatur yang lebih besar, sehingga berdasarkan pengalaman akan mencapai temperatur maksimum, dimana pada
kondisi tersebut perpindahan panas akan berhenti. Sehingga laju perpindahan panas maksimum yang mungkin terjadi adalah
Q
maksimum
= C
min
T
h,i
– T
c,i
2.56 C
min
diperoleh dari perhitungan C
c
dan C
h
yang lebih kecil. ε =
Q Q
maksimum
=
C
h
T
h,i
– T
h,o
C
min
T
h,i
– T
c,i
=
C
c
T
c,o
– T
c,i
C
min
T
h,i
– T
c,i
2.57 Bila C
h
= C
min
maka keefektifan ε
ε =
T
h,i
– T
h,o
T
h,i
– T
c,i
2.58 Bila C
c
= C
min
maka keefektifan ε
ε =
T
c,o
– T
c,i
T
h,i
– T
c,i
2.59 Keefektifan sebuah alat penukar kalor bergantung pada bentuk dan ukuran
alat penukar kalor dan arah aliran yang terjadi. Oleh karena itu, perbedaan tipe pada alat penukar kalor akan menghasilkan persamaan keefektifan yang berbeda.
Berikut ini akan dijabarkan persamaan keefektifan ε alat penukar kalor tipe
double-pipe dengan aliran sejajar. {7] ln
�
T
h,o
, T
c,o
T
h,i
, T
c,i
�
= -U A
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
39 ln
�
T
h,o
, T
c,o
T
h,i
, T
c,i
�
= -U A
�
1 C
h
+
1 C
c
� �
T
h,o
, T
c,o
T
h,i
, T
c,i
�
= exp � -U A �
1
C
h
+
1
C
c
�� 2.60
sebelumnya diketahui bahwa dQ = U dA T
h
– T
c
Berdasarkan neraca entalpi bahwa dQ adalah : dQ =
ṁ
h
c
p,h
-dT
h
= ṁ
c
c
p,c
dT
c
atau dQ = -
ṁ
h
c
p,h
dT
h
= ṁ
c
c
p,c
dT
c
dT
h
= - dQ
ṁ
h
c
p,h
dT
c
= dQ
ṁ
c
c
p,c
dT
h
– dT
c
= d T
h
– T
c
= -
dQ ṁ
ṁ
h
c
p,h
−
dQ ṁ
ṁ
c
c
p,c
= -dQ
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
dT
h
– dT
c
= -U dA T
h
– T
c
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
d T
h
– T
c
T
h
– T
c
= -U dA
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
dengan mengintegralkan kedua ruas, maka
∫
d T
h
– T
c
T
h
– T
c
T
h,o
, T
c,o
T
h,i
, T
c,i
= -U
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
� ∫
dA A
ln T
h
-T
c
T
h,i
, T
c,i
T
h,o
, T
c,o
= -U A
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
lnT
h,o ,
T
c,o
– lnT
h,i
, T
c,i
= -U A
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
ln
�
T
h,o
, T
c,o
T
h,i
, T
c,i
�
= -U A
�
1 ṁ
h
c
p,h
+
1 ṁ
c
c
p,c
�
