2000 R
e
40.000 Untuk mencari nilai N
u
bilangan Nusselt digunakan rumus yaitu : N
u
= 1,13 . C
1
. R
e m
. P
r 0,33
dimana, N
u
= bilangan Nusselt R
e
= bilangan Reynold P
r
= bilangan Prandalt • Untuk nilai pada C
1
dan m dapat diperoleh dengan menggunakan tabel kolerasi Grimson yang bergantung pada harga S
L
D
o
atau S
T
D
o
dari susunan pipa yang direncanakan.
�
�
�
�
=
0,096 0,04826
= 2 • Maka, dari tabel kolerasi diperoleh :
C
1
= 0,482 m
= 0,556 • Jadi nilai untuk N
u
adalah: N
u
= 1,13 . 0,482 . 5935,71
0,556
. 0,68
0,33
= 60,1 • Maka dapat diperoleh koefisien panas diluar pipa h
o
h
o
=
�
�
. �
�
ℎ
=
60,1 .0,04 0,016
= 150,25 Wm
2
. k
4.4.3 Pemilihan Pipa Pada Preheater
Untuk dapat menjamin kekuatan pipa preheater khususnya dalam menahan tekanan yang terjadi di dalam pipa, maka kekuatan material yang digunakan
ditentukan dengan menggunakan rumus berikut : S
≥
�.�
�
2 . �
-
� 2
Dimana : S
= Tegangan tarik yang diijinkan psi P
= Tekanan yang terjadi di dalam pipa, dimana dalam hal ini tekanan pipa sebesar 6,3 bar = 91,37 psi
Universitas Sumatera Utara
t = Tebal pipa in
D
o
= Diameter luar pipa Maka, tegangan tarik yang diijinkan adalah :
S ≥
91,37 . 1,9 2 .0,145
–
91,37 2
S ≥ 552,94 Psia
Dari hasil tegangan yang diperoleh diatas, maka dipilih pipa degan tegangan tarik ijin diatas 552,94 . Dari tabel bahan direncanakan material pipa
yang digunakan adalah Seamless Alloy Steel SA 176, 18Cr-8Ni . Dalam hal ini akan cukup aman digunakan untuk pipa preheater.
Untuk mencari efisiensi sirip dengan cara menggunakan grafik efisiensi sirip seperti pada gambar berikut :
Gambar 4.17. Grafik efisiensi sirip
Universitas Sumatera Utara
Dari data sirip diatas,maka diperoleh : • L
C
= L +
� 2
= 0,009 +
0,00046 2
= 0,00923 m • r
2c
= r
e
+
� 2
= 0,033 +
0,00046 2
= 0,03328 m • A
m
= L
C
. δ = 0,00923 . 0,00046
= 4,24 x 10
-6
m
2
•
�
2 �
�
�
=
0,03328 0,024
= 1,386 • �
� 32
. ℎ
�
�. �
m 12
Dimana: k = konduktivitas bahan pipa dari lampiran bahan pipa diperoleh
19 Wm.°C maka, dapat dihitung :
�
� 32
. ℎ
�
�. �
m 12
= 0,00923
1,5
. 152,1619,637.4,24x10
-6 0,5
= 1,21 • Dari grafik sirip diatas, maka didapat harga efisiensi sirip setelah
diinterpolasikan sebesar η
f
= 42,3 • Perbandingan luasan permukaan sirip dengan luas total permukaan pipa
yang menyerap panas dalam tiap 1 meter adala : A
f
A
h
= 0,947 m
2
1,078 m
2
= 0,878 • Perbandingan luas bagian dalam pipa dengan luas total permukaan pipa
yang menyerap panas dalam tiap 1 meter adalah :
�
�
�
ℎ
=
� .�
�
. �
1,078
=
3,14.0,040894 .1 1,078
Universitas Sumatera Utara
= 0,119 • Panas yang hilang pada sirip :
�
�
= �
�
x �
����
Dimana untuk sirip anular : �
����
= 2π.h.�
2 �
− �
�
�
�
= 2. 3,14. 25 0,03328
2
– 0,024
2
246,32 – 25 = 18,47 W
�
�
= 0,423 x 18,47 = 7,81 W untuk tiap sirip
�
��
= 7,81 x 289 = 2257,09 W untuk jumlah siripm
• Efektivitas sirip : η
o
= 1 -
�
�
�
ℎ
1- �
�
= 1 - 0,878. 1 – 0,4230 = 0,5
• Tahanan konduksi pipa superheater A
h
.R
w
: A
h
.R
w
=
�
�
���
�� ��
� 2.
��
�� �ℎ
�
=
0,040894 . ���
0,04826 0,040894
� 2.19.0,119
= 0,000149 m
2
°CW
4.4.4. Koefisien Pindahan Panas Menyeluruh
