Data Hasil Pengujian Pengolahan Data

yang melintas pada sisi cangkang. Perubahan pola aliran air yang melintas pada sisi cangkang ini yang kemudian memberikan dampak pada berubahnya nilai koefisien perpindahan panas menyeluruh dan perbedaan tekanan pada sisi cangkang. Koefisien perpindahan panas menyeluruh yang tinggi menunjukkan terjadinya proses perpindahan panas yang baik. Perbedaan tekanan yang tinggi menunjukkan beban pompa yang dikenakan pada pompa untuk mengalirkan air. Dengan demikian, diharapkan koefisien perpindahan panas menyeluruh yang tinggi dan perbedaan tekanan yang rendah untuk menentukan baffle cut optimum. Dari pengolahan data, dapat ditunjukkan hubungan antara bilangan Reynold dengan koefisien perpindahan panas menyeluruh pada sisi cangkang. Dari Gambar 5.1., dapat dilihat bahwa koefisien perpindahan panas tertinggi terjadi pada bilangan Reynold 274.842, yaitu pada baffle cut 21,26. 250 255 260 265 270 275 280 2310 2320 2330 2340 2350 Gambar 5.1. Grafik hubungan antara bilangan Reynold, Re h , dengan perpindahan panas menyeluruh, U. Dari Gambar 5.2., dapat dilihat bahwa semakin besar baffle cut maka semakin tinggi pula temperatur air fluida panas keluar. Padahal, temperatur air keluar yang diharapkan adalah rendah dingin. Dan dapat dilihat, temperatur air keluar yang paling rendah terjadi pada baffle cut 9,11. U Wm 2 K Re h 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 Gambar 5.2. Grafik baffle cut dengan temperatur panas keluar, T ho . Dari Gambar 5.3., dapat dilihat grafik hubungan baffle cut dengan koefisien perpindahan panas menyeluruh alat penukar kalor. Koefisien perpindahan panas yang diharapkan adalah koefisien perpindahan panas menyeluruh yang tinggi. Dan dapat dilihat, koefisien perpindahan panas menyeluruh tertinggi terjadi pada baffle cut 21,26. 50 100 150 200 250 300 10 20 30 40 50 Gambar 5.3. Grafik hubungan antara baffle cut dengan perpindahan panas menyeluruh, U. Dari Gambar 5.4., dapat dilihat bahwa semakin kecil baffle cut maka semakin tinggi perbedaan tekanan yang terjadi pada sisi cangkang. Dan yang diharapkan adalah perbedaan tekanan yang kecil untuk meringankan beban pompa. Dan dapat dilihat, perbedaan tekanan terkecil terjadi pada baffle cut 44,04. T ho o C Baffle Cut U Wm 2 K Baffle Cut 5 10 15 20 25 30 10 20 30 40 50 Gambar 5.4. Grafik hubungan antara baffle cut dengan perubahan tekanan, ∆P. Dari Gambar 5.5., dapat dilihat grafik hubungan perbedaan tekanan dengan koefisien perpindahan panas menyeluruh alat penukar kalor. Koefisien perpindahan panas yang diharapkan adalah koefisien perpindahan panas yang tinggi. Dan dapat dilihat, koefisien perpindahan panas menyeluruh tertinggi terjadi pada perubahan tekanan 21.083 kPa, yaitu pada baffle cut 21,26. 50 100 150 200 250 300 10 20 30 Gambar 5.5. Grafik hubungan antara perubahan tekanan, ∆P, dengan perpindahan panas menyeluruh, U. Dari Gambar 5.6., dapat dilihat semakin besar baffle cut maka semakin kecil efektivitas alat penukar kalor. Dan dapat dilihat, efektivitas tertinggi terjadi pada baffle cut 9,11. Baffle Cut ∆P kPa U Wm 2 K ∆P kPa Gambar 5.6. Grafik hubungan antara baffle cut , dengan efektivitas, ε. Dari Gambar 5.7., dapat dilihat hubungan antara Baffle Cut vs koefisien pindahan panas konveksi fluida panas. Dan koefisien pindahan panas konveksi fluida panas tertinggi dapat dilihat pada baffle cut 21,26. 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 10 20 30 40 50 Gambar 5.7. Grafik hubungan antara baffle cut, dengan koefisien pindahan panas konveksi fluida panas h h . Dari Gambar 5.8., dapat dilihat hubungan antara Baffle Cut vs koefisien pindahan panas konveksi fluida dingin. Dan koefisien pindahan panas konveksi fluida dingin tertinggi dapat dilihat pada baffle cut 44,04 . ε Baffle Cut Baffle Cut h h Wm 2 K 50 100 150 200 250 300 350 400 10 20 30 40 50 Gambar 5.8. Grafik hubungan antara baffle cut, dengan koefisien pindahan panas konveksi fluida dingin h c .

5.4. Validasi Data

Untuk melakukan validasi data, dilakukan perhitungan teoritis dengan menggunakan metode-NTU untuk mendapatkan temperatur keluar kedua fluida. Data yang diketahui adalah temperatur masuk kedua fluida, laju aliran massa kedua fluida, dan bentuk geometris APK. Gambar 5.9. Grafik distribusi temperatur APK. Dimisalkan temperatur rata-rata kedua fluida adalah C 33 T c ° = , untuk air laut dan K 313 C 40 T h = ° = , untuk air. Dengan demikian, dari tabel sifat-sifat air laut, diperoleh sifat-sifat fluidanya sebagai berikut: h c Wm 2 K Baffle Cut Tabel 5.7. Sifat-sifat air laut pada salinitas 29,2 gkg T °C μ kgm.s c p Jkg.K k Wm.K Pr 30 0,000849 4031,856 0,616 5,565 33 μ c = 0,00080 c pc = 4032,683 k c = 0,620 Pr c = 5,241 40 0,000698 4034,612 0,628 4,485 Dan dari tabel sifat-sifat air, diperoleh sifat-sifat fluidanya sebagai berikut: Tabel 5.8. Sifat-sifat air T K μ kgm.s c p Jkg.K k Wm.K Pr 310 0,000695 4178 0,628 4,620 313 μ h = 0,00066 c ph = 4178,6 k h = 0,632 Pr h = 4,344 315 0,000631 4179 0,634 4,160 Koefisien perpindahan panas konveksi pada sisi tabung dihitung dengan: Laju aliran massa air laut di tiap tabung, adalah: kgs 0,00540 37 0,2 N m m c i = = =   Maka bilangan Reynold pada tabung, adalah: 731,682 00080 , 0,0117 00540 , 4 μ πd m 4 Re c i i c = × = = π  Maka bilangan Nusselt pada tabung dapat diperoleh dengan: 6,661 0,977 0,0117 5,241 731,682 1,86 L d Pr Re 1,86 Nu 3 1 3 1 i c c c = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = Sehingga diperoleh koefisien perpindahan panas konveksi pada sisi tabung sebesar: K Wm 352,752 0,0117 620 , 661 , 6 d k Nu h 2 i c c c = × = = Untuk menentukan koefisien perpindahan panas konveksi yang sebenarnya pada sisi cangkang, terlebih dahulu ditentukan koefisien perpindahan panas konveksi yang ideal pada sisi cangkang dengan: Luas aliran menyilang pada sumbu bundle, 2 m m t tp eff tb, ctl bb bc m m 0,00167 S 0,0127 0,0175 0,0175 0,105 0,013 0,04 S D L L D L L S =     − + =         − + = , maka kecepatan massa: s kgm 119,617 0,00167 0,2 S m G 2 m h h = = =  , sehingga diperoleh bilangan Reynold: turbulen 2313,644 0,00066 119,617 0,0127 μ G d Re h h o h = = × = = Dari Tabel 2.2., untuk bilangan Reynold 2313,644 dan susunan tabung segitiga 30°, diperoleh a 1 = 0,321; a 2 = -0,388; a 3 = 1,45; a 4 = 0,519. Dengan demikian, 0,165 2313,644 0,14 1 1,45 0,14Re 1 a a 0,519 a h 3 4 = + = + = , maka: 0158 , 2313,644 0,0127 0,0175 1,33 0,321 Re D L 1,33 a j 388 , 0,16474 a h a t tp 1 I 2 = ×     =     = − Sehingga diperoleh koefisien perpindahan panas yang ideal pada sisi selongsong sebesar: K Wm 2966,118 h 4,344 119,617 4178,6 0158 , Pr G c j h 2 ideal h, 3 2 3 2 h h ph I ideal h, = = = − − Kemudian ditentukan faktor-faktor koreksi berdasarkan potongan baffle J C , kebocoran baffle J L , by pass bundle J B , ketidaksamaan jarak baffle J S , aliran laminar J R , dan viskositas fluida pada temperatur dinding J μ , sebagai berikut: Faktor koreksi berdasarkan potongan baffle J C : Sudut antara baffle cut relatif terhadap sumbu alat penukar kalor, ° =               − =               − = − − 803 , 162 100 44,04 2 1 0,105 0,1317 2cos 100 B 2 1 D D 2cos θ 1 c ctl s 1 ctl , fraksi dari luas area yang dibentuk oleh jendela sekat, 405 , 2 π 803 , 162 sin 360 803 , 162 2 π sin θ 360 θ F o ctl o ctl w = ° − ° = − = , fraksi aliran melintang di antara baffle tips, 190 , 405 , 2 1 2F 1 F w c = − = − = , sehingga diperoleh faktor koreksi potongan baffle: 686 , 190 , 0,72 0,55 0,72F 0,55 J c C = + = + = Faktor koreksi berdasarkan kebocoran baffle J L : Sudut baffle cut, ° =           − =           − = − − 308 , 166 100 44,04 2 1 2cos 100 B 2 1 2cos θ 1 c 1 ds , luas kebocoran selongsong dengan baffle, 2 sb o sb ds o sb s sb m 0,000111 S 166,308 360 0,001 0,1317 0,00436 S θ 360 L D 0,00436 S = ° − × × × = − × × × = , luas kebocoran tabung ke lubang baffle, [ ] [ ] 2 tb 2 2 tb w tt 2 t 2 tb t tb m 0,000133 S 0,405 1 37 0,0127 0,0003 0,0127 4 π S F 1 N D L D 4 π S = − × ×       − + = − × ×       − + =