65 Dan koefisien kerugian pada pipa sisi ruang bakar adalah :
ww
K = Koefisien Kerugian pada Pipa Sisi Ruang bakar
= Kin + K1 + K2 + Kout
= 0.5+ 0.17 + 0.13 + 1
ww
K = 1.8
f. Posisi dryoutDNB
Mengetahui posisi dryoutDNB adalah sangat penting dalam menghitung kecepatan massa G pada sirkulasi alami, karena dengan
mengetahui posisi ini kita akan mengetahui kerapatan, kwalitas uap pada posisi dryout, posisi dryout dan apakah terjadi dryoutDNB atau tidak.
Kwalitas uap pada posisi dryout atau kritis dihitung dengan persamaan 2- 26.
fg CRIT
i G
D C
A x
4 ×
− =
φ
Dimana :
A =
G D
F F
DGi
fg 5
. 2
1
0143 .
1 4
317 .
2 +
C =
n
G F
DG F
1356 347
. 1
077 .
4 3
+ n
= p
00725 .
. 2
− P
=Tekanan [bar] D
=Diameter pipa [m] φ
=Flux panas permukaan G
=Kecepatan massa [kgm
2
s] F
1
, F
2
, F
3
, F
4
didapat dari tabel 2-1 pada tekanan 26 bar diperoleh harga F
1
, F
2
, F
3
, F
4
dengan interpolasi. F
1
= 0,4816 F
2
= 0,4004
F
3
= 0,4018 F
4
= 0,08082
66 Sehingga diperoleh harga
A
942 .
21238 546
. 10
58 .
1 1
546 .
786 .
38920 10
58 .
1 1
786 .
38920 0762
. 4004
. 0143
. 1
4816 .
4 1830940
0762 .
317 .
2
3 3
5 .
= ×
× +
× =
× ×
+ ×
= ×
× +
×
×
× =
= =
A A
G G
A G
G A
Untuk mendapatkan harga C’, Harga n dihitung dengan
8115 .
1 26
00725 .
. 2
= ×
− =
n n
Maka harga konstanta C’:
001288 .
1356 546
. 02804
. 1
546 .
10 3575
. 2
1356 02804
. 1
10 3575
. 2
1356 08082
. 347
. 1
0762 .
0.4018 077
.
8115 .
1 3
8115 .
1 3
8115 .
1
= ×
+ ×
× =
× +
× ×
= ×
× +
× ×
× =
− −
C C
G G
C G
G C
Maka X
CRIT
didapat sebesar :
00 .
1 1830940
546 .
0762 .
001288 .
1000000 942
. 21238
4 =
× ×
× −
=
CRIT CRIT
x x
Posisi saat terjadinya titik kritis adalah :
] [
01 .
1000000 4
0.1 1830940
1.08 30
226 6.2
0.0762465 546
. 4
1
m z
z i
x T
T c
D G
z
CRIT CRIT
fg CRIT
fi SAT
pf CRIT
= ×
× ×
+ −
× ×
= +
+ −
=
φ ε
Jika
CRIT
z Z
NWL
maka
CRIT
z = Z
NWL
, dalam kondisi ini tidak terjadi dryoutDNB, karena melebihi Z
NWL
pipa. Dalam analisa ini pipa
67 mengalami dryoutDNB, sehingga temperatur fluida adalah temperatur
saturasi dengan demikian z
ρ =832.487 [kgm
3
]. g.
Konstanta dua fasa pada pipa sisi ruang bakar Φ
Konstanta dua fasa Φ dihitung dengan menggunakan persamaan 2-40.
dimana harga x diambil dari titik kritis atau dryout yang telah dihitung sebelumnya yaitu
08 .
1 =
CRIT
x . Sehingga :
[ ]
[ ]
36 .
64 1
1 027
. 1
1 1
97303 .
10 20122
. 1
077308 .
1 1
1 97303
. 1
027 .
1 97303
. 1
97303 .
2 5
. 5
. 3
2 5
. 5
.
= Φ
− +
+ −
× ×
× ×
+ −
× =
Φ
−
+ +
− ×
+ −
= Φ
−
x x
x v
v x
x
f g
Maka kecepatan massa G dapat dihitung yaitu :
ww ww
d out
ww ww
ww ww
ww d
d d
d d
d ww
d NWL
K D
L f
K D
L f
g z
Z G
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
2 1
1 2
2 2
_
Φ +
− +
+ +
− =
] [
326 .
706 832.487
2 8
. 1
36 .
64 995.6193
1 832.487
1 0762
. 832.487
2 10.430
1837 .
995.6193 2
36 .
2 125
. 995.6193
2 11.398
7484 .
9.81 832.487
01 .
995.6193 6.575
2
s m
kg G
G =
× ×
+
−
+ ×
× ×
+ ×
+ ×
× ×
× ×
− ×
=
Dengan mengulang langkah a sampai langkah d didapatkan hasil iterasi
seperti tabel 4.3 berikut ini :
68
Tabel 4.3 Hasil iterasi untuk mendapatkan kecepatan massa G pada sirkulasi pipa downcomer dengan pipa sisi ruang bakar
i
1 −
i
G
d
f
ww
f
CRIT
x
CRIT
z z
ρ Φ
i
G
1 −
−
i i
G G
1 0,546 0,7484
0,1837 1,00 0,01
832,487 64,36
706,326 705,780
2 706,326 0,0195
0,0184 0,46 13,41
832,487 29,87
522,558 -183,769
3 522,558 0,0204
0,0186 0,54 10,08
832,487 35,16
485,115 -37,443
4 485,115 0,0206
0,0187 0,56 9,39
832,487 36,46
477,101 -8,014
5 477,101 0,0207
0,0188 0,57 9,24
832,487 36,75
475,367 -1,734
6 475,367 0,0207
0,0188 0,57 9,21
832,487 36,81
474,991 -0,376
7 474,991 0,0207
0,0188 0,57 9,20
832,487 36,82
474,910 -0,082
8 474,910 0,0207
0,0188 0,57 9,20
832,487 36,83
474,892 -0,018
9 474,892 0,0207
0,0188 0,57 9,20
832,487 36,83
474,888 -0,004
10 474,888 0,0207
0,0188 0,57 9,20
832,487 36,83
474,887 -0,001
Sehingga didapat harga kecepatan massa pada pipa sisi ruang bakar G = 474.887 [kgm
2
s]
4.2.2. Sirkulasi antara pipa konveksi dengan pipa ruang bakar dan layar ruang bakar
Pada sirkulasi ini, pipa yang dipanasi adalah pipa sisi ruang bakar dan pipa layar ruang bakar dengan flux panas
1
φ = 1 MWm
2
, dan pipa-pipa konveksi dengan flux panas
2
φ =52500 Wm
2
. Kecepatan massa G pada pipa-pipa layar ruang bakar dan pipa ruang bakar dihitung dengan menggunakan persamaan 2-43,
dengan cara yang sama pada sirkulasi antara pipa konveksi dengan pipa sisi ruang bakar diatas.
Pada awal iterasi karena temperatur awal fluida dalam pipa sama dengan temperatur air pada drum, yaitu 30
C. Tetapi untuk iterasi selanjutnya, temperature air dihitung berdasarkan kecepatan massa G dari hasil iterasi
sebelumnya dengan menggunakan persamaan persamaan 2-8. Seperti berikut ini:
0762 .
2 .
4656 5
. 7
52500 4
30 4
× ×
× ×
+ =
+ =
G z
T D
c G
z T
z T
f pf
fi f
φ
69 Karena pipa layar ruang bakar dan pipa ruang bakar mendapat air masuk
dari drum lumpur sehingga untuk analisanya digunakan analisa paralel, yaitu : 1.
Sikulasi antara pipa konveksi dengan pipa layar ruang bakar 1 2.
Sikulasi antara pipa konveksi dengan pipa layar ruang bakar 2 3.
Sikulasi antara pipa konveksi dengan pipa ruang bakar
Gambar 4. 6 Sirkulasi antara pipa konveksi, pipa layar ruang bakar dan pipa ruang bakar
70
4.2.2.1. Sirkulasi antara pipa konveksi dengan pipa
layar ruang bakar 1
Persamaan yang digunakan untuk menghitung kecepatan massa G adalah persamaan 2-43.
ww ww
d out
ww ww
ww ww
ww d
d d
in d
out d
d d
d ww
d NWL
K D
L f
K D
L f
g z
Z G
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
2 1
1 2
2 1
1 2
_ _
_
Φ +
− +
+ +
− +
− =
Seperti perhitungan kecepatan massa G pada pipa sisi ruang bakar diatas, dari data pipa ruang bakar 1 dan pipa-pipa konveksi pada bab 3 diperoleh harga-
harga seperti berikut ini
NWL
Z = Ketinggian permuakaan air ketel Z
NWL-LR1
pada pipa layar ruang bakar 1= 7.486 m
d
ρ
= kerapatan air pada pipa konveksi .
ww
ρ = Kerapatan fluida cair pada pipa sisi ruang bakar.
d
L = Panjang Pipa konveksi = 7.5 m
ww
L = Panjang Pipa Waterwall = 10.076 m
d
D = Diameter pipa konveksi = 0.0762 m
ww
D = Diameter pipa layar ruang bakar 1 yaitu 0.0762 m
G = Kecepatan massa awal dari perhitungan sebelumnya =
s m
kg
2
546 .
a. Koefisien gesek
