Gambar 2.14 Factor Koreksi Aliran Silang, Salah Satu Fluida Bercampur
2.6 Faktor Pengotoran
Faktor pengotoran ini sangat mempengaruhi perpindahan panas pada alat penukar kalor. Pengotoran pada bagian dalam dan luar tube selalu terjadi selama
peralatan beroperasi. Terjadinya endapan atau deposit pada permukaan luar tube akan menaikkan tahanan panasnya, dan menurunkan koefisien perpindahan panas
keseluruhan U Beberapa faktor dapat menimbulkan pengotoran pada alat penukar kalor
yaitu : a.
Temperatur fluida b.
Temperatur dinding tube c.
Kecepatan aliran fluida Faktor pengotoran dapat dicari dengan persamaan berikut :
Dimana : U
c
= koefisien perpindahan panas keseluruhan permukaan yang bersih
h
io
= koefisien perpindahan panas di dalam tube [ Wm
2
.
o
C ] h
o
= koefisien perpindahan panas di luar tube [ Wm
2
.
o
C ] U
d
= koefisien perpindahan panas keseluruhan design [ Wm
2
.
o
C ]
Universitas Sumatera Utara
2.7 Koefisien Perpindahan Panas dan Penurunan Tekanan pada
Shell
Dalam shell umumnya terdapat baffle sekat yang berfungsi selain sebagai penyangga penunjang tube – tube dalam shell dan pengaruh aliran fluida
dalam shell, tetapi juga berfungsi sebagai permukaan perpindahan kalor dan penurunan tekanan fluida sisi shell, karena koefisien perpindahan panas kalor
dapat lebih besar apabila terdapat baffle dibanding tanpa baffle. Besarnya koefisien perpindahan kalor yang terjadi pada sisi shell dapat dinyatakan dengan
persamaan berikut.
Dimana :
φ
s
= rasio viskositas fluida shell,
JH = faktor perpindahan panas shell
k = konduktivitas Thermal fluida dalam shell [ Wm.
o
C ] D
e
= diameter ekivalen [ m ] P
r
= Prandtl number Dimana :
Universitas Sumatera Utara
Dimana : c
p
= kalor jenis fluida dalam shell [ Jkg.K ] µ
= viskositas fluida dalam shell [ Nsm
2
] Nilai bilangan Reynold pada fluida shell dapat dicari dengan menggunakan
persamaan :
Dimana : G
s
= laju aliran massa fluida dalam shell per satuan luas [ kgs.m
2
] D
e
= diameter ekivalen [ m ] µ
= viskositas fluida dalam shell [ Nsm
2
] Kecepatan massa fluida dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :
Dimana : [ kg ]
A
s
= Luas aliran dari shell [ m
2
] Luas aliran dari shell dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
Dimana : D
s
= diameter dalam shell [ m
2
]
Universitas Sumatera Utara
C = clearance, = P
t
- d
o
B = jarak antara baffle sekat.
Diameter ekivalen D
e
dapat ditentukan apabila susunan pipa diketahui, seperti ditunjukkan pada gambar 2.6 sususan tube alat penukar kalor. Atau dapat
ditentukan dengan rumus persamaan berikut ini :
Dimana : P
t
= Pitch d
o
= diameter luar tube sehingga pressure drop penurunan tekanan pada shell dapat kita hitung dengan
persamaan berikut :
Dimana : ∆P
s
= pressure drop [ Bar ] f
s
= friction factor = exp [ 0,576 – 0,19 . ln Re ] N
b
= jumlah baffle ρ
= massa jenis dari fluida dalam shell [ kgm
3
] φ
s
= rasio viskositas fluida shell,
Universitas Sumatera Utara
µ = viskositas absolut fluida [ Nsm
2
] µ
w
= viskositas absolut fluida pada temperatur dinding [ Nsm
2
]
2.8 Koefisien Perpindahan Panas dan Penurunan Tekanan pada
Kategori