Aliran Tabung Sepusat Analisis dan simulasi keefektifan alat penukar kalor tabung sepusat dengan variasi kapasitas aliran fluida panas, kapasitas aliran fluida dingin, dan suhu masukan fluida panas dengan aliran sejajar

ln T ho – T ci – ln T hi – T co = - U A ṁ D HI D − ṁ G HI G 2.44 ln LMS – LOT LMT – LOS = - U A ṁ D HI D − ṁ G HI G 2.45 kemudian persamaan 2.39 diturunkan sehingga didapat: ln LMS – LOT LMT – LOS = -U A D? DQ U − GQ G? U 2.46 dengan mensubstitusikan persamaan 13 ke 28 maka didapat: Q = U A DQ G? D? GQ VW XDQYXG? XD?YXGQ = 2.47 Berdasarkan gambar distribusi suhu: ∆ Ta = Z [ − Z \ 2.48 ∆Tb = Z [ − Z \ 2.49 Dimana : Z [ = Suhu panas keluar ℃ Z [ = Suhu panas masuk ℃ Z \ = Suhu dingin keluar ℃ Z \ = Suhu dingin masuk ℃ Jadi : q = U A ∆L ∆L _ VW ∆`a ∆`_ atau q =U A ∆L _ ∆L VW ∆`b ∆` 2.50 Berdasarkan penurunan rumus yang telah dibahas sebelumnya maka didapat: LMTD = = ∆L ∆L _ VW ∆`a ∆`_ = ∆L _ ∆L VW ∆`b ∆` 2.51 Untuk aliran sejajar : ∆Ta = Z [ − Z \ ; ∆Tb = Z [ − Z \ 2.52 Untuk aliran berlawanan : ∆Ta = Z [ − Z \ ; ∆Tb = Z [ − Z \ 2.53 Catatan: Analisis diatas dibuat berdasarkan hipotesa berikut : 1. Panas jenis fluida dianggap konstan saat melewati APK. Dalam perhitungan praktis dicari panas jenis fluida pada suhu rata-rata didalam APK. Hal ini tidak jauh beda dengan kondisi sebenarnya. 2. Koefisien perpindahan panas menyeluruh U dianggap konstan untuk sepanjang permukaan APK. 3. Jika ∆Ta tidak berbeda lebih dari 50 dari ∆Tb, maka LMTD dapat ∆TRL dapat diganti dengan ∆Tr aritmetik. Kesalahannya hanya dibawah 1. 4. ∆ TRL atau LMTD dapat juga dihitung dengan menggunakan grafik sebgai fungsi ∆Ta dan ∆Tb 5. APK aliran berlawanan lebih efektif dibandingkan APK aliran sejajar. Pada pembahasan sebelumnya telah disinggung mengenai luas APK aliran sejajar yang lebih kecil dibandingkan dengan APK aliran sejajar. Hal ini dapat dibuktikan dengan menganggap bahwa koefisien pindahan panas menyeluruh konstan nilai dari panas jenis fluida yang digunakan dan suhu masukkan dan keluaran kedua fluida baik fluida dingin maupun panas dianggap sama. Sebagai contoh temperatur fluida panas masuk dan keluaran berturut-turut adalah 180 o C dan 100 o C sedangkan temperatur fluida dingin masuk dan keluar berturut-turut adalah 40 o C dan 80 o C, maka dapat dilihat bahwa: dV eW Afefe eV eW gVe eWeW = h h = i e ∆ j eA i e ∆ j eg Dengan menghitung dari nilai dari masing-masing ∆Z k pada setiap aliran maka didapat: d _l ∆ j eA d _ ∆ j eg = 1 d _l d _ = ∆ j eA ∆ j eg d _l d _ = ,m,n ,, d _l d _ = 1,27 Maka didapat perbandingannya yaitu: A as = 1,27A ab dari perbandingan diatas dapat disimpulkan bahwa luas apk yang dibutuhkan untuk kondisi yang sama namun konfigurasi yang berbeda maka harga luas yang didapat pun berbeda. Dari perhitungan diatas didapat harga luas APK aliran berlawan jauh lebih kecil dibandingkan dengan APK aliran sejajar. Untuk beberapa aliran, LMTD atau ∆Z k perlu dikoreksi dengan mengalikannya dengan faktor koreksi F. aliran menyilang dalam hal ini yang perlu dikalikan dengan factor koreksi f. sehingga untuk rumus perpindahan panas yang terjadi di dalam APK menjadi: Q = U A F ∆Z k 2.54 Dimana harga F didapat melalui grafik fungsi P dan R: P = o o o ; R = o o = ṁHIo ṁ\I 2.55 Dimana: Ti = suhu fluida masuk cangkang ℃ To= suhu fluida keluar cangkang ℃ ti = suhu fluida masuk tabung ℃ to= suhu fluida keluar tabung ℃