303 Contoh-contoh Operasi Evaporasi dalam Industri Kimia
- Pemekatan larutan NaOH
- Pemekatan larutan KNO
3
- Pemekatan larutan NaCL
- Pemekatan larutan nira dan lain-lain.
Gambar 4.84. Evaporator sederhana
4.12. PENUKAR PANAS
4.12.1. Pendahuluan
Penukar panas atau dalam industri kimia populer dengan istilah bahasa Inggrisnya, heat exchanger HE, adalah suatu alat yang
memungkinkan perpindahan panas dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai uap lewat
panas super heated steam dan air biasa sebagai air pendingin cooling water. Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas
antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang
memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung begitu saja. Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak,
pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator
mobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara sekitar.
Di unduh dari : Bukupaket.com
304
4.12.2. Tabung dan Selongsong Shell and Tube
Jenis umum dari penukar panas, biasanya digunakan dalam kondisi tekanan relatif tinggi, yang terdiri dari sebuah selongsong yang didalamnya
disusun suatu anulus dengan rangkaian tertentu untuk mendapatkan luas permukaan yang optimal. Fluida mengalir di selongsong maupun di anulus
sehingga terjadi perpindahan panas antar fluida dengan dinding anulus sebagai perantara. Beberapa jenis rangkaian anulus misalnya; triangular,
segiempat, dll.
Gambar 4.85. Aliran pada alat penukar panas tabung dan selongsong
4.12.3. Jenis Plat
Contoh lainnya adalah penukar panas jenis plat. Alat jenis ini terdiri dari beberapa plat yang disusun dengan rangkaian tertentu, dan fluida yang
mengalir diantaranya.
4.12.4. Dasar Teori 1. Pengertian Perpindahan Panas
Alat penukar kalor merupakan suatu alat yang menghasilkan perpindahan panas dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi ke
fluida yang temperaturnya lebih rendah. Proses perpindahan panas tersebut dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung. Maksudnya ialah :
Di unduh dari : Bukupaket.com
305 a. Alat penukar kalor kontak langsung
Pada alat ini fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin tanpa adanya pemisah dalam suatu bejana atau ruangan.
Misalnya ejector, daerator dan lain-lain. b. Alat penukar kalor kontak tak langsung
Pada alat ini fluida panas tidak berhubungan langsung indirect contact dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan panasnya itu mempunyai
media perantara, seperti pipa, plat, atau peralatan jenis lainnya. Misalnya kondensor, ekonomiser air preheater dan lain-lain.
2. Cara-cara Perpindahan Panas
Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari satu tempat ke tempatnya sebagai akibat dari perbedaan temperatur
antara tempat-tempat tersebut. Pada umumnya perpindahan panas dapat berlangsung melalui 3 cara yaitu secara konduksi, konveksi, radiasi. Untuk
alat penukar kalor tipe spiral ini lebih ditekankan pada perpindahan panas secara konveksi sehingga pembahasannya tidak menjelaskan tentang
perpindahan panas secara konduksi dan radiasi. Konveksi adalah proses transport energy dengan kerja gabungan
dari konduksi panas, penyimpanan energy dan gerakan mencampur fluida. Perpindahan panas konveksi menurut cara menggerakkan alirannya
diklasifikasikan dalam konveksi bebas dan konveksi paksa. Dikatakan sebagai konveksi bebas free natural convection apabila gerakan
mencampur diakibatkan oleh perbedaan kerapatan massa jenis yang disebabkan oleh gradien suhu, contohnya gerakan yang terlihat pada air
yang sedang dipanaskan. Sedangkan apabila gerakan fluida disebabkan kerena adanya energi dari luar seperti pokpa atau kipas maka disebut
sebagai konveksi paksa forced convection, misalnya pendinginan radiator dengan udara yang dihembuskan oleh kipas.
Laju perpindahan panas konveksi antara suatu permukaan dan suatu fluida dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut
Q
c
= h
c
.A.dT Dimana
Qc = Laju perpindahan panas dengan cara konveksi Watt Hc = Koefisien perpindahan panas konveksi Wm2K
A = Luas penampang aliran permukaan dan fluida m2 dT = Perbedaan suhu antara permukaan dan fluida K
Di unduh dari : Bukupaket.com
306 Keefektifan perpindahan panas dengan cara konveksi tergantung
sebagian besarnya gerakan mencampur fluida. Sehingga studi perpindahan konveksi didasarkan pada pengetahuan tentang ciri-ciri aliran fluida.
4.12.5. Pemeriksaan Peralatan Penukar Panas
