Sifat fluida dingin dievualusi pada temperatur dingin rata-rata, yaitu: 2
T T
T
ho hi
h
− =
Lit. 6 hal. 302 2.4
2.2.2 Perpindahan Kalor dengan Menggunakan Metode LMTD
Besarnya laju perpindahan panas kalor dengan metode LMTD dapat dihitung, yaitu:
Q = U
o
× A
o
× F × LMTD Lit. 21 hal. 458
2.5 Dimana: Q
= parpindahan kalor W U
o
= koefisien perpindahan kalor menyeluruh Wm
2
.K F
= faktor koreksi LMTD = beda suhu rata-rata logaritma K
Beda suhu rata-rata logaritma
LMTD,
LMTD =
T
hi
−T
co
−T
ho
−T
ci
ln
�Thi −Tco � �Tho −Tci �
Lit. 8 hal. 48 2.6
Untuk mencari F diperlukan parameter , P =
T
hi
−T
ci
T
hi
−T
ci
Lit. 8 hal. 48 2.7
R =
T
hi
−T
ho
T
co
−T
ci
Lit. 8 hal. 48 2.8
Jika R = 1, maka diperoleh, F =
P 1
−P
ln �
2 −P�2−√2�
2 −P�2+√2�
�
2.9
Jika R ≠ 1, maka diperoleh,
F =
�R
2
+1×ln �
P 1
−P−R
� R
−1×ln�
2 −P�R+1−��R2+1��
2 −P�R+1−��R2−1��
�
Lit. 21 hal. 483 2.10
Universitas Sumatera Utara
Dimana: P = perbandingan efektivitas termal R = perbandingan kapasitas kalor
Luas perpindahan kalor adalah: A
o
= π × d
o
× L × N
t
Lit. 8 hal. 302 2.11
Dimana : A
o
= luas perpindahan kalor m
2
d
o
= diameter luar tabung m L = panjang tabung m
N
t
= jumlah tabung
2.2.3 Aliran Internal Aliran Fluida dalam Tabung
Aliran internal adalah aliran yang mana fluida dibatasi oleh permukaan, lihat gambar 2.17. Oleh karena itu lapisan batas tak dapat berkembang tanpa
akhirnya dipaksa. Konfigurasi aliran internal menunjukan geometri mudah untuk memanaskan dan mendinginkan fluida yang dipakai di pengolahan kimia, kontrol
lingkungan, dan teknologi konversi energi.
Sumber: lit. 4 hal. 337 Gambar 2.17: Aliran internal dari air dalam sebuah pipa dan aliran eksternal dari
udara di luar pipa pipa yang sama
Penggambaran aliran fluida dalam pipa dapat dilihat kembali dari penemuan bilangan Reynolds dimana pada kecepatan rendah aliran yang terjadi
adalah laminar, yaitu fluida mengalir dalam aliran-aliran yang halus disertai perpindahan momentum dan panas diantara aliran-aliran yang diatur oleh
pergerakan molekul, serta penurunan tekanan dalam pipa berhubungan langsung dengan konduktivitas termal yang dipengaruhi oleh viskositas dan perpindahan
Universitas Sumatera Utara
panas. Pada kecepatan yang lebih tinggi, aliran yang terjadi adalah turbulen dimana proses transport dipercepat oleh komponen-komponen lateral kecepatan
fluida sehubungan dengan adanya pusaran-pusaran yang terjadi.
Bilangan Reynolds pada sisi tabung dapat dihitung dengan persamaan: R
e,t
=
m ̇
t
×d
i
ρ×A
t
× υ
lit . 8 hal 325 2.12
Dimana: N
t
= jumlah tabung m
̇
t
= laju aliran massa sisi tabung kgs μ = viskositas dinamik kgm.s
Sedangkan bilangan Nusselt di dalam tabung dapat dihitung dengan persamaan:
1. Jika aliran laminar R
e,t
2300, bilangan Nusselt di dalam tabung diperoleh persamaan
N
u,t
= 1,86 �
R
e ,t
×P
r
×d
i
L
�
0,33
Lit. 2 hal. 830 2.13
2. Jika aliran turbulen R
e,t
10.000, bilangan Nusselt di dalam tabung diperoleh persamaan
N
u,t
= 0,023 × R
e,t 0,8
× P
r n
Lit. 2 hal. 830 2.14
Dimana: n = 0,4 jika fluida sebagai pemanas
n = 0,3 jika fluida sebagai pendigin
Penurunan tekanan di dalam tabung dapat dihitung yaitu: Δp
t
=
ρ×V
t 2
2
�
4 ×f
t
×L×N
p
d
i
+ 4 × N
p
� Lit. 8 hal. 311
2.15
Dimana: ∆p
t
= penurunan tekanan di dalam tabung Pa V
t
= kecepata fluida di dalam tabung ms f
t
= faktor gesekan di dalam tabung L
= panjang tabung m
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan fluida di dalam tabung, V
t
=
m
t
̇ ρ×A
t
Lit. 8 hal. 313 2.16
Dimana : A
t
= luas aliran tabung m
2
Luas aliran tabung, A
t
=
N
t
× π×d
i 2
4N
p
2.17 Dimana: N
p
= jumlah lintasantabung
Faktor gesekan di dalam tabung untuk aliran laminar
f
t
=
64 R
e
Lit. 8 hal. 313 2.18
Untuk aliran turbulen f
t
= 0,046 × R
e −0,2
Lit. 16 hal. 482 2.19
2.2.4 Aliran Eksternal Aliran Fluida Dalam Selongsong