BAB III PERANCANGAN ALAT PENELITIAN
3.1. Perancangan Alat Penukar Kalor
Untuk merancang alat penukar kalor yang diperlukan untuk pengujian, data-data yang diketahui, dipilih, dan diharapkan adalah :
1. Data-data yang diketahui
• Temperatur fluida panas masuk alat penukar kalor T
hi
= 42,8
o
C •
Temperatur fluida dingin masuk alat penukar kalor T
ci
= 28
o
C •
Massa aliran fluida panas masuk alat penukar kalor m
h
= 0,2 kgs •
Massa aliran fluida dingin masuk alat penukar kalor m
c
= 0,2 kgs 2.
Data-data yang diharapkan •
Temperatur air panas keluar alat penukar kalor T
co
= 38
o
C
Gambar 3.1. Distribusi temperatur alat penukar kalor.
3. Data-data yang dipilih
• Diameter shell D
s
= 131,7 mm = 0,1317 m •
Jarak antar pusat tabung p = 17 mm = 0,017 m
• Jumlah sekat
= 22 •
Jarak sekat l = 40 mm
• Diameter luar tabung d
o
= 12,7 mm = 0,0127 m •
Tebal pipa t = 0,5 mm = 0,0005 m
• Susunan pipa
= segiempat •
Baffle cut = 30,37 •
Laluan = 1-laluan cangkang, 1-laluan tabung.
• Jumlah tabung N
28 2744
, 28
17 1
102 0,7854
L C
D 0,7854
N
2 2
2 tp
1 2
ctl
≈ =
⋅ ⋅
= ⋅
⋅ =
Jumlah tabung yang diambil adalah 37.
Gambar 3.2. Baffle alat penukar kalor untuk susunan tabung segiempat.
3.2. Mencari Temperatur Air Laut Keluar Alat Penukar Kalor
Perpindahan panas secara termodinamika untuk fluida panas
ho hi
h h
h h
h h
h
T T
cp m
Q ΔT
cp m
Q −
× ×
= ×
× =
C 40,4
2 38
42,8 2
T T
T :
temperatur Pada
o ho
hi h
= +
= +
=
=313,4 K Dari tabel sifat-sifat air, diperoleh:
T K
c
p
Jkg.K λ
Wm.K µ
N.sm
2
Pr 310
4178 0,628
0,000695 4,62 313,4
c
pc
λ
c
µ
c
Pr
c
315 4179
0,634 0,000631 4,16
kg.K J
4178,68 cp
: Diperoleh
h
= Sehingga,
W 4011,5328
Q C
38 42,8
kJkg.K 4178,68
kgs 0,2
Q
h o
h
= −
⋅ ⋅
=
Perpindahan panas secara termodinamika untuk fluida dingin
ci co
c c
c c
c c
c
T T
cp m
Q ΔT
cp m
Q −
× ×
= ×
× =
Kalor yang diserap fluida dingin sama dengan kalor yang dilepas fluida panas
28 cp
20057,664 T
cp 20057,664
28 T
28 T
cp 0,2
W 4011,5328
28 T
cp 0,2
W 4011,5328
T T
cp m
W 4011,5328
Q Q
c co
c co
co c
co c
ci co
c c
c h
+ =
= −
− ×
= −
× ×
= −
× ×
= =
misal :
c
T = 30
o
C, sifat fluida air laut dievaluasi pada temperatur
c
T = 30
o
C, diperoleh : cp
c
= 4031,856 Jkg ⋅K
maka:
C 2
32,9747967 T
28 4031,856
20057,664 T
o co
co
= +
=
Maka:
C 30,4873984
2 28
2 32,9747967
2 T
T T
o ci
co c
= +
= +
=
Karena nilai
c
T yang baru belum sama dengan nilai
c
T yang dimisalkan, maka perhitungan dilanjutkan ke iterasi berikutnya hingga nilainya sama. Dan hasilnya
ditunjukkan pada tabel berikut: Tabel 3.1. Perhitungan iterasi temperatur air laut keluar.
Iterasi
c
T misal cp
c
T
co
c
T hasil 1
30 4031.856
32.97479672 30.48739836 2
30.48739836 4031.990327 32.97463098 30.48731549 3
30.48731549 4031.990304 32.97463101 30.48731551 4
30.48731551 4031.990304 32.97463101 30.48731551
Berdasarkan tabel diatas, maka diperoleh : T
co
= 32,97463101
o
C; cp
c
= 4031.990304 kg.K
J ;
c
T = 30.48731551
o
C.
3.3. Mencari Panjang Alat Penukar Kalor
Kategori