Desain Pendingin Analisis Kelayakan Profitability Analisis
ρ
air
= 981,199 kgm
3
= 61,25 lbft
3
μ = 0,599 cp = 0,979 lbft.jam Fluks massa pemanas total G
tot
G
tot
= MA = 891.347,66 lbft
2
.jam Fluks massa tiap set koil G
i
G
i
= ρ
steam
.v
c
Kecepatan medium pemanas di dalam pipatube pada umumnya berkisar antara 1,25
– 2,5 ms. Dipilih :
v
c
= 2,5 mdetik = 8,2021 fts Diperoleh :
G
i
= 42,527 x 8,2021 = 348,813 lbs.ft
2
Jumlah set koil N
c
N
c
= 0,709 Dipakai , N
c
= 1 set koil Koreksi fluks massa tiap set koil G
i,kor
G
i,kor
= 891.347,66 lbjam.ft
2
Cek Kecepatan Medium Pemanas v
c,cek
c i
cek ,
c
G v
v
c,cek
= 29.527,56 ftjam
i tot
, c
c
G G
N
c tot
kor ,
i
N G
G
= 8,2021 fts = 2,5 ms memenuhi standar 1,5 – 2,5 ms
Koefisien transfer panas fluida sisi dalam tube
h
i
= 8.816,35 Btujam.ft
2
.
o
F h
io
= h
i
x ID
coil
OD
coil
h
io
= 7.329,26 Btujam ft
2
.F Diameter spiral atau heliks koil = 0,7-0,8 x D
shell
Rase, 1977 D
spiral
d
he
= 0,8 x ID
shell
= 0,8 x 9,5 ft = 7,6 ft
h
io,coil
= h
io,coil
= 7.701,895 Btujam.ft
2
.
o
F Koefisien transfer panas fluida sisi luar tube :
Dimana : hi
= koefisien perpindahan panas ID
coil
= diameter dalam koil k
= konduktivitas termal pemanas = 0,29 Btujam.ft
2 o
Fft Cp = kapasitas panas = 1,058 Btulb
o
F Maka h
o
= 1.007,91 Btujam.ft
2
.
o
F Menentukan koefisien overall bersih, U
c
U
c
= 886,06 Btujamft
2 o
F
io i
io i
c
h h
h h
U
2 ,
8 ,
c b
i
ID v
. t
. 02
, 35
, 1
. 4200
h
spiral coil
io
D ID
5 ,
3 1
h
3 1
55 ,
tot coil
coil o
k .
Cp .
G .
ID .
ID k
. 36
, h
R
d
untuk pemanasan = 0,001 Tabel 12, Kern, 1965:845 Menentukan koefisien overall desain, U
D
hd = 1Rd = 1000 Menentukan koefisien overall desain, U
D
:
hd Uc
hd Uc
U
D
= 469,79 Btujamft
2 o
F
Menentukan Luas perpindahan panas yang diberikan oleh koil, A
hot fluid
o
F cold fluid
o
F Diff
215,9 higher T
140 75,9
∆
t2
158 lower T
86 72
∆t
1
diff 3,9
∆t
2
- ∆t
1
LMTD = 73,93
o
F = 23,29
o
C
Q = 2.104.704,97 Btujam
A =
t U
Q
D
A = 25,86 ft
2
Beban Panas Tiap Set Koil Q
ci
Asumsi : Beban panas terbagi merata pada tiap set koil
c c
ci
N Q
Q
1 Btujam
97 2.104.704,
Q
ci
2.104.704,97 Btujam Luas Perpindahan Panas Tiap Set Koil
LMTD D
ci ci
T U
Q A
LMTD D
t U
Q A
= 25,86 ft
2
Jarak Antar Pusat Koil J
sp
J
sp
= ½.OD
coil
J
sp
= 0,066 ft = 0,02 m Panjang Satu Putaran Heliks Koil L
he
L
he
= ½ putaran miring + ½ putaran datar
he he
he
d .
. 2
1 r
. .
2 1
L
Diameter spiral atau heliks koil = 0,7-0,8 ID
shell
Rase, 1977 D
spiral
d
he
= 0,7.9,5 ft = 6,65 ft = 2,02 m
he 2
1 2
sp 2
he he
d .
2 1
J d
4 ,
6 2
1 L
= 20,88 ft = 6,36 m
Panjang Koil Tiap Set L
ci
t ci
ci
a A
L
0,362 25,86
L
ci
71,43 ft = 21,77 m Jumlah Putaran Tiap Set Koil
he ci
pc
L L
N
4 42
, 3
ft 20,88
ft 71,43
pc N
putaran
Koreksi Panjang Koil Tiap Set L
ci,kor
= N
pc
x L
he
L
ci,kor
= 4 x 20,88 ft = 83,52 ft = 25,05 m
Tinggi Koil L
c
L
c
= J
sp
x N
pc
x N
c
L
c
= 3,98 ft = 1,19 m Volume Koil V
c
V
c
= N
c
4
OD
2
L
ci
V
c
= 1
52
, 83
0,1328 π4
2
1,15 ft
3
= 0,10 m
3
Cek Tinggi Cairan Setelah Ditambah Koil h
L
Tinggi koil harus lebih kecil daripada tinggi cairan setelah ditambah koil agar seluruh koil tercelup dalam cairan:
shell L
L
A c
V V
h
=
3 2
3
846 ,
70 15
, 1
636 ,
678 ft
ft ft
h
L
= 9,595 ft = 2,878 m h
L
= 9,595 ft L
c
= 3,98 ft semua koil tercelup di dalam cairan Cek Dirt Factor
Dari Tabel 12 Kern, 1965, R
d
min untuk refrigerating liquid, heating, cooling
atau evaporating = 0,001 Syarat : R
d
R
d
min
D c
D c
d
U U
U U
R
001 ,
3 ,
79 ,
469 06
, 886
79 ,
469 06
, 886
memenuhi R
d
Cek Pressure Drop
Syarat : 10 psi
N
Re
= μ
.G ID
t
= 3.933.171,13 Faktor friksi untuk pipa baja f
42 ,
Re
N 264
, 0035
, f
f = 0,0039
Pressure Drop = 0,1361 psi 10 psi memenuhi
1,250 in
79,8 in
4 7
,8 80
i n
Gambar.F.8. Dimensi koil