Air-cooler H-302C KESIMPULAN

5.95 Air-cooler H-302C

Fungsi : Sebagai pendingin gas discharge compressor K-302C Desain : Forced draft, 2 fan Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah : 1 unit Gambar LC.30 Air-cooler tipe Forced draft with 2 fan Data Untuk Fluida Panas: Fluida: Gas sintesis Sifat fisik pada suhu rata-rata = 219,600 o F Cp = 3,323 kJkg.K = 0,794 Btulb. o F μ = 0,042 cp k = 0,101 Btu[jam.ft 2 . o Fft] Dari data Book Section 23 P = 790,561 kPa = 114,661 Psig Heat load: Q = 2365902,499 kJjam = 2242442,846 Btujam Laju alir : W t = 28705,410 kgjam = 63284,521 lbjam Suhu masuk: T 1 = 148,445 o C = 299,201 o F T 2 = 140 o F Universitas Sumatera Utara Fouling Factor: r dt = 0,001 jam.ft 2 . o FBtu Pressure Drop yang diijinkan : ∆P t = 5 psi Data Untuk udara: Suhu lingkungan: t 1 = 90 o F Ketinggian : level air laut liat Fig. 10-16 untuk koreksi ketinggian Diperoleh: Cp udara = 0,058 Btulb. o F Asumsi dasar: Type : Forced draft, 2 fan Fin tube : 1 in. OD dengan 58 in. High Fin Tube pitch : 2 14 in. Triangular ∆ Bundle Layout : 3 tube passes, 3 rows of tubes 30 ft panjang pipa Trial pertama: 1. Tetapkan nilai koefisien perpindahan keseluruhan, U x U x = 5,36 2. Perhitungan perkiraan kenaikan suhu udara keluar, ∆t a       − +       + = ∆ 1 2 1 2 10 1 t T T U t x a =       − +       + 90 2 140 297,513 10 1 55 , 5 ∆t a = 82,426 o F 3. Perhitungan CMTD Gas Sintesis : 299,201 → 140 172,426 ← 90 126,775 50 LMTD =   − 50 126,775 ln 50 775 , 26 1 = 82,519 o F CMTD = LMTD × F = 82,519 × 1 = 82,519 o F diasumsikan melewati 3 pipa 4. Perhitungan luas permukaan yang diperlukan, A x CMTD U Q A x x × = = 519 , 2 8 36 , 5 6 2242442,84 × Universitas Sumatera Utara A x = 5069,936 ft 2 5. Perhitungan area permukaan F a menggunakan faktor APSF dari fig. 10-11 APSF = 80,4 F a APSF A x = = 80,4 5069,936 F a = 63,059 ft 2 6. Perhitungan lebar unit dengan asumsi panjang pipa, L = 30 ft Lebar = L F a = 30 63,059 = 2,102 ft 7. Perhitungan jumlah pipa N t menggunakan faktor APF dari Fig. 10-11 N t = L APF A x × APF = 5,58 N t = L APF A x × = 30 5,58 5069,936 × = 30 8. Perhitungan kecepatan massa sisi-pipa, G t Untuk pipa 1 in. OD, 16 BWG: D i = 0,87 in. A t = 0,594 in 2 G t = t t p t A N 3600 N W 144 × × × × = 594 , 4 3 3600 3 703 , 69911 144 × × × × = 422 lbft 2 .detik 9. Perhitungan bilangan reynold yang dimodifikasi, N R N R = μ G D t i × = 0,042 422 87 , × Universitas Sumatera Utara N R = 8709,020 10. Perhitungan Pressure Drop sisi-pipa ∆P t menggunakan Fig. 10-14 ∆P t = p p N B φ N L Y f × + × × × f = 0,0024 Y = 14,5 N p = 3 B = 0,25 φ = 1 φ dihitung berdasarkan fig. 10-19 ∆P t = 3,882 psi Universitas Sumatera Utara 11. Perhitungan koefisien film sisi-pipa, h t 3 1 p k μ C k     × = 0,049 Perhitungan nilai J menggunakan persamaan Douglas: J = exp[ −3,913 + 3,968lnN R − 0,5444lnN R 2 + 0,04323lnN R 3 − 0,001379lnN R 4 ] Syarat: NR 17 J = 27349,643 h t = i 3 1 p D φ k μ C k J ×     × × = 1528 12. Perhitungan banyaknya udara yang diperlukan, W a W a = a Δt 0,24 Q × = ,426 2 8 0,24 6 2242442,84 × = 113356,614 lbhr 13. Perhitungan kecepatan massa permukaan udara, G a G a = a a F W = 63,059 113356,614 = 1797,631 lbjam.ft 2 14. Perhitungan nilai koefisien film sisi-udara, h a Perhitungan film sisi-udara menggunakan persamaan Douglas: h a = exp[ −7,1519 + 1,7837lnG a − 0.076407lnG a 2 ] h a = 6,850 15. Perhitungan koefisien perpindahan keseluruhan AR = 21,4 i x A A = i o D D AR × = 0,87 1 4 , 21 × i x A A = 24,6 Universitas Sumatera Utara x U 1 = a mx i x dt i x t h r A A r A A h 1 1 + +     +         = 850 , 6 1 6 , 24 001 , 6 , 24 1528 1 + + +       x U 1 = 0,187 U x = 5,357 r mx dihilangkan dari perhitungan, karena nilai resisten metal sangat kecil dibandingkan terhadap nilai resisten yang lainnya. Trial kedua : Jika Ux yang dihitung dalam langkah 15 sama atau sedikit lebih kecil dari nilai Ux yang diasumsikan dalan langkah 1, dan perhitungan Pressure drop dalam langkah 9 dibawah nilai pressure drop yang diijinkan, maka jawaban bisa diterima. Uji U x : U x hitung U x ditentukan 5,357 5,360 Uji ∆P : ∆P hitung ∆P ditentukan 3,882 5 1. Asumsikan nilai U x baru diantara nilai orijinal yang diasumsikan dalam tahapan 1 dan nilai yang dihitung dalam tahap 15 2. Sesuaikan ∆t a oleh penambahan ∆t a jika U x hitung lebih tinggi dari U x asumsi, atau pengurangan ∆t a jika U x hitung lebih rendah dari nilai U x asumsi 16. Perhitungan nilai luas fan minimum Fan areafan = FAPF = Fan Jumlah F 0,4 a × = 2 059 , 63 0,4 × = 12,612 ft 2 2 fan diasumsikan 17. Perhitungan diameter fan Diameter Fan = [4 FAPF π] 0,5 = 4,007 ft = 1,221 m Universitas Sumatera Utara 18. Perhitungan pressure drop statis udara ∆P a Perhitungan ∆P a menggunakan rumus: ∆P a = e [1,82×lnGa – 16,58] = exp[1,82×ln1789,326 – 16,58] ∆P a = 0,053 inch air 19. Perhitungan volume udara aktual menggunakan D R dari udara pada fan inlet t 1 = 90 o F Diambil nilai D R = 0,85 ACFM = 0,0749 60 D W R a × × = 0,0749 60 85 , 115354,276 × × = 30198,245 Total fan = 15099,123fan 20. Perkirakan tekanan total fan menggunakan D R udara pada fan dan luas fan PF = R 2 2 a D 4 πD 4005 ACFM ΔP ×                   + dimana: 4005 = 12 3600 2 × × × a w g ρ ρ pada 70 o F PF = 0,126 inch air 21. Perkirakan Brake Horse Power per fan, menggunakan efisiensi fan ,η = 70 bhp = η 6356 PF ACFMfan × × = η 6356 0,126 15099,123 × × = 0,421 hp Motor fan aktual membutuhkan efisiensi kecepatan sebesar = 92 bhp = 92 , 0,421 = 0,457 hp = 0,341 kW Referensi perhitungan : GPSA, 1998, Engineering Data Book, Eleventh Edition Volume I II Universitas Sumatera Utara

5.96 Knock Out Drum S-302C