4. Cooler CO-201
Fungsi : Menurunkan temperatur keluaran reaktor dari temperatur
130
o
C menjadi 30
o
C. Jenis
: Double Pipe heat exchanger Alasan pemilihan : Sesuai untuk HE dengan luas perpindahan panas kurang dari
200 ft
2
.
Data desain
Inner Pipe :
Fluida panas = Produk keluaran reaktor Laju alir, W = 3.032,0145 kgjam 6.701,5931 lbjam
T
1
= 130
o
C 266
o
F T
2
= 30
o
C 86
o
F
Annulus :
Fluida dingin = Air pendingin Laju alir, w
= 10.323,7399 kgjam 22.879,469 lbjam t
1
= 30
o
C 86
o
F t
2
= 45
o
C 113
o
F
1. Menentukan jenis Cooler
Jenis cooler yang digunakan berdasarkan luas perpindahan panas A. Bila A 200 ft
2
, maka jenis heater yang digunakan Shell and Tube. Area perpindahan panas surface area :
A =
Δt .
U Q
D
Beban panas cooler Q
= 651.756,1849 kJjam = 617.743,242 Btujam
Menghitung Δt LMTD
Fluida Panas
o
F Fluida Dingin
o
F Δt
o
F 266
Temperatur Tinggi 86
180 113
Temperatur Rendah 86
27 153
Difference 153
Δt
LMTD
=
1 2
2 1
1 2
2 1
t T
t T
ln t
T t
T
= 80,5263
o
F Dari tabel 8 Kern, 1965 dipilih U
D
untuk : hot fluid
= light organics cold fluid
= steam Range U
D
= 100 - 200 Btujam ft
2
°F dipilh U
D
= 200 Btujam ft
2
°F
Area perpindahan panas surface area A
=
Δt .
U Q
D
= F
F ft
jam Btu
jam Btu
o o
80,5263 200
617743,242
2
= 38,3566 ft
2
Karena A 200 ft
2
, maka digunakan tipe double pipe dengan ukuran standar yang digunakan tabel 11, kern, 1965:
Annulus Inner Pipe
IPS in 3
IPS in 2
Sch. No. 40
Sch. No. 40
OD in 3,500
OD in 2,380
ID in 3,068
ID in 2,067
a ft
2
0,917 a ft
2
0,622
2. Menghitung Rd Dirt factor yang dibutuhkan
Rd = Ud
Uc Ud
Uc
Untuk menghitung Rd, dilakukan dengan algoritma perhitungan sebagai berikut :
Menentukan temperature kalorik
Menghitung Uc Clean over all coefficient
Mengitung Ud Design Overall Coefficient
Menentukan Temperatur kalorik
Cek viskositas pada terminal dingin untuk tiap fluida Pipa :
Pada T = 113
o
F µ
= 0,11 cP Annulus :
Pada t = 86
o
F µ
= 0,2925 cP Karena viskositas fluida pada terminal dingin 1 cP, maka :
Tc = Tavg tc = tavg
T
avg
= 2
T T
2 1
= 2
113 66
2 F
o
= `189,5
o
F t
avg
= 2
t t
2 1
= 2
86 6
8 F
O
= 86
o
F
Menghitung Uc Clean over all coefficient
o io
o io
h h
h h
Uc
.
Untuk menghitung Uc, terlebih dahulu menghitung hio dan ho, dengan algoritma sebagai berikut :
Annulus : air pendingin Inner pipe : keluaran reaktor
Flow area, a
a
D
2
= 3,068 in = 0,2557 ft
D
1
= 2,38 in = 0,1983 ft
Menggunakan Pers.6.3 Kern, a
a
=
4 D
D
2 1
2 2
=
4 2917
, 3355
, 14
, 3
2 2
= 0,0204 ft
2
Equivalent diameter , De
Menggunakan persamaan.6.3 Kern, 1965
De =
1 2
1 2
2
D D
D
= 0,1312 ft
Laju Alir Massa, Ga
G
a
=
a
a W
=
2
0,0204 lbjam
22.879,469 ft
= 1.121.542,623 lbjam ft
2
Flow area, a
p
Dp = 2,067 in = 0,1723 ft
a
p
=
4
2
D
=
4 1723
, 14
, 3
2
x
= 0,0233 ft
2
Laju Alir Massa, Gp G
p
=
p
a w
=
2
0,0233 lbjam
6.701,5931 ft
= 287.622,0215 lbjam.ft
2
Reynold number, Re
a
Pada t
av
= 86
o
F
= 0,7076 lbjam ft Re
a
=
a e
G x
D
= 0,7076
623 1.121.542,
0,1312 x
= 207.951,3739
jH = 400 Gambar.24, Kern Pada t
av
= 86
o
F k = 0,3538 Btujam ft.
o
F cp = 1,0541 Btulb
o
F
3 1
k c
=
3 1
0,3538 7076
, 1,0541
= 1,282
hoΦ
a
=
3 1
k c
D k
jH
= 400 x
0,1312
0,3538 x 1,282
= 1.382,84 Btujam ft
2 o
F Reynold Number, Re
p
Pada T
av
= 189,5
o
F = 0,2661 lbjam.ft
Re
p
=
Gp
Dp
=
0,2661 15
287.622,02 0,1723 x
= 186.235,5291 jH = 380 Gambar.24, Kern
Pada T
av
= 189,5
o
F k = 0,0838 Btujam ft.
o
F cp = 2,4915 Btulb
o
F
3 1
k c
=
3 1
0,0838 0,2661
2,4915
= 1,7120
hiΦ
p
=
3 1
k c
D k
jH
= 380 x
0,1723
0,0838 x 1,7120
=316,407 Btujam ft
2 o
F
hioΦ
p
= hiΦ
p
x
OD
ID = 274,7955 Btujam ft
2 o
F Temperatur dinding T
w
T
w
=
c c
a p
a c
t T
x ho
hio ho
t
=
86 5
, 189
1.382,84 274,7955
1.382,84 5
, 189
x
Kategori