26
2.15 dimana As dan p masing-masing adalah luas alas evaporator dan keliling
evaporator. Panas hilang dari sisi dinding diberikan dengan persamaan :
2.16 dimana rins,o dan ls masing-masing merupakan radius dari pusat evaporator ke
permukaan luar dari insulasi dan tinggi dinding evaporator. Koefisien perpindahan panas konveksi natural dari sisi dinding evaporator
diberikan oleh : 2.17
Bagian atas dari evaporator dibentuk seperti kerucut terpotong dimana dapat dianggap sebagai plat miring dengan sudut kemiringan θ. Panas hilang dari bagian
tersebut dapat dihitung dengan rumus : 2.18
Koefisien perpindahan panas konveksi natural pada bagian atas evaporator dihitung dengan :
2.19
2.3.2 Analisis Alat Penukar Kalor Tube in Tube
Pada saat air garam turun atau keluar dari evaporator temperaturnya masih relatif tinggi. Sementara air laut yang baru yang ditarik naik ke evaporator
temperaturnya juga masih relatif rendah. Panas yang terbawa bersama aliran
27
garam akan diambil kembali heat recovery dengan menggunakan sebuah Alat Penukar Kalor pipa annulus, seperti Gambar 2.16 berikut.
T
i
T
i
m
w
m
w
T
i
D
o
D
p i
po i
c
C V
C m
C
ps w
s ps
w h
C V
C m
C
Jika
C
c
C
h
Jika
C
c
C
h h
c r
C C
C
c h
r
C C
C
l
Gambar 2.17 Alat Penukar Kalor sebagai Heat Recovery Perpindahan panas pada Alat Penukar Kalor ini dapat dirumuskan dengan
menggunakan persamaan efektifitas .
min
T T
C q
w r
2.20
Efektivitas untuk APK pipa ganda sepusat dirumuskan dengan
1 exp
1 1
exp 1
r r
r
C NTU
C C
NTU
2.21
Dimana NTU adalah Number of Transfer Unit dan
r
C
adalah perbandingan kapasitas panas kedua fluida. Kedua persamaan ini dirumuskan masing-masing
sebagai berikut:
min
C UA
NTU
2.22
max min
C C
C
r
2.23
Untuk menentukan aliran fluida mana air laut yang naik atau air garam yang turun yang minimum, maka kedua nya harus dibandingkan terlebih dahulu.
28
Perkalian koefisien perpindahan panas menyeluruh dengan luas bidang perpindahan panas untuk pipa ganda sepusat dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut.
1 2
ln 1
1 lh
D kl
D D
lh D
UA
i i
i
2.24
Semua dimensi pada persamaan ini sudah ditampilkan pada Gambar 2.16 Sementara untuk koefisien perpindahan panas di luar pipa dalam diantara kedua
pipa annulus dapat dihitung dengan metode berikut Incropera dan DeWitt, 1996.
Jika aliran adalah laminar, yang dinyatakan dengan bilangan Reynolds berikut:
2300 25
, Re
2 2
i w
s i
D
D D
V D
D
2.25
Maka Bilangan Nusselt diantara annulus merupakan fungsi perbandingan diameternya dan dapat dipilih dari Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Bilangan Nu di dalam pipa annulus aliran laminar D
D
i
0,05 0,1
0,25 0,5
1 Nu
17,46 11,56
7,37 5,74
4,86
Tetapi jika aliran adalah turbulent
2300 Re
D
maka koefisien di dalam annulus akan sama dengan di dalam pipa dan persamaan berikut dapat digunakan :
4 ,
8 ,
Pr Re
023 ,
D
k hD
Nu
2.26
Setelah semua parameter ini dihitung, maka temperatur air laut masuk ke evaporator dapat dihitung.
T C
V Q
T
p i
h i
2.27
29
2.4 Evaporative Cooling
