53
4.2.1 Alat Penukar Kalor I Cooling Heat Exchanger
Alat penukar kalor yang rencana akan dipakai adalah tipe “Cross – Flow With Both Fluid Unmixed”
Gambar 4.5 Heat Exchanger Cross-Flow [2]
Dengan data perancangan sebagai berikut: Laju aliran udara air intake pada Daya 98 Megawatt adalah:137,89 kgs, karena target
desain sebesar 120 Megawatt atau 100 daya mampu, maka laju aliran udara yang terjadi adalah:
.0
x 100 = 81,66
1,. ,
x 100 = 168,8 kgs
Rencana Perancangan
T1 = Udara T2 = Brine Water 20 Nacl
Tin = 35 °C Tin = -3 °C
Tout= 7 °C Tout = 20 °C
Universitas Sumatera Utara
54
Gambar 4.6 Pola Perpindahan Panas Heat Exchanger I Data Perancangan
Produk udara lingkungan •
Temperatur Inlett1 = 35 °C •
Cp Udara = 1,005 kjkg.°C
• ṁ
= 168,8kgs Sistem pendingin yang akan digunakan adalah chiller absorpsi ammonia-air, maka
fluida yang akan digunakan untuk refrigerant sekundernya adalah brine water air garam dengan konsentrasi garam sebesar 20.
Fluida pendingin : Brine water20 Nacl •
Temperatur Inlet heat exchanger t1 = -3 °C
• Cp brine water
= 3,11 kjkg.°C •
ṁ = 66 kgs
Universitas Sumatera Utara
55
Gambar 4.7 Perencanaan Desain
Dengan kondisi seperti diatas, maka untuk mencari T2 Tc out dapat menggunakan rumus “Upper Limit For Heat Transfer” yunus cengel
Q = ṁ x Cp x ∆TUdara
= 168,8kgs x 1,005 kjkg.°C 35°C –7°C = 4751,68kw
Q = ṁ x Cp x Tout - TinBrine
Tout = Tin +
314 , 56 ṁ
= -3 °C +
314 , 76 5 ,
9:9;.°
=
20 °C
LMTD Method
Perpindahan panas pada Heat Exchanger ini juga dapat dipereroleh dengan rumus
Q = U.As.F.∆Tlm
CF
Universitas Sumatera Utara
56
∆ T1 = Th,in – Tc,out = 35°C – 20 °C = 15 °C
∆ T2 = Th,out – Tc,in = 7°C – -3 °C = 10 °C
∆ Tlm,
CF
= ∆
∆ A B
∆C ∆C
D =
4E E A B
FE GE
D = 12,4 °C
Correction Factor
T1 = 35°C t1 = -3 °C
T2 = 7°C t2 = 20°C
Untuk faktor koreksi didapat dari chart dibawah ini:
Gambar 4.8 Correction Factor Chart [2]
Universitas Sumatera Utara
57
P = =
E B DE 4E B DE
= 0,605 F = 0,8
R = =
4E 1E E B DE
= 1,2
Pipe Design Q = U.As.F.∆Tlm
CF
U = Tabel Cengel 13-1
Representative values of the overall heat transfer coefficients inheat exchangers
As = H I ∆ JK
=
4.751.680
6K .E , ,3E
= 8.162,7 S
L = T
U V =
. ,1
S
2
U ,
= 84.748 meter
Untuk layout heat exchanger cross – flow with both fluid, layoutnya seperti dibawah ini:
Gambar 4.9 Design Heat Exchanger For Cooling
Universitas Sumatera Utara
58
Gambar 4.10 Design Heat Exchanger For Cooling [23]
Kecepatan udara yang terjadi di heat exchanger adalah: Data teknis:
• Massa jenis udara adalah 1,293 kgm3
Debit udara mengalir di air intakeQ = .
, . = 130,55 m3s
• Luas penampang air intakeA
Gambar 4.11 Dimensi Air Intake PLTG Lot 3 [6]
Universitas Sumatera Utara
59
Luas penampang = 11246 mm x 11282,5 mm = 126.882,9 S
Q = A.v v =
T
=
,44 K , . K
=
1,028 ms
Gambar 4.12 Arrangement of the tubes in in-lineand staggered tube banks [2]
Vmax = X
X V
.v
= ,
, ,
x
1,028 ms = 2,05 ms
Gambar 4.13 Rencana penempatan heat exchanger pada air intake [22]
Universitas Sumatera Utara
60
4.2.2 Alat Penukar Kalor II Heating Heat Exchanger
Kategori