5.86 Quench Water Recirculation Cooler H-301
Fungsi : Mendinginkan aliran keluar dari M-302 sampai
dengan 43,333
o
C Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : 2 – 4 BEM fixed-tubesheet exchanger with conical
rear head Jumlah
: 1 unit
Gambar LC.21 Cooler tipe 2 – 4 BEM fixed-tubesheet exchanger with conical rear head
Shell :
Diameter dalam ID : 17,25 in = 0,438 m
Baffle space B : 8,625 in = 0,219 m 0,5 × ID
Passes n : 2
Tube :
Diameter dalam ID : 0,652 in = 28,448 mm
Diameter luar OD : ¾ in
= 31,750 mm BWG
: 18 Pitch triangular
: 1516 in Passes
: 4 Panjang
: 4,9 ft = 1,494 m
Fluida panas : Air
Laju alir fluida masuk W : 16.589,144 kgjam = 36.572,759 lb
m
jam Temperatur masuk T
1
: 60
o
C = 140
o
F Temperatur keluar T
2
: 43,333
o
C = 110
o
F
Universitas Sumatera Utara
Fluida dingin : Air
Laju alir fluida masuk w : 844,553 kgjam = 1861,919 lb
m
jam Temperatur masuk t
1
: 32,222 C = 90
o
F Temperatur keluar t
2
: 43,333 C = 110
o
F Panas yang diserap Q
: 39.153,877 kJjam = 668.553,224
Btujam R
D
yang diijinkan : 0,002
Langkah-langkah perhitungan: 1
∆t = beda suhu sebenarnya
Fluida panas
o
F Keterangan
Fluida dingin
o
F Selisih
o
F T
1
= 140 Temperatur yang
lebih tinggi t
2
= 110 ∆t
2
= 30
T
2
= 110 Temperatur yang
lebih rendah t
1
= 90 ∆t
1
= 20 T
1
– T
2
= 230 Selisih
t
2
– t
1
= 75
ln
1 2
1 2
t t
t t
LMTD ∆
∆ ∆
− ∆
=
− =
− =
20 30
ln 20
30 Δt
Δt ln
Δt Δt
LMTD
1 2
1 2
= 24,663
o
F
1 2
2 1
t t
T T
R −
− =
20 30
=
= 1,5
1 1
1 2
t T
t t
S −
− =
90 140
20 −
=
= 0,4
1 1
2 1
1 2
ln 1
1 1
ln 1
2 2
2
+ +
+ −
+ −
+ −
−
−
− +
= R
R S
R R
S R
RS S
R F
T
= 0,803
Maka ∆t = F
T
× LMTD = 0,803 × 24,663 = 19,812 °F
Universitas Sumatera Utara
2 Temperatur kalorik T
c
dan t
c
2 T
T T
2 1
c
+ =
2 110
140 +
=
= 125 °F
2 t
t t
2 1
c
+ =
2 90
110 +
=
= 100 °F
3 Design overall coefficient U
D
Berdasarkan Tabel 8 Kern,1950,hal.840 diperoleh nilai U
D
antara 75-150 btujam.ft. °F, diambil 150 btujam.ft. °F
Dari Tabel 10 Kern,1950,hal.843 dengan data OD = ¾ in dan BWG =18 didapatkan luas permukaan luar a” = 0,1963 ft
2
ft Luas permukaan untuk perpindahan panas,
Δt U
Q A
D
× =
F 812
, 19
F ft
jam Btu
150 Btujam
4 668.553,22
o o
2
× ⋅
⋅ =
= 224,969 ft
2
Jumlah tube,
t
a L
A N
× =
ft ft
0,1963 ft
9 ,
4 ft
224,969
2 2
× =
= 233,887 Jumlah tube standard dari tabel 9 10: N
ts
= 178 buah
Fluida panas – Shell Side
4. Flow Area as B = 8,625 in
C’ = P
T
– OD = 0,188 in as =
T
P B
C ID
× ×
× 144
= 9375
, 144
625 ,
8 188
, 25
, 17
× ×
×
= 0,207 ft
2
5. Mass Velocity Gs Gs =
as W
=
0,207 16.589,144
= 80.280,168 lbmft
2
.jam
Fluida dingin – Tube Side
4. Flow Area at Dari Tabel 10 Kern,1950,hal.843
at’ = 0,334 in
2
at = n
at Nt
× ×
144 =
4 144
334 ,
178 ×
×
= 0,103 ft
2
5. Mass Velocity Gt Gt =
at w
=
0,103 4
668.553,22
= 6.479.677,573 lbmft
2
.jam
Universitas Sumatera Utara
6. Bilangan Reynold Res Ds =
do do
P
T
. 4
. 4
2 2
π π
− ×
Ds =
75 ,
. 4
75 ,
. 9375
, 4
2 2
π π
− ×
= 0,742 in Ds = 0,062 ft
μ = 0,503 cP = 1,218 lb
m
ft.jam Res =
µ Gs
Ds ×
=
1,218 80.280,168
0,062 ×
= 4.077,129 7. Dari Gambar 28 Kern,1950,hal.838
Res = 4.077,129 diperoleh jH = 16,106
8. Pada Tc = 125 F
Cp = 1,8007 btulbm.
o
F
Pada Gambar 1 Kern,1950,hal.803
k = 1,386 btujam.ft.
o
F
3 1
× k
Cp µ
=
3 1
1,386 1,218
1,801
×
= 1,165 9.
3 1
× ×
= k
Cp Ds
k jH
h
o
µ
= 420,558 btujam.ft. F
11. Clean overall coefficient, U
C o
io o
io
h h
h h
Uc +
= =
558 ,
20 4
505 ,
92 6
558 ,
20 4
505 ,
92 6
+ ×
= 261,655 Btuhr.ft
2
.
o
F 12. Design overall coefficient, U
D d
C D
R U
1 U
1 +
=
=
02 ,
261,655 1
+ = 0,006
6. Bilangan Reynold Ret Dari Tabel 10 Kern,1950,hal.843
untuk OD = ¾ in dan BWG = 18 Dt = 0,652 in = 0,054 ft
μ = 0,503 cP = 1,218 lb
m
ft.jam Ret =
µ Gt
Dt ×
=
218 ,
1 573
6.479.677, 054
× ,
= 289.133,009 7.
Dari Gambar 24 Kern,1950,hal.834
diperoleh jH = 602,716 8. Pada tc = 100
o
F Cp = 1,794 btulbm.
F
Pada Gambar 1 Kern,1950,hal.803
k = 1,381 btujam.ft. F
3 1
× k
Cp
µ =
3 1
1,381 218
, 1
794 ,
1
×
= 1,165 9.
3 1
× ×
= k
Cp Dt
k jH
h
i
µ
= 796,593 btujam.ft.
o
F 10. Koreksi h
io
ke permukaan pada OD 75
, 652
, 796,593
OD ID
h h
i io
× =
× =
= 692,505
Universitas Sumatera Utara
U
D
= 171,767 Btuhr.ft
2
.
o
F
Pressure drop
13. untuk Res = 4.077,129 Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f =
0,0101 ft
2
in
2
Spesifik gravity s = 1,072 Ds = 17 in = 1,437 ft
Φs =
14 ,
w c
µ µ
= 1
14. No. of casses N + 1 = 12 L B
N + 1 = 12 . 8,625 4,9 = 7
15. ∆Ps =
s s
De N
Ds Gs
f Φ
× ×
× +
× ×
×
10 2
10 .
22 ,
5 1
= 0,096 psi Pressure Drop 2 psi
Maka spesifikasi dapat diterima
Pressure drop 13. Untuk Ret = 289.133,009
Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,0036 ft
2
in
2
Spesifik gravity s = 1,072 Dt = 0,652 in = 0,054 ft
Φt = 1
14. ∆Pt =
t s
Dt n
L Gt
f Φ
× ×
× ×
× ×
10 2
10 .
22 ,
5 = 2,472 psi
15. Gt = 18958274,286 lbmft
2
.jam Dari Gambar 27 hal. 837 diperoleh:
v
2
2g = 0,163 ∆Pr =
g v
s n
2 4
2
× = 2,443 psi
∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 2,472 + 2,443
= 4,915 psi
Pressure Drop 5 psi Maka spesifikasi dapat diterima
Universitas Sumatera Utara
5.87 Knock Out Drum S-301
Kategori