permukaan yang temperaturnya konstan dan permukaan luarnya diisolasi, dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2.2 : Bilangan Nusselt untuk aliran laminar berkembang penuh didalam annulus dengan salah satu permukaan pipa isotermal dan permukaan
lainnya adiabatic
Jika bilangan Nusselt diketahui, koefisien perpindahan panas untuk permukaan pipa bagian dalam dan bagian luar dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan Nu
i
= 2.15
Nu
o
= 2.16
2.6 Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh
Sebuah alat penukar kalor terdiri dari 2 fluida yang mengalir yang dipisahkan oleh sebuah dinding yang solid. Pertama sekali panas dipindahkan dari
fluida panas ke dinding melalui konveksi, kemudian melewati dinding melalui konduksi, dan dari dinding ke fluida dingin lagi melalui konveksi. Jaringan
tahanan panas dihubungkan dengan proses perpindahan panas ini yang terdiri dari dua tahanan panas konveksi dan satu tahanan panas konduksi yang mengalir
D
i
D
o
Nu
i
Nu
o
- 3,66
0,05 17,46
4,06 0,10
11,56 4,11
0,25 7,37
4,23 0,50
5,74 4,43
1,00 4,86
4,86
Universitas Sumatera Utara
didalam dinding solid pseperti pada gambar,dimana dindin yang solid ini akan di aliri fluida dan mengakitbatkan perpindahan panas dari fluida ke dinding-dinding
solid tersebut, dapat di lihat pada gambar berikut.
Gambar 2.19 Jaringan tahanan panas yang dihubungkan dengan alat penukar kalor tabung sepusat [18]
2.7 Analisis Alat Penukar Kalor Dengan Menggunakan Log Mean Temperature Difference LMTD
Dalam merancang ataupun memprediksi performansi alat penukar kalor, sangatlah perlu untuk menghubungkan antara laju perpindahan panas total
terhadap temperatur fluida yang masuk dan keluar, koefisien perpindahan panas menyeluruh, dan luas permukaan total untuk laju perpindahan panas. Persamaan
perpindahan panas antara fluida panas dan fluida dingin adalah setimbang. Jika Q adalah laju perpindahan panas antara fluida panas dengan fluida dingin dan
dengan mengabaikan perpindahan panas yang terjadi pada alat penukar kalor dengan lingkungan, mengabaikan perubahan energi potensial dan energi kinetik,
dan dengan mengaplikasikan persamaan energi steady, diperoleh persamaan yang ada didalam perhitungan,dimana berikut gambar dari kesetimbangan energy total
untuk fluda pansa dan fluida dingin pada sebuah alat penukar kalor.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20 : Kesetimbangan energi total untuk fluida panas dan fluida dingin pada sebuah alat penukar kalor[18]
q = ṁ
c
i
c,o
– i
c,i
= ṁ
h
i
h,i
– i
h,o
2.17 i adalah entalpi fluida. Subscript h dan c adalah menandakan fluida hot panas
dan fluida cold dingin, sedangkan subscript i dan o adalah kondisi inlet masuk dan outlet keluar fluida. Jika fluida tidak mengalami perubahan fasa dan
diasumsikan pada kondisi panas jenis yang konstan, maka persamaan menjadi Q =
ṁ
h
c
p,h
T
h,i
– T
h,o
= ṁ
c
c
p,c
T
c,o
– T
c,i
2.18 Jika T
h
dan T
c
adalah suhu kedua fluida yang berada di elemen dA dari permukaan alat penukar kalor. Maka laju perpindahan panas yang terjadi diantara
kedua fluida melaui elemen dA dapat dituliskan sebagai berikut dQ = U dA T
h
– T
c
2.19
2.8 Katup Valve Katup adalah sebuah perangkat yang mengatur, mengarahkan atau
