Aliran Paralel Sejajar Aliran Berlawanan

26

2.7.1 Aliran Paralel Sejajar

Laju perpindahan panas = Laju perpindahan panas pada fluida panas pada fluida dingin Gambar 2.21 : Distribusi temperatur aliran sejajar Sumber : Incropera dQ = ṁ h c p,h - dT h = ṁ c c p,c dT c 2.20 atau dQ = - ṁ h c p,h dT h = ṁ c c p,c dT c 2.21 ṁ h = Laju aliran massa fluida panas kgs ṁ c = Laju aliran massa fluida dingin kgs c p,h = Panas jenis fluida panas Jkg.K c p,c = Panas jenis fluida dingin Jkg.K T h,i = Temperatur fluida panas masuk K T h,o = Temperatur fluida panas keluar K T c,i = Temperatur fluida dingin masuk K T c,o = Temperatur fluida dingin keluar K Universitas Sumatera Utara 27 Panas yang dilepas = Panas yang dilepas oleh fluida panas oleh fluida dingin dT h dT c dT h = - dQ ṁ h c p,h 2.22 dT c = dQ ṁ c c p,c 2.23 dT h – dT c = d T h – T c 2.24 = - dQ ṁṁ h c p,h − dQ ṁṁ c c p,c 2.25 = - dQ 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c 2.26 dT h – dT c = - U dA T h – T c 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c 2.27 d T h – T c T h – T c = - U dA 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c 2.28 dengan mengintegralkan kedua ruas, maka d T h – T c T h – T c T h,o , T c,o T h,i , T c,i = - U 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c dA A 2.29 ln T h -T c T h,i , T c,i T h,o , T c,o = - U A 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c 2.30 ln T h,o , T c,o – ln T h,i , T c,i = - U A 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c 2.31 ln T h,o , T c,o T h,i , T c,i = - U A 1 ṁ h c p,h + 1 ṁ c c p,c 2.32 berdasarkan neraca entalpi bahwa laju perpindahan panas Q : Q = ṁ h c p,h T h,i – T h,o = ṁ c c p,c T c,o – T c,i diperoleh persamaan : ṁ h c p,h = Q T h,i -T h,o 2.33 ṁ c c p,c = Q T c,o -T c,i 2.34 ln T h,o , T c,o T h,i , T c,i = -U A T h,i - T h,o Q + T c,o -T c,i Q 2.35 = - U A Q [ T h,i – T h,o + T c,o – T c,i ] = U A Q [ T h,o – T c,o – T h,i – T c,i ] Q = U A [T h,o –T c,o – T h,i – T c,i ] ln T h,o , T c,o T h,i , T c,i 2.36 bila : Universitas Sumatera Utara 28 ΔT 2 = T h,o – T c,o 2.37 ΔT 1 = T h,i – T c,I 2.38 maka persamaan Q menjadi : Q = U A ΔT 2 - ΔT 1 ln ΔT 2 ΔT 1 2.39 atau Q = U A ΔT RL = U A LMTD 2.40

2.7.2 Aliran Berlawanan

Laju perpindahan pana s = Laju perpindahan panas pada fluida panas pada fluida dingin Gambar 2.22 : Distribusi temperatur aliran berlawanan Sumber:Incropera dQ = ṁ h c p,h - dT h = ṁ c c p,c - dT c atau dQ = - ṁ h c p,h dT h = - ṁ c c p,c dT c Panas yang dilepas = Panas yang dilepas oleh fluida panas oleh fluida dingin Universitas Sumatera Utara 29 dT h dT c dT h = - dQ ṁ h c p,h dT c = - dQ ṁ c c p,c dT h – dT c = d T h – T c = - dQ ṁṁ h c p,h + dQ ṁṁ c c p,c = - dQ 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c dT h – dT c = - U dA T h – T c 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c d T h – T c T h – T c = - U dA 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c dengan mengintegralkan kedua ruas, maka d T h – T c T h – T c T h,o , T c,i T h,i , T c,o = - U 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c dA A ln T h -T c T h,i , T c,o T h,o , T c,i = - U A 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c ln T h,o , T c,i – ln T h,i , T c,o = - U A 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c ln T h,o , T c,i T h,i , T c,o = - U A 1 ṁ h c p,h - 1 ṁ c c p,c 2.41 berdasarkan neraca entalpi bahwa laju perpindahan panas Q : Q = ṁ h c p,h T h,i – T h,o = ṁ c c p,c T c,o – T c,i diperoleh persamaan : ṁ h c p,h = Q T h,i -T h,o ṁ c c p,c = Q T c,o -T c,i ln T h,o , T c,i T h,i , T c,o = -U A T h,i - T h,o Q - T c,o -T c,i Q = - U A Q [ T h,i – T h,o - T c,o + T c,i ] Universitas Sumatera Utara 30 = U A Q [ T h,o – T c,i – T h,i – T c,o ] Q = U A [T h,o –T c,i – T h,i – T c,o ] ln T h,o , T c,i T h,i , T c,o 2.42 bila : ΔT 2 = T h,o – T c,I 2.43 ΔT 1 = T h,i – T c,o 2.44 maka persamaan Q menjadi : Q = U A ΔT 2 - ΔT 1 ln ΔT 2 ΔT 1 2.45 atau Q = U A ΔT RL = U A LMTD 2.46 2.9 Katup Valve Katup adalah sebuah perangkat yang mengatur, mengarahkan atau mengontrol aliran dari suatu cairan gas, cairan, padatan terfluidisasi dengan membuka, menutup, atau menutup sebagian dari jalan alirannya. Valve katup dalam kehidupan sehari-hari, paling nyata adalah pada pipa air, seperti keran untuk air. Contoh akrab lainnya termasuk katup kontrol gas di kompor, katup kecil yang dipasang di kamar mandi dan masih banyak lagi. Katup memainkan peran penting dalam aplikasi industri mulai dari transportasi air minum juga untuk mengontrol pengapian di mesin roket. Valve Katup dapat dioperasikan secara manual, baik oleh pegangan , tuas pedal dan lain-lain. Selain dapat dioperasikan secara manual katup juga dapat dioperasikan secara otomatis dengan menggunakan prinsip perubahan aliran Universitas Sumatera Utara 31 tekanan, suhu dll. Perubahan2 ini dapat mempengaruhi diafragma, pegas atau piston yang pada gilirannya mengaktifkan katup secara otomatis. Macam – macam Valve katup yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

2.9.1. Gate Valve