Gambar 4.4 grafik efektifitas perhitungan teori kapasitas fluida panas 510 Lj dengan suhu fluida panas 60
˚C
Pada grafik diatas dapat disimpulkan bahwa seiring bertambahnya kapasitas laju aliran fluida dingin maka efektifitas alat penukar kalor shell and tube ini
semakin menurun.
4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian
Adapun data hasil pengujian yang telah dilakukan pada APK shell and tube dapat dilihat pada lampiran 1 dan dibawah ini adalah data yang telah diolah,
dimana kapasitas aliran fluida panas yaitu yang mengalir pada laluan tabung tube adalah 510 Lj . Kemudian untuk fluida dingin yaitu air yang mengalir
didalam cangkang shell adalah 108 Lj, 180 Lj dan 300 Lj. Tabel 4.2 data hasil percobaan
Data Percobaan Hasil Percobaan
Efektifitas Percobaan
Kondisi eksperimen
Thi ºC
Qh lj Tci
ºC Qc
lj ThoºC
Tco ºC 1
510 27.8
108 39.6
33.7 45.39654
2 40
180 39.46
31.68 28.10517
3 300
39.21 30.94
21.93141
Universitas Sumatera Utara
1 50
510 27.8
108 49.57
35.7 30.33317
2 180
49.41 34.65
28.55107
3 300
49.21 32.66
19.67833
1
60 510
27.8 108
59.09 38.28
31.78914
2 180
58.58 35.45
22.035
3 300
58.41 33.5
15.14061
Data hasil percobaan tersebut kemudia diolah untuk mendapatkan keefektifitasan hasil pengujian. Dimana rumus efektifitas yaitu,
E = , bila
ṁ.C
p
min = ṁ
h
.C
ph
dan E =
, bila ṁ.C
p
min = ṁ
c
.C
pc
Nilai dari ṁ.C
p
min dicari untuk menentukan rumus efektifitas yang akan digunakan.
Dikarenakan nilai dari Cc dari metanol yang jauh lebih rendah dari nilai Ch dari air maka nilai dari Cc selalu menjadi nilai Cmin
Sehingga didapatkan grafik efektifitas untuk tiap kondisi yaitu sebagai berikut
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 grafik efektifitas percobaan kapasitas fluida panas 510 Lj dengan suhu fluida panas 40
˚C
Gambar 4.6 grafik efektifitas percobaan kapasitas fluida panas 510 Lj dengan suhu fluida panas 50
˚C
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 grafik efektifitas percobaan kapasitas fluida panas 510 Lj dengan suhu fluida panas 60
˚C
Berikut adalah tabel perbandingan antara hasil teori Metode NTU dengan hasil yang didapat pada eksperimen Hasil Pengujian :
Universitas Sumatera Utara
DATA TEORI Hasil Teori
Hasil Praktek Efektifitas
Teori Efektivitas
Praktek Kondisi
eksperimen Thi
ºC Qh
lj Tci
ºC Qc
lj Tho
ºC Tco
ºC Tho
ºC Tco
ºC 1
510 28
108 38.8037 29.1963 39.6
33.7 97.396
45.3965 2
40 180 38.0923 29.9077
39.46 31.68
93.1619 28.1052
3 300 37.0259 30.9741
39.21 30.94
87.1023 21.9314
1 50
510 108 47.7986 30.2014
49.57 35.7
97.3743 30.3332
2 28
180 46.4891 31.5109 49.41
34.65 93.1245
28.5511 3
300 44.5259 33.4741 49.21
32.66 87.0366
19.6783 1
60 510
108 56.7845 31.2155 59.09
38.28 97.3497
31.7891 2
28 180 54.8708 33.1292
58.58 35.45
93.0814 22.035
3 300 52.0011 35.9989
58.41 33.5
87.0205 15.1406
Tabel 4.3 Perbandingan Data Teori dan Data Percobaan
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa perbedaan efektivitas teori dengan efektivitas praktek sangat besar. Hal ini disebabkan ada beberapa faktor yang menyebabkan efektivitas teori sangat
rendah seperti panas yang keluar heat loss pada alat penukar kalor shell and tube karena isolasi yang tidak sempurna dan faktor cuaca .
Universitas Sumatera Utara
4.3 Perbandingan Hasil Eksperimen Alat Penukar Kalor Tabung Shell and Tube dan Alat Penukar Kalor Tabung Sepusat.
Adapun data hasil pengujian yang telah dilakukan pada tim sebelumnya tentang APK tabung sepusat annulus dapat dilihat dibawah ini , dimana variasi
yang dibuat yaitu kapasitas aliran fluida panas yaitu yang mengalir di dalam tabung dalam adalah 180 Lj, 240 Lj, 300 Lj, dan 360 Lj. Kemudian untuk
fluida dingin yaitu air yang mengalir didalam ruang annulus adalah 180 Lj, 240 Lj dan 360 Lj.
Tabel 4.4 Data hasil percobaan APK tabung sepusat kapasitas fluida dingin 240 Lj
DATA TEORI Hasil eksperimen
efektifitas Kondisi
eksperimen Thi
ºC Qh lj
Tci ºC
Qc lj
Tho ºC
Tco ºC
1
40 180
34 240
39.9150 34.7380
12.3 2
240 39.7000
34.7700 12.83333333 3
300 39.1050
34.8630 14.38333333 4
360 39.0540
34.5320 8.866666667 5
45 180
35 240
42.0250 35.7770
7.77 6
240 41.8720
35.5720 5.72
7 300
42.1980 35.7260
7.26 8
360 42.8490
36.0790 10.79
9
50 180
36 240
46.7270 37.6850 12.03571429
10 240
46.2130 37.6700 11.92857143
11 300
46.9270 37.3810 9.864285714
12 360
46.8500 37.4980
10.7
Universitas Sumatera Utara
13
55 180
32 240
48.3560 36.2940 18.66956522
14 240
47.9600 36.4400 19.30434783
15 300
48.4300 36.9840 21.66956522
16 360
49.0130 36.2770 18.59565217
Tabel 4.5 Data hasil percobaan APK tabung sepusat kapasitas fluida dingin 360 Lj
DATA TEORI Hasil eksperimen
efektifitas Kondisi
eksperimen Thi
ºC Qh lj
Tci ºC
Qc lj
Tho ºC
Tco ºC
1
40 180
35 360
40.0620 35.2100
4.2 2
240 39.8120
35.2940 5.88
3 300
39.6430 35.1090
2.18 4
360 37.8990
35.2870 5.74
5
45 180
34 360
42.1250 34.8230 7.481818182
6 240
42.1370 35.0740 9.763636364
7 300
42.2270 35.0940 9.945454545
8 360
41.5930 35.0480 9.527272727
9
50 180
37 360
45.9470 37.5180 3.984615385
10 240
47.4490 37.6810 5.238461538
11 300
47.3350 38.1720 9.015384615
12 360
47.3230 38.3190 10.14615385
13 55
180 35
360 47.0300
37.5230 12.615
14 240
47.7020 36.8670
9.335
Universitas Sumatera Utara
15 300
47.9320 37.0030
10.015 16
360 48.3560
37.2300 11.15
Tabel 4.6 Data hasil percobaan APK tabung sepusat kapasitas fluida dingin 180 Lj
DATA TEORI Hasil eksperimen
efektifitas Kondisi
eksperimen Thi
ºC Qh lj
Tci ºC
Qc lj
Tho ºC
Tco ºC
1
40 180
34 180
40.9122 35.1132 18.55333333
2 240
39.4511 35.2130 20.21666667
3 300
39.2911 35.1223
18.705 4
360 39.0235
35.0123 16.87166667 5
45 180
34 180
42.1423 34.3432
3.12 6
240 42.1330
35.0521 9.564545455 7
300 42.0134
35.7623 16.02090909 8
360 42.3421
35.3412 12.19272727 9
50 180
35 180
47.4210 37.7710 18.47333333
10 240
46.7821 37.9120 19.41333333
11 300
46.9660 37.4310 16.20666667
12 360
46.8500 37.3112
15.408 13
55 180
34 180
49.3560 35.9940 9.495238095
14 240
49.1960 36.9210 13.90952381
15 300
48.8210 36.5840
12.3047619 16
360 49.1030
36.2170 10.55714286
Universitas Sumatera Utara
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa rata-rata efektivitas APK shell and tube lebih besar dari APK tabung sepusat , hal ini dapat disebabkan oleh bahan yang
digunakan. Bahan yang digunakan pada tabung dalam APK sepusat adalah aluminium dengan nilai konduktivtas pipa aluminium yaitu 205 WmK , lebih
rendah dari bahan yang digunakan pada pipa alat penukar kalor shell and tube yang memiliki nilai konduktivitas, yaitu 410 WmK.
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
