5.89 Air-cooler H-302A
Fungsi : Sebagai pendingin gas discharge compressor K-302A
Desain : Forced draft, 2 fan
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Jumlah : 1 unit
Gambar LC.24 Air cooler tipe Forced draft with 2 fan
Data Untuk Fluida Panas:
Fluida: Gas sintesis Sifat fisik pada suhu rata-rata =217,085
o
F Cp = 2,956 kJkg.K = 0,706 Btulb.
o
F μ = 0,1002 cp
k = 0,1422 Btu[jam.ft
2
.
o
Fft] Dari data Book Section 23 P = 203,701 kPa = 29,5443 Psig
Heat load: Q = 2687386,882
kJjam = 2547151,241 Btujam Laju alir :
W
t
= 38666,462 kgjam = 85244,854 lbjam Suhu masuk:
T
1
= 145,6504
o
C = 294,1708
o
F
Universitas Sumatera Utara
T
2
= 140
o
F Fouling Factor: r
dt
= 0,001 jam.ft
2
.
o
FBtu Pressure Drop yang diijinkan :
∆P
t
= 5 psi
Data Untuk udara:
Suhu lingkungan: t
1
= 90
o
F Ketinggian : level air laut liat Fig. 10-16 untuk koreksi ketinggian
Diperoleh: Cp
udara
= 0,058 Btulb.
o
F
Asumsi dasar: Type
: Forced draft, 2 fan
Fin tube :
1 in. OD dengan 58 in. High Fin Tube pitch
: 2 12 in. Triangular
∆ Bundle Layout
: 3 tube passes, 3 rows of tubes
30 ft panjang pipa
Trial pertama:
1. Tetapkan nilai koefisien perpindahan keseluruhan: U
x
= 5,55
2. Perhitungan perkiraan kenaikan suhu udara keluar:
−
+
+
= ∆
1 2
1
2 10
1 t
T T
U t
x a
=
−
+
+
90 2
140 171
, 294
10 1
55 ,
5 ∆t
a
= 93,241
o
F
3. Perhitungan CMTD Gas Sintesis : 294,171
→ 140 173,241
← 90 120,930 50
LMTD = 311
, 80
50 120,930
ln 50
120,930 =
−
o
F
CMTD = LMTD × F = 80,311 × 1 = 80,311
o
F diasumsikan melewati 3 pipa
Universitas Sumatera Utara
4. Perhitungan luas permukaan yang diperlukan: CMTD
U Q
A
x x
× =
= 80,311
5 ,
5 1
2547151,24 ×
A
x
= 5714,598 ft
2
5. Perhitungan area permukaan menggunakan faktor APSF dari fig. 10-11 APSF = 80,4
F
a
APSF A
x
=
= 80,4
5714,498 F
a
= 71,078 ft
2
6. Perhitungan lebar unit dengan asumsi panjang pipa, L = 30 ft Lebar =
L F
a
=
30 71,078
= 2,369 ft
7. Perhitungan jumlah pipa menggunakan faktor APF dari Fig. 10-11 N
t
= L
APF A
x
× APF = 5,58
N
t
= L
APF A
x
× =
30 5,58
5714,498 ×
= 34
8. Perhitungan kecepatan massa sisi-pipa, G
t
Untuk pipa 1 in. OD, 16 BWG: D
i
= 0,87 in.
Universitas Sumatera Utara
A
t
= 0,5945 in
2
G
t
=
t t
p t
A N
3600 N
W 144
× ×
× ×
= 594
, 4
3 3600
3 854
, 5244
8 144
× ×
× ×
= 504 lbft
2
.detik
9. Perhitungan bilangan reynold yang dimodifikasi: N
R
= μ
G D
t i
× =
0,1002 04
5 87
, ×
N
R
= 4375,896
10. Perhitungan Pressure Drop sisi-pipa menggunakan Fig. 10-14 ∆P
t
=
p p
N B
φ N
L Y
f ×
+ ×
× ×
f = 0,0024
Y = 14,5
N
p
= 3 B
= 0,25 φ
= 1 φ dihitung berdasarkan fig. 10-19
∆P
t
= 3,882 psi
Universitas Sumatera Utara
11. Perhitungan koefisien film sisi-pipa, h
t 3
1 p
k μ
C k
× = 0,113
Perhitungan nilai J menggunakan persamaan Douglas: J
= exp[ −3,913 + 3,968lnN
R
− 0,5444lnN
R 2
+ 0,04323lnN
R 3
− 0,001379lnN
R 4
] Syarat: NR 17
Universitas Sumatera Utara
J = 17170,044
h
t
=
i 3
1 p
D φ
k μ
C k
J ×
× ×
= 2224
12. Perhitungan banyaknya udara yang diperlukan W
a
=
a
Δt 0,24
Q ×
= 241
, 3
8 0,24
1 2547151,24
× = 127498,938 lbhr
13. Perhitungan kecepatan massa permukaan udara, G
a
G
a
=
a a
F W
= 71,077
127498,938 = 1793,812 lbjam.ft
2
14. Baca koefisien film sisi-udara Perhitungan film sisi-udara menggunakan persamaan Douglas:
h
a
= exp[ −7,1519 + 1,7837lnG
a
− 0.076407lnG
a 2
] h
a
= 6,841
15. Perhitungan koefisien perpindahan keseluruhan AR
= 21,4
i x
A A
=
i o
D D
AR ×
= 0,87
1 4
, 21
×
i x
A A
= 24,6
x
U 1
=
a mx
i x
dt i
x t
h r
A A
r A
A h
1 1
+ +
+
= 841
, 6
1 6
, 24
001 ,
6 ,
24 2224
1 +
+ +
Universitas Sumatera Utara
x
U 1
= 0,182 U
x
= 5,499
r
mx
dihilangkan dari perhitungan, karena nilai resisten metal sangat kecil dibandingkan terhadap nilai resisten yang lainnya.
Trial kedua :
Jika Ux yang dihitung dalam langkah 15 sama atau sedikit lebih kecil dari nilai Ux yang diasumsikan dalan langkah 1, dan perhitungan Pressure drop dalam langkah 9
dibawah nilai pressure drop yang diijinkan, maka jawaban bisa diterima. Uji U
x
: U
x
hitung U
x
ditentukan 5,499
5,55 Uji
∆P :
∆P hitung ∆P ditentukan 3,882
5
1. Asumsikan nilai U
x
baru diantara nilai orijinal yang diasumsikan dalam tahapan 1 dan nilai yang dihitung dalam tahap 15
2. Sesuaikan ∆t
a
oleh penambahan ∆t
a
jika U
x
hitung lebih tinggi dari U
x
asumsi, atau pengurangan
∆t
a
jika U
x
hitung lebih rendah dari nilai U
x
asumsi
16. Perhitungan nilai luas fan minimum Fan areafan = FAPF
=
Fan Jumlah
F 0,4
a
×
= 2
077 ,
1 7
0,4 ×
= 14,215 ft
2
2 fan diasumsikan 17. Perhitungan diameter fan
Diameter Fan = [4 FAPF π]
0,5
= 4,254 ft = 1,297 m
18. Perhitungan pressure drop statis udara ∆P
a
Perhitungan ∆P
a
menggunakan rumus: ∆P
a
= e
[1,82×lnGa – 16,58]
Universitas Sumatera Utara
= EXP[1,82×ln1793,812 – 16,58] ∆P
a
= 0,053 inch air
19. Perhitungan volume udara aktual menggunakan D
R
dari udara pada fan inlet t
1
= 90
o
F
Diambil nilai D
R
= 0,85 ACFM
= 0,0749
60 D
W
R a
× ×
= 0,0749
60 85
, 127498,938
× ×
= 33377,559 Total fan = 16688,779fan
20. Perkirakan tekanan total fan menggunakan D
R
udara pada fan dan luas fan
PF =
R 2
2 a
D 4
πD 4005
ACFM ΔP
×
+
dimana: 4005 =
12 3600
2 ×
× ×
a w
g
ρ ρ
pada 70
o
F PF
= 0,126 inch air 21. Perkirakan Brake Horse Power per fan, menggunakan efisiensi fan
,η = 70 bhp
= η
6356 PF
ACFMfan ×
× =
η 6356
0,126 16688,779
× ×
= 0,471 hp Motor fan aktual membutuhkan efisiensi kecepatan sebesar = 92
bhp =
92 ,
471 ,
= 0,512 hp = 0,382 kW Referensi perhitungan : GPSA, 1998, Engineering Data Book, Eleventh Edition
Volume I II
Universitas Sumatera Utara
5.90 Knock Out Drum S-302A
Kategori