Analisis Kefektifan Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube Satu Laluan Cangkang Dua Laluan Tabung Sebagai Pendinginan Oli dengan Fluida Pendingin Air Appendix

LAMPIRAN A
ANALISIS PERHITUNGAN DATA

Universitas Sumatera Utara

A. Analisis Perhitungan Data secara eksperimental
Diketahui

Thi

= 59,79 oC

Tho

= 46,12 oC

Tci

= 27,08 oC

Tco

= 28,30 oC

Qh

= 1,67 x 10-5 m3/s

Qh

= 5 x 10-5 m3/s

Efektifitas ( ɛ ) = ...?

Ditanya :
Penyelesaian

Dari persamaan q = ṁh cp,h (Th,i – Th,o) = ṁc cp,c (Tc,o– Tc,i)
Analisis fluida dingin Air
Tc =

27,08 + 28,30
2

= 27,69 °C = 300,69 K

Dari T@300,6968 K diperoleh nilai

(Tabel A.6 Lampiran C)

Cpc = 4178,86 J/kg K dan ρ=996,742 kg/m3
Maka laju aliran air
ṁc = ρ Q = (996,742 kg/m3) (5 x 10-5 m3/s)
= 0,0498 kg/s

Universitas Sumatera Utara

q = ṁc cp,c (Tc,o– Tc,i)
= 0,0498 kg/s (4178,86 J/kg K) (28,30 oC - 27,08 oC)
= 225,23 Nm/s
Analisis fluida panas Oli

Dari Tabel 3.1 diperoleh data untuk
ρ= 0,873 kg/l = 873 kg/m3 ( untuk oli yang digunakan )
Maka laju aliran oli
ṁh = ρ Q = (873 kg/m3) (1,7 x 10-5 m3/s)
= 0,01458 kg/s
Karena q = ṁh cp,h (Th,i – Th,o) = ṁc cp,c (Tc,o– Tc,i)
Maka
225,23 Nm/s = 0,01458 kg/s ( cp,h ) (59,79oC - 46,12 oC

cp,h

)

= 1280,79 J/kg K

Mencari nilai efektifitas
Ch= ṁh cp,h= 0,01458 kg/s (1280,7969 J/kg K) = 18,67 W/K ( Cmin )
Cc= ṁc cp,c= 0,0498365 kg/s (4178,86 J/kg K) = 208,25 W/K ( Cmax )
Karena Cmin = Ch maka,
ε=

=

(Th,i – Th,o)
(Th,i – Tc,i)
(59,79 – 46,12)
(59,79 – 27,08)

= 0,4178

ε = 41,78 %

Universitas Sumatera Utara

B. Analisis Perhitungan Data secara teoritis
Diketahui :

Data APK
•

Tabung ( selongsong )
diameter dalam : 12 mm

•

diameter luar

: 13 mm

panjang laluan

: 2,7 m

bahan

: tembaga (k = 156 W/m2K)

Cangkang
diameter dalam : 66 mm
diameter luar

: 70 mm

panjang laluan

: 1,35 m

bahan

: besi

Data Fluida
•

Fluida Panas ( Engine Oil )
Th,i = 60oC = 333 K

•

Qh = 60 l/jam = 1,67 x 10-5 m3/s

Fluida Dingin ( Air )
Tc,i = 27oC = 300 K
Qh = 180 l/jam = 5 x 10-5 m3/s

Ditanya :

Efektifitas ( ɛ ) = ... ?

Penyelesaian

Universitas Sumatera Utara

Dari persamaan 2.17 diperoleh

q = ṁh cp,h (Th,i – Th,o) = ṁc cp,c (Tc,i– Tc,o)
Dari variabel yang diketaui tidak memungkinkan untuk menentukan besarnya
perpindahan kalornya, karena nilai Th,i dan Tc,i belum di ketahui sehingga
digunakan pemisalan dengan metode iterasi

Iterasi 1

Andaikan :
Th = 50°C = 323 K
Dari Tabel A.6 dengan T@323 K (engine oil) akan diperoleh :

(Lamp. C)

ρ = 870 kg/m3
cp = 2005,6 J/kg K
Pr = 1737
μ = 12,378 x 10-2 N.s/m2
k = 142,4 x 10-3 W/m.K
Tc = 32°C = 305 K
Dari Tabel A.5 dengan T@305 K (water) akan diperoleh :

(Lamp. C)

ρ = 995 kg/m3
cp = 4178 J/kg K
Pr = 5,20
μ = 769 x 10-6 N.s/m2

k = 620 x 10-3 W/m.K

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN B
DATA HASIL PENGUJIAN

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN C

TABEL SIFAT FLUIDA
(Dari literatur 6)

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara