DAFTAR ISI Halaman
ABSTRAK i ABSTRACT ii
KATA PENGANTAR iii RIWAYAT HIDUP v
DAFTAR ISI vi DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR LAMPIRAN x
DAFTAR ISTILAH xi
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Batas Masalah 2
1.3. Tujuan Penelitian 3
1.4. Manfaat penelitian 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5
BAB 3 METODE PENELITIAN 42 3.1.
Tempat dan Waktu 42 3.2.
Bahan dan Alat 42 3.3.
Jalannya Penelitian 45 3.4.
Pengamatan 48 3.5.
Analisa Data 48
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 50
4.1 Hasil Penelitian 50 4.2 Laju Aliran Massa Gas Buang 53
4.3 Distribusi Temperatur 54 4.4 Perubahan Tekanan 54
4.5 Perhitungan Laju Perpindahan Kalor Nyata, Laju 55 Perpindahan Kalor Maksimum dan Efektivitas
4.6 Hubungan Temperatur Air Keluar, Temperatur Gas Buang 58 Keluar, Laju Aliran Massa Air dan Laju Perpindahan Kalor
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 68
5.1. Kesimpulan 68
5.2. Saran 69
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
DAFTAR KEPUSTAKAAN 71 LAMPIRAN 73
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Hasil Perhitungan Temperatur Gas Keluar
25 Tabel 2.2
Hasil Perhitungan Panjang Alat Penukar Kalor 37
Tabel 3.1 Lay Out, Geometri dan Dimensi Alat Percobaan 46 Tabel 4.1 Rata-Rata Hasil Penelitian Pada Beban Nol 51
Tabel 4.2 Rata-Rata Hasil Penelitian Pada Beban 10 kW 51
Tabel 4.2 Rata-Rata Hasil Penelitian Pada Beban 20 kW 52 Tabel 4.2 Rata-Rata Hasil Penelitian Pada Beban 30 kW 52
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Alat Penukar Kalor Shell and Tube 5
Gambar 2.2 Efek dari Baffle 7 Gambar 2.3. Penggunaan Baffle Cut 15 7
Gambar 2.4 Penggunaan Baffle Cut 25 8 Gambar 3.1 Alat Penukar Kalor Yang di Rancang
47 Gambar 3.2. Instalasi Percobaan Alat Penukar Kalor Shell and Tube
49 Gambar 4.1
Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Temperatur Gas 58 Buang yang Keluar Beban Nol
Gambar 4.2 Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Temperatur Gas 59
Buang yang Keluar Beban 10 kW Gambar 4.3
Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Temperatur Gas 59 Buang Yang Keluar Beban 20 kW
Gambar 4.4 Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Temperatur Gas 60
Buang Yang Keluar Beban 30 kW Gambar 4.5
Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Laju Perpindahan 61 Kalor Beban Nol
Gambar 4.6 Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Laju Perpindahan 62 Kalor Beban 10 kW
Gambar 4.7 Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Laju Perpindahan 62
Kalor Beban 20 kW Gambar 4.8
Hubuangan Laju Aliran Massa Air Terhadap Laju Perpindahan 62 Kalor Beban 30 kW
Gambar 4.9 Grafik Hubungan Temperatur Udara Panas Keluar dan Laju 64 Aliran Massa Air Terhadap Efektivitas Pada Beban Nol
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Temperatur Udara Panas Keluar dan Laju 65 Aliran Massa Air Terhadap Efektivitas Pada Beban 10 kW
Gambar 4.11 Grafik Hubungan Temperatur Udara Panas Keluar dan Laju 65 Aliran Massa Air Terhadap Efektivitas Pada Beban 20 kW
Gambar 4.12 Grafik Hubungan Temperatur Udara Panas Keluar dan Laju 66 Aliran Massa Air Terhadap Efektivitas Pada Beban 30 kW
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
RIWAYAT HIDUP
Nama : Zainuddin TempatTanggal Lahir : Medan, 10 Juni 1954
Pekerjaan : Dosen Kopertis Wil.I Dpk ITM Alamat : Jalan Halat No. 61 Medan
Riwayat Pendidikan 1.
Sekolah Dasar Taman Siswa di Medan tamat tahun 1968 2.
Sekolah Menengah Pertama Ksatria di Medan tamat tahun 1971 3.
Sekolah Menengah Atas Negeri 3 di Medan tamat tahun 1974 4.
Sekolah Teknik Tinggi Medan S1 di Medan tamat tahun 1983 5.
Tahun 2001 mengikuti Sekolah Pascasarjana Program Studi Teknik Mesin Bidang Konversi Energi Universitas Sumatera Utara.
Riwayat Pekerjaan 1.
Tahun 1984 sampai sekarang Staf Pengajar ITM 2.
Tahun 1986 sampai dengan tahun 1993 sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Industri
3. Tahun 2000 sampai dengan 2004 sebagai Pembantu Dekan di ITM
4. Tahun 2005 sampai dengan 2009 sebagai Dekan Fakultas Teknologi
Industri di ITM
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
DAFTAR LAMPIRAN Halaman
Lampiran 1 Diagram Alir Program 73 Lampiran 2 Hubungan Laju Aliran Massa Gas Buang dengan Laju Aliran 77
Massa Air, Temperatur, Dimensi dan Efektivitas APK
Lampiran 3 Hasil Pengamatan 84 Lampiran 4 Perhitungan Laju Aliran Massa Gas Buang 96
Lampiran 5 Simpangan Temperatur Hasil Pengamatan dengan Hasil 98 Perhitungan.
Lampiran 6 Simpangan Perubahan Tekanan Hasil Pengamatan dengan 100 Hasil Perhitungan
Lampiran 7 Hasil Perhitungan Efektivitas 102
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
DAFTAR ISTILAH Notasi Satuan
A
o
= luas perpindahan kalor m
2
A
s
= luas aliran sisi shell m
2
A
t
= luas aliran sisi pipa m
2
B = jarak
antara baffle m
C = jarak antara dua permukaan pipa clearance m
C
c
= kapasitas kalor air kWK C
h
= kapasitas kalor gas kWK cp
air
= kalor jenis air kJkg.K cp
gas
= kalor jenis gas kJkg.K D
e
= diameter ekuivalen m D
s
= diameter
shell m D
p,i
= diameter dalam pipa m D
p,o
= diameter luar pipa m h
i
= koefisien perpindahan kalor di dalam pipa kWm
2
.K h
o
= koefisien perpindahan kalor di luar pipa kWm
2
.K k
= konduktivitas termal kWm.K k
gas
= konduktivitas termal gas kWm.K k
air
= konduktivitas termal air kWm.K L
= panjang pipa m LMTD = Log Mean Temperature Difference K
m
t
= laju aliran massa gas buang didalam tube kgs m
s
= laju aliran massa air didalam shell kgs P
t
= jarak antara dua pusat pipa pitch m Ps = perubahan tekanan didalam shell Pa
Pt = perubahan tekanan didalam tube Pa Q
= perpindahan kalor nyata kW Q
max
= perpindahan kalor maksimum kW Q
h
= kalor yang dilepaskan fluida panas kW Q
c
= kalor yang di serap fluida dingin kW T
c,o
= temperatur air keluar K T
c,i
= temperatur air masuk K T
h,o
= temperatur gas buang keluar K T
h,i
= temperatur gas buang masuk K t
= tebal pipa m U
o
= koefisien perpindahan kalor menyeluruh kWm
2
.K
Zainuddin : Studi Eksperimental Efektivitas Alat Penukar Kalor Shell and Tube Dengan Memanfaatkan Gas…, 2006 USU e-Repository © 2008
Simbol-Simbol Yunani Satuan
= efektivitas alat penukar kalor
air
= viskositas kinematik air m
2
s
gas
= viskositas kinematik gas m
2
s
air
= densitas air kgm
3 gas
= densitas gas kgm
3
Bilangan Tak Berdimensi
Pr
air
= bilangan Prandtl air Pr
gas
= bilangan Prandtl gas F
= faktor koreksi
f = factor gesekan N
t
= jumlah
tube N
p
= jumlah
pass pipa Nu
s
= bilangan Nusselt di dalam shell Nu
t
= bilangan Nusselt di dalam tube P =
efektivitas termal
R = perbandingan
kapasitas kalor
Re
s
= bilangan Reynolds di dalam shell Re
t
= bilangan Reynolds di dalam tube
Subscript
c = kondisi pada aliran fluida dingin h = kondisi pada aliran fluida panas
i = kondisi masuk in = kondisi masuk
o = kondisi keluar out = kondisi keluar
p = pass p = pipa
s = shell t = tube
BAB 1 PENDAHULUAN
