Intisari, Daf Isi dll
INTISARI
Panas adalah salah satu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari suatu
tempat ke tempat lain, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan sama sekali.
Dalam suatu proses, panas dapat mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu suatu zat
dan atau perubahan tekanan, reaksi kimia dan kelistrikan.
Proses terjadinya perpindahan panas dapat dilakukan secara langsung, yaitu
fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin tanpa adanya
pemisah dan secara tidak langsung, yaitu bila diantara fluida panas dan fluida dingin
tidak berhubungan langsung tetapi dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah.
Perpindahan panas secara konduksimerupakan perpindahan panas antara
molekul-molekul yang saling berdekatan antar yang satu dengan yang lainnya dan tidak
diikuti oleh perpindahan molekul-molekul tersebut secara fisik. Molekul-molekul benda
yang panas bergetar lebih cepat dibandingkan molekul-molekul benda yang berada
dalam keadaan dingin. Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya dilimpahkan kepada
molekul di sekelilingnya sehingga menyebabkan getaran yang lebih cepat maka akan
memberikan panas. Dan perpindahan secara konveksi yaitu perpindahan panas dari
suatu zat ke zat yang lain disertai dengan gerakan partikel atau zat tersebut secara fisik.
Kemudian perpindahan panas secara radiasi merupakan perpindahan panas tanpa
melalui media (tanpa melalui molekul). Suatu energi dapat dihantarkan dari suatu tempat
ke tempat lainnya (dari benda panas ke benda yang dingin) dengan pancaran gelombang
elektromagnetik dimana tenaga elektromagnetik ini akan berubah menjadi panas jika
terserap oleh benda yang lain.
Pada jenis ini tiap pipa mempunyai shell sendiri. Untuk menhindari tempat yang
terlalu panjang, Heat Exchanger ini dibentuk menjadi U. Pada beberapa keperluan
khusus, bagian pipa luar diberi sirip. Dalam pipa jenis u-bend memiliki kekurangan dan
kelebihan masing-masing. Kekurangannya adalah pada bagian dalam dari U-tube tidak
dapat dibersihkan secara efektif, memerlukan drill shaft yang fleksibel untuk
membersihkannya. Dan sebaiknya pada alat jenis ini tidak digunakan untuk tube dengan
fluida yang kotor. Lalu pada kelebihannya ialah bundle dapat meregang atau mengkerut
jika ada perbedaan tegangan, bagian luar dari U-tube bisa dibersihkan, dan juga tube
bundle bisa dilepas. Didalam optimasi panjang pipa pada jenis U-bend ini, akan dihitung
seberapa besar panjang pipa dalam Alat Heat Exchanger jenis U-Bend.
Kata kunci : Panas, Perpindahan Panas, Heat Exchanger
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penyusun panjatkan kepada Allah
SWT atas segala rahmat dan karunia–Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, yang merupakan salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi di Program Studi Diploma
III Teknik Kimia Universitas
Diponegoro Semarang.
Pada kesempatan kali ini, perkenankanlah penyusun mengucapkan
terimaksih kepada :
1. Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro.
2. Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik
Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
3. Ir. Isti Pudjihastuti, MT selaku Dosen Wali kelas A Angkatan 2011, yang
telah banyak memberikan dorongan semangat dan doa kepada kami.
4. Ir. Edy Supriyo, MT selaku dosen pembimbing, terimakasih atas segala
bimbingannya selama ini hingga terselesaikannya LaporanTugas Akhir
ini.
5. Seluruh Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma
Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan
ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya
membangun guna kesempurnaan laporan ini.
6. Ayah, Ibu dan kakakserta seluruh keluarga tercinta atas segala doa dan
dorongan motivasi selama ini agar tak kenal putus asa sehingga dapat
menyelesaikan laporan ini tepat waktu.
7. Guntur Rian Muhammad Nur yang selalu memberi dorongan, motivasi
serta berperan penting dalam kehidupan saya.
iv
8. Teman-teman mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia
Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, terutama
angkatan 2011 kelas A.
9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan ini.
Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan
ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya
membangun guna kesempurnaan laporan ini.
Semarang, Agustus 2014
Penyusun
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................. ii
RINGKASAN ...................................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah........................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Perpindahan Panas ....................................................................... 4
2.2 Alat Penukar Panas(Heat Exchanger)............................................ 5
2.3 Jenis-jenis Heat Exchanger............................................................ 6
2.4 Tipe Heat Exchanger berdasarkan susunan aliran fluida ............... 9
2.5 Shell and Tube Exchanger ........................................................... 12
2.6 Variabel yang mempengaruhi laju perpindahan panas……………14
2.7 Sistem Komputer............................................................................15
2.7.1 Bahasa Pemrograman Delphi……………………………….15
2.7.2 Sensor suhu…………………..……………………………….16
vi
2.7.3 Sensor suhu LM 35………….…………………….……….16
2.8 Cara Kerja LM 35 .....................................................................17
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT
3.1 Tujuan ........................................................................................... 19
3.1.1 Tujuan Umum…………………………………………… ....... 19
3.1.2 Tujuan Khusus…...……………………………………………19
3.2 Manfaat ......................................................................................... 20
BAB IV PERANCANGAN ALAT
4.1 Spesifikasi Alat Heat Exchanger .................................................... 21
4.2Gambar Alat ................................................................................... 22
4.2.1 Rangkaian Alat Penukar Panas…………………………… . 22
4.3 Cara Kerja ..................................................................................... 23
BAB V METODOLOGI
5.1 Alat dan Bahan yang Digunakan ................................................... 26
5.1.1 Alat yang digunakan………………………………………….26
5.1.2 Bahan yang digunakan………………………………... …….26
5.1.3 Variabel Percobaan ………………………………………….26
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1 Hasil Pengamatan..............................................................................27
6.1.1 Tabel Hasil Pengamatan…………………………………….27
6.2 Hasil pengujian alat dan perhitungan kinerja alat..............................28
6.2.1 Menentukan Panjang Pipa (L)………………….........…….28
vii
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan ................................................................................... 37
7.2 Saran ............................................................................................ 37
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 38
LAMPIRAN ........................................................................................................ 39
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 1 .... 27
Tabel 2.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 2 .... 27
Tabel 3.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 3…. 27
Tabel 4.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 4 .... 28
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Penukar kalor tabung dan pipa tipe u ..................................... 8
Gambar 2.
Penukar kalor tabung dan pipa dua ........................................ 8
Gambar 3.
Tipe aliran heat exchanger ................................................... 11
Gambar 4.
Bagian heat exchanger tipe U-Bend ..................................... 12
Gambar 5.
Jenis tube pitch .................................................................... 13
Gambar 6.
Sensor LM 35 ....................................................................... 18
Gambar 7.
Rangkaian alat penukar panas ............................................. 22
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Hasil Pengamatan ...................................................... 33
Lampiran 2. Perhitungan……………………………………………………….34
xi
Panas adalah salah satu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari suatu
tempat ke tempat lain, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan sama sekali.
Dalam suatu proses, panas dapat mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu suatu zat
dan atau perubahan tekanan, reaksi kimia dan kelistrikan.
Proses terjadinya perpindahan panas dapat dilakukan secara langsung, yaitu
fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin tanpa adanya
pemisah dan secara tidak langsung, yaitu bila diantara fluida panas dan fluida dingin
tidak berhubungan langsung tetapi dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah.
Perpindahan panas secara konduksimerupakan perpindahan panas antara
molekul-molekul yang saling berdekatan antar yang satu dengan yang lainnya dan tidak
diikuti oleh perpindahan molekul-molekul tersebut secara fisik. Molekul-molekul benda
yang panas bergetar lebih cepat dibandingkan molekul-molekul benda yang berada
dalam keadaan dingin. Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya dilimpahkan kepada
molekul di sekelilingnya sehingga menyebabkan getaran yang lebih cepat maka akan
memberikan panas. Dan perpindahan secara konveksi yaitu perpindahan panas dari
suatu zat ke zat yang lain disertai dengan gerakan partikel atau zat tersebut secara fisik.
Kemudian perpindahan panas secara radiasi merupakan perpindahan panas tanpa
melalui media (tanpa melalui molekul). Suatu energi dapat dihantarkan dari suatu tempat
ke tempat lainnya (dari benda panas ke benda yang dingin) dengan pancaran gelombang
elektromagnetik dimana tenaga elektromagnetik ini akan berubah menjadi panas jika
terserap oleh benda yang lain.
Pada jenis ini tiap pipa mempunyai shell sendiri. Untuk menhindari tempat yang
terlalu panjang, Heat Exchanger ini dibentuk menjadi U. Pada beberapa keperluan
khusus, bagian pipa luar diberi sirip. Dalam pipa jenis u-bend memiliki kekurangan dan
kelebihan masing-masing. Kekurangannya adalah pada bagian dalam dari U-tube tidak
dapat dibersihkan secara efektif, memerlukan drill shaft yang fleksibel untuk
membersihkannya. Dan sebaiknya pada alat jenis ini tidak digunakan untuk tube dengan
fluida yang kotor. Lalu pada kelebihannya ialah bundle dapat meregang atau mengkerut
jika ada perbedaan tegangan, bagian luar dari U-tube bisa dibersihkan, dan juga tube
bundle bisa dilepas. Didalam optimasi panjang pipa pada jenis U-bend ini, akan dihitung
seberapa besar panjang pipa dalam Alat Heat Exchanger jenis U-Bend.
Kata kunci : Panas, Perpindahan Panas, Heat Exchanger
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penyusun panjatkan kepada Allah
SWT atas segala rahmat dan karunia–Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, yang merupakan salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi di Program Studi Diploma
III Teknik Kimia Universitas
Diponegoro Semarang.
Pada kesempatan kali ini, perkenankanlah penyusun mengucapkan
terimaksih kepada :
1. Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro.
2. Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik
Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
3. Ir. Isti Pudjihastuti, MT selaku Dosen Wali kelas A Angkatan 2011, yang
telah banyak memberikan dorongan semangat dan doa kepada kami.
4. Ir. Edy Supriyo, MT selaku dosen pembimbing, terimakasih atas segala
bimbingannya selama ini hingga terselesaikannya LaporanTugas Akhir
ini.
5. Seluruh Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma
Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan
ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya
membangun guna kesempurnaan laporan ini.
6. Ayah, Ibu dan kakakserta seluruh keluarga tercinta atas segala doa dan
dorongan motivasi selama ini agar tak kenal putus asa sehingga dapat
menyelesaikan laporan ini tepat waktu.
7. Guntur Rian Muhammad Nur yang selalu memberi dorongan, motivasi
serta berperan penting dalam kehidupan saya.
iv
8. Teman-teman mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia
Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, terutama
angkatan 2011 kelas A.
9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan ini.
Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan
ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya
membangun guna kesempurnaan laporan ini.
Semarang, Agustus 2014
Penyusun
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................. ii
RINGKASAN ...................................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah........................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Perpindahan Panas ....................................................................... 4
2.2 Alat Penukar Panas(Heat Exchanger)............................................ 5
2.3 Jenis-jenis Heat Exchanger............................................................ 6
2.4 Tipe Heat Exchanger berdasarkan susunan aliran fluida ............... 9
2.5 Shell and Tube Exchanger ........................................................... 12
2.6 Variabel yang mempengaruhi laju perpindahan panas……………14
2.7 Sistem Komputer............................................................................15
2.7.1 Bahasa Pemrograman Delphi……………………………….15
2.7.2 Sensor suhu…………………..……………………………….16
vi
2.7.3 Sensor suhu LM 35………….…………………….……….16
2.8 Cara Kerja LM 35 .....................................................................17
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT
3.1 Tujuan ........................................................................................... 19
3.1.1 Tujuan Umum…………………………………………… ....... 19
3.1.2 Tujuan Khusus…...……………………………………………19
3.2 Manfaat ......................................................................................... 20
BAB IV PERANCANGAN ALAT
4.1 Spesifikasi Alat Heat Exchanger .................................................... 21
4.2Gambar Alat ................................................................................... 22
4.2.1 Rangkaian Alat Penukar Panas…………………………… . 22
4.3 Cara Kerja ..................................................................................... 23
BAB V METODOLOGI
5.1 Alat dan Bahan yang Digunakan ................................................... 26
5.1.1 Alat yang digunakan………………………………………….26
5.1.2 Bahan yang digunakan………………………………... …….26
5.1.3 Variabel Percobaan ………………………………………….26
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1 Hasil Pengamatan..............................................................................27
6.1.1 Tabel Hasil Pengamatan…………………………………….27
6.2 Hasil pengujian alat dan perhitungan kinerja alat..............................28
6.2.1 Menentukan Panjang Pipa (L)………………….........…….28
vii
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan ................................................................................... 37
7.2 Saran ............................................................................................ 37
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 38
LAMPIRAN ........................................................................................................ 39
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 1 .... 27
Tabel 2.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 2 .... 27
Tabel 3.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 3…. 27
Tabel 4.
Hasil pengamatan suhu fluida dan kecepatan percobaan 4 .... 28
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Penukar kalor tabung dan pipa tipe u ..................................... 8
Gambar 2.
Penukar kalor tabung dan pipa dua ........................................ 8
Gambar 3.
Tipe aliran heat exchanger ................................................... 11
Gambar 4.
Bagian heat exchanger tipe U-Bend ..................................... 12
Gambar 5.
Jenis tube pitch .................................................................... 13
Gambar 6.
Sensor LM 35 ....................................................................... 18
Gambar 7.
Rangkaian alat penukar panas ............................................. 22
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Hasil Pengamatan ...................................................... 33
Lampiran 2. Perhitungan……………………………………………………….34
xi