algoritma heat exchanger

7/25/2019 Algoritma Heat Exchanger

1/5

-0715041046-Indra wibawads-

HEAT EXCHANGER

[ PENUKAR PANAS ]

ALOGARITAMA PERANCANGAN

1. Menuliskan data-data yang diketahui

Data-data dari fluida panas dan fluida dingin meliputi suhu masuk dan suhu

keluar, kapasitas panas dan laju alirnya. Sehingga dapat dikatahui beban

panasnya.

2. Menentukan tipe Heat Exchanger

Memilih tipe HE berdasarkan kondisi proses. Biasanya didasarkan pada luas

penampang yang dibutuhkan. Untuk A < 200 ft2 ( luas permukaan yang

dibutuhkan kecil ) menggunakan double pipe dan kalau A> 200 ft2

menggunakan shell and tube. Tipe-tipe HE dapat pula dipilh dari buku-buku

referensi yang ada seperti Kern, Ulrich A Guide to Chemical Engineering

Process Design and Economics tabel 4-12 halaman 152, Ernest E Luwig

Applied design for Chemical Engineering and Petrochemical Plants vol III

tabel 10-1 halaman 7, serta Carl R. Branan Rules of thumb for che,ical

engineers hal 24-25.

3. Memilih bahan konstruksi

Memilih bahan kontruksi yang sesuai dengan proses. Bcontoh-contoh bahan

kontruksi untuk HE antara lain : Steel , 316 Stainless Steel , Titanium ,

Hastelloy C , Zirconium , Quartz, Teflon (De Wallace technical)

4. Menentukan Spesifikasi Shell dan Tube

a. MenentuKan delta T LMTD

1221

1221

log3,2tT

tT

tTtTLMTDT

( persamaan 5.14, Kern )

delta t = Ft.LMTD , Ft diperoleh dari pembacaan grafik di kern.

b. Menentukan harga Ud

Harga Ud bisa dilihat pada tabel 8 Kern halaman 840.


2/5


c. Penentuan luas perpindahan panas

Luas Perpindahan panas ( A ) = Q / ( Ud x T LMTD )

d. Memilih spesifikasi tube

Dapat dipilih dari tabel 10 Kern. Meliputi OD, ID, BWG, at, at

e. Memilih pola Tube

Ada dua pola tube yakni triangular pitch dan square pitch. Alasan

pemilihan bisa dilihat pada halaman 26, Rules of thumb for CheEng oleh

Carl R Branan. Dipilih triangular picth biasanya karena :

1. Kapasitas fluida yang akan didinginkan besar sehingga dengan

susunan ini akan lebih banyak terpasang pada shell dan tube

2. Pressure drop rendah

3. Viskositas cairan rendah

Sedangkan untuk square dengan alasan :

1. Lebih mudah untuk dibersihkan

2. Pressure drop lebih rendah dari pada triangular

3. tetapi membutuhkan shell yang lebih besar.

PT

60o

60o

60o

triangular pitch square pitch

Dari tabel 9 Kern dengan pola dan OD yang dipilih , kan didapatkan Pt,

ID shell, Nt, Passes ( n ).

f. Koreksi harga A

Mengoreksi kembali harga luas permukaan yang diperoleh dari

ukuran yang dipilih.

A' = Nt x a x L


3/5


g. Koreksi harga Ud

Ud = Q / ( A' x T LMTD )

5. Menentukan Design Bagian Tube

Ditentukan pula, tube untuk fluida panas atau dingin.

a. Menghitung Flow Area

at =n

aN tt

144

'( persamaan 7.48, Kern )

b. Menghitung Laju Massa ( Gt )

Gt =ta

w

dalam lb / ft2

.hr

Velocity :

V =3600

tG dalam fps

c. Mencari Bilangan Reynold

pada tavg tertentu dicari sifat fisis fluida seperti viskositas ( )

Diameter dari tabel 10, Kern hal 843

Ret =

tDxG

Yang digunakan untuk menghitung pressure drop

d. Mencari hi

Dari fig . 25 kern diperoleh :

hi dalam Btu/h.Ft2. F

dengan faktor koreksi akan dipero;eh

hi sebenarnya dalam Btu/h.Ft2

. F

e. Mencari hio

hio = hi

OD

ID( persamaan 6.5, Kern )

dalam Btu/h.ft2.F

6. Menentukan Design Bagian Shell

a. Menghitung flow area

c' = Pt - OD tube , in


4/5


as =t

shell

xP

xBxcID

144

'dalam ft2 ( persamaan 7.1, Kern )

b. Menghitung laju alir massa ( Gs )

Gs =sa

W dalam lb / ft2.jam

c. Mencari sifat fisis

Pada suhu fluida dicari sifat fisis fluida tersebut seperti , kf, , cp, s

Dari fig . 28, Kern di peroleh De, ft

Re =

DeGs.

d. Dari fig. 28, Kern diperoleh nilai jH

e. Menghitung ho

ho = 1..

.3

1

k

c

De

kjH

dalam Btu/hr.ft2 F ( pers. 6.15b )

7. Mencari harga Uc

Uc =oio

oio

hh

hh

dalam Btu / hr . ft2

. F ( persamaan 6.38, Kern )

8. Mencari dirt factor

Rd =DC

DC

xUU

UU dalam hr.ft2.F/Btu ( persamaan 6.13, Kern )

9. Menentukan Pressure Drop

a. Bagian Tube

1. Untuk : Ret diatas akan diperoleh f dari fig 26, Kern

2. Mencari delta Pt

Pt = (f x Gt2 x L x n) / (5,22 x 1010 x D x s x )

( persaman 7.45, Kern )

dengan :

s : specific gravity

: viscosity ratio

Pt dalam psi


5/5


3. Mencari delta Pr

Pr = (4 . n / s ) x ( V2 / 2 g' ) ( persamaan 7.46, Kern )

Nilai V2 / 2 g 'dapat dicari dengan fig. 27, Kern

4. Mencari delta Pt

PT = Pr + Pt dalam psi

b. Bagian Shell

1. Pada : Tavg tertentu akan diperoleh sifat fisis fluida yang mengalir

dalam shell seperti viskositas ()

Dari fig 28, Kern akan diperoleh nilai De sehingga Res dapat dihitung.

Res = De x Gs /

Dengan Res, dari fig 29, Kern akan diperoleh f dalam ft2 / in2 .

2. Mencari jumlah crosses

N + 1 = 12 x ( L / B ) ( persamaan 7.43, Kern )

3. Mencari delta Ps

Ps = (((f x Gs2 x Ds x (N+1)) / (5,22 x 1010 x De x s))

(persamaan 7.44, Kern )

dalam psi

Nilai batasan pressure drop biasanya 2 psi untuk shell dan 10 psi untuk

tube. Sedangkan Rd perancangan harus lebih besar dari Rd yang

dibutuhkan.

algoritma heat exchanger

Documents