sebuah apk cangkang laluan tunggal digunakan sebagai sebuah hrsg
Post on 07-Jan-2016
13 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
Tugas Alat Penukar Kalor
Kelompok 7
ALBERTO LUBIS
HOTTUA IS MANULLANG
PARNINGOTAN DOLOK SARIBU
EFRAIM SIMBOLON
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
2015
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 2
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 3
Sebuah APK cangkang laluan tunggal digunakan sebagai sebuah HRSG (Heat Recovery Steam Generator) Pada sebuah pembangkit gabungan, Dimana Fluida panas mengalir dari Pembangkit tenaga gas melalui tabung dengan temperatur 500 dengan kapasitas 13.5 kg/s, digunakan untuk meguapkan air yang mengalir melalui cangkang dengan suhu 26 dengan kapasitas 26 kg/s dengan asumsi air berada pada tekanan 1 atm . Didalam APK terdapat 150 tabung berdiameter 30/40 mm. Jarak antara duasumbu tabung bujur sangkar adalah p = 90 mm. Diameter dalam cangkang, = 1,5 , jarak antara sekat, l= 300 mm. Sekat dari jenis normalisasi dengan ruang bebas setinggi 0,25 Di. Engine oil mengalir melalu tabung dan air mengalir melalui cangkang. Bahan tabung adalah commercial bronze, Ambil tahanan panas air = 4 10
4 2 dan tahanan panas udara
= 2 104 2 Hitunglah: a) Suhu air keluar APK, b) Koefisien perpindahan panas
menyeluruh c) dengan metode NTU hitung panjang APK yang di perlukan
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 4
= 13,6 / = 26 / Ntabung = 150 buah Diameter tabung = 30/40 mm P= 90 mm Di = 1,5 m l= 300 mm Bahan tabung = Commercial bronze = 4 10
4 2
= 2 104 2
Dit : a. Tfs b. k =.? c. L = .? (dengan metode NTU) Jawaban =
= +
Maka nilai Cp dan hfg dari air adalah
= +
2
= 26 + 100
2= 63+ 273 = 336
335 336
335 340= 0,2
= 4186 4186 4188 0,2 = 4186,4 = 2354 2354 2341 0,2 = 2351,4
26. 500 = 13,5. 4186,4 100 26 + 13,5 .2351,4 26. 500 =4213957,5 Karena ada dua variable tidak diketahui maka dilakukan iterasi Iterasi I Asumsi = 90
= +
2
=500 + 90
2= 295+ 273 = 568 550
Maka = 1040 13,5 . 1040 500 =4213957,5 = 202,07 Karena Tcs asumsi 90 tidak sama dengan hasil iterasi yaitu 202,07 maka dilanjutkan ke itersi II Iterasi II Asumsi = 202,07
= +
2
=500 + 202,07
2= 351,03+ 273 = 624,03
335 4186 2354
336
340 4188 2341
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 5
650 624,03
650 700= 0,5194
= 1051 1051 1063 0,5194 = 1057,23
13,5 .1057,23 500 =4213957,5 = 206,92 Karena Tcs asumsi 202,07 tidak sama dengan hasil iterasi yaitu 206,92 maka dilanjutkan ke itersi III Iterasi III Asumsi = 206,92
= +
2
=500 + 206,92
2= 353,46+ 273 = 626,46
650 626,46
650 700= 0,5292
= 1051 1051 1063 0,5292 = 1056,649
13,5 .1056,649 500 =4213957,5 = 206,76 Maka dapat diambil = 206,76 Untuk mencari koefisien perpindahan panas menyeluruh maka dapat di cari sifat air dari Tabel sifat Fluida Air
106 103 Pr 335 453 656 2,88
336
340 420 660 2,66
335 336
335 340= 0,2
= 453 106 (453 106 420 106) 0,2 = 446,4 106 =656 103 (656 103 660 103) 0,2 = 656,8 103 Pr = 2,88 (2,88 2,66) 0,2 Pr = 2,836 Tabel sifat Udara panas
= +
2
=500 + 206,76
2= 353,3835+ 273 = 626,3835
600 1051
624,03
650 1063
600 1051
626,46
650 1063
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 6
107 103 Pr 600 305,8 46,9 0,685
626,383
650 322,5 49,7 0,690
600 626,383
600 650= 0,52766
= 305,8 107 (305,8 107 322,5 107) 0,52766 = 314,6 107 =46,9 103 (46,9 103 49,7 103) 0,52766 = 48,38 103 Pr = 0,685 (0,685 0,690) 0,52766 Pr = 0,6876 Aliran dalam cangakang sisi dingin evaluasi hf
=
=26
1,5.0,3,90 30
90
= 86,6667 Diameter hidrolik dapat di hitung dengan persamaan
= 42
=4. (0,0902)
0,030 0,030 = 0,3139
Maka dapat dihitung bilangan Reynold
= .
=
86,6667.0,3139
446,4 106
= 60942,377 > 10000 Aliran Turbulent
Karena suhu dinding tidak diketahui maka ( ) di hilangkan untuk sementara maka dapat dihitung
bilangan Nusselt
= 0,360,551/3
= 0,36. 60942,3775 ,55 . 2,83613
= 218,22788
=
=
218,22788. 656,8 103
0,3139
= 456,58 2 Aliran dalam tabung sisi panas evaluasi hc
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 7
=
=13,5
150 0,032/4= 127,388 2
Maka bilangan Reynold
=
=
127,388.0,03
338,01597 107= 113061,4051
> 10.000 (Aliran Turbulen) Maka bilangan nusselt dapat dihitung dengan persamaan
= 0,023 0,81/3 = 0,023 (113061,4051)0,8(0,6947595)1/3 = 224,728
=
=
224,728 52,27013 103
0,03
= 384,75 2 maka di dapat koefisien menyeluruh dari sisi fluida panas
= 1
+ +
+ +
1
1
=
1
391,5522 + 2 104 +
10 103
52,27013 103
( + )2
+ 4 104 +1
1837,59
1
= 5,9721 maka di dapat koefisien menyeluruh dari sisi fluida dingin
= 1
+ +
+ +
1
1
=
1
1837,59+ 4 104 +
10 103
656,8 103
( + )2
+ 2 104 +1
391,5522
1
= 49,881 Maka dengan menggunakan hukum newton tentang perpindahan panas
= ( )
5,9721 697,595 = 49,88( 336)
179,163 697,595 = 1816,8( 336)
1995,963 = 735428,013 =359,964 K
Evaluasi untuk cangkang
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 8
= 359,964 Maka dapat di peroleh dari table sifat air
T 106
355 343
359,964
360 324
355 359,964
355 360= 0,008
= 343 106 (343 106 324 106) 0,008
= 310,28 106
Maka Nusselt dapat di hitung dengan persamaan
= 0,360,551/3 1/4
= 0,36. (60942,3775) ,55 . (2,836)13 446,4 10
6
310,28 106
1/4
= 239,0027
=
=
239,0027( 656,8 103)
0,3139
= 487,72 2 Evaluasi untuk tabung = 368,6 Maka dapat di peroleh dari table sifat udara pada suhu dinding
Tp 107
350 208,2
`368,6
400 230,1
350 368,8
350 400= 0,376
= 208,2 10
7 208,2 107 230 107 0,376
= 216.3968 107
Maka bilangan nusselt untuk fluida panas adalah
= 0,023 0,81/3 = 0,023 (113061,4051)0,8(0,6947595)1/3
= 0,36. 9124,7985 ,55 . 4,7557213 338,01597 10
7
216.3968 107
1/4
= 251,2342 Maka nilai hc adalah
=
=
251,2342 52,27013 103
0,03
= 437,734 2 untuk bahan commercial bronze maka dari tebel deperoleh nilai sebesar 52 W/mK
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 9
maka koefisien perpindahan panas menyeluruh adalah
=1
+1 +
+
1 +
=1
2 104 +1
437,734 +
0,0152
+1
487,72+ 4 104
=132,189 2 = = 13,6 1074,7 = 14508,45 =
= 26 4186,4 = 108794,4 Maka nilai E adalah
=
=500 209,76
500 26
= 0,618165 Maka dengan menggunakan grafik NTU untuk APK tabung cangkang laluan tunggal maka didapat nilai NTU sebesar 1,4 Maka dapat di hitung luas APK menyeluruh
=
1,4 =132,189
14508,45
= 20,73948 2 Maka panjang APK adalah = 20,73948 = 1,5
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 10
= 4,403 Bagan alir perhitungan nilai k dengan menggunakan software
-
[Kelompok 7TUGAS APK] Kelompok 7
Tugas Alat Penukar Kalor Page 11
Bagan alir perhitungan panjang tabung dengan menggunakan software
top related