8/16/2019 Contoh Soal Metoda NTU

1/6

Contoh Soal Metoda NTU-Efektivitas

 Nama : Siti Ambar Khalis

 NPM : 1406533434

Kelompok/ Jurusan : / !eknolo"i #ioprosesMateri #ahasan : $ontoh soal Meto%a N!&'()ekti*itas

+utline : 1, %e)inisi

  , -ontoh soal %an pembahasan

PEMBAHASAN

Meto%e N!& merupakan meto%e ber%asarkan e)ekti)itas alat penukar kalor %alam

memin%ahkan se.umlah kalor tertentu, Meto%e ini men""unakan e)ekti)itas untuk 

men"hin%arkan suhu keluar an" tak %iketahui %an men"hasilkan penelesaian untuk 

e)ekti)itas %en"an men""unakan parameter'parameter lain an" telah %iketahui m - A %an

&2, Pen%ekatan M! %alam analisis penukar kalor ber"una bila suhu masuk %an suhu

keluar %iketahui atau %apat %itentukan %en"an mu%ah sehin""a aliran kalor luas permukaan

%an koe)isien perpin%ahan kalor meneluruh %apat %itentukan, #ila harus menentukan suhu

masuk atau suhu keluar analisis akan melibatkan prose%ur iterasi, alam hal %emikian

analisis akan lebih mu%ah %ilaksanakan %en"an men""unakan meto%e an" ber%asarkan atas

e)ekti*itas penukar'kalor %alam memin%ahkan se.umlah kalor tertentu/meto%e N!&'

()ekti*itas,

Keun""ulan meto%e ini a%alah untuk men"analisis soal'soal %imana %alam soal

tersebut harus memban%in"kan berba"ai .enis penukar kalor "una memilih .enis an" terbaik 

untuk melaksanakan sesuatu tu"as pemin%ahan kalor tertentu %an san"at berman)aat %alam

meran-an" alat penukar kalor, Meto%e ini %iaplikasikan bila suhu masuk %an suhu keluar 

%iketahui atau %apat %itentukan %en"an mu%ah,

alaupun ba"an'ba"an N!&'e)ekti*itas san"at berman)aat %alam soal meran-an"

alat penukar kalor a%a pula penerapan lain an" memerlukan ketelitian an" lebih tin""i %ari

an" biasa %i%apatkan %ari "ra)ik, Selain itu prose%ur meran-an" mun"kin banak 

men""unakan komputer an" memerlukan a%ana persamaan analitis untuk kur*a'kur*a itu,

Persamaan'persamaan e)ekti*itas %iran"kum %alam %a)tar %i lampiran, alam banak hal

tu.uan analisis ialah untuk menentukan N!& %an untuk itu %apat %ibuat suatu persamaan

eksplisit untuk N!& %en"an men""unakan e)ekti*itas %an perban%in"an kapasitas,

Contoh Soal:

1

8/16/2019 Contoh Soal Metoda NTU

2/6

alam sebuah alat penukar kalor aliran silan" %i"unakan "as panas $p 107 kJ/k" o$2

untuk memanaskan 5 k"/s air %ari suhu 35o$ hin""a 85o$, 9as masuk pa%a suhu 00o$ %an

keluar pa%a suhu 73o$, Koe)isien perpin%ahan kalor meneluruh sebesar 180 /mo$,

itun"lah luas penukar kalor %en"an men""unakan

a2 M!

 b2 Meto%e N!&'e)ekti)itas

iketahui:

• a.u alir massa air ḿc   5 k"/s

• Suhu a;al Air !-1  35+-

• Suhu akhir Air !-  85o$

• Suhu a;al 9as !h1  00o-

• Suhu akhir 9as !h  73o$• Koe)isien Kalor meneluruh & 180 /m o$

itana: uas Penukar Kalor A2 <

Asumsi:

• i"unakan eat (=-han"er Aliran Silan"

• Ke%ua )lui%a Air %an 9as2 pa%a eat (=-han"er ti%ak ber-ampur 

Gambar ! Heat E"#han$er aliran silan$ tak #am%&r

Sumber: : J,P, olman, 177>, Perpindahan Kalor  edisi 6  Jakarta: Penerbit (rlan""a2

Metode 'MT(

Pa%a %asarna proses trans)er kalor pa%a eat (=-han"er berlaku:

?%iterima ?%ilepasimana nilai perpin%ahan kalor an" %itrans)er sebesar 

2

8/16/2019 Contoh Soal Metoda NTU

3/6

q= ḿ air x c air x ∆ T air

q=2,5 kg

s  x 4180

  J 

kg x (85−35 )OC 

q=522500

  J 

s .O C 

alam meto%e M! ini @ .u"a %apat %iukur %en"an persamaan berikut %imana

%apat %ipakai untuk menentukan luas eat (=-han"er q=U . A . F . ∆ T  m

Men-ari Nilai ∆ T m

ln [¿(T h1−T c 2) /(T h2−T c1)]

∆ T m= (T h1−T c 2 )−(T h2−T c1)

¿

ln [¿ (200−85 )(93−35)

 ]

∆ T m= (200−85)−(93−35)

¿

∆ T m=  57

ln1,98=83,2o C 

Men-ari nilai )a-tor koreksi2 %en"an men""unakan "ra)ik )a-tor koreksi untuk 

eat (=-han"er Aliran Silan" sekali lintas ke%ua )lui%a tak -ampur,

&ntuk men-ari nilai %ari "ra)ik maka harus men"hubun"kan korelasina %en"an P

%an B :

 P= Tc2−Tc1Th1−Tc1

=  85−35200−35

=0,3

 R

=

Th1−Th2

Tc2−Tc1=

200−93

85−35  =2,14

3

8/16/2019 Contoh Soal Metoda NTU

4/6

Sehin""a %i%apatkan

0,73

&ntuk men-ari nilai A pakai persamaan %iatas aituq=U . A . F . ∆ T  m

 A=   qU .F .∆ T m

 A=  522500

180 x0,93 x 83,2

 A=37 ,5m2

Metode NTU- Efektivitas

Men-ari la.u alir massa "as

?%iterima ?%ilepas

ḿc cc ∆ T c= ́mhch ∆ T h

ḿh= ḿc cc ∆ T c

ch ∆ T h

ḿh=2,5.4180 .(85−35)1090.(200−93)

ḿh=4,48kg

s

Men-ari nilai la.u kapasitas kalor

C c ¿ ḿc cc=2,5.4180=10450 W 

℃

C h ¿ ḿh ch=4,48 .1090=4883,2 W 

℃

iketahui bah;a C h

8/16/2019 Contoh Soal Metoda NTU

5/6

C = C min

C maks=

4883,2

10450

C =0,467

 Nilai e)ekti*itas untuk sstem ini akibat )lui%a panas an" merupakan )lui%a

minimum :

∈= ∆T hot 

∆Tmax=

T h1−T h2T h1−T c1

∈=200−93

200−35

∈=0,648

Selan.utna untuk men-ari nilai A maka %i"unakan persamaan N!& an" %i%apatkan

nilaina %en"an pen%ekatan "ra)ik,

 NTU max=U A

C min

9ra)ik an" %i"unakan merupakan "ra)ik e)ekti*itas untuk eat (=-han"er aliran

silan" pa%a )lui%a tak -ampur,

imana nilai N!& ma= an" %i%apat %ari pen%ekatan tersebut a%alah :

5

8/16/2019 Contoh Soal Metoda NTU

6/6

Maka nilai luas eat (=-han"er a%alah

 NTU max=U A

C min

 A= NTU max .C min

U 

 A=1,35 .4883,2W /℃

180 W 

m2℃

 A=36 ,63m2

(A)TA* PUSTA+A

olman J, P, 010, Heat Transfer: Chapter 4 – Unsteady-State Conduction, Tenth Edition,

 Ne; Cork: M-9ra;'ill,

John ienhar% DE %an John ienhar% E, 000'011,  Heat Transfer Te!t"oo#, Third

 Edition, $ambri%"e Massa-husetts: Phlo"ston Press,

6