Download - Contoh Soal Metoda NTU
-
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