BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Alat penukar panas adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan

panas dari suatu fluida ke fluida lain baik dari fasa cair ke cair maupun dari fasa uap

ke cair tanpa terjadi penukaran.

Mekanisme perpindahan panas dapat berlangsung dengan tiga cara :

1. Perpindahan panas secara konduksi

Adanya gradient temperatur akan terjadi perpindahan panas. Dalam benda

padat perpindahan panas timbul karena gerakan antar atom pada temperatur yang

tinggi, sehingga atom-atom tersebut dapat memindahkan panas. Di dalam cairan

atau gas, panas dihantar oleh tumbukan antar molekul (Sri. W, 1995)

2. Perpindahan panas secara konveksi

Perpindahan panas terjadi secara konveksi dari pelat ke sekeliling atau

sebaliknya. Perindahan panas konveksi dibedakan menjadi dua yaitu konveksi bebas

(alami) dan konveksi paksa (buatan). Pada konveksi paksa pelat akan mendinginkan

lebih cepat (Sri.W, 1995)

a. Konveksi alami (Natural Convection), terjadi karena perbedaan suhu yang

mempengaruhi densitas, dan relatif fluida apung. Komponen yang lebih berat

akan jatuh, sementara komponen yang lebih ringan naik keatas menyebabkan

pergerakan fluida massal (Mc. Cabe, dkk, 2005).

b. Konveksi buatan (Forced Convection), atau disebut panas adveksi yang

merupakan hasil pergerakan cairan dan kekuatan permukaan eksternal seperti

kipas atau pompa, yang biasanya digunakan untuk meningkatkan tingkat panas

konvek. Konveksi paksa mungkin bisa tjadi secara alami (Mc. Cabe, dkk,

2005).

1

3. Perpindahan panas secara radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas dari suatu zat yang bersuhu tinggi ke suhu

yang lebih rendah tanpa adanya medium perantara (Mc. Cabe, dkk, 2005).

Perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas oleh perjalanan

foton yang tak terorganisasi. Setiap benda terus-menerus memancarkan foton secara

serampang didalam arah, waktu, dan energi netto yang dipindahkan foton tersebut,

diperhitungkan sebagai panas (Sri. W, 1995).

2.1 Perpindahan Panas (Heat Transfer)

Perpindahan panas adalah ilmu yang mempelajari perpindahan energi karena

perbedaan temperatur diantara benda atau material. Di samping itu perpindahan

panas juga meramalkan laju perpindahan yang terjadi pada kondisi tertentu (Sri.W,

1995).

Ada 2 macam panas yaitu:

a. Panas Laten adalah panas yang diperlukan untuk merubah fase (wujud) benda.

b. Panas Sensibel adalah panas yang menyebabkan kenaikan terjadinya

kenaikan/penurunan temperatur, tetapi fase (wujud) tidak berubah.

Panas telah diketahui dapat berpindah dari tempat temperatur lebih tinggi ke

tempat temperatur lebih rendah. Ilmu yang mempelajari perpindahan energi karena

perbedaan temperatur diantara benda atau material disebut juga perpindahan panas.

Menurut hukum kekekalan energi, yaitu panas atau energi tidak dapat

dimusnahkan atau diciptakan, tapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk energi

yang lain. Energi atau panas juga dapat dipindahkan, yaitu dengan cara konduksi,

konveksi dan radiasi (D.Q.Kern, 1950).

2

2.2 Sistem Aliran Penukar Panas

Proses pertukaran panas antara dua fluida dengan temperatur yang berbeda,

baik bertujuan memanaskan atau mendinginkan fluida banyak diaplikasikan secara

teknik dalam berbagai proses thermal di industri. Terdapat berbagai jenis penukar

panas menurut ukuran, efektifitas, perpindahan panas, aliran, dan jenis kontruksi.

Namun berdasarkan sistem kerja yang digunakan, penukar panas dapat digolongkan

menjadi dua sistem utama, yaitu:

2.2.1 Pertukaran Panas Secara Langsung

Materi yang akan dipanaskan atau didinginkan dikontakkan langsung dengan

media pemanas atau pendingin, misalnya kontak langsung antara fluida dengan

kukus. Metode ini hanya dapat digunakan untuk hal-hal tertentu yang khusus.

2.2.2 Pertukaran Panas Secara Tidak Langsung

Pertukaran panas secara tidak langsung memungkinkan terjadinya

perpindahan panas dari fluida ke fluida lain melalui dinding pemisah. Berdasarkan

arah aliran fluida, pertukaran panas dapat dibedakan menjadi:

a. Pertukaran Panas Dengan Aliran Searah (co current / paralel flow)

Pertukaran panas jenis ini, kedua fluida (dingin dan panas) masuk pada sisi

penukar panas yang sama, mengalir dengan arah yang sama dan keluar pada sisi

yang sama pula. Karakteristik penukar panas jenis ini, temperatur fluida dingin yang

keluar dari alat penukar panas (Tcb) tidak dapat melebihi temperatur fluida panas

yang keluar dari alat penukar panas (Thb), sehingga diperlukan media pendingin atau

media pemanas yang banyak.

3

Gambar 2.1 Profil temperatur pada aliran cocurrent

Sumber: McCabe,1993

b. Pertukaran Panas Dengan Aliran Berlawanan Arah (counter current flow)

Penukar panas jenis ini, kedua fluida (panas dan dingin) masuk penukar

panas dengan arah berlawanan, dan keluar pada sisi yang berlawanan juga.

Temperatur fluida dingin yang keluar penukar panas (Tcb) lebih tinggi dibandingkan

temperatur fluida panas yang keluar panas (Thb), sehingga dianggap lebih baik dari

alat penukar panas aliran searah (Co-Current).

Gambar 2.2 Profil temperatur pada aliran countercurrent

Sumber: McCabe,1993

2.3 Klasifikasi Alat Penukar Panas Berdasarkan Fungsinya

4

Berdasarkan fungsinya, alat penukar panas dapat di klasifikasikan sebagai

berikut :

a. Alat Penukar Panas (Heat Exchanger), berfungsi sebagai alat penukar panas

yang bertujuan memanfaatkan panas dari suatu aliran fluida untuk pemanasan

aliran fluida yang lain. Dalam hal ini terjadi dua fungsi sekaligus yaitu:

memanaskan fluida yang dingin dan mendinginkan fluida yang panas.

b. Alat pengembunan atau kondenser (condenser), berfungsi untuk

mengembunkan uap yang telah memutar turbin untuk dijadikan air yang akan

digunakan untuk siklus selanjutnya. Media pendingin yang digunakan biasanya

air sungai atau air laut dengan suhu udara luar (D.Q.Kern, 1950).

c. Alat pendingin (Cooler), berfungsi menurunkan suhu cairan atau gas tanpa

terjadi perubahan fasa, fluida yang didinginkan adalah fluida proses sedangkan

media pendingin digunakan air atau udara. Dengan perkembangan teknologi saat

ini, media pendingin cooler menggunakan udara dengan bantuan kipas (fan)

(D.Q.Kern, 1950).

d. Alat pemanas (Heater), berfungsi untuk memanaskan fluida proses. Biasanya

sebagai media/bahan pemanas digunakan uap air (Steam), meskipun pada

beberapa unit pengolahan gas dapat juga digunakan gas panas sebagai pengganti

uap air. Jadi alat pemanas adalah alat penukar panas yang memanaskan dan atau

menguapkan suatu aliran proses (proses steam) untuk umpan (feed) suatu unit

pengolahan dengan menggunakan uap air atau aliran proses yang panas lainnya

(D.Q.Kern, 1950).

e. Alat pemanas ulang (Reboiler), berfungsi untuk menguapkan kembali sebagian

cairan pada dasar kolom sehingga fraksi ringan yang masih ada pada cairan

dapat menguap, media pemanas yang digunakan biasanya steam dan minyak

(oil). Alat penukar panas ini biasanya digunakan pada peralatan distilasi

(D.Q.Kern, 1950).

5

f. Alat pendingin (Chiller), berfungsi untuk mendinginkan (menurunkan suhu)

cairan atau gas pada temperatur yang sangat rendah (hingga temperatur

creogenic). Temperatur pendingin di dalam chiller jauh lebih rendah

dibandingkan dengan pendinginan yang dilakukan oleh pendingin air. Media

pendingin yang digunakan antara lain propan atau freon.

g. Waste Heat Boiler, berfungsi sebagai steam generator dimana pemanasnya

berasal dari pemanfaatan sisa gas panas dari exhaust suatu turbin atau stack.

h. Superheater, berfungsi untuk memanaskan saturated steam (uap basah) pada

steam generator (ketel uap) menjadi superheated steam (uap kering).

i. Evaporator, berfungsi sebagai pemanas fluida proses hingga merubah fase dari

cair menjadi gas. Atau evaporator adalah alat penukaran panas yang digunakan

untuk menguapkan cairan yang ada pada larutan yang lebih pekat (mother

liquor).

j. Economizer, disebut juga pemanas air pengisi ketel uap yang berfungsi untuk

menaikkan suhu air sebelum air masuk ke dalam ketel uap. Tujuannya untuk

meringankan beban ketel.

k. Thermosiphon dan Forced Circulation Reboiler, Thermosiphon reboiler

merupakan reboiler dimana terjadi sirkulasi fluida yang akan dididihkan dan

diuapkan dengan proses sirkulasi alamiah (natural circulation). Sedangkan

Forced Circulation Reboiler adalah reboiler yang sirkulasi fluida terjadi akibat

adanya pompa sirkulasi sehingga menghasilkan sirkulasi paksaan (forced

circulation).

l. Steam Generator, Alat ini sering disebut sebagai ketel uap dimana terjadi

pembentukan uap dalam unit pembangkit. Panas hasil pembakaran bahan bakar

6

dalam ketel dipindahkan dengan cara konveksi, konduksi dan radiasi.

Berdasarkan sumber panasnya, steam generator dibagi 2 macam, yaitu :

Steam generator tipe pipa air

Tipe ini, fluida yang berada di dalam pipa adalah air ketel, sedangkan

pemanas (berupa nyala api dan gas asap) berada di luar pipa.

Steam generator tipe pipa api

Tipe ini, fluida yang berada di dalam pipa adalah nyala api, sedangkan air

yang akan diuapkan berada di luar pipa dalam bejana khusus pemanas

(berupa nyala api dan gas asap) berada di luar.

2.4 Klasifikasi Alat Penukar Panas Berdasarkan Arah Aliran

Ditinjau dari arah aliran, Heat Exchanger dapat dibedakan menjadi :

2.4.1 Counter Flow : pada alat penukar panas jenis ini fluida yang

mengalir didalamnya berlawanan arah (D.Q.Kern, 1950).

2.4.2 Co Current Flow : pada alat penukar panas jenis ini fluida

pendingin/pemanas maupun fluida yang didinginkan/dipanaskan

mengalir dengan arah yang sama (D.Q.Kern, 1950).

2.5 Klasifikasi Alat Penukar Panas Berdasarkan Kontruksi

Ditinjau berdasarkan konstruksinya, alat penukar panas dapat

diklasifikasikan sebagai berikut:

2.5.1 Penukar Panas Pipa Rangkap (Double Pipe Heat Exchanger)

Double pipe heat exchanger adalah suatu alat penukar panas yang terdiri

dari dua bagian yang dihubungkan secara seri dimana terdapat dua buah pipa besar

dan kecil, pada alat ini pipa kecil terletak didalam pipa besar, fluida yang satu

mengalir didalam pipa kecil dan yang lainnya mengalir diluar pipa kecil (annulus)

7

dan dipasang spin atau sirip yang berguna untuk mendapatkan permukaan

perpindahan panas (D.Q.Kern, 1950).

Dalam penukar panas jenis ini dapat digunakan aliran searah atau aliran

lawan arah, baik dengan zat cair panas maupun zat cair dingin terdapat dalam ruang

annulus dan zat cair yang lain di dalam pipa dalam. Tipe alat penukar panas ini

sering kali digunakan untuk laju alir kecil dan tekanan operasi yang tinggi.

Gambar 2.3 Penukar panas pipa rangkap

Sumber: G. Walker, 1990

Gambar 2.4 Penukar panas jenis pipa rangkap

Sumber: Alat Heat Exchanger.html, 2012

2.5.2 Penukar Panas Selongsong dan Pipa (Shell and Tube Exchanger)

8

Jika melibatkan laju alir yang lebih besar, maka digunakan shell and tube

exchanger yang merupakan salah satu tipe alat penukar panas yang digunakan dalam

industri.

Alat penukar panas selongsong dan pipa terdiri atas suatu bundel pipa yang

dihubungkan secara parallel dan ditempatkan dalam sebuah pipa mantel (cangkang).

Fluida yang satu mengalir di dalam bundel pipa, sedangkan fluida yang lain

mengalir di luar pipa pada arah yang sama, berlawanan, atau bersilangan. Untuk

meningkatkan effisiensi pertukaran panas, biasanya pada alat penukar panas

selongsong dan pipa dipasang sekat (baffle). Ini bertujuan untuk membuat turbulensi

aliran fluida dan menambah waktu tinggal (residence time), namun pemasangan

sekat akan memperbesar pressure drop operasi dan menambah beban kerja pompa,

sehingga laju alir fluida yang dipertukarkan panasnya harus diatur.

Berikut ini adalah jenis – jenis alat penukar panas selongsong dan pipa (shell

and tube).

Gambar 2.5 U-tube two tube pass heat exchanger

Sumber: G. Walker, 1990

9

Gambar 2.6 straight-tube heat exchanger (1 pass)

Sumber: Bahan ajar perpindahan panas, 2012

Gambar 2.7 straight-tube heat exchanger (2 pass)

Sumber: Bahan ajar perpindahan panas, 2012

2.5.3 Penukar Panas Pelat dan Bingkai (Plate and Frame Heat Exchanger)

Penukar panas jenis plat adalah penukar panas yang dapat memindahkan panas

lebih baik. Kelebihan lain pada penukar panas jenis plate and frame ini adalah:

1. Fleksibel dalam penyusunan arah alir fluida

2. Memiliki laju perpindahan panas yang tinggi

3. Mudah dalam pengecekan/inspeksi dan perawatan.

Penukar panas jenis plate and frame ini menggunakan pelat tipis sebagai

komponen utamanya. Penukar panas plat ini terdiri dari pelat-pelat tegak lurus yang

dipisahkan sekat-sekat berukaran antara 2 sampai 5 mm. Pelat-pelat ini berbentuk

empat persegi panjang dengan tiap sudutnya terdapat lubang. Melalui dua di antara

10

lubang-lubang ini fluida yang satu dialirkan masuk dan kluar pada satu sisi,

sedangkan fluida yang lain karena adanya sekat mengalir melalui ruang antar di

sebelahnya. Penukar panas jenis ini tidak cocok untuk digunakan pada fluida yang

bertekanan tinggi dan juga tidak cocok untuk differensial yang temperatur fluida

yang tinggi.

Penukar panas jenis pelat memberikan hasil yang lebih baik dalam proses

pertukaran panas, karena:

1. menggunakan material tipis untuk permukaan penukar panas sehingga

menurunkan tahanan panas selama konduksi

2. memberikan derajat turbulensi yang tinggi yang memberikan nilai konveksi

yang besar sehingga meningkatkan nilai U dan juga menimbulkan self

cleaning effect

3. Faktor-faktor fouling kecil karena:

a. aliran turbulen yang tinggi menyebabkan padatan tersuspensi.

b. profil kecepatan pada pelat menjadi seragam.

c. permukaan pelat secara umum smooth.

d. laju korosi rendah.

e. mempunyai nilai ekonomis dalam instalasi karena hanya

membutuhkan tempat 1/4 sampai 1/10 tempat yang dibutuhkan tube

dan spiral.

f. mudah dalam modifikasi dan pemeliharaan.

g. penukar panas jenis pelat ini dapat memindahkan panas secara efisien

bahkan pada beda temperatur sebesar 10C sekalipun.

h. penukar panas jenis pelat juga fleksibel dalam pemeliharaan aliran.

Pada penukar panas plate and frame ini, perpindahan panas antara dua fluida

yang dipisahkan oleh pelat terjadi secara konduksi dan konveksi. Jika konduksi dan

konveksi secara berurutan, maka tahanan panas yang terlibat (konduksi dan

konveksi), sedangkan untuk perpindahan panas radiasi diabaikan.

Selain menggunakan material tipis, heat exchanger tipe plate and frame ini

juga terbuat dari berbagai bahan. Salah satu tipe plate heat exchanger yaitu terbuat

11

dari bahan titanium. Pemilihan bahan pada alat penukar panas sangat bergantung

pada fluida (komponen) yang akan digunakan pada sistem penukaran panas.

Titanium adalah salah satu jenis logam ringan dari logam non-fero. Logam

ini berkilau, kuat dan tahan korosi. Titanium bisa menstabilkan kekuatan baja pada

korosi panas, mempunyai ketahanan korosi serta elektrikal konduktiviti yang baik.

Titanium ini lebih mahal bahkan dari pada emas. Pada plate heat exchanger titanium

digunakan sebagai bahan pencegah korosi dalam waktu lama, merupakan bahan

penghantar panas yang baik, kuat, tahan lama dan dapat menghemat tempat.

Titanium tahan terhadap korosi dari larutan asam seperti air laut, klorin dan

aqua regia. Yang perlu digaris bawahi adalah kemampuan titanium tahan terhadap

korosi dari aqua regia, seperti yang diketahui nama lain aqua regia ini adalah

nitrobydrochloric acid, asam ini mampu untuk melarutkan logam bahkan termasuk

emas.

Gambar 2.8 Penukar panas jenis pelat dan bingkai

Sumber: Marriot, 1991

12

Gambar 2.9 Bagian-bagian plate and frame (titanium) heat exchanger

Sumber: G. Walker, 1990

Gambar 2.10 Plate and frame heat exchanger

13

Sumber: Robert H. Perry,dkk, 1997

2.6 Dasar-Dasar Perhitungan Alat Penukar Panas

Untuk mengetahui kinerja suatu alat penukar panas maka perlu dilakukan

perhitungan-perhitungan, dari hasil perhitungan tersebut kemudian diambil

kesimpulan menggenai kinerja suatu alat penukar panas.

2.6.1 Neraca Panas (Q)

Penanganan yang melibatkan perpindahan panas secara kualitatif biasanya

didasarkan atas neraca panas dan laju perpindahan panas. Dalam penukar panas

tidak terdapat kerja poros, sedangkan energi mekanik, energi potensial dan energi

kinetik semuanya kecil dibandingkan dengan suku-suku lain dalam persamaan

neraca energi. Perhitungan perpindahan panas didasarkan atas luas penukaran

pemanasan dan dinyatakan dalam Btu per jam kaki persegi (Btu/jam-ft2) atau watt

permeter persegi (W/m2) atas dasar luas bidang tempat berlangsungnya aliran kalor.

Laju perpindahan panas per satuan luas disebut fluks kalor (McCabe, dkk, 1985).

Dengan menggunakan persamaan-persamaan berikut dapat di hitung

perpindahan panas baik fluida panas maupun fluida dingin untuk mengetahui unjuk

kerja suatu alat penukar panas.

Q = m . Cp . ∆ T ...... (2.1)

Untuk fluida dingin:

Qc = mc.Cp.(T ¿¿c ,o−T c ,i)¿ ...... (2.2)

Untuk fluida panas:

Qh = mh.Cp.(T ¿¿h ,o−Th , i)¿

...... (2.3)

Dimana:

14

Q = Neraca Panas (W)

m = Laju alir massa (Kg/jam)

Cp = Kapasitas panas fluida, (Kj/Kg K)

∆T = Beda Temperatur fluida (K)

2.6.2 Koefisien Perpindahan Panas

Koefisien perpindahan panas yang terlibat dapat dibagi menjadi tiga, yaitu

koefisien perpindahan panas keseluruhan (Ud), koefisien perpindahan panas bersih

(Uc) dan koefisien perpindahan panas konveksi (h).

2.6.2.1 Koefisien Perpindahan Panas Bersih (Uc)

Penentuan nilai Uc dilakukan dengan menggunakan persamaan:

U = Q

∆ T LM × A ..... (2.4)

Dimana:

Uc = Koefisien perpindahan panas bersih (W/m2 ℃)

Q = Jumlah panas yang diterima pada desain (W)

A = Luas permukaan aliran desain (m2)

∆TLM = Beda temperatur (℃)

2.6.2.2 Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan (Ud)

1U d

= 1hFW

=∆ xk

= 1hSW

..... (2.5)

Dimana:

Ud = Koefisien perpindahan panas keseluruhan (W/m ℃)

15

hFW = Koefisien perpindahan panas konveksi pada fresh water (W/m ℃)

∆x = Tebal dinding pelat (ft)

k = Konduktivitas termal pelat (titanium) (W/m ℃)

hSW = Koefisien perpindahan panas konveksi pada sea water (W/m ℃)

2.6.2.3 Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (h)

Penentuan koefisien perpindahan panas konveksi (h) dapat di tentukan

berdasarkan keadaan aliran yang di peroleh. Maka persamaan-persamaan yang

digunakan adalah sebagai berikut:

Jika NRE < 2100

h= kd

×(Nℜ× NPR ×d1)1/3 ..... (2.6)

Jika 2100 < NRE < 10000

h= kd

×2 ×( k4

×dL

× Nℜ

× N PR)1/3 ..... (2.7)

Jika NRE > 10000

h= kd

× NRE 0.8 × NPR 1/3 × 0.023 ..... (2.8)

Dimana:

h = koefisien perpindahan panas konveksi (W/m ℃)

k = konduktivitas termal pelat (W/m ℃)

d = diameter aliran (m2)

NRE = Bilangan Reynolds

NPR = Bilangan Prandtl

2.6.3 Perhitungan Logarithmic Mean Temperature Differential (LMTD)

16

LMTD merupakan salah satu metoda yang dipergunakan dalam

menganalisa perpindahan panas. LMTD itu sendiri adalah nilai suhu rata-rata yang

diperhitungkan dari beda suhu pada ujung masuk dikurang beda suhu pada ujung

keluar dibagi logaritma alamiah dari perbandingan beda suhu tersebut. Persamaan

diberikan pada persamaan (2.11)

LMTD=∆T 1−∆T 2

ln(∆ T 1/∆ T 2) ......(2.9)

Adapun aliran pada Heat Exchanger dibagi menjadi dua aliran, yaitu:

a. Counter Current Flow adalah dimana aliran fluida panas berlawanan arahnya

dengan fluida dingin.

Gambar 2.11 Jenis aliran berlawanan arah

b. Parallel Flow (co current) adalah dimana aliran fluida panas searah dengan

aliran fluida dingin.

17

Gambar 2.12 Jenis aliran satu arah

Perhitungan LMTD berbeda menurut aliran yang digunakan.

Untuk co current flow:

∆ TLMTD=( Thi−T ci )−(T ho−T co)

ln{¿¿¿ ...... (2.10)

Untuk counter current flow:

∆ TLMTD=( Tho−T ci )−(T hi−T co)

ln{¿¿¿ ..... (2.11)

(a) (b)

Gambar 2.13 Pola perubahan suhu, (a) Co-current flow dan (b) Counter Current

flow (D.Q.Kern, 1950).

Dimana:

Tho = Temperatur keluar fluida panas (K)

Thi = Temperatur masuk fluida panas (K)

Tco = Temperatur keluar fluida dingin (K)

Tci = Temperatur masuk fluida dingin (K)

2.6.4 Variabel Keadaan

18

Variabel keadaan untuk menentukan nilai variabel yang terlibat, seperti

nilai NRE (Renold Number), NNU (Nusselt Number), dan NPR (Prandtl Number).

2.6.4.1 Bilangan Reynold (NRE)

Bilangan Reynold menggambarkan karakteristik aliran fluida, yang bersifat

turbulen maupun laminer pada setiap fluida. Untuk menentukan Reynold Number

maka menggunakan persamaan:

N ℜ=ρ × d× v

μ ..... (2.12)

Dimana:

NRE = Bilangan Renold

ρ = Densitas fluida (kg/m3)

d = Diameter saluran (m)

v = Laju alir volume (m3/s)

µ = Viskositas fluida (kg/ms)

2.6.4.2 Bilangan Nusselt (NNU)

Bilangan Nusselt ini menggambarkan karakteristik proses perpindahan

panas pada alat penukar panas. Untuk menentukan Nusselt Number maka

menggunkan persamaan:

N NU=N ℜ× N PR ..... (2.13)

Dimana:

NRE = Bilangan Reynolds

NPR = Bilangan Prandtl

19

2.6.4.3 Bilangan Prandtl (NPR)

Pada suatu alat penukar panas ada yang namanya termal fluida, maka

bilangan Prandtl ini digunakan untuk menentukan karakteristik termal fluida pada

masing-masing fluida tersebut, dengan persamaannya:

N PR=Cp× μ

k

..... (2.14)

Dimana:

NPR = Bilangan Prandtl

Cp = Capasitas panas fluida (Kj/Kg. K)

µ = Viskositas fluida (Kg/ms)

k = Konduktivitas termal bahan (W/m.K)

2.6.5 Kecepatan Massa (Massa Velocity)

Untuk menentukan kecepatan massa pada setiap fluida maka menggunakan

rumus sebagai berikut:

G=ma t

..... (2.15)

Dimana: G = kecepatan massa (Lb/h ft2)

m = massa fluida (Lb/h)

at = luas aliran (ft2)

2.6.6 Luas Aliran (Flow Area)

Luas aliran digunakan untuk menentukan kecepatan massa pada setiap

fluida, untuk menentukan luas aliran menggunakan rumus sebagai berikut:

a t=N t × a ' t

144 ×n ..... (2.16)

20

Dimana: at = luas aliran (ft2)

Nt = jumlah rongga pada pelat

a’t = luas permukaan aliran perlintasan (ft2)

n = jumlah aliran

2.6.7 Faktor Pengotor (Rd)

Rd=U c−U d

U c ×U d

..... (2.16)

Dimana:

Rd = Dirty faktor/faktor pengotor (m2 ℃ /W )Uc = Koefisien perpindahan panas keseluruhan bersih (m2 ℃ /W )Ud = Koefisien perpindahan panas keseluruhan aktual (m2 ℃ /W )

21