HEAT EXCHANGER DOCX

Title	HEAT EXCHANGER
Author	Muslimatul Mufidati
Pages	3
File Size	132.9 KB
File Type	DOCX
Total Downloads	370
Total Views	614

Summary

Description

Praktikum Operasi Teknik Kimia, 14 November 2017, Jurusan Teknik Kimia Universitas Negeri Semarang HEAT EXCHANGER Kelompok 17, Kelompok 12, Kelompok 8, Kelompok 3 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Semarang 1. TUJUAN PRAKTIKUM Tujuan praktikum ini mempelajari fenomena perpindahan panas, menentukan koefisien perpindahan panas keseluruhan, dan menentukan efisiensi alat penukar panas. 2. VARIABEL PRAKTIKUM Variabel tetap pada praktikum ini yaitu cold water flow control valve 100%. Variabel bebas yang digunakan yaitu flowrate hot water yang mengalir dengan variabel 1 L/mnt, 2 L/mnt, dan 3 L/mnt, suhu fluida panas yang masuk 40o C, 50o C, 55o C, dan 60o C, serta jenis aliran co-current dan counter current. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Heat Exchanger merupakan alat yang menyediakan aliran energi panas antara dua atau lebih cairan pada suhu yang berbeda. Penukar panas digunakan dalam berbagai macam aplikasi teknik seperti pembangkit tenaga listrik, pemulihan panas limbah, aplikasi ruang angkasa, industri petrokimia, dll[7] . Alat penukar panas yang dipakai pada praktikum ini yaitu shell and tube heat exchanger dengan tipe satu shell dan dua tube. Jenis aliran yang dipakai yaitu co-current dan counter current. Aliran searah (co-current) adalah suatu aliran dimana kedua fluida masuk dari ujung yang sama pada alat penukar panas dan mengalir dengan arah yang sama menuju ujung lainnya. Aliran ini biasa digunakan dalam kondisi khusus, dimana suhu maksimum fluida dingin perlu dibatasi atau suhu salah satu fluida harus diubah dengan cepat. Aliran berlawanan arah (counter current) adalah suatu aliran dimana fluida yang satu masuk pada satu ujung penukar panas, sedangkan fluida yang lain masuk pada ujung yang lain dan masing-masing fluida mengalir dengan arah yang berlawanan[3] . 3.1. Fenomena Perpindahan Panas Dalam dunia industri, fenomena perpindahan panas dari material atau fluida yang mempunyai temperatur lebih tinggi ke material atau fluida yang mempunyai temperatur lebih rendah dimanfaatkan untuk keperluan proses dengan menggunakan suatu alat yang disebut alat penukar kalor (heat exchanger). Dalam aplikasinya heat exchanger ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan temperatur fluida dan mengubah suatu fasa fluida. Proses perpindahan panas pada heat exchanger dapat terjadi melalui kontak langsung maupun kontak tidak langsung (melalui dinding pemisah)[9] . Ada tiga bentuk mekanisme perpindahan panas yang diketahui, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi[4] . Contoh fenomena konduksi yakni terjadi pada shell pada heat exchanger. Dimana kalor mengalir dalam suatu medium cair yang bersinggungan secara langsung sehingga terjadi pertukaran energi dan momentum. Sedangkan fenomena konveksi terjadi pada tube karena adanya gerakan/aliran/ pencampuran dari bagian panas ke bagian yang dingin. 3.2. Hubungan antara flowrate dan suhu fluida panas masuk terhadap energi panas yang dilepas (Qe) dan energi panas yang diserap (Qa) 3.2.1 Aliran co current Pada aliran co-current dengan flowrate hot water sebesar 1 L/min, 2 L/min, 3 L/min, 4 L/min diperoleh energi panas yang dilepas (Qe) pada suhu 40°C yaitu 0.168569, 0.224503, dan 0.280055. Nilai Qe pada berbagai suhu cenderung naik karena semakin besarnya suhu hot fluid. Berbanding lurus dengan nilai energi yang diserap (Qa) dengan flowrate yang sama diperoleh Qa pada suhu 40°C yaitu 0.16217, 0.19438, dan 0.22362. Pada suhu 50°C diperoleh Qa sebesar 0.26761, 0.38518, dan 0.44994. Pada suhu 55°C diperoleh Qa sebesar 0.08604, 0.06285, dan 0.17511. Pada suhu 60°C diperoleh Qa sebesar 0.45067, 0.58118, dan 0.66357. Kenaikan nilai Qa dan Qe dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2. Nilai Qe dan Qa aliran co current pada berbagai suhu cenderung mengalami kenaikan seiring bertambahnya laju aliran fluida. Hal ini dapat dikatakan bahwa semakin tinggi suhu hot fluid yang masuk maka semakin tinggi pula energi panas yang diperoleh. Sesuai dengan teori bahwa besarnya beban panas dari alat penukar panas didapatkan dari besarnya laju alir massa dan selisih temperatur Q= m.c (Tin-Tout) [6] . Nilai Qa juga juga sebanding dengan nilai Qe yang rata-rata mengalami kenaikan. Sedangkan pada suhu 55°C cenderung fluktuatif dan tidak sesuai teori dikarenakan tidak mengatur cold water flow control valve 100% sehingga proses perpindahan panas kurang optimal. Nilai Qa dan Qe optimum diperoleh pada suhu 60 °C dengan flowrate 3 L/min sebesar 0,663 dan 0,768. Gambar 1. Grafik hubungan antara flowrate dan Qe co current pada berbagai suhu Gambar 2. Grafik hubungan antara flowrate dan Qa co current pada berbagai suhu...