BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam
kehidupan sehari-hari banyak terlihat fenomena perpindahan panas dari material atau fluida yang mempunyai
temperatur lebih tinggi ke material atau fluida yang mempunyai temperatur lebih rendah.
Dalam dunia industri fenomena perpindahan
panas tersebut dimanfaatkan untuk keperluan proses dengan menggunakan suatu alat yang biasa disebut
sebagai penukar panas atau heat exchanger.
Heat exchanger merupakan alat yang digunakan sebagai media untuk memindahkan panas dari fluida yang
bertemperatur lebih tinggi menuju fluida yang bertemperatur lebih rendah. Dalam
aplikasinya alat ini digunakan untuk menaikkan
maupun menurunkan temperatur, dan juga mengubah fase fluida.
Salah satu tipe heat exchanger
yang banyak digunakan di dunia industri adalah shell and tube heat exchanger.
Hal terpenting dalam proses
perancangan heat exchanger adalah perhitungan perpindahan panas yang terjadi di
dalam heat exchanger itu sendiri.
Ada beberapa metode untuk
menghitung perpindahan panas tersebut. Dalam Tugas Sarjana ini akan dibandingkan antara dua
metode perhitungan perpindahan panas
untuk heat exchanger tipe shell and tube, yaitu metode Delaware dan metode Wills and Johnston. Metode-metode
tersebut digunakan untuk menganalisis
perpindahan panas dan aliran fluida di dalam shell.
Dalam kaitannya dengan aplikasi
pada dunia industri, Tugas Sarjana ini difokuskan
pada perancangan heat exchanger di suatu perusahaan yang digunakan sebagai aftercooler kompresor atau pendingin
udara hasil kompresi yang akan didistribusikan
ke alat-alat dan instrumen lain pada perusahaan tersebut. Saat ini, heat exchanger yang digunakan menunujukkan
kinerja yang kurang memuaskan, dimana
terjadi laju pengotoran atau fouling yang tinggi, serta temperatur dan kelembaban udara keluar heat exchanger lebih
tinggi dari yang diharapkan. Oleh karena
itu, dalam Tugas Sarjana ini dilakukan perancangan ulang heat exchanger untuk memperoleh desain heat exchanger yang
paling optimal sesuai dengan kebutuhan
perusahaan baik dalam hal dimensi, biaya, maupun kapasitas perpindahan panas.
Pada perancangan heat exchanger
ini, fluida pendingin yang digunakan adalah
air sungai. Air sungai tersebut dialirkan di dalam shell, sedangkan udara dari kompresor dialirkan di dalam snan
pipa-pipa atau tube.
1.2 Tujuan Tujuan penulisan Tugas
Sarjana ini bertujuan untuk memperoleh desain heat exchanger yang paling optimal. Penggunaan
metode Delaware dan metode Wills and
Johnstone dalam perhitungan perpindahaan panas bertujuan untuk membandingkan hasil perhitungan dua metode
tersebut sehingga diperoleh metode yang
paling baik dalam perhitugan perpindahan panas untuk fluida di dalam shell. Selain itu, tujuan dari penulisan
Tugas Sarjana ini adalah untuk mengetahui
pola aliran serta distribusi kecepatan, temperatur, dan tekanan fluida pada sisi shell.
1.3 Batasan Masalah Masalah-masalah yang
dibahas dalam Tugas Sarjana ini mencakup analisis termodinamika, perhitungan perpindahan panas,
perhitungan penurunan tekanan, penentuan
detail desain heat exchanger, pemilihan desain yang paling optimal.
Analisis termodinamika mencakup
perhitungan psikometrik yang berfungsi untuk mengetahui kelakuan udara basah di dalam
shell. Perhitungan perpindahan panas menggunakan
metode logarithmic mean temperature difference (LMTD) untuk menentukan koefisien perpindahan panas total
yang dibutuhkan. Perhitungan koefisien
perpindahan panas dan penurunan tekanan untuk fluida di dalam tube dilakukan berdasarkan bilangan Reynolds dari
aliran fluida tersebut, sedangkan perhitungan
untuk fluida di dalam shell menggunakan metode Delaware dan Wills and Johnston. Penentuan detail desain heat
exchanger dilakukan berdasar pada standar
yang tercantum di dalam TEMA untuk kelas C. Pada penulisan Tugas Sarjana ini tipe heat exchanger yang digunakan
adalah tipe singel shell and tube—passes
dengan fluida kerja berupa udara pada sisi tube dan air pada sisi shell.
1.4 Metodologi Penulisan Metode
yang digunakan dalam penulisan Tugas Sarjana ini adalah : a. Survei lapangan, yakni berupa peninjauan
langsung ke lokasi tempat alat penukar
kalor yang berada di PT. ANEKA GAS INDUSTRI b.
Studi literatur, yakni berupa studi kepustakaan dan tulisan-tulisan yang
terkait dengan Alat Penukar Kalor.
c. Diskusi, yakni berupa tanya jawab dengan
dosen pembimbing.
1.5 Sistematika Penulisan Penulisan Tugas
Sarjana ini dibagi dalam beberapa bab dengan sistematika sebagai berikut : 1. Bab I membahas tentang latar belakang,
tujuan, batasan masalah, metodologi
penulisan, dan sistematika penulisan.
2. Bab II dasar teori dan tinjauan pustaka dalam
hubungannya dengan jenisjenis serta bagian-bagian heat exchanger tipe
shell and tube, teori perpindahan
panas pada heat exchanger tipe shell and tube, teori mengenai analisis psikometrik, serta teori yang
berhubungan dengan metode Delaware dan
metode Wills and Johnston.
3. Bab III membahas tentang analisis
kesetimbangan energi.
4. Bab IV membahas tentang perancangan heat
exchanger tipe shell and tube untuk kondisi heat exchanger yang diinginkan yang
mencakup data-data awal perancangan,
perhitungan perpindahan panas, perhitungan penurunan tekanan, serta perbandingan hasil-hasil
perhitungan.
5. Bab V membahas tentang detail desain heat
exchanger berdasarkan standar TEMA.
6. Bab VI membahas kesimpulan dan saran dari
penulisan Tugas Sarjana.
0 komentar:
Posting Komentar